第二节单向运行控制电路所用低压电器-《工厂电气控制设备》同步教学（中国水利水电出版社）

02 August 2024 单向运行控制电路所用低压电器包括以下五大类: 低压开关、熔断器、接触器、按钮和热继电器，以下分别给予介绍。 低压开关主要作隔离、转换、接通和分断电路用，多数用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关，有时也可用于直接控制小容量电动机的启动、停止和正、反转。主要有刀开关、组合开关和自动空气开关三种． 2.1 低压开关 第二节　 单向运行控制电路所用低压电器 02 August 2024 刀开关是手动电器中结构最简单的一种，被广泛应用于各种配电设备和供电线路，一般用来作为电源的引入开关或隔离开关，也可用于小容量的三相异步电动机不频繁地启动或停止。 在电力拖动控制线路中最常用的是由刀开关和熔断器组合而成的负荷开关。 负荷开关分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种。 开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。适用于照明、电热设备及小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护。 1. 刀开关 （1）刀开关型号及含义： 02 August 2024 （2）刀开关结构与工作原理 如图1‐1所示： 　　 a) 　　　　　 b) 　　　　　　　　　　 c） 图1‐1 HK系列开启式负荷开关a) 实物图、b) 结构图、c) 符号 1—瓷质手柄 2—动触头 3—出线座 4—瓷底座 5—静触头 6—进线座 7—胶盖紧固螺钉 8—胶盖 02 August 2024 （３）选用： 1）用于照明和电热负载时，选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。 　　2）用于控制电动机的直接启动和停止时，选用额定电压380V或500V ，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。 （４）安装与使用： 　　1）开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上，且合闸状态时手柄应朝上，不允许倒装或平装，以防发生误合闸事故。 　　2）开启式负荷开关控制照明和电热负载使用时，要装接熔断器作短路和过载保护。 　　3）更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按原规格更换。 　　4）在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。 02 August 2024 （５）常见故障及处理方法： 开启式负荷开关的常见故障及处理方法见表1‐1： 故障现象 可能原因 处理方法 合闸后，开关一相或两相开路 1．静触头弹性消失，开口过大，造成动、静触头接触不良 2．熔丝熔断或虚连 3．动、静触头氧化或有尘污 4．开关进线或出线线头接触不良 1．修整或更换静触头 2．更换熔丝或紧固 3．清洁触头 4．重新连接 合闸后，熔丝熔断 1．外接负载短路 2．熔体规格偏小 1．排除负载短路故障 2．按要求更换熔体 触头烧坏 1．开关容量太小 2．拉、合闸动作过程慢，造成电弧过大，烧坏触头 1．更换开关 2．修整或更换触头，并改善操作方法 02 August 2024 2. 组合开关 　　组合开关又叫转换开关，实质为刀开关，它体积小，触头对数多，灭弧性能比刀开关好，接线方式灵活，操作方便，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，非频繁的接通和分断电路、换接电源和负载以及控制5kW以下小容量感应电动机的启动、停止和正反转。 　　种类有单极、双极、三极和四极等几种。外形、符号、内部结构如图1‐2所示。组合开关的型号及含义： 02 August 2024 １）组合开关的结构与工作原理 　　HZ10－10/3的三对静触头分别装在三层绝缘垫板上，并附有接线柱，用于与电源及用电设备相接。动触头是由磷铜片（或硬紫铜片）和具有良好灭弧性能的绝缘钢纸板铆合而成，并和绝缘垫板一起套在附有手柄的方形绝缘转轴上。手柄和转轴能在平行于安装面的平面内，沿顺时针或逆时针方向每次转动90度。带动三个动触头分别与三对静触头接触或分离，实现接通或分断电器的目的。开关的顶盖部分是由滑板、凸轮、扭簧和手柄等构成的操作机构。由于采用了扭簧储能，可使触头快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。 　图1‐2 组合开关 a) 实物图 b) 结构图 c)符号 02 August 2024 ２）组合开关的选用 　　组合开组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。 　　