低压电器分类

低压电器的种类繁多，分类方法有很多种。

1.按动作方式可分为：

（1）手动电器--依靠外力直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮开关等。

（2）自动电器--依靠指令或物理量变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。

2.按用途可分为：

（1）低压控制电器--主要在低压配电系统及动力设备中起控制作用，如刀开关、低压断路器等。

（2）低压保护电器--主要在低压配电系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、热继电器等。

3.按种类可分为：

刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等。

低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动 地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、 指示、调节。

低压电器的作用有：

控制作用，如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。

调节作用，低压电器可对一些电量和非电量进行调整， 以满足 用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调 节等。

保护作用，能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自 动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。

指示作用，利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行 状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。

控制电器按其工作电压的高低，以交流1200V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。交流1200V及以下、直流1500V及以下的均称为低压电器。

低压电器的发展，取决于国民经济的发展和现代工业自动化发展的需要，以及新技术、新工艺、新材料研究与应用。目前正朝着高性能、高可靠性、小型化、数模化、模块化、组合化和零部件通用化的方向发展。

低压电器一般都有两个基本部分：一个是感测部分，它感测外界的信号，作出有规律的反应，在自控电器中，感测部分大多由电磁机构组成，在受控电器中，感测部分通常为操作手柄等；另一个是执行部分，如触点是根据指令进行电路的接通或切断的。

低压电器通常是指在交流电压1200V或直流电压1500V以下工作的电器。常见的低压器有开关、熔断器、接触器、漏电保护器和继电器等。进行电气线路安装时，电源和负载(如电动机)之间用低压电器通过导线连接起来，可以实现负载的接通、切断、保护等控制功能。

1. 低压配电设计所选用的电器，应符合国家现行的有关标准，并应符合下列要求。

1）电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应

2）电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流

3）电器的额定频率应与所在回路的频率相适应

4）电器应适应所在场所的环境条件

5）电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。用于断开短路电流的电器，应满足短路条件下的通断能力。

2. 验算电器在短路条件下的通断能力，应采用安装处预期短路电流周期分量的有效值，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响。

GB14048系列标准 低压开关设备和控制设备共有16部标准

低压电器选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流（当I在相同的情况时）的需要断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。

1.不同的负载低压电器应选用不同类型的断路器

低压电器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用（照明、家用电器等）三大类。万能式（又称框架式）断路器中的DW15系列、DW17(ME）系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15.DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。选择性保护。

当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护（由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3.QF4支路保持供电）。如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1.QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延

时性能，当F点短路时，短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作（通常它的全分断时间不大于0.02s），因QF1的短延时，QF1在0.02s内不会动作（它的短延时≥0.1s或0.2.0.3.0.4s）。在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。可见，也就是说它可选择A类断路器（包括塑壳式和万能式）

1. 导体的类型应按敷设方式及环境条件选择。绝缘导体除满足上述条件外，尚应符合工作电压的要求。

2. 选择导体截面，应符合下列要求：

1）线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求

2）按敷设方式及环境条件确定的导体载流量，不应小于计算电流

3）导体应满足动稳定与热稳定的要求

4）导体最小截面应满足机械强度的要求，固定敷设的导线最小芯线截面应符合表2.2.2的规定。

3.沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷却条件最坏段的长度超过5m，应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面，或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。

电力断路器的发展方向

电力断路器作为低压电器中一个最为重要的产品，其发展一直得到众多的青睐。从推出的新产品来看，可谓竞争激烈。框架断路器（ACB）新一代框架断路器不仅其整体性能与主要技术指标均有较大幅度的提高，而且提高的技术性能指标更突出了实用性。大电流整体式结构成为新一代框架断路器大等级规格的一个发展主流。新一代框架断路器不仅每个规格产品的体积在进一步减小，而且整个系列的规格数量也在减少。新一代框架断路器中触头灭弧系统大多采用单断点结构。许多新一代框架断路器的内外部附件均采用模块化设计，既方便于标准化装配生产，又能方便于拆装更换和维护。新一代框架断路器中电子控制器均具备了强大功能。所有新一代产品均配有通信接口，可与主要工业现场总线系统部分新一代框架断路器内部采用内部总线。

塑壳断路器（MCCB）

新一代塑壳断路器在产品结构、操作机构、触头灭弧系统、可调热磁脱扣器和电子脱扣器等技术方面较老一代的塑壳断路器有了较大的突破，使产品的综合技术经济指标大大提高。新一代塑壳断路器的发展非常注重在缩小体积的同时提高技术性能指标，因此新型双断点分断技术越来越受到重视。

随着短路分断能力的提高，许多产品都实现了Ics=Icu，部分系列产品中大电流等级规格具有Icw指标，使塑壳断路器上下级间实现选择性保护成为可能。许多的新一代产品不仅体积均大大缩小，而且壳架等级也有减小趋势。随着电子式脱扣器体积的缩小和成本的降低，全系列均采用电子式脱扣器已经是明显趋势，应用电子式脱扣器的塑壳断路器其保护性能更加完善。

