低压电气柜分类使用/电气元件选择使用
目前市场上的低压配电设备数不胜数，目前市场上流通的电气柜大体如下：
①GGD型交流低压开关柜
②GCK型交流低压抽出式开关柜
③BFC-25型低压开关柜
④GCS型低压抽出式开关柜
⑤MNS型低压抽出式开关柜
⑥各种用途非标低压交流控制柜
GGD2、GGD3交流低压配电柜GCS低压抽出式开关柜、MNS低压抽出式开关柜PGL1、2交流低压配电屏
JK系列交流低压电控设备XL-21动力箱JXF系列操作、控制箱
其中最常见的有GCK型交流低压抽出式开关柜、GCS型低压抽出式开关柜、MNS型低压抽出式开关柜。以下就这3种类型进行选型分析：
2、常见类型低压柜的特征和性能2.1GCK型交流低压抽出式开关柜
2.1.1概述
2.1.2特点
①GCK低压抽出式配电柜采用先进的拼装结构和组合单元，具有安全性高、可靠性强、布局合理、方便灵活等优点。
④为了防止氧化，机柜内部结构采用镀锌处理；外部经酸洗和磷化处理后，采用静电环氧粉末喷涂，以此防止静电。
⑥GCK低压配电柜还具有专用的计量柜，能够满足供电系统对低压计量的要求。
2.1.3适用范围
2.1.4使用环境条件
①海拔高度不超过2000m；
②周围空气温度：最高不超过+40℃，最低不低于-10℃；
③周围相对湿度：日平均值≤95%，月平均值≤90%；
④周围空气：没有明显的尘埃、烟、腐蚀性或可燃性气体、水蒸气或盐的污染；
⑤无火灾、爆炸危险，严重污染或经常性剧烈震动或常年腐蚀场所；
⑥与垂直面不超过5°。
2.2GCS型低压抽出式开关柜
2.2.1概述
GCS型低压抽出式开关柜是根据行业主管部门以及广大电力用户的要求设计研制出来的。它改变了传统意义的用材而是选择采用了钢板制成封闭固定的外壳。该装置满足了电力市场对增容、动力集中控制、计算机接口等的需要，目前在全国范围内已初步推广及选用。
2.2.2特点
①装置的框架采用8MF型开口型钢的全组装式框架结构。主构架上均有安装E=20mm和100mm的安装孔，这在一定程度上加强了框架组装的灵活性且十分方便。
②开关柜装置的各功能室相互隔离，使得单元室、母线室和电缆室的作用相对独立，保证了用电的安全性。
③装置没有采用将水平主母线置于柜顶的传统设计，而是将水平主母线平置排列，从而增强了母线抗电动力的能力，目的是为了让主电路具备高短路强度能力。
⑤抽屉面板具有分、合、试验、抽出等位置的明显标志。抽屉单元则设有机械联锁装置使得各单元都具有抽出式和固定性，可以混合组合、任意使用。
⑥装置仅在抽屉的高度尺寸上有所改动，其宽度、深度仍保持原来的尺寸不变。
⑦相同功能单元的抽屉具有良好的互换性。
2.2.3适用范围
GCS型低压抽出式开关柜适用于提炼石油、发电、化工、纺织、冶金、高层建筑等行业的配电系统。在自动化程度高的一些大型发电厂和石化系统中，通常需要与计算机接口，在这种场所作为额定工作电压为660V、额定频率为50Hz（60Hz）、额定电流为5000A或以下的发电及供电系统中的配电、无功功率补偿、电动机总控的低压成套配电装置。
2.2.4适用条件
①环境温度在-5～+40℃之间，并且在24h内平均温度小于+35℃；
②要求在室内使用并且海拔低于2000m；
③周围环境相对湿度在最高温度为40℃时不超过50%，温度较低时允许有较大的相对湿度；
④设备应安装在无剧烈震动和冲击，以及对电器元件无腐蚀的场所。
2.3MNS型低压抽出式开关柜
2.3.1概述
2.3.2特点
①MNS型低压开关柜框架为组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成并且利用三维角板定位以及螺栓连接无焊接结构，这样一方面避免了焊接和应力，另一方面也提高了安装精度。
②MNS型组合式低压开关柜的每一个柜体分隔为3个室，且室与室之间都用金属板隔开，有效防止了开关元件因故障引起其他线路短路。
