1.1 开关电器与保护电器认知（一）（课件）《电器及PLC控制技术与实训》（机工版·第2版）同步精品课堂

1.1 开关电器与保护电器认知（一） 《电器及PLC控制技术与实训》（机工版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 了解低压开关的结构作用及工作过程。 掌握熔断器的使用方法。 熟记刀开关、转换开关和低压断路器的图形符号及文字符号，并能在简单电气图中正确识别。 学习目标 课前导入 同学们，在我们的日常生活和工业生产中，电的应用无处不在。大家有没有想过，当我们按下家里的电灯开关，灯就能亮；当电路中出现短路等故障时，总闸会自动断开，避免危险发生，这些都是谁在发挥作用呢？其实，这背后离不开各种开关电器和保护电器的 “默默工作”。 1.外形、结构和符号 刀开关是一种结构简单、应用广泛的手动电器。常用的HK系列瓷底胶盖刀开关如图 1-1-3所示。 刀开关 HK系列瓷底胶盖刀开关由刀开关和熔断器组合而成，开关的瓷底座上装有进线座、静触点、熔体、出线座和带瓷质手柄的刀式动触点，上面盖有胶盖，以防止操作时触及带电体或分断时产生的电弧灼伤人手。 刀开关 2.选用 在一般的照明电路和功率小于5.5kw的电动机控制电路中广泛采用刀开关。HK1系列刀开关的主要技术参数见表1-1-1。 刀开关 具体选用方法如下。 1)用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V、额定电流不小于电路所有负载定电流之和的两极刀开关。 2)用于控制三相电动机直接起动和停止时，选用额定电压为380V、额定电流不小于电动机3倍额定电流的三极刀开关。 刀开关 刀开关 安装与使用 1)HK系列刀开关必须垂直安装在控制屏或开关板上,合闸状态时手柄要向上,不得倒装或平装,否则在分断状态时手柄有可能松动落下引起误合闸,造成人身安全事故。 2)开关距地面的高度为1.3~1.5m,接线时进线和出线不能接反,电源进线接在最上端,负载出线接在熔体下端,这样在开关断开后闸刀和熔体上都不会带电,如图1-1-4所示。 3.安装与使用 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。 刀开关 1、外形、结构和符号 转换开关又称为组合开关，是一种可供两路或两路以上电源或负载转换用的开关电器。它具有体积小、功能多、结构紧凑、绝缘良好、转换操作灵活、安全可靠等特点。常用的LW26系列万能转换开关外形和层结构示意图如图所示。 转换开关 LW26系列万能转换开关用途广泛，可作为电路控制开关、测试设备开关、电动机控制开关和主令控制开关及电焊机用转换开关等。 转换开关由操作机构、定位装置和触点系统三部分组成。 转换开关 触点系统是由数个装嵌在绝缘壳体内的静触点座和可动支架中的动触点构成，动触点是双断点对接式的触桥，在附有手柄的转轴上，随转轴旋至不同位置使电路接通或断开。 定位装置采用滚轮卡棘轮结构，配置不同的限位件，可获得不同挡位的开关。转换开关由多层绝缘壳体组装而成，可立体布置，减小了安装面积，结构简单、紧凑，操作安全可靠。在每层触点底座上至多装有四对触点，并通过转轴控制静触点底座中的凸轮来实现触点的通断。由于各层凸轮可以做成不同的形状，当手柄转到不同位置时，通过凸轮的作用使各触点按所需的规律实现通断。 转换开关可以按线路的要求组成不同接法的开关，以适应不同电路的要求。在控制和测量系统中，采用转换开关可进行电路的转换。例如电工设备供电电源的倒换，电动机的正反转倒换，测量回路中电压、电流的换相等。用转换开关代替刀开关使用，不仅可使控制回路或测量回路简化，而且能避免操作上的差错，还能够减少元器件的使用数量。 转换开关 2.图形符号和文字符号 由于触点的分合状态与操作手柄的位置有关，因此在电路图中除需绘制触点符号外还要给出触点的分合状态。图所示为两种触点分合状态表示方法，文字符号一般用SA 表示。 转换开关 转换开关的图形符号如图所示，这也是画“·”标记法，在这种表示方法中，用虚线表示操作手柄的位置，在触点图形符号下方的虚线位置画“·”，表示当操作手柄处于该位置时，该触点处于闭合状态;若未画“·”，则表示当操作手柄处于该位置时，该触点处于断开状态。 转换开关 3.选用 转换开关因用途不同，其种类不同，选择型号也是不同，LW26系列直接控制电动用转换开关的主要技术参数见表 1-1-2。 转换开关 4.安装与使用 转换开关 3)安装时一般应水平安装在屏板上,但也可倾斜或垂直安装,应尽量使手柄保持水平旋转位置。 4)注意安全操作。在安装、使用和维修转换开关时,应遵守安全操作规程,切断电源,确保人员安全。 1)确保正确的安装位置。转换开关应安装在干燥、无腐蚀性气体和粉尘的环境中避免阳光直射和高温。安装时应确保开关的操作手柄有足够的操作空间,以便于操作和维修。 2)避免过度用力操作。在操作转换开关时,应避免过度用力,以免损坏内部机构。 安装与使用 1.外形、结构和符号 低压断路器简称断路器。