（1） 用于照明或电热电路时，组合开关的额定电流应等于或大于电路中各负载电流的总和。 　　（2） 用于直接控制异步电动机的启动和正、反转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。 ３）组合开关的安装与使用 　　（1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱（或壳体）内，其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。 　　（2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方，并且在它的上方不安装其它电器，否则应采取隔离或绝缘措施。 　　（3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向启动，且每小时的接通次数不能超过15～20次。 02 August 2024 　　（4）当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用，以延长其使用寿命。 　　（5）倒顺开关接线时，应将开关两侧进出线中的一相互换，并看清开关接线端标记，切忌接错，以免产生电源两相短路故障。 组合开关常见故障及处理方法见下表1‐2。 故障现象 可能的原因 处理方法 手柄转动后，内部触头未动 （1）手柄上的轴孔磨损变形 （2）绝缘杆变形（由方形磨为圆形） （3）手柄与方轴，或轴与绝缘杆配合松动 （4）操作机构损坏 （1）调换手柄 （2）更换绝缘杆 （3）紧固松动部件 （4）修理更换 手柄转动后，动、静触头不能按要求动作 （1）组合开关型号选用不正确 （2）触头角度装配不正确 （3）触头失去弹性或接触不良 （1）更换开关 （2）重新装配 （3）更换触头或清除氧化层或尘污 接线柱间短路 因铁悄或油污附着接线柱部，形成导电层，将胶木烧焦，绝缘损坏而形成短路 更换开关 02 August 2024 3. 自动空气开关 　　自动空气开关又叫低压断路器或自动空气断路器，又简称断路器。用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。 　　当电路中发生严重过载、短路及失压等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护接在它后面的电气设备。 自动空气开关具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼顾用多种保护、动作后不需要更换组件等优点。 　　自动空气开关按结构形式可分为塑壳式（又称装置式）、框架式（又称万能式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式等六类。 （1）DZ5—20型自动空气开关的型号及含义： 02 August 2024 （２）DZ5—20型自动空气开关的结构及工作原理 DZ5—20型低压断路器的外形和结构如图1‐3所示。 图1‐3 DZ5—20型自动空气开关 a) DZ108‐20型实物图 b) DZ5—20型外形 c) DZ5—20型结构 1—按钮 2—电磁脱扣器 3—自由脱扣器 4—动触头 5—静触头 6—接线柱 7）热脱扣器 02 August 2024 　　断路器的工作原理如图1‐4所示，低压断路器在电路图中的符号如图1‐5所示。需要手动分断电路时，按下分断按钮即可。 　图1‐4 低压断路器工作原理 　　 图1‐5 低压断路器的符号 1—分闸弹簧 2—主触头 3—传动杆 4—锁扣 5—轴 6—过电流脱扣器 7—热脱扣器 8—欠压失压脱扣器 9—分断按钮 10—杠杆 11—拉力弹簧 02 August 2024 （ 3 ）低压断路器的一般选用原则 　 　1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。 　 　2）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。 　 　3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流可按下式选取： IZ ≥ KIst 式中，K为安全系数，可取1.5～1.7；Ist 为电动机的启动电流。 　 　4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。 　　 5）断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。 （４）低压断路器的安装与使用 　　 1）低压断路器应垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线接到下端。 02 August 2024 　 2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。 　　 