低压控制电器
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1203页（5024字）
(一)低压控制电器的类型、结构与作用
低压控制电器是指对低压用电设备进行控制和保护的电器设备。低压控制电器的类型很多，用途极广。根据其使用目的不同可分为：控制电器和保护电器等。
用来接通和切断电源的控制电器，如瓷底胶盖闸刀开关、铁壳开关、漏电自动开关，交流接触器、磁力启动器等。用来保护线路和电气设备安全的保护电器，如过电流继电器，热继电器，熔断器等。
1．刀开关
刀开关又叫闸刀开关，它是手动电器中结构最简单、应用最广泛的一种低压电器，其种类很多，常用的有瓷底胶盖闸刀开关、铁壳开关等。
(1)瓷底胶盖闸刀开关
瓷底胶盖闸刀开关主要由刀刃、熔体、胶盖、瓷底等组成。按其刀刃数目可分为：单投、双投和三极三种，又称单投、双投和三极刀开关。瓷底胶盖闸刀开关适用于交流电压500V，电流100A以下的不常开闭的线路中，作照明、电热等电气装置的控制开关。三极瓷底胶盖闸刀开关在适当降低容量使用时，也可作为小型异步电动机的不频繁直接起动用。
(2)铁壳开关
铁壳开关属于封闭式负荷开关，它主要由铁制外壳、加速机构、闸刀、联锁机构和熔断器等组成。联锁机构使开关在合闸位置时，盖子不能打开，而盖子打开时，开关又不能合闸，这样可防止电弧伤人，因此，在使用中比较安全。
铁壳开关的额定电流在60A以下时，可直接作电动机的起动，但应配用瓷插式熔断器保护，如果铁壳开关的额定电流在60～100A之间，一般可选用填料管式熔断器保护。铁壳开关的额定电流按电动机额定电流的3倍选用。
2．漏电保护自动开关
漏电保护自动开关(简称漏电开关)，漏电开关又叫漏电切断器、触电保安器或自动跳闸。漏电开关按其工作原理可分为：电压型和电流型两种。它们的主要用途是防止电气线路或用电设备严重漏电或短路而引起火灾，同时也可避免人体触及带电体而发生触电事故。
(1)电压型漏电开关
电压型漏电开关主要由电源变压器、主开关、主弹簧、试验回路装置、锁扣机构、检测线圈和铁芯等组成，如图4－3－22所示。
图4－3－22 电压型漏电开关原理图
1．电源变压器；2．主开关；3．试验回路装置；4．主弹簧；5．锁扣机构；6．衔铁；7．检测线圈和铁芯
检测线圈接在电源变压器的中性点与接地极之间，当线路发生严重漏电或触电事故时，就有漏电或触电电流通过大地经检测线圈返回变压器中性点。这样中性点与大地之间就出现一个对地电压加在检测线圈上，使线圈电磁铁产生磁场而吸合衔铁，使锁扣机构脱扣，主开关便在主弹簧的作用下断开，分断主电路，从而避免电气设备损坏或人身伤亡事故。
(2)电流型漏电开关
电磁式电流型漏电开关主要由电源变压器、主开关、试验回路装置、零序电流互感器和电磁式漏电脱扣器等组成，如图4－3－23所示。
图4－3－23 电流型漏电开关原理图
1．电源变压器；2．主开关；3．试验回路装置；4．零序电流互感器；5．漏电脱扣器
当电网正常运行时，通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和等于零，故其二次线圈中不产生感应电动势，漏电开关工作于闭合状态。一旦电网中发生漏电或触电事故等，则三相电流的相量和不再等于零。因有漏电或触电等事故电流通过大地返回到变压器中性点，于是，互感器二次线圈中便产生感应电动势，使脱扣器有电流通过而动作，推动主开关的锁扣，分断主电路，从而确保用电设备和人身安全。
3．接触器
接触器是各种电气设备控制的主要电器，它是利用电磁机构代替手动操作和远距离控制的一种自动开关。接触器分交流和直流两种，常用的是交流接触器，其结构主要由动铁芯(衔铁)、静铁芯(电磁铁)、线圈、主触头、辅助触头、按钮、灭弧罩等组成。
交流接触器是利用电磁吸力来工作的，见图4－3－24所示。当控制电路上的起动按钮接通电时，电磁铁线圈便产生磁场，在磁场力的作用下将动铁芯吸合，使主触头接通主电路(电源)。当按下停止按钮，线圈断电，电磁场立即消失，动铁芯在弹簧的反作用力下与静铁芯分开，从而切断电源。
图4－3－24 接触器的控制原理示意图
1．主触头；2．线圈；3．铁芯4．衔铁；5．辅助触头；6．转轴；7．电动机；8．9．按钮
一般情况下，电磁铁线圈上的电压必须达到接触器额定电压的85%以上，衔铁才能动作。因此，当电源电压过低或停电时，衔铁会自动断开，起到失压保护作用。
