工廠常用電器基礎(chǔ)知識(shí)

1、工廠常用電器基礎(chǔ)知識(shí)1.1 電器的基本概念電器的基本概念按電器適用的電路電壓等級(jí)來分，可以分為高壓電器和低壓按電器適用的電路電壓等級(jí)來分，可以分為高壓電器和低壓電器。高壓和低壓是一個(gè)相對(duì)的概念，按國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電網(wǎng)電器。高壓和低壓是一個(gè)相對(duì)的概念，按國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于電網(wǎng)額定電壓等級(jí)的規(guī)定，把額定電壓在額定電壓等級(jí)的規(guī)定，把額定電壓在3 kV及以上的電壓稱為及以上的電壓稱為高壓，有高壓，有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1 000 kV 等各電壓等級(jí)；額定電壓交流等各電壓等級(jí)；額定電壓交流1.2 kV 及以下

2、，直流及以下，直流1.5 kV 及以下的電壓稱為低壓，有交流及以下的電壓稱為低壓，有交流36 V、220 V、380 V、660 V、1 140 V 等電壓等級(jí)，直流等電壓等級(jí)，直流36 V、48 V、110 V、220 V、440 V、800 V 等電壓等級(jí)。適用于高等電壓等級(jí)。適用于高壓電路中的電器稱為高壓電器，應(yīng)用于低壓電路中的電器就壓電路中的電器稱為高壓電器，應(yīng)用于低壓電路中的電器就是低壓電器。電器的額定電壓，是指作用于電路的主控部件是低壓電器。電器的額定電壓，是指作用于電路的主控部件的額定電壓，而不是指操作電源的額定電壓。高壓電器與低的額定電壓，而不是指操作電源的額定電壓。高壓電器與

3、低壓電器雖然在功能上有一些相似之處，但是二者在結(jié)構(gòu)特征壓電器雖然在功能上有一些相似之處，但是二者在結(jié)構(gòu)特征上有較大的差異。上有較大的差異。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念按電器適用的電源性質(zhì)分，可分為交流電器與直流電器。應(yīng)按電器適用的電源性質(zhì)分，可分為交流電器與直流電器。應(yīng)用于交流電路的電器是交流電器，應(yīng)用于直流電路的電器則用于交流電路的電器是交流電器，應(yīng)用于直流電路的電器則是直流電器。對(duì)于電磁系列和電動(dòng)系列的電器，同樣依據(jù)該是直流電器。對(duì)于電磁系列和電動(dòng)系列的電器，同樣依據(jù)該電器所作用的電路性質(zhì)來確定，而不能以輸入該電器的操作電器所作用的電路性質(zhì)來確定，而不能以輸入該電

4、器的操作電源的性質(zhì)來確定其是交流電器還是直流電器。電源的性質(zhì)來確定其是交流電器還是直流電器。按電器在電路中所處的地位和作用分，可以分為配電電器和按電器在電路中所處的地位和作用分，可以分為配電電器和控制電器，用來分配和傳輸電能的電器是配電電器，如斷路控制電器，用來分配和傳輸電能的電器是配電電器，如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器等，控制電器是對(duì)電路和器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器等，控制電器是對(duì)電路和電能的質(zhì)量進(jìn)行控制、測(cè)量及保護(hù)作用的電器，如接觸器、電能的質(zhì)量進(jìn)行控制、測(cè)量及保護(hù)作用的電器，如接觸器、啟動(dòng)器、控制繼電器、控制器、主令器及互感器等。啟動(dòng)器、控制繼電器、控制器、主令器及互感器等。

5、上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念按工作條件或使用環(huán)境可分為普通電器和特種電器，所謂特按工作條件或使用環(huán)境可分為普通電器和特種電器，所謂特種電器是適應(yīng)特殊環(huán)境，在結(jié)構(gòu)上有特殊要求的電器，如：種電器是適應(yīng)特殊環(huán)境，在結(jié)構(gòu)上有特殊要求的電器，如：船用電器，要求有一定耐潮濕、耐腐蝕和抗沖擊、抗震性能船用電器，要求有一定耐潮濕、耐腐蝕和抗沖擊、抗震性能，主要用于船舶和艦艇。，主要用于船舶和艦艇。礦用電器，應(yīng)具有防爆、密封、耐潮濕、抗沖擊的性能。礦用電器，應(yīng)具有防爆、密封、耐潮濕、抗沖擊的性能?；る娖?，具有耐腐蝕、耐潮濕和防爆性能?；る娖?，具有耐腐蝕、耐潮濕和防爆性能。熱帶型電器

6、，具有抗高溫、抗鹽霧、耐潮濕、耐腐蝕性能。熱帶型電器，具有抗高溫、抗鹽霧、耐潮濕、耐腐蝕性能。高原型電器，具有抗低氣壓、抗鹽堿、防風(fēng)沙、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高原型電器，具有抗低氣壓、抗鹽堿、防風(fēng)沙、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐寒等特性。耐寒等特性。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念按其工作方式可分為自動(dòng)電器、手動(dòng)電器兩類。自動(dòng)電器是按其工作方式可分為自動(dòng)電器、手動(dòng)電器兩類。自動(dòng)電器是依據(jù)外來信號(hào)和自身參數(shù)的變化，通過電磁機(jī)構(gòu)或壓縮空氣依據(jù)外來信號(hào)和自身參數(shù)的變化，通過電磁機(jī)構(gòu)或壓縮空氣來完成接通、分?jǐn)?、啟?dòng)等動(dòng)作，如接觸器、繼電器等；而來完成接通、分?jǐn)?、啟?dòng)等動(dòng)作，如接觸器、繼電器等；而手動(dòng)電器則是

7、由手力操縱手柄帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成上述動(dòng)作的手動(dòng)電器則是由手力操縱手柄帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成上述動(dòng)作的，如刀開關(guān)、主令器、凸輪控制器等。，如刀開關(guān)、主令器、凸輪控制器等。按有無觸點(diǎn)可分為有觸點(diǎn)電器和無觸點(diǎn)電器。有觸點(diǎn)電器是按有無觸點(diǎn)可分為有觸點(diǎn)電器和無觸點(diǎn)電器。有觸點(diǎn)電器是通過觸點(diǎn)的開閉完成對(duì)電路的接通與分?jǐn)?，或達(dá)到切換電路通過觸點(diǎn)的開閉完成對(duì)電路的接通與分?jǐn)?，或達(dá)到切換電路的目的，它最顯著的特點(diǎn)是能完全切斷電流，隔離電源，有的目的，它最顯著的特點(diǎn)是能完全切斷電流，隔離電源，有良好的分?jǐn)嗄芰Γ捎陔娀『蜋C(jī)械磨損會(huì)影響其使用壽命良好的分?jǐn)嗄芰?，但由于電弧和機(jī)械磨損會(huì)影響其使用壽命。無觸點(diǎn)電器是通過改變電

8、路的參數(shù)達(dá)到上述目的，這種電。無觸點(diǎn)電器是通過改變電路的參數(shù)達(dá)到上述目的，這種電器的特點(diǎn)是無觸點(diǎn)系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生電弧，沒有機(jī)械噪聲，但器的特點(diǎn)是無觸點(diǎn)系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生電弧，沒有機(jī)械噪聲，但是壓降大，溫升高，一般不能完全隔離電源。是壓降大，溫升高，一般不能完全隔離電源。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念1.1.2 對(duì)電器的基本要求對(duì)電器的基本要求電器種類繁多，結(jié)構(gòu)千差萬別，但不論其差異如何，對(duì)電器電器種類繁多，結(jié)構(gòu)千差萬別，但不論其差異如何，對(duì)電器的基本要求都是相同的，這也是設(shè)計(jì)和使用電器的基本原則的基本要求都是相同的，這也是設(shè)計(jì)和使用電器的基本原則。應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)的供、配電條件