3）低压断路器在使用前应将脱扣器工作面的防锈油脂擦干净；各脱扣器动作值一经调整好，不允许随意变动，以免影响其动作值。 4）使用过程中若遇分断短路电流，应及时检查触头系统，若发现电灼烧痕，应及时修理或更换。 5）断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值，给操作机构添加润滑剂。 （5）低压断路器的常见故障及处理 组合开关常见故障及处理方法见下页表1‐3。 02 August 2024 故障现象 故障原因 处理方法 不能合闸 （1）欠压脱扣器无电压或线圈损坏 （2）储能弹簧变形 （3）反作用弹簧力过大 （4）机构不能复位再扣 （1）检查施加电压或更换线圈 （2）更换储能弹簧 （3）重新调整 （4）调整再扣接触面至规定值 电流达到整定值，断路器不动作 （1）热脱器双金属片损坏 （2）电磁脱扣器的衔铁与铁心距离太大或电磁线圈损坏 （3）主触头熔焊 （1）更换双金属片 （2）调整衔铁与铁心距离或更换断路器 （3）检查原因并更换主触头 启动电动机时断路器立即分断 （1）电磁脱扣器瞬动整定值过小 （2）电磁脱扣器某些零件损坏 （1）调高整定值至规定值 （2）更换脱扣器 断路器闭合后经一定时间自行分断 热脱扣器整定值过小 调高整定值至规定值 断路器温升过高 （1）触头压力过小 （2）触头表面过分磨损或连接不良 （3）两个导电零件连接螺钉松动 （1）调整触头压力或更换弹簧 （2）更换触头或修整接触面 （3）重新拧紧 表1‐3 低压断路器的常见故障及处理方法 02 August 2024 2.2 熔断器 熔断器是一种结构简单、价格低廉、动作可靠、使用维护方便的保护电器。 在低压配电网络和电力拖动系统中主要用作短路保护。使用时串联在被保护的电路中。 1．低压熔断器的种类、型号、结构和用途 熔断器按结构形式不同分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式和自复式四类。图1‐6为几种常用的熔断器以及熔断器的电气符号。 图1‐6 常用熔断器实物图及熔断器的电气符号 02 August 2024 （1）型号及含义： （2）结构 熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。图1‐7 RC1A系列插入式熔断器 1—熔丝 2—动触头 3—瓷盖 4—空腔 5—静触头 6—瓷座 熔体是熔断器的主要组成部分，常做成丝状、片状或栅状。 熔管是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 熔座是熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。 02 August 2024 图1‐7 RC1A系列插入式熔断器 1—熔丝 2—动触头 3—瓷盖 4—空腔 5—静触头 6—瓷座 下面具体分析三种常用低压熔断器的结构： a．RC1A系列插入式熔断器，它由瓷座、瓷盖、动触头、静触头及熔丝五部分组成，其结构如图1‐7所示。 b．RL1系列螺旋式熔断器，其外形和结构如下页图1‐8所示。它主要由瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷座等部分组成。 c．RM10系列无填料封闭管式熔断器主要由熔断管、熔体、夹头及夹座等部分组成。外形结构如下页图1‐9所示。 02 August 2024 图1‐8 螺旋式熔断器结构示意图 图1‐9 RM10系列无填料封闭管式熔断器结构示意图 1—夹座 2—熔断管 3—钢纸管 4—黄铜套管 　　 5—黄铜帽 6—熔体 7—刀型夹头 02 August 2024 （3）用途 熔断器RC1A系列插入式熔断器结构简单，更换方便，价格低廉，一般在交流50Hz、额定电压380V及以下、额定电流200A及以下的低压线路末端或分支电路中，作为电气设备的短路保护及一定程度的过载保护。 RL1系列螺旋式熔断器的分断能力较高，结构紧凑，体积小，安装面积小，更换熔体方便，工作安全可靠，并且熔丝熔断后有明显指示，因此广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合，在交流额定电压500V、额定电流200V及以下的电路中，作为短路保护器件。 RM10系列无填料封闭管式熔断器适用于交流50Hz、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中，作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过载保护。 02 August 2024 2．熔断器的主要技术参数 （1）额定电压 　　熔断器的额定电压是指能保证熔断器长期正常工作的电压。若熔断器的实际工作电压大于其额定电压，熔体熔断时可能会发生电弧不能熄灭的危险。 （2）额定电流 　　熔断器的额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时的允许温升决定的。 熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值。 