③装置设计紧凑以较小的空间容纳较多的功能单元。装置人性化的设计具有可靠性和安全性，采用高强度阻燃型工程塑料从而也确保了人身安全。
④为了防止设备的氧化，往往内部结构采用镀锌处理，外部经酸洗和磷化处理后，采用静电环氧粉末喷涂。
⑤结构件通用性强、组装灵活，以E=25mm为模数，结构及抽出式单元可以任意组合，以满足系统设计的需要。
⑥母线具有抗故障电弧性能，从而使运行维修安全可靠。柜体可按工作环境的不同要求选用相应的防护等级。⑦装置通用化、标准化程度高，装配方便。
2.3.3适用范围
MNS型低压抽出式开关柜为适应电力工业发展的需求，参考了国外MNS系列低压开关柜的设计。它主要适应与各种供电、配电的需要，能广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、大楼宾馆、市政建设等各种低压配电系统。
2.3.4适用条件
①环境温度要求为：小于+40℃，大于-10℃；
②海拔不超过2000m；大气相对湿度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；
③周围空气：无明显的固体小颗粒、易燃易爆气体和水蒸气；
④安装地点：无经常性剧烈震动或冲击，无强腐蚀性的场所。
3结语低压成套开关设备和控制设备，380V系列低压成套开关设备和控制设备主要有：
1）GGD2、GGD3、JK系列交流低压配电柜；
2）GCK、GCS（标准型）、GCS（经济型）、MNS低压抽出式开关柜；
3）XL-21动力箱等。
装置适用于发电厂、变电站、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业的配电系统，作为户内380V三相交流50Hz、额定工作电压为380V（400）、（660），额定电流为4000A及以下的发、供电系统中的配电、动力、照明及配电设备的电能转换、分配与控制、无功功率补偿等。产品符合GB7251.1—2005《低压成套开关设备和控制设备第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备》。
380V低压成套开关设备和控制设备主要技术参数
序号
内容
单位
技术参数
1
海拔高度
m
≤2000
2
环境温度
℃
上限+40，且24h内测得的平均值不超过+35，下限-10
3
额定电压（Ue）
V
380
4
额定绝缘电压（Ui）
660
5
额定电流（Ir）
A
630、1000、1500、2000、2500、3150
6
额定频率（fr）
Hz
50
7
过电压类别
配电柜：IV；动力箱：III
8
材料组别
绝缘材料组别IIIa
9
污秽等级
3级
10
电气间隙
mm
≥8
11
爬电距离
≥12.5
12
主要产品型号
GGD2
GGD3
GCS、GCK、MNS
13
水平母线的额定电流
1500
3150
2500
14
水平母线的额定额定短时耐受电流
kA
30
15
水平母线的额定峰值耐受电流
63
105
16
垂直母线的额定电流
/
1000
17
垂直母线的额定额定短时耐受电流
18
垂直母线的额定峰值耐受电流
19
外壳防护等级
GGD2、3、XL-21：IP30；GCK、GCS、MNS：IP40
从制造工艺来看，上列3类低压抽屉柜中GCS型比较欠缺，防护等级也较低，而MNS型产品无论是设计、制造工艺还是防护等级均超过同类其他产品，是比较理想的低压抽屉柜，而GCK的性能及其他参数介于GCS型和MNS型之间。从市场价格来看，GCS型最为便宜，GCK型要比GCS型贵几千元，而MNS型价格较高，大概为GCS型的2倍。介于制造工艺和价格上的综合考虑，一般选用GCK型，这样既经济又能满足需要。
二、电气元器件名称及编号说明一般较常用的有隔离开关断路器接触器继电器熔断器热继电器互感器电压电流表信号灯按钮
