低压电器及符号整理

  在工矿企业的电气控制设备中，采用的大多数都是低压电器。因此，低压电器是电气

  控制中的基本组成元件，控制管理系统的优劣和低压电器的性能有直接的关系。作为电气工程

  技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工作原理和使用方法。可编程控制器在电气控制系

  统中需要大量的低压控制电器才能组成一个完整的控制管理系统，因此熟悉低压电器的基本知

  低压电器是指标称电压等级在交流1200V、直流1500V以下的电器。在中国工业控制

  电路中最常用的三相交流电压等级为380V，只有在特定行业环境下才用其他电压等级，如

  单相交流电压等级最常见的为220V，机床、热工仪表和矿井照明等采用127V电压等

  级，其他电压等级如6V、12V、24V、36V和42V等通常用于安全场所的照明、信号灯以

  低压电器种类非常之多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压

  （1）配电电器：大多数都用在低压配电系统中。要求系统出现故障时准确动作、可靠工作，

  在规定条件下拥有相对应的动稳定性与耐热性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有刀

  （2）控制电器：大多数都用在电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、

  准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等。

  （1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，

  （2）手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关、按钮等。

  （1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关、按钮等。

  （2）无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来

  实现电路的通、断控制，如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。

  （1）电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、电磁铁等。

  （2）非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动

  为了便于了解文字符号和各种低压电器的特点，采用我国《国产低压电器产品型号编

  制办法》（JB2930—81.10）的分类方法（参见附录A），将低压电器分为13个大类。每个

  大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母，第二位汉语拼音字母表示该类电器的

  （1）刀开关H，例如HS为双投式刀开关（刀型转换开关），HZ为组合开关。

  在选用低压电器时常根据型号来进行选用，所以本书按型号分类对上述低压电器的分

  刀开关是一种手动电器，常用的刀开关有HD型单投刀开关、HS型双投刀开关、HR

  HD型单投刀开关、HS型双投刀开关、HR型熔断器式刀开关大多数都用在在成套配电装

  置中作为隔离开关，装有灭弧装置的刀开关也能控制一些范围内的负荷线路。作为隔离

  开关的刀开关的容量比较大，其额定电流在100A～1500A之间，大多数都用在供配电线路的电

  源隔离作用。隔离开关没有灭弧装置，不能操作带负荷的线路，只能操作空载线路或电流

  很小的线路，如小型空载变压器、电压互感器等。操作时应注意，停电时应将线路的负荷

  电流用断路器、负荷开关等开关电器切断后再将隔离开关断开，送电时操作顺序相反。隔

  离开关断开时有明显的断开点，有利于检修人员的停电检修工作。隔离刀开关由于控制负

  荷能力很小，也没有保护线路的功能，所以通常不能单独使用，一般要和能切断负荷电流

  HY型倒顺开关、HH型铁壳开关装有灭弧装置，一般可用于电气设备的起动、停止控制。

  HD型单投刀开关按极数分为1极、2极、3极几种，其示意图及图形符号如图1-1所

  示。其中图1-1（a）为直接手动操作，（b）为手柄操作，（c）～（h）为刀开关的图形符号

  和文字符号。其中图1-1（c）为一般图形符号，（d）为手动符号，（e）为三极单投刀开关

  符号；当刀开关用作隔离开关时，其图形符号上加有一横杠，如图1-1（f）、图1-1（g）、

  （f）一般隔离开关符号 （g）手动隔离开关符号 （h）三极单投刀隔离开关符号

  设计代号：11—中央手柄式，12—侧方正面杠杆操作机构式，13—中央正面杠杆操作

  HS 型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双电源的切换或双

  供电线路的切换等，其示意图及图形符号如图 1-2 所示。由于双投刀开关具有机械互锁的

  HR 型熔断器式刀开关也称刀熔开关，它其实就是将刀开关和熔断器组合成一体的电

  器。刀熔开关操作便捷，并简化了供电线路，在供配电线路上应用很广泛，其工作示意图

  及图形符号如图 1-3 所示。刀熔开关可以切断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所

  组合开关又称转换开关，控制容量比较小，结构紧密相连，常用于空间比较狭小的场所，

  如机床和配电箱等。组合开关通常用于电气设备的非频繁操作、切换电源和负载以及控制

  组合开关由动触头、静触头、绝缘连杆转轴、手柄、定位机构及外壳等部分所组成。其

  动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内，当转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动。

  常用的产品有HZ5、HZ10 和HZ15 系列。HZ5 系列是类似万能转换开关的产品，其结

  开启式负荷开关和封闭式负荷开关是一种手动电器，常用于电气设备中作隔离电源用，

  HK 型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关，由于它结构相对比较简单、价格实惠公道、使用维