通常，一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值。 （ 3）分断能力 在规定的使用和性能条件下，熔断器在规定电压下能分断的预期分断电流值。常用极限分断电流值来表示。 02 August 2024 在规定工作条件下，表征流过电流与熔体熔断时间关系的函数曲线，也称保护特性或熔断特性，如图1‐10所示。 熔断器对过载反应是很不灵敏的，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照明电路中外，熔断器一般不宜用作过载保护，主要用作短路保护。 图1‐10 熔断器的保护特性 3．熔断器的选择 　　根据使用环境和负载性质选择适当类型的熔断器。 用于容量较小的照明线路，可选用 RC1A系列插入式熔断器； 在开关柜或配电屏中可选用RM10系列无填料封闭管式熔断器； （4）时间－电流特性 （ 1）熔断器类型的选择 02 August 2024 1）对照明、电热等电流较平稳、无冲击电流的负载短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。 2）对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护，熔体的额定电流IRN 应大于或等于1.5～2.5倍电动机额定电流IN，即 IRN　≥（1.5～2.5）IN 对于频繁启动或启动时间较长的电动机，上式的系数应增加到3～3.5。 3）对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应大于或等于其中最大容量电动机的额定电流INmax 的1.5～2.5倍加上其它电动机额 对于短路电流相当大或有易燃气体的地方，应选用RT0系列有填料封闭管式熔断器； 在机床控制线路中，多选用 RL1系列螺旋式熔断器； 用于半导体功率元件及晶闸管保护时，则应选用RLS或RS系列快速熔断器等。 （2）熔体额定电流的选择 02 August 2024 4．熔断器的安装与使用 定电流的总和∑IN，即 IRN ≥（1.5～2.5）INmax ＋∑IN （1）熔断器应完整无损，安装时应保证熔体的夹头以及夹头和夹座接触良好，并且有额定电压、额定电流值标志。 （2）插入式熔断器应垂直安装，螺旋式熔断器的电源线应接在瓷底座的下接线座上，负载线应接在螺纹壳的上接线座上。 （4）熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。 （3）熔断器额定电压和额定电流的选择 熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压；熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。 02 August 2024 （3）熔断器内要安装合格的熔体，不能用多根小规格熔体并联代替一根大规格熔体。 （4）安装熔断器时，各级熔体应相互配合，并做到下一级熔体规格比上一级规格小。 （5）安装熔丝时，熔丝应在螺栓上沿顺时针方向缠绕，压在垫圈下，拧紧螺钉的力应适当，以保证接触良好，同时注意不能损伤熔丝，以免减小熔体的截面积，产生局部发热而产生误动作。 （6）更换熔体或熔管时，必须切断电源。尤其不允许带负荷操作，以免发生电弧灼伤。 （7）对RM10系列熔断器，在切断过三次相当于分断能力的电流后，必须更换熔断管，以保证能可靠地切断所规定分断能力的电流。 （8）熔断器兼做隔离器件使用时应安装在控制开关的电源进线端；若仅做短路保护用，应装在控制开关的出线端。 02 August 2024 5．熔断器的常见故障及处理 表1‐4 熔断器的常见故障及处理方法 故障现象 可能原因 处理方法 电路接通瞬间、熔体熔断 （1）熔体电流等级选择过小 （1）更换熔体 （2）负载侧短路或接地 （2）排除负载故障 （3）熔体安装时受机械损伤 （3）更换熔体 熔体未见熔断，但电路不通 熔体或接线座接触不良 重新连接 见表1‐4。 02 August 2024 2.3 接触器 接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交、直流电路及大容量控制电路。 主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载，如电热设备，电焊机以及电容器组等。它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点 。 接触器按主触头通过的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两种。 如下页图1‐11是部分实物图。 02 August 2024 图1‐11 部分接触器的实物图 02 August 2024 1．接触器型号及含义： 2．接触器的结构 　　接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统及辅助系统等组成。