新一代塑壳断路器均具有接地故障保护功能和剩余电流保护功能。新一代塑壳断路器也均具有剩余电流保护功能，在结构上一般采用二种方式：孪生式结构和拼装式结构，孪生式结构体积较小，并且维护更换方便；拼装式结构派生灵活。

为适应系统的需要，各越来越重视对附件开发，提供了丰富的内部附件和外部附件。新一代塑壳断路器均具有通信功能，其通过外接的通信适配器方便地与各种现场总线系统（如Profibus、Devicenet、Modbus等）相连接，实现远程监控。

控制电器的发展动向

随着电子技术的飞速发展，控制电器的发展也越类越快，其中尤以控制与保护开关电器、电子式电动机保护器、软启动器和变频器的发展最为迅速，在近十年里一些大都研发了两代产品，可见技术发展之快。

控制与保护开关电器（CPS）

近年来各大将整体解决方案的概念引入到电动机控制与保护装置中，将电动机保护断路器、接触器、保护继电器直接组装成紧凑型的电动机启动器（即组合式如MOELLER的Xstart系列等），并在元器件设计时就从外观、尺寸、端子连接及性能配合等方面考虑了相互的接组合要求。随着技术的发展和需求的增加，整体式的CPS也已出现（如施耐德的TesysU系列），其结构更为紧凑、合理，功能更为强大。整体式的CPS以施耐德的TesysU系列产品为代表，高度集成不仅使其体积比组合式大大减小，而且保护性能完善、功能强大，因此整体式CPS极有可能成为今后CPS发展的主流。

电子式电动机保护器

电子式电动机保护器是随着电子技术的发展而诞生的专业用于电动机等保护的电器，根据电动机保护要求的高低分成高、中、低端产品系列。高端电动机保护器功能非常强大，如MM2和GEMultlin下的电动机保护器产品系列中的一个主要产品，主要应用于低压电机控制中心。

电子式电动机保护器功能扩展上也呈现方案多样化，保护范围不仅是电动机保护，也扩展到其他设备保护，例如变电站保护、变压器保护等。低档和中档的电子式电动机保护器的机械结构和功能与传统的热保护继电器类似，可直接与同等级的接触器组装成紧凑型电动机启动器，但功能比热继电器更强大，将逐步替代热继电器，在电动机的控制与保护领域占有一席之地。

软启动器

软启动器技术发展较快，已基本上取代了原来的降压启动器、自耦减压启动器等产品，成为一种重要的电动机启动器，一般均有经济型和高级型二个系列软启动器。经济型软启动器一般功能简单，仅具有软启动功能，没有其他保护功能，但成本较低，结构紧凑、体积小巧，有的经济型软启动器还可兼作半导体接触器。高级型软启动器，除了具有软启动功能外。还具有其他多种保护功能。

电动机变频调速装置（变频器）电动机变频调速装置可以通过改变电源输出频率任意调节电机转速，实现平滑的无级调速，在需要调速的工业控制中得到广泛的应用，因此各个均非常重视变频调速装置的发展。新一代电动机变频调速装置总的特点是：高性能；易用型强，安装及初始化设置进一步简单化；具有很宽的功率范围，优良的速度控制和转矩控制特性；功率结构与控制单元模块化，控制单元能支持即插即用功能；智能化、支持多总线通信，提供开放的现场可编程结构；高功率密度，体积紧凑；受EMI/RFI谐波的影响较小。随着变频器控制技术的发展，其高级型的产品具有很高的控制性能，不仅能控制交流异步电机，而且能控制交流永磁同步电机，其控制性能水平达到了通用伺服控制器的水平。电机一体化变频器和组件式变频器得到了快速的发展。这类变频器形式将成为小型变频器的发展主流。

终端电器的发展动向

终端电器的发展经历了上世纪九十年代的快速发展，近些年来已呈平稳发展态势，产品系列规格齐全、技术性能指标高、尺寸模数化、安装轨道化。

微型断路器（MCB）的发展

作为终端电器中的主要产品，微型断路器的发展始终主导着终端电器的发展。终端配电系统的选择性保护过去一直无法实现，带选择性保护的微型断路器如ABB的S700等的诞生，彻底解决了终端配电系统上下级的选择性保护问题，使用电的安全性、可靠性大大提高。P N结构的微型断路器近些年来得到快速发展，目前P N结构的微型断路器向大容量及高分断能力方向发展，随着P N结构与微型断路器技术突破，更小体积（预计单极12mm宽）的微型断路器在不久的将来也会面世，这将迎来微型断路器又一发展高峰。同一微型断路器具有多样的脱扣特性，可符合多种标准，满足不同配电系统的要求，适应全球化贸易的需要。微型断路器除了自身技术发展外，其配套附件更趋齐全。微型断路器的安装方式又有新突破，从螺钉安装到轨道安装，使微型断路器安装更方便，目前母排连接与安装一体技术又被越来越多的微型断路器所采用，提高生产效率。