9、，用電容量、負(fù)荷性質(zhì)和。應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)的供、配電條件，用電容量、負(fù)荷性質(zhì)和類別，做到合理選型，從而保障供電可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)類別，做到合理選型，從而保障供電可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。合理。（1）安全性。所有的電器不但能正常地滿足負(fù)荷電流做功）安全性。所有的電器不但能正常地滿足負(fù)荷電流做功的需要，還能承受住故障時(shí)短路電流的熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)產(chǎn)的需要，還能承受住故障時(shí)短路電流的熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)產(chǎn)生的破壞力，滿足熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性的要求。這就要求電生的破壞力，滿足熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性的要求。這就要求電器的額定電壓、額定電流、額定頻率都應(yīng)與電網(wǎng)相符合，以器的額定電壓、額定電流、額定頻率都應(yīng)與電網(wǎng)相符合，

10、以滿足電器在正常狀態(tài)下的穩(wěn)定工作要求。而且當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)滿足電器在正常狀態(tài)下的穩(wěn)定工作要求。而且當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如短路、過載、過壓等非正常狀態(tài)時(shí)，要求電器從生故障，如短路、過載、過壓等非正常狀態(tài)時(shí)，要求電器從生故障到保護(hù)裝置將故障線路切除這一段時(shí)間內(nèi)，不會(huì)損壞生故障到保護(hù)裝置將故障線路切除這一段時(shí)間內(nèi)，不會(huì)損壞。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念電器的熱穩(wěn)定性是指電器在運(yùn)行過程中，會(huì)有各種損耗而發(fā)電器的熱穩(wěn)定性是指電器在運(yùn)行過程中，會(huì)有各種損耗而發(fā)熱，如果發(fā)熱超過電器的極限允許溫度，則電器的性能就會(huì)熱，如果發(fā)熱超過電器的極限允許溫度，則電器的性能就會(huì)受到極大的影響，甚至損

11、毀電器。在正常情況下，電器一方受到極大的影響，甚至損毀電器。在正常情況下，電器一方面由于有電流通過而發(fā)熱產(chǎn)生熱量積累，另一方面電器又通面由于有電流通過而發(fā)熱產(chǎn)生熱量積累，另一方面電器又通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射向周圍散熱，當(dāng)二者達(dá)到平衡時(shí)，電器過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射向周圍散熱，當(dāng)二者達(dá)到平衡時(shí)，電器的溫度達(dá)到穩(wěn)定值。但是在短路時(shí)，由于電流劇增而電器又的溫度達(dá)到穩(wěn)定值。但是在短路時(shí)，由于電流劇增而電器又來不及與周圍介質(zhì)發(fā)生熱交換，電器在這種狀態(tài)時(shí)，溫度快來不及與周圍介質(zhì)發(fā)生熱交換，電器在這種狀態(tài)時(shí)，溫度快速上升。在故障未排除前，電器必須能承受短路電流所產(chǎn)生速上升。在故障未排除前，電器必須能承受短路電流所產(chǎn)

12、生的熱效應(yīng)。電器在規(guī)定使用條件下，短時(shí)間內(nèi)通過最大電流的熱效應(yīng)。電器在規(guī)定使用條件下，短時(shí)間內(nèi)通過最大電流而不損壞的性能，稱為電器的熱穩(wěn)定性。而不損壞的性能，稱為電器的熱穩(wěn)定性。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念熱穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流 是指電器在規(guī)定的使用條件和時(shí)限范圍是指電器在規(guī)定的使用條件和時(shí)限范圍t 內(nèi)，內(nèi)，在閉合位置上保證不超過極限允許溫度的最大電流。在閉合位置上保證不超過極限允許溫度的最大電流。t 分別分別取取2 s、4 s、10 s，稱為，稱為2 s、4 s、10 s 熱穩(wěn)定電流。電熱穩(wěn)定電流。電器的熱穩(wěn)定電流是否滿足實(shí)際需要，必須進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)器的熱穩(wěn)定電流是

13、否滿足實(shí)際需要，必須進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。其條件為。其條件為式中式中 短路電流的最大值，一般按三相短路電流計(jì)算；短路電流的最大值，一般按三相短路電流計(jì)算； 短路開始至自動(dòng)切除為止的時(shí)間；短路開始至自動(dòng)切除為止的時(shí)間； t s熱穩(wěn)定電流。熱穩(wěn)定電流。上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念電器在通過電流時(shí)，在其周圍空間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)反過來電器在通過電流時(shí)，在其周圍空間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)反過來又對(duì)電流產(chǎn)生作用力，人們把這種安培力稱為電動(dòng)力。電動(dòng)又對(duì)電流產(chǎn)生作用力，人們把這種安培力稱為電動(dòng)力。電動(dòng)力對(duì)電器有很強(qiáng)的破壞力。如載流線圈受到向外的張力，會(huì)力對(duì)電器有很強(qiáng)的破壞力。如載流線圈受到向外

14、的張力，會(huì)使線圈散包，如圖使線圈散包，如圖1-11-1所示；也會(huì)使載流平行導(dǎo)體變形或使電所示；也會(huì)使載流平行導(dǎo)體變形或使電氣連接處松脫，如圖氣連接處松脫，如圖1-21-2所示。當(dāng)平行導(dǎo)體通以同方向電流時(shí)所示。當(dāng)平行導(dǎo)體通以同方向電流時(shí)相互吸引，通以反方向電流時(shí)相互排斥。相互吸引，通以反方向電流時(shí)相互排斥。電器的動(dòng)穩(wěn)定性是指導(dǎo)體和電器承受短路電流電動(dòng)力作用的電器的動(dòng)穩(wěn)定性是指導(dǎo)體和電器承受短路電流電動(dòng)力作用的能力，一般稱為動(dòng)穩(wěn)定。電器的動(dòng)穩(wěn)定是否滿足實(shí)際要求，能力，一般稱為動(dòng)穩(wěn)定。電器的動(dòng)穩(wěn)定是否滿足實(shí)際要求，也要進(jìn)行校驗(yàn)，其條件是也要進(jìn)行校驗(yàn)，其條件是上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電

15、器的基本概念式中式中 三相短路沖擊電流的幅值及有效值；三相短路沖擊電流的幅值及有效值； 電器允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值和有效電器允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值和有效值。值。（2）可靠性。所有的電器不但在正常狀態(tài)下能可靠地工作）可靠性。所有的電器不但在正常狀態(tài)下能可靠地工作，還在線路和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠利用電器具備的功能迅，還在線路和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠利用電器具備的功能迅速地對(duì)故障線路或設(shè)備有效地切除、隔離，迅速恢復(fù)非故障速地對(duì)故障線路或設(shè)備有效地切除、隔離，迅速恢復(fù)非故障區(qū)的供電，而且要求誤動(dòng)作少。區(qū)的供電，而且要求誤動(dòng)作少。（3）適應(yīng)性。電器的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)工作環(huán)境和控制的要求特）適應(yīng)性。電器的結(jié)構(gòu)

16、要適應(yīng)工作環(huán)境和控制的要求特殊環(huán)境要使用特種電器，普通環(huán)境也要考慮其結(jié)構(gòu)與工作條殊環(huán)境要使用特種電器，普通環(huán)境也要考慮其結(jié)構(gòu)與工作條件的關(guān)系，如，是室內(nèi)還是室外、是自動(dòng)還是手動(dòng)等件的關(guān)系，如，是室內(nèi)還是室外、是自動(dòng)還是手動(dòng)等上一頁 下一頁返回1.1 電器的基本概念電器的基本概念電器的學(xué)習(xí)方法電器的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)本篇，要求掌握工廠常用電器的工作原理，主要產(chǎn)品的學(xué)習(xí)本篇，要求掌握工廠常用電器的工作原理，主要產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、用途、電路符號(hào)和運(yùn)行特點(diǎn)?？梢圆捎妙惐鹊姆椒▽W(xué)結(jié)構(gòu)、用途、電路符號(hào)和運(yùn)行特點(diǎn)?？梢圆捎妙惐鹊姆椒▽W(xué)習(xí)，高壓電器和低壓電器在功能上有許多相似之處，也有相習(xí)，高壓電器和低壓電器在功能上有許