它集控制和多种保护功能于一体，在正常情况下可用于不频繁接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路发生短路、过载和失电压等故障时，能自动切断电路(俗称跳闸)。常见的三极低压断路器的外形如图所示。 低压断路器 DZ5-20型低压断路器的结构和符号如图所示。低压断路器的结构采用立体布置，操作机构在中间，外壳上有“分”按钮(红色，稍低)和“合”按钮(绿色，稍高)。 低压断路器 图1-1-9所示为低压断路器的工作原理图。壳内底座上部为热脱扣器，由热元件和双金属片构成，用作过载保护。上部为电磁脱扣器，由电流线圈和铁心组成，用作短路保护。欠电压脱扣器在电路电压不足或失去电压时切断电路，起到欠电压保护作用。主触点系统在操作机构的下面，由动触点和静触点组成，用于接通和分断主电路，并采用栅片灭弧。另外，还有常开和常闭辅助触点各一个，可用作信号指示或控制电路用。主、辅触点接线柱伸出壳外，便于接线。 低压断路器 2.选用 常见低压断路器的主要技术参数见表1-1-3、表1-1-4。 低压断路器 低压断路器 低压断路器的选用原则如下。 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负载电流。 2)热脱扣器的脱扣整定电流应等于所控制负载的额定电流， 3)电磁脱扣器的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、其值应为1.5-1.7倍电动机起动电流。 4)在要求带漏电保护的场合，则需要使用剩余电流路器。 低压断路器 5)C系列断路器和D系列断路器比较:从抗冲击电流方面看，C系列比D系列断路器弱，C系列的瞬时脱扣电流值一般为额定电流的5-10倍，而D系列的瞬时脱扣电流值一般为额定电流的10~14倍。因此从用途上比较，C系列多用于家庭电路和二次控制电路、D系列多用于动力电路。 低压断路器 3.安装与使用 1)低压断路器应垂直于配电板安装，电源进线接到上端，负载出线接到下端。2)低压断路器各脱扣器动作值一经调整好，就不允许随意变动，以免影响其动作值。3)断路器上的灰尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值，给动作机构添加润滑剂， 4)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，以形成明显的断点。 低压断路器 课堂练习 1.转换开关安装时，应固定在（ ）上，以保证操作稳定 A. 易燃物 B. 金属板或绝缘板 C. 潮湿处 D. 振动剧烈的地方 答案：B 解析：转换开关安装时，应固定在金属板或绝缘板上，且安装位置应避免易燃物、潮湿处和振动剧烈的地方，以保证其正常工作和操作安全，所以选 B。 课堂练习 2.低压断路器又称为（ ） A. 刀开关 B. 转换开关 C. 空气开关 D. 熔断器 答案：C 解析：低压断路器俗称空气开关，它既能接通和断开电路，又能在电路发生过载、短路等故障时自动断开电路，所以选 C。 课堂练习 3.低压断路器的结构中，不包含（ ） A. 触点系统 B. 脱扣器 C. 灭弧装置 D. 变压器 答案：D 解析：低压断路器由触点系统、脱扣器（如过电流脱扣器、过载脱扣器等）、灭弧装置等组成，变压器不属于其结构部分，所以选 D。 课堂练习 4.低压断路器的图形符号中，用（ ）表示其主触点 A. 常开触点符号 B. 常闭触点符号 C. 复合触点符号 D. 特殊符号 答案：A 解析：在低压断路器的图形符号中，主触点通常用常开触点符号表示，因为在正常情况下主触点是接通的，所以选 A。 课堂练习 5.低压断路器的文字符号是（ ） A. QF B. QS C. SA D. KM 答案：A 解析：低压断路器的文字符号是 QF，QS 是刀开关的文字符号，SA 是转换开关的文字符号，KM 是接触器的文字符号，所以选 A。 课堂练习 6.选用低压断路器时，其额定电压应（ ）电路的额定电压 A. 小于 B. 等于 C. 大于或等于 D. 远大于 答案：C 解析：为确保低压断路器能安全可靠地工作，其额定电压应大于或等于电路的额定电压，防止因电压过高而击穿绝缘，所以选 C。 课堂练习 7.对于照明电路，选用低压断路器时，主要考虑（ ） A. 过载保护 B. 短路保护 C. 欠压保护 D. 以上都是 答案：D 解析：照明电路中，低压断路器需要同时具备过载保护（防止因负载过大导致线路过热）、短路保护（防止线路短路时电流过大）和欠压保护（防止电压过低影响照明设备正常工作）等功能，所以选 D。 课堂练习 8.刀开关使用时，若发现触点过热，可能是因为（ ） A. 额定电流选大了 B. 触点接触不良 C. 电路电流过小 D. 安装位置正确 答案：B 解析：触点过热通常是由于触点接触不良，导致接触电阻过大，在电流通过时产生大量热量，所以选 B。额定电流选大了、电路电流过小一般不会导致触点过热，安装位置正确也不是触点过热的原因。 课后作业 刀开关的图形符号和文字符号分别是什么？ 转换开关的图形符号中，如何表示不同的触点状态？ 低压断路器的结构中，脱扣器有哪些类型？各自的作用是什么？ 课堂小结 $$