剩余电流断路器RCCB与RCBO的发展

剩余电流断路器RCCB与RCBO的发展近些年来主要集中在B型剩余电流断路器和带自检功能的剩余电流断路器，新技术的引入和不断突破，不仅使剩余电流断路器的保护性能更加完善、功能更齐全，而且体积在不断缩小。小体积B型RCCB的出现一方面使剩余电流保护性能更加完善，另一方面为今后更广泛应用打下基础。带自检功能的剩余电流断路器的诞生是剩余电流断路器家属中又一发展的亮点。这一技术的应用将极大的提高剩余电流断路器终端使用的安全性和可靠性。

终端组合电器的发展

经过近二十年的发展，终端组合电器的防护外壳大多采用高强度工程塑料，结构新颖，外形美观，色调明快，外壳防护等级不断提高，从IP30、IP40发展到IP55、IP65。模数化的外形尺寸，使它们既能单独使用，又可组合拼装使用。终端组合电器安装与母排连接越来越多地采用母排连接与安装一体技术，将成为防护外壳的主流结构。

低压电涌保护器（SPD）的发展动向

随着电子技术的发展，防雷技术及防雷产品正越来越多受到各国重视，各大都推出了完整的系列产品。除了分级产品外，为了方便拥护的使用，好多推出了Ⅰ Ⅱ级组合式结构的SPD，可直接用于LPZ0至LPZ2的保护，简化了安装与接线，并可降低成本。

低压电器市场格局

国内企业力推第三代产品

但国外已推出第四代产品

中国低压电器行业从简单装配、模仿制造到自行开发设计，现发展到近1000个系列，生产企业1500家左右，年产值约200亿人民币。

预计2010年，第一代产品将被淘汰，第二代产品将沦为低档产品，第三代产品将逐步成为中档产品。

正当我们加速开发第三代产品并推向市场的同时，国外一批著名低压电器制造商从20世纪90年代后期至21世纪初相继推出了新一代产品，其中框架断路器有施耐德公司MT系列、西门子公司3WL系列、ABB公司E系列、GE公司M-PACT系列、凯马公司Magnum系列等；塑壳断路器有施耐德公司NS系列、西门子公司3VL系列、ABB公司Tmax系列、GE公司Record plus系列、默勒公司NZM系列、凯马公司G系列、三菱公司WS系列等。新一代的产品除了具备高性能、电子化、智能化、模块化、组合化、小型化特征外，还增加了可通信、高可靠、维护性能好、符合环保要求等特征。特别是新一代产品能与现场总线系统连接，实现系统网络化，使低压电器产品功能发生了质的飞跃。

低压电器新技术特征

高性能、高可靠性、智能化、模块化且绿色环保

高性能。额定短路分断能力与额定短时耐受电流进一步提高，并实现Icu=Ics，如施耐德公司的MT系列产品，其运行短路分断和极限短路分断能力最高达到150kA。

高可靠性。产品除要求较高的性能指标外，又可做到不降容使用，可以满容量长期使用而不会发生过热，从而实现安全运行。

智能化。随着专用集成电路和高性能的微处理器的出现，断路器实现了脱扣器的智能化，使断路器的保护功能大大加强，可实现过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地、欠压保护等功能，还可以在断路器上显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统运行参数，并可以避免高次谐波的影响下发生误动作。

现场总线技术。低压电器新一代产品实现了可通信、网络化，能与多种开放式的现场总线连接，进行双向通信，实现电器产品的遥控、遥信、遥测、遥调功能。现场总线技术的应用，不仅能对配电质量进行监控，减少损耗。而且，现场总线技术能对同一区域电网中多台断路器实现区域连锁，实现配电保护的自动化，进一步提高配电系统的可靠性。工业现场总线领域使用的总线有Profibus、Modbus、DeviceNet等，其中Modbus与 Profibus的影响较大。

模块化、组合化。将不同功能的模块按照不同的需求组合成模块化的产品，是新一代产品的发展方向。如ABB推出的Tmax系列，热磁式、电子式、电子可通讯式脱扣器都可以互换。附件全部采用模块化结构，不需要打开盖子就可以安装。

采用绿色材料。产品材料的选用、制造过程及使用过程不污染环境，符合欧盟环保指令。

低压电器制造技术

旨在提高多种专业工艺水平

低压电器产品的制造涉及多种专业工艺，如冷冲压、塑料成型、线圈绕制、触头焊接、模具加工、SMT贴片技术等，因此低压电器产品制造技术的提高与这些专业工艺水平的提高密不可分。