  修方便，故得到普遍应用。该开关主要用作电气照明电路和电热电路、小容量电动机电路

  胶底瓷盖刀开关由熔丝、触刀、触点座和底座组成，如图 1-5（a）所示。此种刀开关

  1—上胶盖 2—下胶盖 3—插座4—触刀 12—触刀 13—插座 14—熔断器

  闸刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装，以避免由于重力自动下落而引起

  误动合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样拉闸后刀开关的刀片与

  HH 型封闭式负荷开关俗称铁壳开关，主要由钢板外壳、触刀开关、操作机构、熔断

  器等组成，如图 1-5（b）所示。刀开关带有灭弧装置，能够通断负荷电流，熔断器用于切

  断短路电流。通常用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，用于不频繁

  铁壳开关的操作结构有两个特点：一是采用储能合闸方式，即利用一根弹簧以执行合

  闸和分闸的功能，使开关的闭合和分断时的速度与操作速度无关。它既有助于改善开关的

  动作性能和灭弧性能，又能防止触点停滞在中间位置。二是设有联锁装置，以保证开关合

  HK 型开启式负荷开关和HH 型封闭式负荷开关都是由负荷开关和熔断器组成，其图形

  熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。熔断器的熔体串接于被保护的

  电路中，熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过

  载保护。熔断器具有结构相对比较简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低、分断能力较

  熔断器由熔体和安装熔体的绝缘底座（或称熔管）组成。熔体由易熔金属材料铅、锌、

  锡、铜、银及其合金制成，形状常为丝状或网状。由铅锡合金和锌等低熔点金属制成的熔

  体，因不易灭弧，多用于小电流电路；由铜、银等高熔点金属制成的熔体，易于灭弧，多

  熔断器串接于被保护电路中，电流通过熔体时产生的热量与电流平方和电流通过的时

  间成正比，电流越大，则熔体熔断时间越短，这种特性称为熔断器的反时限保护特性或安

  熔断器种类很多，按结构分为开启式、半封闭式和封闭式；按有无填料分为有填料式、

  无填料式；按用途分为工业用熔断器、保护半导体器件熔断器及自复式熔断器等。

  熔断器的主要技术参数包括标称电压、熔体额定电流、熔断器额定电流、极限分断能

  （4）极限分断能力：指熔断器在标称电压下所能开断的最大短路电流。在电路中出现

  的最大电流一般是指短路电流值，所以，极限分断能力也反映了熔断器分断短路电流的能力。

  插入式熔断器如图1-7（a）所示。常用的产品有RC1A 系列，大多数都用在低压分支电路

  螺旋式熔断器如图 1-7（b）所示。熔芯内装有熔丝，并填充石英砂，用于熄灭电弧，

  分断能力强。熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过

  瓷帽上的玻璃孔观察到。常用产品有RL6、RL7 和RLS2 等系列，其中RL6 和RL7 多用于

  RMl0 型密封管式熔断器为无填料管式熔断器，如图1-7（c）所示。大多数都用在供配电系

  统作为线路的短路保护及过载保护，它采用变截面片状熔体和密封纤维管。由于熔体较窄

  处的电阻小，在短路电流通过时产生的热量最大，先熔断，因而可产生多个熔断点使电弧

  分散，以利于灭弧。短路时其电弧燃烧密封纤维管产生高压气体，以便将电弧迅速熄灭。

  RT 型有填料密封管式熔断器如图1-7（d）所示。熔断器中装有石英砂，用来冷却和熄

  灭电弧，熔体为网状，短路时可使电弧分散，由石英砂将电弧冷却熄灭，可将电弧在短路

  电流达到最大值之前迅速熄灭，以限制短路电流。此为限流式熔断器，常用于大容量电力

  网或配电设备中。常用产品有RTl2、RTl4、RTl5 和RS3 等系列，RS2 系列为快速熔断器，

  低压断路器俗称自动开关或空气开关，用于低压配电电路中不频繁的通断控制。在电

  路发生短路、过载或欠电压等故障时能自动分断故障电路，是一种控制兼保护电器。

  断路器的种类非常之多，按其用途和结构特点可分为 DW 型框架式断路器、DZ 型塑料外

  壳式断路器、DS 型直流快速断路器和 DWX 型、DWZ 型限流式断路器等。框架式断路器

  主要用作配电线路的保护开关，而塑料外壳式断路器除可用作配电线路的保护开关外，还

  断路器主要由 3 个基本部分所组成，即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣

  图 1-8 是断路器工作原理示意图及图形符号。断路器开关是靠操作机构手动或电动合

  闸的，触头闭合后，自由脱扣机构将触头锁在合闸位置上。当电路发生上述故障时，通过

  各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸以实现保护作用。分励脱扣器则作为远距离