端子排接线端子等等
1、元件类别及符号表示1）继电器类1继电器KJ
2电流继电器KALJ
3负序电流继电器KANFLJ
4零序电流继电器KAZLLJ
5电压继电器KVYJ
6正序电压继电器KVPZYJ
7负序电压继电器KVNFYJ
8零序电压继电器KVZLYJ
10功率继电器KPGJ
11差动继电器KDCJ
12信号继电器KSXJ
13信号冲击继电器KAIXMJ
14中间继电器KCZJ
15热继电器KRRJ
16阻抗继电器KIZKJ
17温度继电器KTPWJ
18瓦斯继电器KGWSJ
19合闸继电器KCR或KONHJ
20跳闸继电器KTRTJ
21合闸位置继电器KCPHWJ
22跳闸位置继电器KTPTWJ
23电源监视继电器KVSJJ
24压力监视继电器KVPYJJ
25电压中间继电器KVMYZJ
26事故信号中间继电器KCASXJ
27继电保护跳闸出口继电器KOUBCJ
28手动合闸继电器KCRMSHJ
29手动跳闸继电器KTPMSTJ
30加速继电器KAC或KCLJSJ
31复归继电器KPEFJ
32闭锁继电器KLA或KCBBSJ
33同期检查继电器KSYTJJ
34自动准同期装置ASAZZQ
35自动重合闸装置AREZCJ
36自动励磁调节装置AVR或AAVRZTL
37备用电源自动投入装置AATS或RSADBZT
2）按扭类38按扭SBAN
39合闸按扭SBCHA
40跳闸按扭SBTTA
41复归按扭SBre或SBRFA
42试验按扭SBteYA
43紧急停机按扭SBesJTA
44起动按扭SBstQA
45自保持按扭SBhsBA
46停止按扭SBss
2）开关类47控制开关SACKK
48转换开关SAH或SAZK
49测量转换开关SAMCK
50同期转换开关SASTK
51自动同期转换开关2SASCDTK
52手动同期转换开关1SASCSTK
53自同期转换开关SSA2ZTK
54自动开关QA
55刀开关QK或SNDK
56熔断器FURD
57快速熔断器FUhsRDS
58闭锁开关SALBK
3）示警类59信号灯HLXD
60光字牌HL或HPGP
61警铃HAB或HAJL
4）接触器类62合闸接触器KMCHC
63接触器KMC
64合闸线圈Yon或LCHQ
65跳闸线圈Yoff或LTTQ
5）接插件类66插座XS
67插头XP
68端子排XT
69测试端子XE
70连接片XBLP
6）测控类71蓄电池GBXDC
72压力变送器BPYB
73温度变送器BTWDB
74电钟PT
75电流表PA
76电压表PV
77电度表PJ
78有功功率表PPA
79无功功率表PPR
80同期表S
81频率表PF
82电容器C
83灭磁电阻RFS或RfdRmc
84分流器RW
85热电阻RT
86电位器RP
87电感（电抗）线圈L
88电流互感器TACT或LH
89电压互感器TVPT或YH
10KV电压互感器TVSYH
35KV电压互感器TVUYH
110KV电压互感器TVYYH
90断路器QFDL
91隔离开关QSG
92电力变压器TMB
6）电机类93同步发电机GSTF
94交流电动机MAJD
95直流电动机MDZD
7）母线类96电压互感器二次回路小母线
97同期电压小母线（待并）WST或WVBTQMa,TQMb
98同期电压小母线（运行）WOS`或WVBnTQM`a,TQM`b
99准同期合闸小母线1WSC,2WSC,3WSC，1WPO,2WPO,3WPO1THM,2THM,3THM
100控制电源小母线+WC,-WC+KM,-KM
101信号电源小母线+WS,-WS+XM,-XM
102合闸电源小母线+WON,-WON+HM,-HM
103事故信号小母线WFASYM
104零序电压小母线WVBz
105厂用低压小母线WVBU
2、电气柜内元件的选用
2.1选型原则
低压电器选型的一般原则：
1、低压电器的额定电压应不小于回路的工作电压，即Ue≥Ug。