CJ10—20型交流接触器的结构原理如下页图1‐12所示。 　交流接触器的电磁系统主要由线圈、铁心（静铁芯）和衔铁（动铁心）三部分组成。其作用是利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或分断，实现接通或断开电路的目的。 （1）电磁系统 02 August 2024 a)工作原理 　　　　　　　 b)符号 图1‐12 交流接触器的工作原理图及电气符号 1—动铁心 2—主触头 3—动断辅助触头 4—动合辅助触头 5—恢复弹簧 6—吸引线圈 7—静铁心 常见的磁路结构如下页图1‐13所示。 02 August 2024 　　为了减少工作过程中交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗，避免铁心过热，交流接触器的铁心和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。 　交流接触器在运行过程中，线圈中通入的交流电在铁心中产生交变的磁通，因而铁心与衔铁间的吸力也是变化的。这会使衔铁产生振动，发出噪声。为消除这一现象，在交流接触器铁心和衔铁的两个不同端部各开一个槽，槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的 图1‐13 电磁机构 a‐直动式电磁机构 　　　　　　　　　 b‐拍合式电磁机构 1‐衔铁 2‐铁心 3‐线圈 02 August 2024 短路环，又称减振环或分磁环，如图1‐14所示。 a) 磁通示意图 　　　　 b)电磁吸力图 图1‐14 交流电磁铁的短路环和电磁吸力图 1‐衔铁 2‐铁芯 3‐线圈 4‐断路环 　　交流接触器的触头按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种，分别如下页图1‐15a）、b）和c）所示。 按触头的结构形式划分，有桥式触头和指形触头两种，如下页图1‐16所示。 （2）触头系统 02 August 2024 图1‐16 触头的结构形式 a‐点接触桥式触头 b‐面接触桥式触头 c‐线接触指形触头 图1‐15 触头的接触形式 a）点接触 b）线接触 c）面接触 02 August 2024 　电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，电弧的产生，一方面会灼伤触头，减少触头的使用寿命；另一方面会使电路切断时间延长，甚至造成弧光短路或引起火灾事故。 　　交流接触器中常用的灭弧方法有以下几种。 　　1）双断口电动力灭弧 　　双断口结构的电动力灭弧装置如图1‐18所示。 　　2）纵缝灭弧 　　纵缝灭弧装置如图1‐19所示。 　　3）栅片灭弧 　　 栅片灭弧装置的结构及工作原理如下页图1‐20所示。 　　图1‐18双断口电动力灭弧 １－静触头 ２－动触头 ３－电弧 图1‐19窄缝灭弧 １－纵缝 ２－介质 ３磁性夹板 ４－电弧 （3）灭弧装置 02 August 2024 图1‐20 栅片灭弧示意图 1‐灭弧栅片 2‐触头 3‐电弧 　 交流接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及底座、接线柱等。 　　 反作用弹簧安装在动铁心和线圈之间，其作用是线圈断电后，推动衔铁释放，使各触头恢复原状态。 缓冲弹簧安装在静铁心与线圈之间，其作用是缓冲衔铁在吸合时 （4）辅助部件 对静铁心和外壳的冲击力，保护外壳。 触头压力弹簧安装在动触头上面，其作用是增加动、静触头之间的压力，从而增大接触面积，以减小接触电阻，防止触头过热灼伤。 传动机构的作用是在衔铁或反作用弹簧的作用下，带动动触头实现与静触头的接通或分断。 02 August 2024 3．交流接触器的工作原理 　　交流接触器的工作原理如图1‐21a）所示。 　　交流接触器在电路图中的符号如图1‐21b)所示。 图1‐21 部分按钮的外形 a) LA10系列 b) LA18系列 c) LA19系列 02 August 2024 　接触器控制电阻性负载时，主触头的额定电流应等于负载的额定电流。控制电动机时，主触头的额定电流应大于或稍大于电动机的额定电流。或按下列经验公式计算（仅适用于CJ0、CJ10系列）： 4．交流接触器的选用 （1）主触头的额定电压 （2）主触头的额定电流 式中 K——经验系数，一般取1～1.4； 　 PN——被控制电动机的额定功率（KW）； 　 UN——被控制电动机的额定电压（V）； 　 IC——接触器主触头电流（A）。 　　接触器主触头的额定电压应大于或等于控制线路的额定电压。 02 August 2024 　当控制线路简单，使用电器较少时，为节省变压器可直接选用380V或220V的电压。当线路复杂，使用电器超过5个时，从人身和设备安全角度考虑，吸引线圈电压要选低一些，可用36V或110V电压的线圈。 　接触器的触头数量、类型应满足控制线路的要求。 （4）触头数量及类型 ５．