零部件加工的高速化、自动化、专业化

冲压件在低压电器零部件中所占比例较大，约为70%，因此冲压件加工在低压电器生产中占有重要地位。提高冲压件的生产效率和质量，采用高速自动冲床和多工位级进冲模势在必行。

塑料零件是低压电器的重要零件，采用全自动或半自动热塑性或热固性注塑机，并采用集中供料方式。

广泛采用自动化焊接机械，其焊接的电流、压力、脉冲周期可调，保持温度可控，保证焊接强度。

低压电器自动装配

对生产批量较大，技术要求严格的关键零部件，如热磁式脱扣器、控制电器铁芯采用自动装配技术。

低压电器在线检测

生产过程在线检测设备是中国低压电器制造水平与国外相比存在的主要差距，是影响电器质量稳定性、一致性的主要原因，也是未来技术发展的方向。

低压电器明线布线

手工布线时（非模型、模具配线），应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动便于检修等要求。

1.走线通道应尽可能少，同一通道中的沉底导线，按主、控电路分类集中，单层平行密排或成束，应紧贴敷设面。

2.导线长度应尽可能短，可水平架空跨越，如两个元件线圈之间、连线主触头之间的连线等，在留有一定余量的情况下可不紧贴敷设面。

3.同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交*。当必须交*时，可水平架空跨越，但必须属于走线合理。

4.布线应横平竖直，变换走向应垂直90°。

5.上下触点若不在同一垂直线下，不应采用斜线连接。

6.导线与接线端子或线桩连接时，应不压绝缘层、不反圈及露铜不大于1mm。并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。

7.一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。

8.布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。

9.导线截面积不同时，这将截面积大的放在下层，截面积小的放在上层

10.多根导线布线时（主回路）应做到整体在同一水平面或

同一垂直面。11.如果线路简单可不套编码套管。

低压电器颜色标志

1.保护导线（PE）必须采用黄绿双色线：

2.动力电路的中线（N）和中间线（M）必须是浅蓝色：

3.交流或直流动力电路应采用黑色：

4.交流控制电路采用红色：

5.直流控制电路采用蓝色：

6.用作控制电路联锁的导线，如果是与外边控制电路连接，而且当电源开关：断开仍带电时，应采用橘黄色或黄色：

7.与保护导线连接的电路采用白色：

在电力拖动和传输系统中使用的主要低压电器元件，据不完全统计，我国生产120多个系列.近600个品种，上万个规格。这些开关电器具有不同的用途和不同使用条件，因而也就有不同的选用方法，但是总的要求应遵循以下两个基本原则:

使用安全可靠是对任何开关电器的基本要求，保证电路和用电设备的可靠运行，是使生产和生活得以正常进行的重要保障。

经济性考虑又可分开关电器本身的经济价值和使用开关电器产生的价值。前者要求选择得合理、适用;后者则考虑在运行中必须可靠, 而不致因故障造成停产或损坏设备，危及人身安全等构成的经济损失。

控制对象(如电动机或其他用电设备)的分类和使用环境;确认有关的技术数据，如控制对象的额定电压、额定功率、启动电流倍数、负载性质、操作频率、工作制等;了解电器的正常工作条件，如环境空气湿度、相对湿度、海拔高度、允许安装方位角度和抗冲击振动、有害气体、导电尘埃、雨雪浸袭的能力;了解电器的主要技术性能(或技术条件)，如用途、分类、额定电压、额定控制功率、接通能力、分断能力、允许操作频率、工作制和使用寿命等。

各种电器元件经过长期使用或因使用不当会 造成损坏，这时就必须及时进行维修。电气线路中使用的电器很多，结构繁简程度不一，这里首先分析各电器所共有的各零部件常见故障及维修方法，然后再分析一些常用电器的常见故障及维修方法。

1 ；电器零部件常见故障及维修

1.1 触头的故障及维修

⑴触头过热。触头接通时，有电流通过便会发热，正常情况下触头是不会过热的。当动静触头接触电阻过大或通过电流过大，则会引起触头过热，当触头温度超过允许值时，会使触头特性变坏，甚至产生熔焊。产生触头过热的具体原因分析

如下：①通过动、静触头间的电流过大。任何电器的触头都必须在其额定电流值下运行 ，否则触头会过热。造成触头 电流过大原因有系统电压过高或过低；用电设备超载运行；电器触头容量选择不当和故障运行四种可能。②动静触头间的接触电阻变大。接触电阻的大小关系到触头的发热程度 ，其增大的原因有 ：一是因触头压力弹簧失去弹力而造成压力不足或触头磨损变薄，针对情况应更换弹簧或触头；二是触头表面接触不良。例如在运行中，粉尘、油污覆盖在触头表面，加大了接触电阻；再如 ，触头闭合分断时，因有电弧会使触头表面烧毛、灼伤，致使残缺不平和接触面积减小，而造成接触不 良。因此应注意对运行中的触头加强