17、多相似之處，也有相對(duì)應(yīng)功能的產(chǎn)品，本教材采用按適用電壓等級(jí)分類方法安排對(duì)應(yīng)功能的產(chǎn)品，本教材采用按適用電壓等級(jí)分類方法安排章節(jié)，這樣把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，有利于類比學(xué)習(xí)。章節(jié)，這樣把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，有利于類比學(xué)習(xí)。上一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器在電氣控制系統(tǒng)中使用量是最大的，類型也最多電磁式電器在電氣控制系統(tǒng)中使用量是最大的，類型也最多.各類電磁式電器的工作原理基本相同，其結(jié)構(gòu)也大同小異，各類電磁式電器的工作原理基本相同，其結(jié)構(gòu)也大同小異，就結(jié)構(gòu)而言，主要由檢測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（觸就結(jié)構(gòu)而言，主要由檢測(cè)部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（觸點(diǎn)系統(tǒng)）及滅弧系統(tǒng)

18、和緩沖機(jī)構(gòu)等幾部分組成。點(diǎn)系統(tǒng)）及滅弧系統(tǒng)和緩沖機(jī)構(gòu)等幾部分組成。下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的組成和分類電磁機(jī)構(gòu)的組成和分類電磁機(jī)構(gòu)是電磁式電器的主要部件之一，它的作用是將電磁電磁機(jī)構(gòu)是電磁式電器的主要部件之一，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。1.電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)的組成電磁機(jī)構(gòu)由鐵芯（包括銜鐵）、線圈、返回系統(tǒng)三部分組成電磁機(jī)構(gòu)由鐵芯（包括銜鐵）、線圈、返回系統(tǒng)三部分組成（1）鐵芯的作用是構(gòu)成磁路，并通過銜鐵的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)觸點(diǎn)）鐵芯的作用是構(gòu)成磁路，并通過銜鐵的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。鐵芯有動(dòng)作。鐵芯有U形

19、、形、E形、筒形等基本形式，銜鐵有條形、形、筒形等基本形式，銜鐵有條形、U形、形、 E形、圓柱形等基本形式。銜鐵的運(yùn)動(dòng)有轉(zhuǎn)動(dòng)式和直形、圓柱形等基本形式。銜鐵的運(yùn)動(dòng)有轉(zhuǎn)動(dòng)式和直動(dòng)式。動(dòng)式。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)（2）線圈是電磁式電器的勵(lì)磁系統(tǒng)，其作用是將電能轉(zhuǎn)化）線圈是電磁式電器的勵(lì)磁系統(tǒng)，其作用是將電能轉(zhuǎn)化為磁能，產(chǎn)生磁場(chǎng)，銜鐵在電磁力的作用下發(fā)生機(jī)械位移與為磁能，產(chǎn)生磁場(chǎng)，銜鐵在電磁力的作用下發(fā)生機(jī)械位移與之吸合。通以直流電的線圈稱為直流線圈，通以交流電的線之吸合。通以直流電的線圈稱為直流線圈，通以交流電的線圈稱為交流線圈。圈稱為交流線圈。對(duì)于直流

20、線圈，其鐵芯通常由軟鋼或工程純鐵制成，鐵芯不對(duì)于直流線圈，其鐵芯通常由軟鋼或工程純鐵制成，鐵芯不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此直流線圈做成高而薄的瘦高型，發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此直流線圈做成高而薄的瘦高型，而且不設(shè)骨架，線圈直接與鐵芯接觸，有利于散熱。而且不設(shè)骨架，線圈直接與鐵芯接觸，有利于散熱。對(duì)于交流線圈，由于其鐵芯中有磁滯和渦流損耗，所以鐵芯對(duì)于交流線圈，由于其鐵芯中有磁滯和渦流損耗，所以鐵芯和線圈都發(fā)熱，交流線圈一般都設(shè)有骨架，使鐵芯與線圈隔和線圈都發(fā)熱，交流線圈一般都設(shè)有骨架，使鐵芯與線圈隔離，并將線圈設(shè)計(jì)成短而厚的矮胖型，而且鐵芯通常由電工離，并將線圈設(shè)計(jì)成短而厚的矮胖型，而且鐵芯通常由

21、電工鋼片疊壓而成，在端口處還加有分磁環(huán)，也叫短路環(huán)，以減鋼片疊壓而成，在端口處還加有分磁環(huán)，也叫短路環(huán)，以減小渦流損耗和電磁振動(dòng)。小渦流損耗和電磁振動(dòng)。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)的組成和分類電磁機(jī)構(gòu)的組成和分類（3）返回系統(tǒng)的作用是使被吸合的銜鐵在線圈斷電后能夠）返回系統(tǒng)的作用是使被吸合的銜鐵在線圈斷電后能夠復(fù)原的重要裝置。電磁式電器的返回系統(tǒng)通常利用彈簧的彈復(fù)原的重要裝置。電磁式電器的返回系統(tǒng)通常利用彈簧的彈力或銜鐵自身的重力作用，既簡(jiǎn)單又靈敏。力或銜鐵自身的重力作用，既簡(jiǎn)單又靈敏。2.電磁機(jī)構(gòu)的分類電磁機(jī)構(gòu)的分類（1）按銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式可分為拍

22、合式和直動(dòng)式，常用的結(jié)）按銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式可分為拍合式和直動(dòng)式，常用的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種，如圖構(gòu)形式有以下幾種，如圖1-3所示。所示。銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵芯，如圖銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵芯，如圖1-3（a）所示，這種）所示，這種結(jié)構(gòu)的磁路氣隙可以有結(jié)構(gòu)的磁路氣隙可以有13個(gè)，返回系統(tǒng)多用彈簧返回，該個(gè)，返回系統(tǒng)多用彈簧返回，該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于直流電器中。結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于直流電器中。銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵芯，如圖銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式鐵芯，如圖1-3（b）所示，其鐵芯）所示，其鐵芯的形狀有的形狀有E形和形和U形兩種，磁路氣隙形兩種，磁路氣隙13個(gè)，返回系統(tǒng)可以個(gè)，返回系統(tǒng)可以用彈簧也可以用自身重力返

23、回，該結(jié)構(gòu)多用于觸點(diǎn)容量較大用彈簧也可以用自身重力返回，該結(jié)構(gòu)多用于觸點(diǎn)容量較大的交流電器中。的交流電器中。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)（2）按線圈與電路的連接方式可分為電流型電磁機(jī)構(gòu)和電）按線圈與電路的連接方式可分為電流型電磁機(jī)構(gòu)和電壓型電磁機(jī)構(gòu)。壓型電磁機(jī)構(gòu)。電流型電磁機(jī)構(gòu)的線圈串聯(lián)接入電路中，如圖電流型電磁機(jī)構(gòu)的線圈串聯(lián)接入電路中，如圖1-4（a）所）所示，流過線圈的電流較大，為了減小其對(duì)電路的分壓作用，示，流過線圈的電流較大，為了減小其對(duì)電路的分壓作用，線圈所用的導(dǎo)線粗，匝數(shù)少，線圈的阻抗小，該線圈被稱為線圈所用的導(dǎo)線粗，匝數(shù)少，線圈的阻抗小，該線

24、圈被稱為 電流線圈。電流線圈。電壓型電磁機(jī)構(gòu)的線圈并聯(lián)接入電路中，如圖電壓型電磁機(jī)構(gòu)的線圈并聯(lián)接入電路中，如圖1-4（b）所）所示，為了減小線圈對(duì)電路的分流作用，降低對(duì)電路的影響，示，為了減小線圈對(duì)電路的分流作用，降低對(duì)電路的影響，線圈的阻抗要求較大，所以線圈的線徑細(xì)，匝數(shù)多，該線線圈的阻抗要求較大，所以線圈的線徑細(xì)，匝數(shù)多，該線 圈被稱為電壓線圈。圈被稱為電壓線圈。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的基本工作原理如圖電磁式電器的基本工作原理如圖1-5所示，當(dāng)線圈中通以電所示，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)，線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于銜鐵，銜鐵受到力的作用而流時(shí)，線圈