交流接触器的安装与使用 （1）安装前的检查 　　1）检查接触器铭牌与线圈的技术数据（如额定电压、电流、操作频率等）是否符合实际使用要求。 　　2）检查接触器外观，应无机械损伤；用手推动接触器可动部分时，接触器应动作灵活，无卡阻现象；灭弧罩应完整无损，固定牢固。 （3）吸引线圈的电压 02 August 2024 　　1）交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5°；若有散热孔，则应将有孔的一面放在垂直方向上，以利散热，并按规定留有适当的飞弧空间，以免飞弧烧坏相邻电器。 　　2）安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器内部。安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。 　　3）安装完毕，检查接线正确无误后，在主触头不带电的情况下操作几次，然后测量产品的动作值和释放值，所测数值应符合产品的规定要求。 （2）交流接触器的安装 ６．交流接触器的常见故障及处理方法 　　3）将铁心极面上的防锈油脂或粘在极面上的铁垢用煤油擦净，以免多次使用后衔铁被粘住，造成断电后不能释放。 　　4）测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻。 02 August 2024 表1‐5 接触器使用时常见故障、原因及处理方法 故障现象 可能原因 处理方法 接触器不吸合或吸不牢 1．电源电压过低 2．线圈短路 3．线圈技术参数与使用条件不符 4．铁心机械卡阻 1．调高电源电压 2．调换线圈 3．调换线圈 4．排除卡阻物 　线圈断电，接触器不释放或释放缓慢 1．触头熔焊 2．铁心表面有油垢 3．触头弹簧压力过小或反作用弹簧损坏 4．机械卡阻 1．排除熔焊故障 2．清理铁心极面油垢 3．调整触头弹簧压力或更换反作用弹簧 4．排除卡阻物 触头熔焊 1．操作频率过高或过负载作用 2．负载侧短路 3．触头弹簧压力过小 4．触头表面有电弧灼伤 5．机械卡阻 1．调换合适的接触器或减小负载 2．排除短路故障，更换触头 3．调整触头弹簧压力 4．清理触头表面 5．排除卡阻物 02 August 2024 故障现象 可能原因 处理方法 铁心嘈声过大 1．电源电压过低 2．短路环断裂 3．铁心机械卡阻 4．铁心极面有油垢或磨损不平 5．触头弹簧压力过大 1．检查线路并提高电源电压 2．调换铁心或短路环 3．排除卡阻物 4．用汽油清洗极面或调换铁心 5．调整触头弹簧压力 线圈过热或烧毁 1．线圈匝间短路 2．操作频率过高 3．线圈参数与实际使用不符 4．铁心机械卡阻 1．更换线圈并找出故障原因 2．调换合适的接触器 3．调换线圈或接触器 4．排除卡阻物 续表1‐5 接触器使用时常见故障、原因及处理方法 2.4 按钮 　　按钮是一种具有用人体某一部分（一般为手指或手掌）所施加力而操作的操动器，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关，属于主令电器的一种。 02 August 2024 　　按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此一般情况下它不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。 1．按钮的型号及含义： 其中结构形式代号的含义为： 　　K—开启式，适用于嵌装在操作面板上； 　　H—保护式，带保护外壳，可防止内部零件受机械损伤或人偶然触及带电部分； 　　S—防水式，具有密封外壳，可防止雨水侵入； 　　F—防腐式，能防止腐蚀性气体进入； 　　J—紧急式，带有红色大蘑菇钮头（突出在外），作紧急切断电源用； 02 August 2024 　　X—旋钮式，用旋钮旋转进行操作，有通和断两个位置； 　　Y—钥匙操作式，用钥匙插入进行操作，可防止误操作或供专人操作； 　　D—光标按钮，按钮内装有信号灯，兼作信号指示。 按钮的外形如图1‐21所示。 　按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头、支柱连杆及外壳等部分组成，如图1‐22所示。 　　按钮按静态（不受外力作用）时触头的分合状态，可分为常开按钮（启动按钮）、常闭按钮（停止按钮）和复合按钮（常开、常闭组合为一体的按钮）。 　　常开按钮：未按下时，触头是断开的；按下时触头闭合；当松开后，按钮自动复位。 　　常闭按钮：与常开按钮相反，未按下时，触头是闭合的；按下时触头断开；当松开后，按钮自动复位。 2．按钮的外形及结构 02 August 2024 　　复合按钮：将常开和常闭按钮组合为一体。按下复合按钮时，其常闭触头先断开，然后常开触头再闭合；而松开时，常开触头先断开，然后常闭触头再闭合。 图1‐21 部分按钮的外形 a) LA10系列 b) LA18系列 c) LA19系列 02 August 2024 图1‐22 按钮的结构与符号 1—按钮帽 2—复位弹簧 3—支柱连杆 4—常闭静触头5—桥式动触头 6）常开静触头 7—外壳 位了便于操作人员识别，避免发生误操作，生产中用不同的颜色和符号标志来区分按钮的功能及作用。