保养。对铜制触头表面氧化层和灼伤的各种触头可用刮刀或细锉修正；对大、中电流的触头表面，不求光滑，重要的是平整；对小容量触头则要求表面质量好；对银及银基触头只需用棉花浸汽油或四氯化碳清洗即可，其氧化层并不影响接触性能。维修人员在修磨触头时，切记不要刮削销削太过，以免影响使用寿命，同时不要使用砂布或砂轮修磨，以免石英砂粒嵌于触头表面，反而影响触头接触性能。

对于触头压力的测试可用纸条凭经验来测定。将一条比触头略宽的纸条（厚 0．01 mm）夹在动、静触头间，并使开关处于闭合位置，然后用手拉纸条，一般小容量的电器稍用力，纸条即可拉出；对于较大容量的电器，纸条拉出后有撕裂现象。以上现象表示触头压力合适。若纸条被轻易拉出，则说明压力不够 ；若纸条被拉断，说明触头压力太大。

调整触头的压力可通过调整触头弹簧来解决。如触头弹簧损坏可更换新弹簧或按原尺寸自制。触头压力弹簧常用碳素钢弹簧丝来制造 ，新绕制的弹簧要在 250 oC～300 oC的条件进行回火处理，保持时间约 2O～40 min，钢丝直径越大，所需时间越长。镀锌的弹簧要进行去氧处理，在 200 oC左右温度中保持 2 h，以便去脆性。

⑵触头磨损。触头磨损有两种：一种是电磨损，由于触头间电火花或电弧的高温使触头金属气化所造成的；另一种是机械磨损，由于触头闭合时的撞击触点接触面滑动摩擦等原因造成。

触头在使用过程中，因磨损会越来越薄，当剩下原厚度的 1/2左右时，就应更换新触头；若触头磨损太快，应查明原因，排除故障。

⑶触头熔焊。动静触头表面被融化后焊在一起而分断不开的现象，称为触头的熔焊。当触头闭合时，由于撞击和产生震动，在动静触点间的小间隙中产生短电流、电弧温度高达 3000 oC～6000 oC ；可使触头表面被灼伤或熔化，使动、静触头焊在一起。发生触头熔焊的常见原因是选用不当，使触头容量太小，而负载电流过大；操作频率过高；触头弹簧损坏初压力减小。触头熔焊后，只能更换新触头，如果因触头容量不够而产生熔焊，则应选用容量大一些的电器。

1_2 电磁系统的故障及维修

⑴铁心噪音大。电磁系统在工作时发生一种轻微的“嗡嗡”声，这是正常的；若声音过大或异常，可判断电磁机构出现了故障。①衔铁与铁心的接触面接触不 良或衔铁歪斜。铁心与衔铁经过多次磁撞后端面会变形和磨损，或因接触面上积有尘垢，油污 、锈蚀等，都将造成相互问接触不良而产生振动和噪声。铁心的振动会使线圈过热，严重时会烧毁线圈，对 E形铁心，铁心中柱和衔铁之间留有 0．1-0．2 mm的气隙，铁心端面变形会使气隙减小，也会增大铁心噪声。铁心端面若有油垢，应折下清洗；端面若有变形或磨损，可用细砂布平铺在平板上，修复端面。②短路环损坏。铁心经过多次碰撞后 ，装在铁心槽 内的短路环 ，可能会出现

断裂或脱落。短路环断裂常发生在槽外的转角和槽口部分，维修时可将断裂处焊牢，两端用环氧树脂固定；若不能焊接也可换短路环或铁心，短路环 跳出时，可先将短路环压人槽内。③机械方面的原因。如果触头压力过大或因活动部分运动受卡阻，使铁心不能完全吸合，都会产生较强振动和噪声。

⑵线圈的故障及维修。①线圈的故障。当线圈两端电压一定时，它的阻抗越大，通过的电流越小。当衔铁在分离位置时，线圈阻抗最小 ，通过的电流最大；铁心吸合过程中，衔铁与铁心间的问隙逐渐减小，线圈的阻抗逐渐增大，当衔铁完全吸合后，线圈电流最小，如果衔铁与铁心间不管是何原因，不完全吸合，会使线圈电流增大，线圈过热，甚至烧毁。如果线圈绝缘损坏或受机械损伤而形成匝间短路，或对地短路，在线圈局部就会产生很大的短路电流，使温度剧增 ，直至使整个线圈烧毁。另外，如果线圈电源电压偏低或操作频率过高，都会造成线圈过热烧毁。②线圈的修理。线圈烧毁一般应重新绕制。如果短路的匝数不多，短路又在接近线圈的端头处，其他部分尚完好，即可拆去已损坏的几圈，其余的可继续使用，这时对电器的工作