25、中產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于銜鐵，銜鐵受到力的作用而產(chǎn)生機(jī)械位移，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。產(chǎn)生機(jī)械位移，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)線圈斷電后，銜鐵失去電磁吸引力，由復(fù)位彈簧將其拉回當(dāng)線圈斷電后，銜鐵失去電磁吸引力，由復(fù)位彈簧將其拉回原位，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位。因此作用于銜鐵的力有兩個(gè)，即原位，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位。因此作用于銜鐵的力有兩個(gè)，即電磁吸力與反力，電磁吸力由電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，而反力由復(fù)位電磁吸力與反力，電磁吸力由電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，而反力由復(fù)位彈簧和觸點(diǎn)彈簧產(chǎn)生。彈簧和觸點(diǎn)彈簧產(chǎn)生。電磁吸力可以由式（電磁吸力可以由式（1-3）表示，即）表示，即上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)式中式中F電磁吸力，電

26、磁吸力，N；B氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度，氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；S磁極橫截面積，磁極橫截面積，m2。當(dāng)線圈中通以直流電時(shí)，當(dāng)線圈中通以直流電時(shí)，F(xiàn)為一恒定值。當(dāng)線圈中通以正弦為一恒定值。當(dāng)線圈中通以正弦交流電時(shí)，其氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度也按正弦規(guī)律變化，即交流電時(shí)，其氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度也按正弦規(guī)律變化，即代入式（代入式（1-3）得電磁吸力的瞬時(shí)值）得電磁吸力的瞬時(shí)值上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)由式（由式（1-5）知，電磁吸力的最大值為）知，電磁吸力的最大值為電磁吸力的最小值為電磁吸力的最小值為上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)吸力特性是指電磁

27、吸力吸力特性是指電磁吸力F隨銜鐵與鐵芯間氣隙隨銜鐵與鐵芯間氣隙變化的關(guān)系曲變化的關(guān)系曲線。氣隙越大，吸力越小，線。氣隙越大，吸力越小，F(xiàn)與與成反比例關(guān)系。成反比例關(guān)系。不同的電磁機(jī)構(gòu)，有不同的吸力特性，實(shí)驗(yàn)表明，螺管式的不同的電磁機(jī)構(gòu)，有不同的吸力特性，實(shí)驗(yàn)表明，螺管式的吸力吸力F隨隨變化較小，拍合式的吸力變化較小，拍合式的吸力F隨隨變化最大。圖變化最大。圖1-6所所示為電磁機(jī)構(gòu)的吸力與反力最典型的特性曲線。示為電磁機(jī)構(gòu)的吸力與反力最典型的特性曲線。對(duì)于直流線圈，其勵(lì)磁電流的大小與氣隙無關(guān)，銜鐵運(yùn)動(dòng)過對(duì)于直流線圈，其勵(lì)磁電流的大小與氣隙無關(guān)，銜鐵運(yùn)動(dòng)過程中是恒磁勢(shì)工作，所以吸力特性曲線比較陡峭

28、（如圖程中是恒磁勢(shì)工作，所以吸力特性曲線比較陡峭（如圖1-6中的中的1所示）。所示）。而交流線圈的勵(lì)磁電流與氣隙成正比，銜鐵在運(yùn)動(dòng)過程中為而交流線圈的勵(lì)磁電流與氣隙成正比，銜鐵在運(yùn)動(dòng)過程中為恒磁通工作，但考慮到漏磁和線圈電阻的影響，其吸力平均恒磁通工作，但考慮到漏磁和線圈電阻的影響，其吸力平均值隨氣隙的增大而略有減小，所以吸力特性曲線比較平坦，值隨氣隙的增大而略有減小，所以吸力特性曲線比較平坦，如圖如圖1-6中的中的2所示。所示。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)其反力特性是指反力其反力特性是指反力Fr隨氣隙隨氣隙變化的關(guān)系曲線，如圖變化的關(guān)系曲線，如圖1-6中

29、的中的3所示，由電磁機(jī)構(gòu)的吸力與反力特性曲線可知，電磁所示，由電磁機(jī)構(gòu)的吸力與反力特性曲線可知，電磁機(jī)構(gòu)要正常工作，其吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng)；否機(jī)構(gòu)要正常工作，其吸力特性與反力特性必須配合得當(dāng)；否則，電磁機(jī)構(gòu)就會(huì)動(dòng)作混亂。在銜鐵吸合的全過程中，其吸則，電磁機(jī)構(gòu)就會(huì)動(dòng)作混亂。在銜鐵吸合的全過程中，其吸力特性曲線必須在反力特性曲線上方，即吸力大于反力，如力特性曲線必須在反力特性曲線上方，即吸力大于反力，如圖圖1-7（a）所示。而在銜鐵釋放的全過程中，其反力特性曲）所示。而在銜鐵釋放的全過程中，其反力特性曲線必須在吸力特性曲線的上方，亦反力大于吸力，如圖線必須在吸力特性曲線的上方，亦反力大于

30、吸力，如圖1-7（b）所示。）所示。在吸合的過程中同時(shí)還必須注意吸力特性曲線位于反力特性在吸合的過程中同時(shí)還必須注意吸力特性曲線位于反力特性曲線上方不能太高，一方面會(huì)無謂浪費(fèi)能量，另一方面會(huì)由曲線上方不能太高，一方面會(huì)無謂浪費(fèi)能量，另一方面會(huì)由于銜鐵對(duì)鐵芯的碰撞而產(chǎn)生振動(dòng)甚至影響到電器的機(jī)械壽命于銜鐵對(duì)鐵芯的碰撞而產(chǎn)生振動(dòng)甚至影響到電器的機(jī)械壽命，合理配合的基本原則是：在滿足吸力特性曲線在反力特性，合理配合的基本原則是：在滿足吸力特性曲線在反力特性曲線上方的原則下，應(yīng)使二者盡量靠近，甚至允許有少量交曲線上方的原則下，應(yīng)使二者盡量靠近，甚至允許有少量交叉。叉。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器

31、的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)交流電磁機(jī)構(gòu)上短路環(huán)的作用交流電磁機(jī)構(gòu)上短路環(huán)的作用由式（由式（1-5）可知，交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力是一個(gè)周期性）可知，交流電磁機(jī)構(gòu)的電磁吸力是一個(gè)周期性變力，其頻率是電源頻率的變力，其頻率是電源頻率的2倍，其變化關(guān)系如圖倍，其變化關(guān)系如圖1-8所示所示。 當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合，反之銜鐵釋放當(dāng)電磁吸力的瞬時(shí)值大于反力時(shí)，銜鐵吸合，反之銜鐵釋放。電源電壓變化一個(gè)周期，銜鐵吸合兩次，釋放兩次，若勵(lì)。電源電壓變化一個(gè)周期，銜鐵吸合兩次，釋放兩次，若勵(lì)磁電源為工頻，則銜鐵每秒將有磁電源為工頻，則銜鐵每秒將有100次振動(dòng)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生次振動(dòng)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪

32、聲，為此必須采取有效的措施，消除振動(dòng)與噪聲。噪聲，為此必須采取有效的措施，消除振動(dòng)與噪聲。上一頁 下一頁返回1.2 電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)電磁式電器的電磁機(jī)構(gòu)具體的辦法就是在鐵芯端面的具體的辦法就是在鐵芯端面的2/3處開個(gè)小槽，在槽內(nèi)安裝處開個(gè)小槽，在槽內(nèi)安裝一個(gè)銅質(zhì)的短路環(huán)，又稱分磁環(huán)，如圖一個(gè)銅質(zhì)的短路環(huán)，又稱分磁環(huán)，如圖1-9（a）所示，加了）所示，加了分磁環(huán)后，鐵芯的磁場(chǎng)被分成兩部分，即環(huán)外部分分磁環(huán)后，鐵芯的磁場(chǎng)被分成兩部分，即環(huán)外部分B1和環(huán)內(nèi)和環(huán)內(nèi)部分部分B2，由于磁場(chǎng)的變化，在銅環(huán)內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電流，該變，由于磁場(chǎng)的變化，在銅環(huán)內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電流，該變化的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙了化的電流