4．磁力起动器
磁力起动器又叫磁力开关或电磁开关，它是由交流接触器和热继电器组合在一起，用来直接起动电动机的电器。它具有失压和过载保护的性能。
磁力起动器的类型很多，QC10型磁力起动器的规格，见表4－3－36所示。根据用电设备容量的大小选配适当的磁力起动器起动。
表4－3－36 QC10型磁力起动器规格
5．继电器
继电器是一种根据电流、电压、温度、时间、转速、压力等的变化来接通或断开控制电路的电器，一般不用继电器来直接控制主电路。
(1)热继电器
热继电器是利用电流的热效应而动作的自动控制电器，通常用作电动机的过负荷保护。热继电器主要由热元件、触头、动作机构、复位按钮和整定电流装置等组成。
热元件是热继电器的重要组成部分，它是由双金属片及绕在双金属片上的电阻丝组成。双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片焊合而成，使用时将电阻丝直接串联在电动机的电路中，即可运行。热继电器见图4－3－25所示。
图4－3－25 热继电器原理图
当电动机过负荷时，过载电流通过串联在电路中的电阻丝而发热温升，使双金属片受热膨胀。由于左边金属片的热膨胀系数比右边大，所以双金属片的下端便向右弯曲，通过导电板推动补偿双属片，使推杆绕轴转动，推杆又推动杠杆绕轴转动，将常闭触头推开。热继电器的常闭触头是装在控制电路中，它串接在接触器的线圈电路里。当常闭触头断开时，接触器的线圈断电，衔铁分开，接触器的主触头将主电路断开，从而使电动机受到保护。
当双金属片受热冷却后，杠杆在弹簧的作用下能自动复位，使常闭触头闭合。如果自动复位装置出现故障，不能闭合，这时按下手动复位按钮，即可复位。补偿双金属片的作用是为了补偿环境温度对整定电流的影响。整定电流装置是通过旋钮和偏心轮来调节整定电流值。所谓整定电流就是热元件的电流超过比值的20%时，热继电器应当在20min内动作。整定电流应与电动机的额定电流一致。
(2)过电流继电器
电流继电器分过电流继电器和欠电流继电器两种。电流高于容许值动作的，称为过电流继电器；低于容许值动作的，称为欠电流继电器。常用的是过电流继电器，它主要由铁芯、线圈、常闭触头和常开触头等组成，见图4－3－26所示。
图4－3－26 过电流继电器结构示意图
1．弹簧；2．衔铁；3．电流线圈；4铁芯；5常闭触头；6常开触头
电流线圈串联在主电路中，当通过电流线圈的电流为整定值时，它所产生的电磁吸力小于弹簧的反作用力，继电器不动作，常闭触头仍保持闭合状态。当电流大于整定值时，电磁吸力大于弹簧力，铁芯吸引衔铁使常闭触头断开，切断控制回路，从而保护了负载。常闭触头在断开的同时，常开触头则闭合，接通事故信号装置，发出信号。
(二)低压控制电器火灾原因
1．闸刀开关在分、合闸时，刀体与夹座之间产生电火花或电弧，引燃可燃物。
2．闸刀开关的刀口接触不良，或导线与开关连接松动，将会造成接触电阻过大，使刀体和导线发热熔化引起火灾。
3．三相闸刀开关如有一相刀片失去效能时，会引起电动机双相运行，使线圈过热烧毁。
4．接触器和继电器如选型、使用、维护不当，会导致下列故障：
(1)触头不动作或动作缓慢，使电源长期接通，会发生短路起火；
(2)触头熔焊、磨损、烧毛等，造成接触不良，产生电弧，有时还会发生接触器缺相，造成电动机单相运行，烧毁电动机；
(3)接触器的线圈过热或烧毁，造成对地短路，开关失灵；
(4)灭弧装置损坏，造成相间短路。
(三)低压控制电器防火措施
1．在干燥场所，闸刀开关用作容量在3kW以下不频繁操作电动机的操作开关时，其额定电流应为电动机额定电流的2．5倍以上。
2．在有化学腐蚀、火灾危险和爆炸危险的场所，以及物资仓库，应将闸刀开关安装在室外或专用配电室内。
3．闸刀开关的胶盖、手柄损坏，触点接触不良，氧化严重等，均应及时修理或更换。
4．铁壳开关严禁长期过载使用；为保证安全，外壳必须接地。
5．接触器或继电器在安装前，应检查其各种技术数据是否符合实际使用要求，以及各机械部件之间是否灵活动作，避免有滞阻现象。
6．在安装接线时，防止螺钉、垫圈等落入接触器或继电器内部被卡而发生事故。接线要正确无误，在主触头不带电的情况下，先使吸引线圈通电分合数次，检查衔铁动作良好后，才能投入使用。
7．接触器或继电器，在使用过程中，应每月对各部件检查维修一次。紧固各接点螺栓，清除铁芯极面或触头上的污垢，保证电器的正常运行。