按钮颜色的含义见表1‐6。 02 August 2024 表1‐6 按钮颜色的含义 颜色 含义 说明 应用示例 红 紧急 危险或紧急情况时操作 急停 黄 异常 异常情况时操作 干预、制止异常情况 干预、重新启动中断了的自动循环 绿 安全 安全情况或为正常情况准备时操作 启动 / 接通 蓝 强制性的 要求强制动作情况下的操作 复位功能 白 未赋于特定含义 除急停以外的一般功能的启动（也见注） 启动 / 接通（优先） 停止 / 断开 灰 启动 / 接通 停止 / 断开 黑 启动 / 接通 停止 / 断开（优先） 　　按钮的符号如图1‐22所示。 02 August 2024 3．按钮的选择 （1）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类 4．按钮的安装与使用 如单联钮、双联钮和三联钮等。 （3）根据控制回路的需要选择按钮的数量 　　要求，选择按钮或指示灯的颜色 例如：启动按钮可选用白、灰或黑色，优先选用白色，也允许选用绿色。急停按钮应选用红色。停止按钮可选用黑、灰或白色，优先用黑色，也允许选用红色。 （2）根据工作状态指示和工作情况 　　例如：嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式；需显示工作状态的选用光标式；在非常重要处，为防止无关人员误操作宜用钥匙操作式；在有腐蚀性气体处要用防腐式。 02 August 2024 　（1）按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理，如根据电动机启动的先后顺序，从上到下或从左到右排列。 　　（2）同一机床运动部件有几种不同的工作状态时（如上、下、前、后、松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在一组。 　　（3）按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。 　　（4）由于按钮的触头间距较小，如有油污等极易发生短路故障，所以应注意保持触头间的清洁。 　　（5）光标按钮一般不宜用于需长期通电显示处，以免塑料外壳过度受热而变形，使更换灯泡困难。 　　按钮的常见故障及处理方法见表1‐7。 5．按钮的常见故障及处理方法 02 August 2024 表1‐7 按钮的常见故障及处理方法 故障现象 可能的原因 处理方法 触头接触不良 （1）触头烧损 （2）触头表面有尘垢 （3）触头弹簧失效 （1）修整触头或更换产品 （2）清洁触头表面 （3）重绕弹簧或更换产品 触头间短路 （1）塑料受热变形，导至接线螺钉相碰短路 （2）杂物或油污在触头间形成通路 （1）更换产品，并查明发热原因，如灯泡发热所致，可降低电压 （2）清洁按钮内部 2.5 热继电器 　　热继电器是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的继电器。 　　所谓反时限动作，是指电器的延时动作时间随通过电路电流的增加而缩短。 　　热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行 02 August 2024 的保护及其他电气设备发热状态的控制。 图1‐23为部分热继电器的外形图。 图1‐23 部分热继电器的外形图 1．热继电器的型号及含义： 02 August 2024 　JR16系列热继电器的外形和结构如图1‐24所示。它主要由热元件、动作机构、触头系统、电流整定装置、复位机构和温度补偿元件等部件组成。 2．热继电器的结构及工作原理 （1）结构 图1‐24 双金属片式热继电器结构原理图及符号 1—主双金属片 2—电阻丝 3—导板 4—补偿双金属片 5—螺钉 6—推杆 7—静触头 8—动触头 9—复位按钮 10—调节凸轮 11—弹簧 02 August 2024 　　1）热元件 热元件是热继电器的主要组成部分，由主双金属片和绕在外面的电阻丝组成。 　　2）动作机构和触头系统 动作机构利用杠杆传递及弓簧式瞬跳机构来保证触头动作的迅速、可靠。触头为单断点弓簧跳跃式动作，一般为一个常开触头、一个常闭触头。 　　3）电流整定装置 通过旋钮和电流调节凸轮调节推杆间隙，改变推杆移动距离，从而调节整定电流值。 　　4）温度补偿元件 温度补偿元件也为双金属片，其受热弯曲的方向与主双金属一致，它能保证热继电器的动作特性在-30 ～ +40℃的环境温度范围内基本上不受周围介质温度的影响。 　　5）复位机构 复位机构有手动和自动两种形式，可根据使用要求通过复位调节螺钉来自由调整选择。一般自动复位的时间不大于5min，手动复位时间不大于2min。 （2）工作原理 02 August 2024 　　使用时，将热继电器的三相热元件分别串接在电动机的三相主电路中，常闭触头接在控制电路的接触器线圈回路中。