33、產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙了B2的變化，如果設(shè)計(jì)合理，可以的變化，如果設(shè)計(jì)合理，可以使使B2的相位滯后的相位滯后B1約約90，而電磁吸力與，而電磁吸力與B的平方成正比的平方成正比，所以使得電磁吸力的合力始終大于反力，使銜鐵牢牢被鐵，所以使得電磁吸力的合力始終大于反力，使銜鐵牢牢被鐵芯吸合，這樣就消除了振動(dòng)與噪聲。其形成的合力如圖芯吸合，這樣就消除了振動(dòng)與噪聲。其形成的合力如圖1-9（b）所示。）所示。上一頁返回1.3 電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)觸點(diǎn)的概念和觸點(diǎn)材料觸點(diǎn)的概念和觸點(diǎn)材料觸點(diǎn)是電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它在銜鐵的帶動(dòng)下起接通和分?jǐn)嚯娪|點(diǎn)是電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它在銜鐵的帶動(dòng)下起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?，觸點(diǎn)總是

34、成對(duì)出現(xiàn)，其中固定不動(dòng)的稱為靜觸點(diǎn)路的作用，觸點(diǎn)總是成對(duì)出現(xiàn)，其中固定不動(dòng)的稱為靜觸點(diǎn)，隨銜鐵運(yùn)動(dòng)的稱為動(dòng)觸點(diǎn)。根據(jù)它在電路中所起的作用，隨銜鐵運(yùn)動(dòng)的稱為動(dòng)觸點(diǎn)。根據(jù)它在電路中所起的作用，要求觸點(diǎn)具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，同時(shí)還要有良好的接要求觸點(diǎn)具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，同時(shí)還要有良好的接觸性能。觸點(diǎn)通常用銅、銀、鎳及其合金材料制成，有時(shí)也觸性能。觸點(diǎn)通常用銅、銀、鎳及其合金材料制成，有時(shí)也在銅觸點(diǎn)的表面電鍍銀、錫或者鎳。銅容易氧化在觸點(diǎn)的表在銅觸點(diǎn)的表面電鍍銀、錫或者鎳。銅容易氧化在觸點(diǎn)的表面生成氧化銅，它將增大觸點(diǎn)的接觸電阻，使觸點(diǎn)的損耗加面生成氧化銅，它將增大觸點(diǎn)的接觸電阻，使觸點(diǎn)的損

35、耗加大，電器的溫度上升。大，電器的溫度上升。下一頁返回電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回所以有些特殊用途的電器或者電流容量較小的電器的觸點(diǎn)常所以有些特殊用途的電器或者電流容量較小的電器的觸點(diǎn)常采用銀質(zhì)材料，這不僅因?yàn)殂y質(zhì)觸點(diǎn)的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)于采用銀質(zhì)材料，這不僅因?yàn)殂y質(zhì)觸點(diǎn)的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)于銅質(zhì)觸點(diǎn)，而且銀質(zhì)觸點(diǎn)的氧化物的電阻率很低，與純銀的銅質(zhì)觸點(diǎn)，而且銀質(zhì)觸點(diǎn)的氧化物的電阻率很低，與純銀的電阻率幾乎相同，銀的氧化要在較高的溫度下才可進(jìn)行，而電阻率幾乎相同，銀的氧化要在較高的溫度下才可進(jìn)行，而且形成的氧化膜極易粉末化，隨觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)很容易且形成的氧化膜極易粉末化，隨觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)很

36、容易 自潔，這樣可以有效地避免因觸點(diǎn)表面氧化而引起的接觸不自潔，這樣可以有效地避免因觸點(diǎn)表面氧化而引起的接觸不良。良。對(duì)于大容量和中等容量的電器，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，觸點(diǎn)常采用對(duì)于大容量和中等容量的電器，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，觸點(diǎn)常采用滾動(dòng)設(shè)計(jì)，可將氧化膜去掉，一般常采用銅質(zhì)材料，這樣既滾動(dòng)設(shè)計(jì)，可將氧化膜去掉，一般常采用銅質(zhì)材料，這樣既 經(jīng)濟(jì)又能滿足電器的導(dǎo)電和容量要求。經(jīng)濟(jì)又能滿足電器的導(dǎo)電和容量要求。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回觸點(diǎn)的接觸電阻觸點(diǎn)的接觸電阻觸點(diǎn)的電阻不僅取決于構(gòu)成觸點(diǎn)的導(dǎo)體電阻，更重要的是取觸點(diǎn)的電阻不僅取決于構(gòu)成觸點(diǎn)的導(dǎo)體電阻，更重要的是取決于觸點(diǎn)之間的接觸電阻。決

37、于觸點(diǎn)之間的接觸電阻。觸點(diǎn)間的接觸電阻包括觸點(diǎn)間的接觸電阻包括“表面膜電阻表面膜電阻”和和“收縮電阻收縮電阻”?！氨砻婺る娮璞砻婺る娮琛笔怯|點(diǎn)接觸表面在介質(zhì)中形成的氧化物、硫化是觸點(diǎn)接觸表面在介質(zhì)中形成的氧化物、硫化物、有機(jī)聚合物、纖塵及油水等所形成的電阻，物、有機(jī)聚合物、纖塵及油水等所形成的電阻，“表面膜電表面膜電阻阻”可能比導(dǎo)體本身的電阻大幾十甚至幾千倍，導(dǎo)電性能極可能比導(dǎo)體本身的電阻大幾十甚至幾千倍，導(dǎo)電性能極差，且受環(huán)境的影響大。差，且受環(huán)境的影響大?！笆湛s電阻收縮電阻”是由于觸點(diǎn)的接觸面是由于觸點(diǎn)的接觸面并不絕對(duì)光滑，在接觸時(shí)，其實(shí)際接觸面積總是小于觸點(diǎn)的并不絕對(duì)光滑，在接觸時(shí)，其實(shí)

38、際接觸面積總是小于觸點(diǎn)的可接觸面積，這樣有效導(dǎo)電截面積減小，當(dāng)電流流過觸點(diǎn)時(shí)可接觸面積，這樣有效導(dǎo)電截面積減小，當(dāng)電流流過觸點(diǎn)時(shí)，會(huì)形成電流收縮現(xiàn)象，從而使電阻增大，導(dǎo)電性能變差，會(huì)形成電流收縮現(xiàn)象，從而使電阻增大，導(dǎo)電性能變差，由于這種原因增加的電阻稱為由于這種原因增加的電阻稱為“收縮電阻收縮電阻”。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回如果觸點(diǎn)的接觸電阻變大，當(dāng)電流流過觸點(diǎn)時(shí)，壓降增大，如果觸點(diǎn)的接觸電阻變大，當(dāng)電流流過觸點(diǎn)時(shí)，壓降增大，電阻損耗加大，溫度升高，這樣會(huì)導(dǎo)致電阻損耗加大，溫度升高，這樣會(huì)導(dǎo)致“表面膜電阻表面膜電阻”進(jìn)一進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，使相鄰的絕緣材料老化，嚴(yán)

39、重時(shí)會(huì)步增大，形成惡性循環(huán)，使相鄰的絕緣材料老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使觸點(diǎn)熔焊，造成電力設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生事故。所以減小使觸點(diǎn)熔焊，造成電力設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生事故。所以減小接觸電阻并使之保持穩(wěn)定是電器對(duì)觸點(diǎn)的必然要求，接觸電接觸電阻并使之保持穩(wěn)定是電器對(duì)觸點(diǎn)的必然要求，接觸電阻的大小與接觸面的大小、壓力、溫度、材料、化學(xué)性質(zhì)、阻的大小與接觸面的大小、壓力、溫度、材料、化學(xué)性質(zhì)、接觸面的粗糙程度等都有密切關(guān)系，通?？梢圆捎靡韵麓胧┙佑|面的粗糙程度等都有密切關(guān)系，通?？梢圆捎靡韵麓胧p小接觸電阻：減小接觸電阻：（1）觸點(diǎn)閉合時(shí)保持一定的壓力。）觸點(diǎn)閉合時(shí)保持一定的壓力。（2）設(shè)計(jì)觸點(diǎn)時(shí)應(yīng)使其具有自清潔功能。