2、低压电器的额定电流应不小于回路的计算工作电流，即Ie≥Ig。
3、设备的遮断电流应不小于短路电流，即Izh≥Ich
(断路器断开的最大电流。由于高压电流在断开的过程中，产生电弧，即使断路器触头分开，但电路并未断开，必须消弧才能完全断开电路电流，因此把断路器完全断开电路电流称为遮断)
5、按回路起动情况选择低压电器。如，熔断器和自动空气开关就需按起动情况进行选择。
2.2一般选型
①断路器的选型保护：过载，短路，欠电压
●1、断路器额定电压≥线路额定电压；
●2、断路器额定电流≥线路计算负荷电流；
●3、断路器脱扣器额定电流≥线路计算负荷电流；
●4、断路器极限通断能力≥线路中最大短路电流；
●5、线路末端单相对地短路电流不小于1.25倍的自动开关瞬时（或短延时）脱扣整定电流；
●6、断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
②配电用断路器的选型：
1、长延时动作电流整定为导线允许载流量的0.8～1倍；
3、短延时动作电流整定值不小于1.1（Ijx+1.35kIedm)。Ijx为线路计算负荷电流；k为电动机起动电流倍数，Iedm为最大一台电动机额定电流；
4、无短延时时，瞬时电流整定值不小于1.1（Ijx+1.35k1kIedm)。k1为电动机起动电流的冲击系数，取1.7～2。
③电动机保护用自动开关的选型：
1、长延时电流整定值＝电动机额定电流；
3、鼠笼形瞬时整定电流为8～15倍脱扣器额定电流；绕线形瞬时整定电流为3～6倍脱扣器额定电流。
④照明用自动开关的选型：
1、长延时电流整定值不大于线路计算负荷电流；
2、瞬时电流整定值＝6倍的线路计算负荷电流。
⑤刀开关的选型
保护：主要用作隔离开关，不切断故障电流，只能承受故障电流引起的电保护
⑥动力和热效应选型
1、按额定电压选：
刀开关额定电压≥刀开关工作电压。
2、按额定电流选：
刀开关额定电流≥刀开关工作电流。如电路中有电动机，工作电流应按电动机起动电流计算。
3、按热稳定和动稳定校验：
imax≥ich。imax：最大允许电流。ich：三相短路冲击电流。
⑦熔断器选型保护：保护：短路，若作过载保护，可靠性不高。
⑦-1熔断器熔体的选择
（1）按正常工作电流选择
熔体额定电流≥线路计算电流
（2）按短路电流校验动作灵敏性
Idmin／Ier≥Kr
Idmin：被保护线路最小短路电流
Kr：熔断器动作系数，一般为4
⑦-2各类设备熔断器选择单台电机回路熔体选择
Ier≥Iqd／α
Ier：熔体额定电流
Iqd：电机起动电流
α：计算系数，取决于起动状况的熔断器特性
⑧热继电器的选型
保护：过载
1、长期工作或间断长期工作电动机热继电器的选型
tf＝（0.5～0.7）td
（2）按电动机额定电流选择
Iz＝（0.95～1.05）Ied
Iz：热继电器整定电流
Ied：电动机额定电流
（3）按断相保护要求选择
对于星形接法的电动机，采用三极热继电器即可；
对于三角形接法的电动机，应采用带断相运转保护装置的热继电器。
三、电气柜使用及日常维护●正确的工具（如低压、高压不同的工具）
●正确的操作规程（操作票、上岗证等）
●不要忽略环境的影响与隐患（通风、温度、防鼠、防尘）
●人因分析与风险防范
●杜绝习惯性违章
●检修过程中必须设专人监护
●工作前必须验电
●检修人员应对整个配电柜的电气电气机械联锁情况熟悉并操作。
●检修中应详细了解哪些线路是双线供电。
●检修时应从变压器低压侧开始。
●配电柜断电后，清洁柜中灰尘，
●检查母线及引下线连接是否良好，
●接头点有无发热变色，检查电缆头、
●接线桩头是否牢固可靠，检查接地线有无锈蚀，
●接线桩头是否紧固。
●所有二次回路接线连接可靠，绝缘符合要求。
●检查抽屉式开关时，抽屉式开关柜在推入或拉出时应灵活，机械机械闭锁可机械靠。