性能的影响不会很大。

⑶灭弧系统的故障及维修0灭弧系统的故障

是指灭弧罩破损、受潮、炭化、磁吹线圈匝问短路， 弧角和栅片脱落等。这些故障均能引起不能灭弧

或灭弧时间延长。若灭弧罩受潮，烘干即可使用；炭化时可将积垢刮除；磁吹线圈短路时可用一字

改锥拨开短路处；弧角脱落时应重新装上；栅片脱落和烧毁时可用铁片按原尺寸配做。

2 常用电器故障及维修

2.1 ；接触器的故障及维修

除去上边已经介绍过的触头和电磁系统的故障分析和维修外。其他常见故障如下所述。

⑴触头断相。因某相触头接触不好或联接螺钉松脱造成断相，使电机缺相运行。此时，电机也 ；能转动，但转速低并发出较强的“嗡嗡”声。发现这种情况，要立即停车检修。

⑵触头熔焊。接触器操作频率过高、过载运行，负载侧短路、触头表面有导电颗粒或触头弹簧压力过小等原因，都会引起触头熔焊。发生此故障即使按下停止按钮，电机也不会停转，应立即断开

前一级开关，再进行检修。

⑶相间短路。由于接触器正反转联锁失灵 ， 或因误动作致使两台接触器同时投入运行而造成相间短路；或因接触器动作过快，转换时间短，在转换过程中，发生的电弧短路。凡此类故障，可在控制线路中采用接触器、按钮复合联锁控制电动 ；机的正反转。

2.2 热继电器的故障及维修

热继电器的故障一般有热元件烧坏、误动作和不动作等现象。

⑴热元件烧断。当热继电器动作频率太高，负载侧发生短路或电流过大，致使热元件烧断。欲排除此故障应先切断电源，检查电路排除短路故障，再重选用合适的热继电器，并重新调整定值。

⑵热继电器误动作。这种故障的原因是：整定值偏小，以致未过载就动作；电动机起动时间过长，使热继电器在起动过程中就有可能脱扣；操作频率过高，使热继电器经常受起动电流冲击 ；使用场所强烈的冲击和振动，使热继电器动作机构松动而脱扣；另外如果联接导线太细也会引起热继电器误动作。针对上述故障现象应调换适合上述工作性质的热继电器，并合理调整整定值或更换合适的联接导线。

⑶热继电器不动作。由于热元件烧断或脱落，电流整定值偏大，以致长时间过载仍不动作 ；导板脱扣；联接线太粗等原因，使热继电器不动 作，因此对电动机也就起不到保护作用。根据上述原因，可进行针对性修理。另外，热继电器动作脱扣后，不可立即手动复位，应过 2 min，待双金属片冷却后，再使触头复位。

2.3 时间继 电器的故障维修

空气式时间继电器的气囊损坏或密封不严而漏气，使延时动作时间缩短 ，甚至不产生延时；空气室内要求极清洁，若在拆装过程中使灰尘进入气道内气道将会阻塞，时间继电器的延时时间会变得很长。针对上述情况可拆开气室，更换橡胶薄膜或清除灰尘，即可解决故障。空气式时间继电器受环境温度变化影响和长期存放都会发生延时时间变化，可针对具体情况适当调整。

2.4 速度继电器的故障和维修

速度继电器发生故障后 ，一般表现为电动机停车时，不能制动停转。此故障如果不是触头接触不良，就可能是调整螺钉调整不当或胶木摆杆断裂引起的。只要拆开速度继电器的后盖进行检修即可。

低压电器选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流(当I在相同的情况时)的需要断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。

1、不同的负载低压电器应选用不同类型的断路器

低压电器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用(照明、家用电器等)三大类。以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的。对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。所谓选择型是指断路器 具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。万能式(又称框架式)断路器中的DW15系列、DW17(ME)系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15、DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。选择性保护。

2、当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护(由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电)。如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1、QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。 能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，当F点短路时，短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作(通常它的全分断时间不大于0.02s)，因QF1的短延时，QF1在0.02s内不会动作(它的短延时≥0.1s或0.2、0.3、0.4s)。在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。

3、可见，如果要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。低压电器对于直接保护电动机的电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是说它可选择A类断路器(包括塑壳式和万能式)，DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配电保护的性能外，它们的630A及以下规格均有保护电动机的功能。

经过多年的发展，我国低压电器行业已经形成比较完整的体系。可生产低压电器产品近1000个系列，产值约300亿元。由于企业数量众多，尤其是温州一大批民营企业的崛起，形成绝对的买方市场，致使生产能力严重过剩达50%以上。