40、）設(shè)計(jì)觸點(diǎn)時(shí)應(yīng)使其具有自清潔功能。（3）合理選擇觸點(diǎn)材料的硬度及電化學(xué)性能。）合理選擇觸點(diǎn)材料的硬度及電化學(xué)性能。（4）觸點(diǎn)表面鍍覆蓋層。）觸點(diǎn)表面鍍覆蓋層。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回觸點(diǎn)的分類觸點(diǎn)的分類按開閉電流的大小，可分為弱電流觸點(diǎn)、中電流觸點(diǎn)、強(qiáng)電按開閉電流的大小，可分為弱電流觸點(diǎn)、中電流觸點(diǎn)、強(qiáng)電流觸點(diǎn)。開閉電流在流觸點(diǎn)。開閉電流在10 A以下的觸點(diǎn)稱為弱電流觸點(diǎn)，以下的觸點(diǎn)稱為弱電流觸點(diǎn)，10 A以上以上100 A以下的觸點(diǎn)稱為中電流觸點(diǎn)，以下的觸點(diǎn)稱為中電流觸點(diǎn)，100 A及以上的及以上的觸點(diǎn)稱為強(qiáng)電流觸點(diǎn)。中、強(qiáng)電流觸點(diǎn)又被稱為觸頭。弱電觸點(diǎn)稱為強(qiáng)電流觸點(diǎn)。

41、中、強(qiáng)電流觸點(diǎn)又被稱為觸頭。弱電流觸點(diǎn)也被稱為接點(diǎn)。流觸點(diǎn)也被稱為接點(diǎn)。按工作狀態(tài)，觸點(diǎn)可分為動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)和動(dòng)斷（常閉）按工作狀態(tài)，觸點(diǎn)可分為動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)和動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)，任何觸點(diǎn)都有兩個(gè)狀態(tài)，即開和閉，而觸點(diǎn)的開和閉觸點(diǎn)，任何觸點(diǎn)都有兩個(gè)狀態(tài)，即開和閉，而觸點(diǎn)的開和閉是由操動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，相應(yīng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)也有兩個(gè)狀態(tài)，即是由操動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，相應(yīng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)也有兩個(gè)狀態(tài)，即分閘和合閘，人們把操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分閘狀態(tài)稱為自然狀態(tài)，合分閘和合閘，人們把操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分閘狀態(tài)稱為自然狀態(tài)，合閘狀態(tài)稱為操作狀態(tài)。一般情況下，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分、合狀態(tài)閘狀態(tài)稱為操作狀態(tài)。一般情況下，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分、合狀態(tài)與觸點(diǎn)的

42、開、閉狀態(tài)是對(duì)應(yīng)的，但是有時(shí)也有相悖的情況出與觸點(diǎn)的開、閉狀態(tài)是對(duì)應(yīng)的，但是有時(shí)也有相悖的情況出現(xiàn)?，F(xiàn)。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回在自然狀態(tài)時(shí)開斷，在操作狀態(tài)時(shí)閉合的觸點(diǎn)稱為動(dòng)合觸點(diǎn)在自然狀態(tài)時(shí)開斷，在操作狀態(tài)時(shí)閉合的觸點(diǎn)稱為動(dòng)合觸點(diǎn)；而在自然狀態(tài)時(shí)閉合，在操作狀態(tài)時(shí)斷開的觸點(diǎn)稱為動(dòng)斷；而在自然狀態(tài)時(shí)閉合，在操作狀態(tài)時(shí)斷開的觸點(diǎn)稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)。在電路圖中都應(yīng)按照其自然狀態(tài)下的實(shí)際情形畫出，觸點(diǎn)。在電路圖中都應(yīng)按照其自然狀態(tài)下的實(shí)際情形畫出，其圖形符號(hào)如圖其圖形符號(hào)如圖1-10所示。所示。按照觸點(diǎn)所處在電路中的位置，可分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)，按照觸點(diǎn)所處在電路中的位置，可分為主觸

43、點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)，處在主電路中的觸點(diǎn)稱為主觸點(diǎn)，一般容量較大，有滅弧裝處在主電路中的觸點(diǎn)稱為主觸點(diǎn)，一般容量較大，有滅弧裝置，在一具電器中，其數(shù)目一般較少；處在輔助電路中的觸置，在一具電器中，其數(shù)目一般較少；處在輔助電路中的觸點(diǎn)稱為輔助觸點(diǎn)，一般容量較小，沒有滅弧裝置，在電路中點(diǎn)稱為輔助觸點(diǎn)，一般容量較小，沒有滅弧裝置，在電路中起控制、保護(hù)、測(cè)量主電路的作用，在一具電器中，其數(shù)目起控制、保護(hù)、測(cè)量主電路的作用，在一具電器中，其數(shù)目較多，要求靈敏度高。較多，要求靈敏度高。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回觸點(diǎn)的接觸形式和典型結(jié)構(gòu)形式觸點(diǎn)的接觸形式和典型結(jié)構(gòu)形式觸點(diǎn)的接觸形式有很多，常見的

44、有三種，即點(diǎn)接觸、線接觸觸點(diǎn)的接觸形式有很多，常見的有三種，即點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。和面接觸。圖圖1-11（a）所示為點(diǎn)接觸，它是由兩個(gè)半球形的觸點(diǎn)或一）所示為點(diǎn)接觸，它是由兩個(gè)半球形的觸點(diǎn)或一個(gè)半球與一個(gè)平面觸點(diǎn)構(gòu)成，可以提高接觸壓力，減小接觸個(gè)半球與一個(gè)平面觸點(diǎn)構(gòu)成，可以提高接觸壓力，減小接觸電阻，多用于小電流電路中；圖電阻，多用于小電流電路中；圖1-11（b）所示為線接觸，）所示為線接觸，觸點(diǎn)的通斷一般是通過滾動(dòng)或者滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，以利于清除觸點(diǎn)的通斷一般是通過滾動(dòng)或者滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，以利于清除觸點(diǎn)表面的氧化膜，這種觸點(diǎn)多用于通斷次數(shù)多、電流較大觸點(diǎn)表面的氧化膜，這種觸點(diǎn)多用于通斷次數(shù)多、

45、電流較大的場(chǎng)合，多用于中等容量的電器中；圖的場(chǎng)合，多用于中等容量的電器中；圖1-11（c）所示為面）所示為面接觸，這種觸點(diǎn)一般在接觸表面鑲有合金，以減小其接觸電接觸，這種觸點(diǎn)一般在接觸表面鑲有合金，以減小其接觸電阻，增強(qiáng)抗熔焊性能和抗磨損的性能，允許通過較大電流。阻，增強(qiáng)抗熔焊性能和抗磨損的性能，允許通過較大電流。電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁 下一頁返回觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式常見的有橋式觸點(diǎn)、指形觸點(diǎn)、瓣形觸點(diǎn)和觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式常見的有橋式觸點(diǎn)、指形觸點(diǎn)、瓣形觸點(diǎn)和盤形觸點(diǎn)等形式，如圖盤形觸點(diǎn)等形式，如圖1-12所示。圖所示。圖1-12（a）所示為橋）所示為橋式觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)為直動(dòng)式，兩個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在

46、電路中，構(gòu)成一式觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)為直動(dòng)式，兩個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在電路中，構(gòu)成一個(gè)橋路，電路的接通與斷開由兩個(gè)觸點(diǎn)共同完成，該結(jié)構(gòu)靈個(gè)橋路，電路的接通與斷開由兩個(gè)觸點(diǎn)共同完成，該結(jié)構(gòu)靈敏度高，適于快速操作；圖敏度高，適于快速操作；圖1-12（b）所示為指形觸點(diǎn)，動(dòng)）所示為指形觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)式，最大的優(yōu)點(diǎn)是具有自清潔功能，接觸點(diǎn)的壓觸點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)式，最大的優(yōu)點(diǎn)是具有自清潔功能，接觸點(diǎn)的壓力大，電動(dòng)穩(wěn)定性好；圖力大，電動(dòng)穩(wěn)定性好；圖1-12（c）所示為盤形觸點(diǎn)，動(dòng)觸）所示為盤形觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)是直動(dòng)式，電動(dòng)穩(wěn)定性好，該類觸點(diǎn)在高壓斷路器中有廣點(diǎn)是直動(dòng)式，電動(dòng)穩(wěn)定性好，該類觸點(diǎn)在高壓斷路器中有廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。電

