本文以圖文并茂的方式介紹常用6種電氣元件的原理及應(yīng)用，通過了解它們在電氣回路中的作用來掌握這些元件平時(shí)的運(yùn)行情況。

我們所說的隔離開關(guān)，一般指的是高壓隔離開關(guān),即額定電壓在1kv及其以上的隔離開關(guān)。高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器，在電路中起隔離作用，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單。

低壓電氣設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，需要切斷電源，使維修部分與帶電部分脫離，并保持有效的隔離距離，要求在其分?jǐn)嗫陂g能承受過電壓的耐壓水平。刀開關(guān)即作為隔離電源的開關(guān)電器。隔離電源的刀開關(guān)亦稱作隔離開關(guān)。隔離用刀開關(guān)一般屬于無載通斷電器，只能接通或分?jǐn)?ldquo;可忽略的電流”(指帶電壓的母線、短電纜的電容電流或電壓互感器的電流)。也有的刀開關(guān)具有一定的通斷能力，在其通斷能力與所需通斷的電流相適應(yīng)時(shí)，可在非故障條件下接通或分?jǐn)嚯姎庠O(shè)備或成套設(shè)備中的一部分。

隔離開關(guān)的主要特點(diǎn)

1、是無滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路；

2、一般送電操作時(shí)：先合隔離開關(guān)，后合斷路器或負(fù)荷類開關(guān)；

3、斷電操作時(shí)：先斷開斷路器或負(fù)荷類開關(guān)，后斷開隔離開關(guān)。

隔離開關(guān)的功能作用

1、用于隔離電源，將高壓檢修設(shè)備與帶電設(shè)備斷開，使其間有一明顯可看見的斷開點(diǎn)；

2、隔離開關(guān)與斷路器配合，按系統(tǒng)運(yùn)行方式的需要進(jìn)行倒閘操作，以改變系統(tǒng)運(yùn)行接線方式；

3、用以接通或斷開小電流電路

隔離開關(guān)的參數(shù)

額定電壓 = 回路標(biāo)稱電壓*1.2/1.1 倍；

額定電流標(biāo)準(zhǔn)值 > 最大負(fù)載電流的150%

隔離開關(guān)、負(fù)載開關(guān)與斷路器的區(qū)別

1、隔離開關(guān)在電路中起明顯斷開點(diǎn)的作用，以保證維修時(shí)人員的安全，一般只能切斷線路的空載電流，不能切斷負(fù)荷電流和短路電流；2、負(fù)荷開關(guān)也起隔離作用，并且能切斷負(fù)荷電流；

3、斷路器能切斷負(fù)荷電流和短路（故障）電流，故障時(shí)能夠自動(dòng)跳閘。另外，某些型號(hào)的斷路器也具有隔離功能，可以作為隔離電氣使用。

2、斷路器

斷路器是能夠關(guān)合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異�；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關(guān)裝置。

斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰�變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。

斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。斷路器按其構(gòu)造分為微型斷路器、塑殼斷路器和框架式斷路器。

斷路器的作用

切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。

低壓斷路器也稱為自動(dòng)空氣開關(guān)，可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。

低壓斷路器具有多種保護(hù)功能（過載、短路、欠電壓保護(hù)等）、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω�、操作方便、安全等�?yōu)點(diǎn)，所以目前被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。

斷路器的工作原理

當(dāng)短路時(shí)，大電流（一般10至12倍）產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開關(guān)瞬時(shí)跳閘。

當(dāng)過載時(shí)，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作（電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短）。

低壓斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸點(diǎn)斷開主電路。

當(dāng)電路過載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用，在正常工作時(shí)，其線圈是斷電的，在需要距離控制時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使主觸點(diǎn)斷開。

現(xiàn)在有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設(shè)定值比較，當(dāng)電流異常時(shí)微處理器發(fā)出信號(hào)，使電子脫扣器帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

斷路器的參數(shù)

額定工作電壓（Ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。

額定電流（In）：配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限承受的最大電流值，不會(huì)超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。

短路繼電器脫扣電流整定值（Im）：短路脫扣繼電器（瞬時(shí)或短延時(shí)）用于高故障電流值出現(xiàn)時(shí)，使斷路器快速跳閘，其跳閘極限Im。

額定短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu或Icn）：斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏魇菙嗦菲髂軌蚍謹(jǐn)喽�不被損害的最高（預(yù)期的）電流值。

標(biāo)準(zhǔn)中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)直流暫態(tài)分量（總在最壞的情況短路下出現(xiàn)）假定為零。工業(yè)用斷路器額定值（Icu）和家用斷路器額定值（Icn）通常以kA均方根值的形式給出。

短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）：斷路器的額定分?jǐn)嗄芰Ψ譃轭~定極限短路分?jǐn)嗄芰�和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰�兩種。

3、雙電源切換開關(guān)

主要用在不間斷供電場所，它能在正常供電線路發(fā)生故障后將負(fù)荷用電設(shè)備自動(dòng)換接到另外一個(gè)備用電源上，保持設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行。

雙電源切換開關(guān)的分類

1、STS靜態(tài)開關(guān)

又叫靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，為電源二選一自動(dòng)切換系統(tǒng)，第一路出現(xiàn)故障后STS自動(dòng)切換到第二路給負(fù)載供電(前提第二路電正常且和第一路電基本同步），第二路故障的話STS自動(dòng)切換到第一路給負(fù)載供電(前提第一路電正常且和第二路電基本同步）。