我国低压电器制造企业主要集中在北京、天津、辽宁、上海、江苏、浙江和广东等地，企业分布总的来说是合理的。企业在经济规模上存在几方面问题：

（1）企业组织规模小而散，缺乏竞争实力和优势。目前我国低压电器企业进入国家大型企业的厂家为数不多，而中小企业占90%以上(年销售收入和总资产均在5亿元及以上的为大型企业；在5000万元及以上的为中型企业，其余为小型企业)；

（2）区域结构趋同，不能体现比较优势和协作效益。80年代以来的20年间，低压电器厂由原来600多家，增加到1000多家。由于盲目上项目、铺摊子，造成地区产业趋同化现象严重，经济效益低下，低水平重复建设，造成产品积压，能源、材料浪费，经济效益低下的不良后果；

（3）技术结构不合理，主要产业技术装备水平低。据统计，在企业的主要技术设备中，技术经济性能比先进的只占1/3。骨干企业主导产品达到90年代国际技术水平的仅占18%左右。

2011年我国电力基本建设将继续保持较大投资规模，全国基建新增装机9000万千瓦左右，年底全国装机容量超过10.4亿千瓦，生产如此多发电设备势必需要相应的低压电器元件配套。另外，新一轮农村电网改造升级工程，及未来三年农村电网改造投资3000亿元的新举措，对低压电器行业今后的拓展是一个很大的机遇。关键还是要看企业在自主创新产品上能否迎合市场急需的产品以及产品质量稳定性、运行可靠性等。从行业主要企业调查情况看，下半年销售产值形势看好，估计2011年的低压电器总体销售情况同2010年相比仍将持续增长，约450亿元左右。企业利润也将处于平稳适度的增长。

2011年是智能电网将进入全面实施阶段，总投资规模接近4万亿元。这些都再次表明了我国政府合理利用资源、大力推动节能减排和积极发展低碳经济的决心和意志。同时，电网建设投资也将进入快速增长时期，一次设备子行业和二次设备子行业的长期发展潜力巨大。因此，行业企业要牢牢抓住智能电网发展机遇，并随着智能电网发展，企业要清楚地意识到今后低压电器的发展首先要从系统发展的角度去考虑。并要在从系统到所有配电、保护、控制的元件，从强电到弱电的解决等工作上狠下功夫。

未来低压电器产品的发展将呈现以下发展趋势：

低压电器产品智能化。在现代化电站和工矿企业中，已广泛采用电子计算机监控系统，对与之相配套的低压断路器提出了高性能、智能化的要求，并要求产品具有保护、监测、试验、自诊断、显示等功能。

产品电子化。在现代化企业中，采用PC控制系统代替由电气—机械元件组成的系统，已是机械电气控制系统的主流。该系统要求电器产品具有高可靠性、高抗干扰性，还要求触点能可靠接通低电压、弱电流，触头断开时的电弧不能干扰电子电路的正常运行。

产品组合化、模块化。将不同功能的模块按不同的需求组合成模块化组合电器，是当今低压电器行业的发展方向。在接触器的本体上加装辅助触头组件、延时组件、自锁组件、接口组件、机械连锁组件及浪涌电压组件等，可以适应不同场合的要求，从而扩大产品适用范围，简化生产工艺，方便用户安装、使用与维修。与此同时，还将进一步提高产品的可靠性和产品质量。