47、器的觸點(diǎn)系統(tǒng)電器的觸點(diǎn)系統(tǒng)上一頁返回觸點(diǎn)的磨損包括機(jī)械磨損和電氣磨損兩方面，其中電氣磨損觸點(diǎn)的磨損包括機(jī)械磨損和電氣磨損兩方面，其中電氣磨損是引起觸點(diǎn)損壞的主要原因，電氣磨損是由于在通斷過程中是引起觸點(diǎn)損壞的主要原因，電氣磨損是由于在通斷過程中觸點(diǎn)間放電作用，使觸點(diǎn)材料及相鄰的絕緣材料的力學(xué)性質(zhì)觸點(diǎn)間放電作用，使觸點(diǎn)材料及相鄰的絕緣材料的力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化而引起的，電氣磨損的程度取決于放電和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化而引起的，電氣磨損的程度取決于放電時(shí)間內(nèi)流過觸點(diǎn)間隙的電荷量的多少及觸點(diǎn)材料的性質(zhì)；機(jī)時(shí)間內(nèi)流過觸點(diǎn)間隙的電荷量的多少及觸點(diǎn)材料的性質(zhì)；機(jī)械磨損是由于機(jī)械作用使觸點(diǎn)材料發(fā)生磨損和消耗

48、，機(jī)械磨械磨損是由于機(jī)械作用使觸點(diǎn)材料發(fā)生磨損和消耗，機(jī)械磨損的程度取決于材料的性質(zhì)、接觸的壓力和觸點(diǎn)的接觸方式損的程度取決于材料的性質(zhì)、接觸的壓力和觸點(diǎn)的接觸方式等因素。合理選材是減小觸點(diǎn)磨損的關(guān)鍵所在。等因素。合理選材是減小觸點(diǎn)磨損的關(guān)鍵所在。電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，也就是氣體導(dǎo)電，此時(shí)物質(zhì)呈現(xiàn)電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，也就是氣體導(dǎo)電，此時(shí)物質(zhì)呈現(xiàn)出等離子態(tài)。出等離子態(tài)。上一頁 下一頁返回電弧的產(chǎn)生電弧的產(chǎn)生在開關(guān)斷開的過程中，由于動(dòng)觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，使觸點(diǎn)間的接觸在開關(guān)斷開的過程中，由于動(dòng)觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，使觸點(diǎn)間的接觸面積減小，電流密度增大，接觸電阻增大，發(fā)熱量增大，觸面積減小，電流密度增大，接觸電

49、阻增大，發(fā)熱量增大，觸點(diǎn)的溫度急劇升高，為電子的發(fā)射創(chuàng)造了條件；同時(shí)由于觸點(diǎn)的溫度急劇升高，為電子的發(fā)射創(chuàng)造了條件；同時(shí)由于觸點(diǎn)剛分離時(shí)觸點(diǎn)間間隙極小，觸點(diǎn)間電壓很低，但電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)剛分離時(shí)觸點(diǎn)間間隙極小，觸點(diǎn)間電壓很低，但電場(chǎng)強(qiáng)度卻很大，那么在觸點(diǎn)的陰極表面就會(huì)向外發(fā)射電子，這種現(xiàn)卻很大，那么在觸點(diǎn)的陰極表面就會(huì)向外發(fā)射電子，這種現(xiàn)象稱為強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射或者稱為熱電子發(fā)射。象稱為強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射或者稱為熱電子發(fā)射。上一頁 下一頁返回在強(qiáng)電場(chǎng)和熱發(fā)射共同作用下，觸點(diǎn)間隙出現(xiàn)了自由電子，在強(qiáng)電場(chǎng)和熱發(fā)射共同作用下，觸點(diǎn)間隙出現(xiàn)了自由電子，自由電子在電場(chǎng)力的作用下，加速向陽極運(yùn)動(dòng)。如果電場(chǎng)足自由電子在電場(chǎng)力的作

50、用下，加速向陽極運(yùn)動(dòng)。如果電場(chǎng)足夠強(qiáng)，發(fā)射的電子具有足夠的初動(dòng)能，那么自由電子在運(yùn)動(dòng)夠強(qiáng)，發(fā)射的電子具有足夠的初動(dòng)能，那么自由電子在運(yùn)動(dòng)過程中，撞擊介質(zhì)中的中性原子或小分子團(tuán)，將其中的電子過程中，撞擊介質(zhì)中的中性原子或小分子團(tuán)，將其中的電子撞擊出中性原子或小分子團(tuán)，使之電離成正離子，這種現(xiàn)象撞擊出中性原子或小分子團(tuán)，使之電離成正離子，這種現(xiàn)象稱為碰撞游離。有的要經(jīng)過二次撞擊才能游離。稱為碰撞游離。有的要經(jīng)過二次撞擊才能游離。由于碰撞游離的連鎖反應(yīng)，觸點(diǎn)間充滿了正離子和電子，觸由于碰撞游離的連鎖反應(yīng)，觸點(diǎn)間充滿了正離子和電子，觸點(diǎn)間的電阻明顯減小，間隙成了電流的通道，絕緣的觸點(diǎn)間點(diǎn)間的電阻明顯減

51、小，間隙成了電流的通道，絕緣的觸點(diǎn)間隙被擊穿，形成了電弧。當(dāng)然在觸點(diǎn)間隙也同時(shí)存在正離子隙被擊穿，形成了電弧。當(dāng)然在觸點(diǎn)間隙也同時(shí)存在正離子和自由電子的中和現(xiàn)象，即帶電粒子的消失，這種現(xiàn)象叫去和自由電子的中和現(xiàn)象，即帶電粒子的消失，這種現(xiàn)象叫去游離。去游離作用越大，則觸點(diǎn)間的電阻就越大，形成的電游離。去游離作用越大，則觸點(diǎn)間的電阻就越大，形成的電弧就越弱，甚至于熄滅?；【驮饺?，甚至于熄滅。上一頁 下一頁返回電弧形成后，弧隙溫度極高，處在高溫下的中性介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生電弧形成后，弧隙溫度極高，處在高溫下的中性介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱運(yùn)動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)烈的熱運(yùn)動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)加劇，碰撞也不斷增強(qiáng)，又有可能發(fā)生游離現(xiàn)

52、象，這種因熱運(yùn)劇，碰撞也不斷增強(qiáng)，又有可能發(fā)生游離現(xiàn)象，這種因熱運(yùn)動(dòng)引起的游離稱為熱游離。熱游離也產(chǎn)生大量的自由電子和動(dòng)引起的游離稱為熱游離。熱游離也產(chǎn)生大量的自由電子和正離子，在電弧形成后，熱游離是維持電弧穩(wěn)定燃燒和電弧正離子，在電弧形成后，熱游離是維持電弧穩(wěn)定燃燒和電弧發(fā)展方向的關(guān)鍵，因?yàn)榇藭r(shí)電壓不需要很高，弧柱的電場(chǎng)強(qiáng)發(fā)展方向的關(guān)鍵，因?yàn)榇藭r(shí)電壓不需要很高，弧柱的電場(chǎng)強(qiáng)度也很低。度也很低。同時(shí)還有其他的游離存在，如正離子在電場(chǎng)力的作用下，向同時(shí)還有其他的游離存在，如正離子在電場(chǎng)力的作用下，向陰極高速運(yùn)動(dòng)，撞擊陰極使其表面產(chǎn)生二次電子發(fā)射；由于陰極高速運(yùn)動(dòng)，撞擊陰極使其表面產(chǎn)生二次電子發(fā)射

