低壓電器柜設計元件介紹

安文麗

中圖分類號：TM13 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2016）10-000-01

摘 要 文章介紹了低壓電器柜元件的設計原理，并分別對低壓斷路器，接觸器，繼電器和熔斷器設計原理結構進行分析。

關鍵詞 低壓電器柜 工作原理 設計

一、低壓斷路器

低壓斷路器通常又被稱為自動空氣開關，這是一種工作時需要有電參與的源操作的開關設備，它在低壓配電的斷路過程中使用非常廣泛，通常是在不經常操作的低壓配電設施當中可認為是電源開關，并有較為完善的滅弧裝置，既可以有手動開關作用，又可以自動的進行對失壓、欠壓、斷相、過載和短路等故障時電器的保護。斷路器不僅可以導通和斷開正常負載的電流和過載的電流，而且可以導通和斷開短路電流。斷路器可來分配電能，對于不頻繁啟動異步電機，為了達到可以保護電動機以及電源等設備，當它們發(fā)生非常嚴重的過載故障、短路故障以及欠電壓故障等情況時，可以自動切斷所能電路，以實現對整個運行線路的保護，將損失減少到最低限度。

低壓斷路器所擁有的種類非常多，按照其不同作用可分為按性能分有配電保護斷路器、電動機保護斷路器、家庭用電和類似家庭用電斷路器以及發(fā)生漏點故障時及時保護的斷路器；若按不同的性能劃分可分為一般式、多功能式、高性能、智能型和可通信智能型等類型；若按滅弧時所用介質劃分，有空氣式和真空式。

（一）塑料外殼型低壓斷路器。作為低壓配電開關柜中應用非常普遍的一種控制元件，塑料外殼型低壓斷路器可作為配電線路、電動機、照明電路及電熱器等設備的電源控制及開關保護，其基本結構是由觸頭和滅弧系統(tǒng)、操作部分、各種脫扣元件、附件等多個基本結構組成。

（二）低壓斷路器的主要用途：具有限流分段功能；可以進行電路保護；對于過載情況可延時保護；具有一定的隔離能力。

二、接觸器

接觸器是一種可以自動控制的電器，可用于一般的低壓配置系統(tǒng)中，通常用來在距離較遠線路中控制電氣設備，經常用于操作交直流主回路當中，通常在大容量電路中、交流或者直流電動機的自動控制當中應用也較為廣泛。

接觸器如果按照其滅弧能力分類，可分為真空式、油浸式和電氣電磁式等；若按照觸頭控制而形成的電流種類進行分類可分為交流式、直流式、機械連鎖式、切換電容式等。

（一）接觸器的基本結構

a、電磁機構：線圈、動鐵芯（即銜鐵）和靜鐵芯，而且二者均采用均采用硅鋼片的結構；b、觸頭結構：主觸頭、輔助觸頭（主觸頭主要用于通斷電路，輔助觸頭用于控制電路），均與動鐵芯聯動；c、滅弧結構；d、釋放彈簧系統(tǒng)；e、接線端子；f、絕緣外殼及基座等。

其中，容量處于中小型的接觸器通選取用直動式電磁系統(tǒng)，主觸頭與輔助觸頭一般選取雙斷點橋式結構；若是大容量系統(tǒng)，選用繞棱角轉動結構，主觸頭選用單斷點式。交流接觸器一般選取多縱縫滅弧；直流接觸器一般選取磁吹式滅弧。

（二）交流式接觸器及其原理

其工作原理是利用電磁來控制電路，從而使銜鐵動作，帶動觸頭的轉換。當線圈沒有電時，由于彈簧的作用力使得銜鐵和主觸頭處于斷開狀態(tài)；當線圈有電時，彈簧克服彈力使得銜鐵與主觸頭接觸，電路處于閉合狀態(tài)，與此同時，輔助觸頭也跟隨動作。

三、繼電器

繼電器是一種可以進行自動控制以及邏輯轉換的一種元件，在電氣領域中，凡是涉及到邏輯控制的場所，均要使用繼電器。因此，繼電器有非常多的種類，在使用過程中需進行選擇。

繼電器是一種通過對輸入量改變的感知（無論是電量變化還是非電量變化），相對應的改變輸出量，輸出量通過控制觸頭來轉換邏輯。繼電器的邏輯特性非常強，在實現邏輯轉換的過程中，“通”、“斷”分別用“0”、“1”。

繼電器的分類：

如果依信號分類，可將繼電器分為直流、交流、電壓、電流、時間、溫度、脈沖、壓力、中間繼電器等等；如果依照產品的類型可分為固體式、靜態(tài)式、接觸式繼電器等；如果依靠接觸頭的功率可分為高度靈敏繼電器、靈敏繼電器、通用型繼電器；如果按輸出頭容量可分為節(jié)能型、微功率型、弱功率型、小功率型、中功率型、大功率型繼電器等。在這些分類中，電磁式繼電器應用較為普遍。

電磁式繼電器是一種可以控制信號的繼電器，同樣也有交、直流不同類型，種類也非常多。它的基本原理與結構和接觸器基本原理與結構類似，唯一不同之處在于由于繼電器每個觸頭容許的電流量較小，所以觸頭數量很多，而且沒有特定的滅弧裝置，體積不大，動作反應快，因此只能用于邏輯轉換。工業(yè)中若需要在線路中間轉換信號或者進行小型功率的輸送，通常采用小型電磁繼電器。

四、熔斷器

熔斷器用于短路保護，它的工作原理是由于熱效應原理。通常串聯于電路當中，若發(fā)生短路故障或線路中突然出現過大電流超過其最大值時，它將迅速自身產生熱量融化自身熔體，從而斷開電路，起到保護作用。斷路器根據使用電壓可分為高壓斷路器和低壓斷路器；根據結構可分為敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。

熔斷器串聯于被保護的電路當中，當電路發(fā)生短路或嚴重過流時，電流超過規(guī)定值一段時間后，以它本身產生的熱量使融化體融化而快速分斷電路，從而保護電路。在熔斷器工作時，需要與其他的保護電氣開關相互配合，短路電流在其一定范圍內可滿足保護要求。

熔斷器的工作原理：

熔斷體與熔斷器支持件共同組成了熔斷體。熔斷體是由熔體、熔斷管、導電體元件、填料等組成。熔斷體的熔體在其兩端會有圓筒帽，在靠近最熱部位上需要裝有適量合金以降低動作溫度與功耗；在熔斷器中最重要的部分就是熔體，它是必須有斷流能力強、本身消耗小同時限制電流能力要強等特點；熔斷管壁一般成半封閉狀態(tài)，里面裝置者熔斷體，而且這樣的設計有利于斷通時滅弧，熔斷體是由不同金屬絲制成的，不僅有絲狀，還有片狀、袋狀、絲狀等等；填料在熔斷器中也非常重要，通常采用石英砂，主要是用來幫助熔體散熱，同時也可以作為滅弧介質，從而幫助熔斷器限流和分流。