当电动机过载时，流过电阻丝的电流超过热继电器的整定电流，电阻丝发热，主双金属片向左弯曲，推动导板3向左移动，通过温度补偿双金属片4推动推杆6绕轴转动，从而推动触头系统动作，动触头8与常闭静触头7分开，使接触器线圈断电，接触器触头断开，将电源切除起保护作用。电源切除后，主双金属片逐渐冷却恢复原位，于是动触头在失去作用力的情况下，靠动触头弓簧的弹性自动复位。 JR16系列热继电器有带断相保护装置的和不带断相保护装置的两种类型。三相异步电动机的电源或绕组断相是导致电动机过热烧毁的主要原因之一，普通结构的热继电器能否对电动机进行断相保护，取决于电动机绕组的连接方式。 3．带断相保护装置的热继电器 02 August 2024 　　　对定子绕组采用Y形连接的电动机而言，若运行中发生断相，通过另外两相的电流会增大，而流过热继电器的电流（即线电流）就是流过电动机绕组的电流（即相电流），普通结构的热继电器都可以对此做出反应。而绕组接成△形的电动机若运行中发生断相，流过热继电器的电流（线电流）与流过电动机非故障绕组的电流（相电流）的增加比例不相同，在这种情况下，电动机非故障相流过的电流可能超过其额定电流，而流过热继电器的电流却未超过热继电器的整定值，热继电器不动作，但电动机的绕组可能会因过载而烧毁。 　　为了对定子绕组采用△接法的电动机实行断相保护，必须采用三相结构带断相保护装置的热继电器。JR16系列中部分热继电器带有差动式断相保护装置，其结构及工作原理如下页图1‐25所示。下页图1‐25a）所示为未通电时的位置；下页图1‐25b）所示为三相均通有额定电流时的情况，此时三相主双金属片均匀受热，同时向左弯曲，内、外导板一起平行左移一段距离但未超过临界位置，触头不动作；下页图1‐25c）所示为三相均过载时，三相主双金属片均受热 02 August 2024 向左弯曲，推动外导板并带动内导板一起左移，超过临界位置，通过动作机构使常闭触头断开，从而切断控制回路，达到保护电动机的目的；右图1‐25d）所示是电动机在运行中发生断相（如W相）断线故障时的情况，此时该相主双金属片逐渐冷却，向右移动，并带动内导板同时右移，这样内导板和外导板产生了差动放大作用，通过杠杆的放大作用使继电器迅速动作，切断控制电路，使电动机得到保护。 通电前 b) 三相正常电流 c) 三相均匀过载 d) W相断路 1—上导板 2下导板 3—杠杆 4—顶头 5—补偿双金属片 6—主双金属片 图1‐25 差动式断相保护机构及工作原理 02 August 2024 　　由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触头动作需要一定的时间，也就是说，即使电动机严重过载甚至短路，热继电器也不会瞬时动作，因此热继电器不能作短路保护。但也正是这个热惯性和机械惰性，保证了热继电器在电动机启动或短时过载时不会动作，从而满足了电动机的运行要求。 4．热继电器的常见故障及处理方法 热继电器的常见故障及处理方法以见表1‐8。 表1‐8 热继电器的常见故障及处理方法 故障现象 故障原因 维修方法 热元件绕断 （1）负载侧短路，电流过大 （2）操作频率过高 （1）排除故障、更换热继电器 （2）更换合适参数的热继电器 02 August 2024 故障现象 故障原因 维修方法 热元件绕断 （1）负载侧短路，电流过大 （2）操作频率过高 （1）排除故障、更换热继电器 （2）更换合适参数的热继电器 热继电器不动作 （1）热继电器的额定电流值选用不合适 （2）整定值偏大 （3）动作触头接触不良 （4）热元件烧断或脱掉 （5）动作机构卡阻 （6）导板脱 （1）按保护容量合理选用 （2）合理调整整定值 （3）消除触头接触不良因素 （4）更换热继电器 （5）消除卡阻因素 （6）重新放入并测试 热继电器动作不稳定、时快时慢 （1）热继电器内部机构某些部件松动 （2）在检修中弯折了双金属片 （3）通电电流波动太大，或接线螺钉松动 （1）将全部件加以紧固 （2）用两倍电流预谋几次或将双金属片拆下来热处理（一般约240C）以去除内应力 （3）检查电源电压或拧紧接线螺钉 续表1‐8 热继电器的常见故障及处理方法 02 August 2024 故障现象 故障原因 维修方法 热继电器动作太快 （1）整定值偏小 （2）电动机启动时间过长 （3）连接导线太细 （4）操作频率过高 （5）使用场合有强烈冲击和振动 （6）可逆转换频繁 （7）安装热继电器处五电动机处环境温差太大 （1）合理调整整定值 （2）按启动时间要求，选择具有合适的可返回时间的热继电器或在启动过程中将热继电器短接 （3）选用标准导线 （4）更换合适的型号 （5）选用带防振动冲击的或采取防振动措施 （6）改用其他保护方式 （7）按两地温差情况配置适当的热继电器 主电路不通 （1）热元件烧断 （2）接线螺钉松动或脱落 （1）更换热元件或热继电器 （2）紧固接线螺钉 控制电路不通 （1）触头烧坏或动触头片弹性消失 （2）可调整式旋钮转到不合适的位置 （3）热继电器动作后未延长位 （1）更换触头或簧片 （2）调整旋钮或螺钉 （3）按动复位按钮 续表1‐8 热继电器的常见故障及处理方法 $$