53、；由于這種撞擊作用，陰極溫度升高，形成這種撞擊作用，陰極溫度升高，形成1 500的陰極斑，產(chǎn)的陰極斑，產(chǎn)生更多的熱電子發(fā)射；形成電弧后，電弧輻射出頻率很高的生更多的熱電子發(fā)射；形成電弧后，電弧輻射出頻率很高的不可見光，當(dāng)這些光照射到觸點(diǎn)金屬表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光電效不可見光，當(dāng)這些光照射到觸點(diǎn)金屬表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，電子從電極表面逸出；這些光線照射到介質(zhì)上時(shí)，也可應(yīng)，電子從電極表面逸出；這些光線照射到介質(zhì)上時(shí)，也可以使以使介質(zhì)分子釋放出電子而電離，這種游離稱為光游離。介質(zhì)分子釋放出電子而電離，這種游離稱為光游離。上一頁 下一頁返回上述游離過程是使空間電荷增加的過程，去游離是使空間電上述游離過程是

54、使空間電荷增加的過程，去游離是使空間電荷減少的過程，如果游離大于去游離，則帶電粒子不斷增加荷減少的過程，如果游離大于去游離，則帶電粒子不斷增加，電弧就會(huì)產(chǎn)生和發(fā)展；若去游離大于游離，則帶電粒子不，電弧就會(huì)產(chǎn)生和發(fā)展；若去游離大于游離，則帶電粒子不斷減少，最后觸點(diǎn)間隙恢復(fù)成絕緣介質(zhì)，電弧熄滅。斷減少，最后觸點(diǎn)間隙恢復(fù)成絕緣介質(zhì)，電弧熄滅。上一頁 下一頁返回電弧按照電弧電流的性質(zhì)，可分為直流電弧和交流電弧，直電弧按照電弧電流的性質(zhì)，可分為直流電弧和交流電弧，直流電弧的電流大小和方向是不變的，相對(duì)比較穩(wěn)定；交流電流電弧的電流大小和方向是不變的，相對(duì)比較穩(wěn)定；交流電弧的電流是交變的，由于有電流過零狀態(tài)

55、，所以選擇恰當(dāng)時(shí)弧的電流是交變的，由于有電流過零狀態(tài)，所以選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)比較容易熄滅。機(jī)比較容易熄滅。按照電弧的長度，可分為長弧和短弧，長度為厘米級(jí)以上的按照電弧的長度，可分為長弧和短弧，長度為厘米級(jí)以上的電弧稱為長弧，長弧需要較高的電壓才能維持。長度為毫米電弧稱為長弧，長弧需要較高的電壓才能維持。長度為毫米級(jí)以下的電弧稱為短弧，短弧只需要較低的電壓就能維持。級(jí)以下的電弧稱為短弧，短弧只需要較低的電壓就能維持。電弧在焊接、加熱、航空、航天等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用電弧在焊接、加熱、航空、航天等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用，但在電器中出現(xiàn)就是個(gè)有害現(xiàn)象。，但在電器中出現(xiàn)就是個(gè)有害現(xiàn)象。上一頁 下一頁返回電

56、弧是一種明亮的氣體放電，弧柱溫度可達(dá)電弧是一種明亮的氣體放電，弧柱溫度可達(dá)4 500以上，以上，這樣的高溫足以使任何金屬觸點(diǎn)在瞬間熔化蒸發(fā)，燒毀觸點(diǎn)這樣的高溫足以使任何金屬觸點(diǎn)在瞬間熔化蒸發(fā)，燒毀觸點(diǎn)及附近的其他部件；如果電弧長久不能熄滅，電流通過電弧及附近的其他部件；如果電弧長久不能熄滅，電流通過電弧繼續(xù)流通，必然破壞開關(guān)設(shè)備，引起電氣設(shè)備的損壞，如果繼續(xù)流通，必然破壞開關(guān)設(shè)備，引起電氣設(shè)備的損壞，如果長時(shí)間不能切除故障部分，還將危及整個(gè)系統(tǒng)的安全供電，長時(shí)間不能切除故障部分，還將危及整個(gè)系統(tǒng)的安全供電，造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。上一頁 下一頁返回雖然電器滅弧方法多種多

57、樣，但基本原則相同，就是采取恰雖然電器滅弧方法多種多樣，但基本原則相同，就是采取恰當(dāng)措施減小游離作用，增大去游離作用。其主要方法有以下當(dāng)措施減小游離作用，增大去游離作用。其主要方法有以下幾種：幾種：（1）利用短弧原理，將長弧分割為若干短弧，降低電弧極）利用短弧原理，將長弧分割為若干短弧，降低電弧極間電壓。將長弧分割成若干串聯(lián)的短弧，由于所有短弧電阻間電壓。將長弧分割成若干串聯(lián)的短弧，由于所有短弧電阻之和比同長度的長弧電阻大得多，以達(dá)到熄滅電弧的目的。之和比同長度的長弧電阻大得多，以達(dá)到熄滅電弧的目的。尤其是交流電弧在過零換向時(shí)，由于電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于正離尤其是交流電弧在過零換向時(shí)，由于電子的質(zhì)量

58、遠(yuǎn)小于正離子的質(zhì)量，電子能瞬間換向，而正離子卻不能瞬間換向，在子的質(zhì)量，電子能瞬間換向，而正離子卻不能瞬間換向，在極短的時(shí)間內(nèi)，氣隙間將出現(xiàn)極短的時(shí)間內(nèi)，氣隙間將出現(xiàn)150250 V的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度，各短弧弧隙同時(shí)出現(xiàn)的這一介質(zhì)絕緣強(qiáng)度更有利于電弧的，各短弧弧隙同時(shí)出現(xiàn)的這一介質(zhì)絕緣強(qiáng)度更有利于電弧的熄滅。常采用的方法是柵片滅弧，如圖熄滅。常采用的方法是柵片滅弧，如圖1-13所示。所示。上一頁 下一頁返回（2）拉長電弧，增大極間距離。因?yàn)榛≈妷航蹬c電弧長）拉長電弧，增大極間距離。因?yàn)榛≈妷航蹬c電弧長度成正比，電弧長度越大，電弧壓降也越大，當(dāng)電弧長度增度成正比，電弧長度越大，電弧

59、壓降也越大，當(dāng)電弧長度增加到一定程度時(shí)，電弧壓降大于極間電壓，電弧熄滅。常采加到一定程度時(shí)，電弧壓降大于極間電壓，電弧熄滅。常采用的方法有速斷滅弧、多斷口串聯(lián)滅弧，如圖用的方法有速斷滅弧、多斷口串聯(lián)滅弧，如圖1-14所示，所示，圖圖1-14（a）所示為速斷滅弧，采用彈簧分閘裝置，使觸點(diǎn)）所示為速斷滅弧，采用彈簧分閘裝置，使觸點(diǎn)迅速達(dá)到最大開距，以達(dá)到滅弧的目的；圖迅速達(dá)到最大開距，以達(dá)到滅弧的目的；圖1-14（b）所示）所示為雙斷口為雙斷口串聯(lián)滅弧，采用雙斷口串聯(lián)后，把電弧分割成兩個(gè)弧段，在串聯(lián)滅弧，采用雙斷口串聯(lián)后，把電弧分割成兩個(gè)弧段，在相等的觸點(diǎn)行程下，雙斷口比單斷口的電弧拉長了，從而增

60、相等的觸點(diǎn)行程下，雙斷口比單斷口的電弧拉長了，從而增大了弧隙電阻，加快了電弧熄滅，這種方法應(yīng)用比較廣泛，大了弧隙電阻，加快了電弧熄滅，這種方法應(yīng)用比較廣泛，不僅適用于低壓電器，同樣也適用于高壓電器，圖中就是高不僅適用于低壓電器，同樣也適用于高壓電器，圖中就是高壓斷路器的滅弧措施之一；圖壓斷路器的滅弧措施之一；圖1-14（c）所示為多斷口串聯(lián)）所示為多斷口串聯(lián)滅弧示意圖，可以把同步運(yùn)動(dòng)的多斷口橋式觸點(diǎn)串聯(lián)起來使滅弧示意圖，可以把同步運(yùn)動(dòng)的多斷口橋式觸點(diǎn)串聯(lián)起來使用，這種滅弧方法多用于低壓電器中。用，這種滅弧方法多用于低壓電器中。上一頁 下一頁返回（3）吹弧，降低弧隙溫度。溫度對(duì)電弧的影響很大，降