  过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护，当线路的电流大于整定的电流值时，过

  电流脱扣器所产生的电磁力使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，实现短路器的

  失压（欠电压）脱扣器用于失压保护，如图 1-8 所示，失压脱扣器的线圈直接接在电

  源上，处于吸合状态，断路器能够顺利合闸；当停电或电压很低时，失压脱扣器的吸力小

  分励脱扣器用于远方跳闸，当在远方按下按钮时，分励脱扣器得电产生电磁力，使其

  不同断路器的保护是不同的，使用时应根据自身的需求选用。在图形符号中也可以标注其保

  护方式，如图1-8 所示，断路器图形符号中标注了失压、过负荷、过电流3 种保护方式。

  （1）断路器类型的选择：应依据使用场合和保护要求来选择。如一般都会采用塑壳式；短

  路电流很大时选用限流型；额定电流比较大或有选择性保护要求时选用框架式；控制和保

  （2）断路器标称电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。

  （4）欠电压脱扣器标称电压等于线）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。

  控制器是一种手动操作，直接控制主电路大电流（10A～600A）的开关电器。常用的

  控制器有KT 型凸轮控制器、KG 型鼓型控制器和KP 型平面控制器，各种控制器的作用和

  凸轮控制器是一种大型的手动控制器，大多数都用在起重设备中直接控制中小型绕线式异

  步电动机的起动、停止、调速、换向和制动，也适用于有相同要求的其他电力拖动场合。

  凸轮控制器主要由触头、转轴、凸轮、杠杆、手柄、灭弧罩及定位机构等组成。图1-9

  为凸轮控制器的结构原理示意图及图形符号。凸轮控制器中有多组触点，并由多个凸轮分

  别控制，以实现对一个较复杂电路中的多个触点进行同时控制。由于凸轮控制器中的触点

  多，每个触点在每个位置的接通情况各不相同，所以不能用普通的常开常闭触点来表示。

  图1-9（a）所示为1 极12 位凸轮控制器示意图，图1-9（b）所示图形符号表示这一个触点

  有12 个位置，图中的小黑点表示该位置触点接通。由示意图可见，当手柄转到2、3、4 和

  10 号位时，由凸轮将触点接通。图 1-9（c）所示为 5 极 12 位凸轮控制器，它是由 5 个 1

  极12 位凸轮控制器组合而成。图1-9（d）所示为4 极5 位凸轮控制器的图形符号，表示有

  4 个触点，每个触点有 5 个位置，图中的小黑点表示触点在该位接通。例如，当手柄打到

  由于凸轮控制器可直接控制电动机工作，所以其触头容量大并有灭弧装置。凸轮控制

  器的优点为控制线路简单、开关元件少、维修方便等，缺点为体积较大、操作笨重、不能

  实现远距离控制。目前使用的凸轮控制器有KT10、KTJl4、KTJl5 及KTJl6 等系列。

  接触器大多数都用在控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，能频繁地接通或断开

  交直流主电路，实现远距离自动控制。它具有低电压释放保护功能，在电力拖动自动控制

  （2）触头系统：交流接触器的触头系统包括主触头和辅助触头。主触头用于通断主

  电路，有3 对或4 对常开触头；辅助触头用于控制电路，起电气联锁或控制作用，通常有

  （3）灭弧装置：容量在10A 以上的接触器都有灭弧装置。对于小容量的接触器，常采

  用双断口桥形触头以利于灭弧；对于大容量的接触器，常采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧结构。

  （4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及外壳等。

  侧。辅助触头用两位数表示，前一位为辅助触头顺序号，后一位的3、4 表示常开触头，1、

  接触器的控制原理很简单，当线圈接通标称电压时，产生电磁力，克服弹簧反力，吸

  引动铁心向下运动，动铁心带动绝缘连杆和动触头向下运动使常开触头闭合，常闭触头断

  开。当线圈失电或电压低于释放电压时，电磁力小于弹簧反力，常开触头断开，常闭触头

  （1）标称电压：接触器的额定电压是指主触头的额定电压。交流有 220V、380V 和

  660V，在特殊场合应用的额定电压高达1140V，直流主要有110V、220V 和440V。

  （2）额定电流：接触器的额定电流是指主触头的额定工作电流。它是在一定的条件

  （额定电压、使用类别和操作频率等）下规定的，目前常用的电流等级为10A～800A。

  （4）机械寿命和电气寿命：接触器是频繁操作电器，应有较高的机械和电气寿命，该

  （5）额定操作频率：接触器的额定操作频率是指每小时允许的操作次数，一般为300

  （6）动作值：动作值是指接触器的吸合电压和释放电压。规定接触器的吸合电压大于

  （3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。对于电动机负载，还应根据其运行