適合用于UPS-UPS，UPS-發(fā)電機(jī)，UPS-市電，市電-市電等任意兩路電源的不斷電轉(zhuǎn)換，以上所有電源間都需要同步裝置以保證兩電源基本同步，否則STS無法切換。

主要由智能控制板,高速可控硅,斷路器構(gòu)成.其標(biāo)準(zhǔn)切換時(shí)間為≤8ms,不會(huì)造成IT類負(fù)載斷電。既對負(fù)載可靠供電,同時(shí)又能保證STS在不同相切換時(shí)的安全性。

2、ATS自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)

ATS主要用在緊急供電系統(tǒng)，將負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)換接至另一個(gè)（備用）電源的開關(guān)電器，以確保重要負(fù)荷連續(xù)、可靠運(yùn)行。ATS為機(jī)械結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100毫秒以上，會(huì)造成負(fù)載斷電。適合照明、電機(jī)類負(fù)載。

雙電源切換開關(guān)PC級(jí)和CB級(jí)的區(qū)分

雙電源切換開關(guān)分PC級(jí)和CB級(jí)，兩者結(jié)構(gòu)大致一樣。PC級(jí)是隔離型的，就像雙投刀開關(guān)，加上操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成的。CB級(jí)是斷路器保護(hù)型的，由兩個(gè)斷路器加操作機(jī)構(gòu)組成，有過載短路保護(hù)，和斷路器保護(hù)一樣。用戶在選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面來考慮。

（1）從可靠性角度考慮。PC級(jí)的比CB級(jí)的可靠性高一些，PC級(jí)使用的是機(jī)械+電子轉(zhuǎn)換動(dòng)作鎖，CB級(jí)使用的是電子轉(zhuǎn)換動(dòng)作鎖。所以在一些安全性要求比較高的工作產(chǎn)所，建議選擇物PC級(jí)產(chǎn)品。

（2）從切換時(shí)間角度考慮。兩種產(chǎn)品切換時(shí)間不一樣，PC級(jí)產(chǎn)品在減速電機(jī)上使用比較普遍，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速高（16-22r /min），電路發(fā)生故障后，需等電機(jī)轉(zhuǎn)速減速到一定程度觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作機(jī)構(gòu)才能斷開，動(dòng)作時(shí)間比較慢，雖然切換時(shí)間慢，但是作為機(jī)械產(chǎn)品更多的還是從耐用性角度來考慮。CB級(jí)產(chǎn)品常用在居民樓中，故障電源斷開容易，切換時(shí)間快速。

（3）PC級(jí)雙電源切換開關(guān)沒有短路保護(hù)功能，用戶是否額外增加斷路器應(yīng)根據(jù)電路系統(tǒng)是否需要來考慮。雙電源切換開關(guān)它的作用是實(shí)現(xiàn)雙路電源轉(zhuǎn)換作用，有無短路保護(hù)功能不會(huì)對它的運(yùn)行影響。很多人認(rèn)為短路功能是用來保護(hù)開關(guān)，這是錯(cuò)誤的理解誤區(qū)。

（4）加裝隔離開關(guān)，會(huì)占用空間、增加成本，降低可靠性，建議工業(yè)用電系統(tǒng)中隔離開關(guān)需控制安裝數(shù)量，在居民樓層中沒必要設(shè)置隔離開關(guān)。

4、接觸器

分為交流接觸器（電壓AC）和直流接觸器（電壓DC），它應(yīng)用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。

交流接觸器與直流接觸器的區(qū)別

1、鐵心不一樣：交流接觸器的鐵心有彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，并做成雙E形；直流接觸器的鐵芯多由整塊軟鐵制成，多為U形。

2、滅弧系統(tǒng)不一樣：交流接觸器采用刪片滅弧，而直流接觸器采用磁吹滅弧裝置。

3、線圈匝數(shù)不一樣：交流接觸器線圈匝數(shù)少通入的是交流電，而直流接觸器的線圈匝數(shù)多通入的是直流電，交流接觸器分?jǐn)嗟氖墙涣麟娐�，直流接觸器分?jǐn)嗟氖侵绷麟娐贰＝涣鹘佑|器操作頻率最高為600次/小時(shí)，使用成本低。而直流接觸器操作頻率可高達(dá)2000次/小時(shí)，使用成本高。

4、錯(cuò)接電源故障不一樣：如果把交、直流接觸器接錯(cuò)了，就是直流電接交流接觸器，線圈馬上燒；而交流電接直流接觸器，接觸器無法吸合。

接觸器的作用

因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達(dá)800安培）電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對象﹐也可用作控制工廠設(shè)備﹑電熱器﹑工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一。

接觸器的工作原理

當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會(huì)產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動(dòng)鐵心，并帶動(dòng)交流接觸器點(diǎn)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。直流接觸器的工作原理跟溫度開關(guān)的原理有點(diǎn)相似。

5、電流互感器

電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量 ，二次側(cè)不可開路。

電流互感器的作用

在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測量、保護(hù)和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。

6、熱繼電器

熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

熱繼電器的參數(shù)

額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般為交流220V、380V、600V。

額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流

額定頻率：一般而言，其額定頻率按照45~62HZ設(shè)計(jì)。

整定電流范圍：整定電流的范圍由本身的特性來決定，它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器。

熱繼電器的選型

1、熱繼電器選型應(yīng)等于或大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。

2、熱繼電器的額定電流=（0.95-1.05）倍的電動(dòng)機(jī)額定電流。

3、當(dāng)熱繼電器周圍的環(huán)境溫度不為35℃時(shí)，應(yīng)整定為 ：(95-T)/60 的商開平方 T:環(huán)境溫度。