前言

第1章绪论

1.1低压电器概况

1.2低压电器的型号编制

1.3低压电器的图形和文字符号

1.4低压电器的基本结构

1.4.1电磁机构

1.4.2触头系统

1.5低压电器的基础知识

1.5.1触头的接触电阻

1.5.2电弧基本理论

1.6低压电器的常用术语与基本概念

1.7低压电器的负载使用类别

1.8低压电器标准化技术委员会与标准体系

1.9低压电器的认证

第2章常见低压电器

2.1熔断器

2.1.1熔断器的基本结构与工作原理

2.1.2熔断器的主要技术参数

2.1.3熔断器的分类及用途

2.1.4熔断器的选择与安装

2.2开关、隔离器、隔离开关

2.2.1隔离开关、刀开关

2.2.2负荷开关

2.2.3开关的主要技术参数与选型

2.3接触器

2.3.1接触器的原理与结构

2.3.2接触器的主要技术参数与选用原则

2.4继电器

2.4.1继电器的用途和分类

2.4.2常用电磁式继电器

2.4.3继电器的主要技术参数与选用原则

2.5主令电器

2.5.1控制按钮及指示灯

2.5.2主令控制器

2.5.3行程开关

2.5.4接近开关

2.6断路器

2.6.1断路器的用途和分类

2.6.2断路器的基本结构与工作原理

2.6.3断路器的主要技术参数和选择

2.6.4低压断路器的安装方式

2.7浪涌保护器

2.7.1浪涌保护器的结构与工作原理

2.7.2浪涌保护器的主要技术参数与选用原则

2.8软起动器

2.9智能化低压电器

2.9.1智能化低压断路器

2.9.2智能化交流接触器

2.9.3智能化继电器

第3章低压电器的设计

3.1低压电器产品设计的基本流程

3.2触点系统设计

3.2.1触点系统概述

3.2.2触点系统的结构形式

3.2.3触点系统的材料选择

3.2.4触点系统参数的计算

3.3灭弧系统设计

3.3.1直流电器的熄弧原理和方法

3.3.2交流电器的熄弧原理和方法

3.3.3常用灭弧方法

3.4电磁系统设计

3.4.1电磁系统概述

3.4.2电磁系统的结构形式

3.4.3电磁系统的吸力特性计算

3.4.4电磁系统动态特性的分析计算

3.4.5电磁系统的工程设计方法

3.5导电回路设计

3.6操作机构设计

3.6.1四连杆机构的设计与计算

3.6.2弹簧的设计与计算

3.6.3凸轮的设计与计算

3.6.4齿轮的设计与计算

3.7控制器设计

3.7.1控制器的分类

3.7.2控制器的设计

第4章低压电器的制造

4.1低压电器概述

4.2低压电器主要零部件的制造过程

4.2.1冷冲件的制造过程

4.2.2冲裁工艺

4.2.3塑性成型工艺

4.2.4塑料件的制造过程

4.2.5弹簧的制造过程

4.2.6双金属片的制造过程

4.2.7线圈的制造过程

4.3低压电器的特殊工序

4.3.1电镀工艺

4.3.2热处理工艺

4.3.3焊接工艺

4.4低压电器的装配

4.4.1电器装配的技术要求

4.4.2电器装配方式

4.4.3工艺文件的制订

4.5低压电器的数字化车间架构

4.5.1IEC标准中的企业功能模型

4.5.2德国RAMI4.0模型

4.5.3美国NIST的智能制造系统（SMS）体系架构

4.5.4国家智能制造标准体系建设指南

4.5.5小型断路器数字化车间的特殊要求

4.5.6小型断路器的数字化车间模型

4.6小型断路器数字化制造设备

4.7数字化车间的辅助设备

4.7.1车间物流与线边库及要求

4.7.2模具和工装夹具及要求

4.7.3计量与校准设备及要求

4.8数字化车间的信息平台

4.8.1网络信息设备及要求

4.8.2看板系统及要求

4.8.3广播系统及要求

4.9数字化车间的系统集成

4.10小型断路器数字化车间数据字典

第5章低压电器的测试技术

5.1低压电器测试概述

5.2低压电器的温升测试

5.3低压电器的动作特性测试

5.3.1低压开关设备和控制设备的动作特性测试

5.3.2家用及类似场所用过电流保护断路器的动作特性测试

5.3.3家用和类似用途的剩余电流动作断路器的动作特性测试

5.3.4低压熔断器的动作特性测试

5.4低压电器的短路性能测试

5.4.1低压开关设备和控制设备的短路性能测试

5.4.2家用及类似场所用过电流保护断路器的短路性能测试

5.4.3家用和类似用途的剩余电流动作断路器的短路性能测试

5.4.4低压熔断器的短路性能测试

5.4.5操作性能测试

5.5低压电器的寿命试验

5.6低压电器的安规测试

5.6.1介电性能测试

5.6.2电气间隙和爬电距离测试

5.6.3绝缘材料的耐热、耐燃和耐漏电起痕性测试

5.6.4耐机械冲击和机械撞击测试

5.6.5端子和金属导管性能验证测试

5.6.6防护等级测试

5.7低压电器的环境适应性测试

5.8低压电器的电磁兼容测试

5.9船用低压电器的测试

5.10军用低压电器的测试

5.11核电用低压电器的测试

5.12低压电器的可靠性测试

第6章电气控制线路的分析与设计基础

6.1电气控制线路的绘制原则

6.2电气控制线路图分析基础

6.2.1查线读图法

6.2.2逻辑代数法

6.3电动机典型控制线路

6.3.1三相异步电动机的点动控制线路

6.3.2三相异步电动机的长动控制线路

6.3.3三相异步电动机的点动/长动控制线路

6.3.4三相异步电动机的-△减压起动控制线路

6.3.5三相异步电动机的串电阻减压起动控制线路

6.3.6三相异步电动机的正反转控制线路

6.3.7三相异步电动机的反接制动控制线路

6.3.8三相异步电动机的电磁抱闸制动控制线路

6.3.9三相异步电动机的变频调速控制线路

6.3.10永磁无刷直流电动机调速控制线路

6.3.11永磁伺服电动机位置闭环控制线路

6.3.12机床电气控制线路

6.3.13机器人电气控制线路

6.3.14电动车电动机的电气控制线路

6.3.15供电线路控制线路

6.4电气控制设计基础

6.5电气控制系统的保护

6.5.1电流型保护

6.5.2电压型保护

6.5.3极限保护

参考文献2100433B