●检查抽屉柜上的自动空气开关操作机构是否到位，接线螺丝是否紧固。清除接触器触头表面及四周的污物，检查接触器触头接触是否完好，如触头接触不良，必要时可稍微修锉触头表面，如触头严重烧蚀（触头点磨损至原厚度的1/3）即应更换触头。
●电源指示仪表、指示灯完好
●检修电容柜时，应先断开电容柜总开关，用10mm2以上的一根导线逐个把电容器对地进行放电后，外观检查壳体良好，无渗漏油现象
●若电容器外壳膨胀，应及时处理，更换放电装置、控制电路的接线螺丝及接地装置。
●合闸后进行指示部分及自动补偿部分的调试。
●受电柜及联络柜中的断路器检修：
●先断开所有负荷后，用手柄摇出断路器。
●重新紧固接线螺丝，检查刀口的弹力是否符合规定。
●灭弧栅有否破裂或损坏，手动调试机械联锁分合闸是否准确，检查触头接触是否良好，必要时修锉触头表面，检查内部弹簧、垫片、螺丝有无松动、变形和脱落。
四、低压电气元件的识别及使用1、低压电气元件概述电器是一种能根据外界信号(机械力、电动力和其他物理量)和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。
低压电器元件通常是指工作在交流电压小于1200V、直流电压小于1500V的电路中起通、断、保护、控制或调节作用的各种电器元件。
2、分类常用的低压电器元件主要有刀开关、熔断器、断路器、接触器、继电器、按钮、行程开关等，学习识别与使用这些电器元件是掌握电气控制技术的基础。低压电器元件的分类如表1-1所示。
表1-1低压电器元件的分类
分类方式
类型
说明
按用途控制对象分类
低压配电电器
主要用于低压配电系统中，实现电能的输送、分配及保护电路和用电设备的作用。包括刀开关、组合开关、熔断器和自动开关等
低压控制电器
主要用于电气控制系统中，实现发布指令、控制系统状态及执行动作等作用。包括接触器、继电器、主令电器和电磁离合器等
按工作原理分类
电磁式电器
根据电磁感应原理来动作的电器。如交流、直流接触器，各种电磁式继电器，电磁铁等
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)的变化而动作的电器。如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等
按动作方式分类
自动电器
自动电器指依靠电器本身参数变化(如电、磁、光等)而自动完成动作切换或状态变化的电器。如接触器、继电器等
手动电器
手动电器指依靠人工直接完成动作切换的电器。如按钮、刀开关等
3、低压电气元件识别及使用
刀开关又称闸刀开关，是一种手动配电电器。刀开关主要作为隔离电源开关使用，用在不频繁接通和分断电路的场合，图1-1所示为胶底瓷盖刀开关。图1-2所示为胶底瓷盖刀开关结构图。此种刀开关由操作手柄、熔丝、触刀、触刀座和瓷底座等部分组成，带有短路保护功能。
1–上胶盖；2–下胶盖；3–插座；4–触刀；5–瓷柄；6–胶盖紧固螺钉；7–出线座；8–熔丝；9–触刀座；10–瓷底座；11–进线座
图1-1胶底瓷盖刀开关图1-2胶底瓷盖刀开关结构图
刀开关的主要类型有：带灭弧装置的大容量刀开关，带熔断器的开启式负荷开关(胶盖开关)，带灭弧装置和熔断器的封闭式负荷开关(铁壳开关)等。常用的产品有：HD11～HD14和HS11～HS13系列刀开关，HK1、HK2系列胶盖开关，HH3、HH4系列铁壳开关。
刀开关按刀数的不同分有单极、双极、三极等几种。
1)型号。刀开关的型号标志组成及其含义如下：
2)电气符号。刀开关的图形符号及文字符号如图1-3所示。
图1-3刀开关图形、文字符号
刀开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流、热稳定电流等。
1)通断能力是指在规定条件下，能在额定电压下接通和分断的电流值。
2)动稳定电流是指电路发生短路故障时，刀开关并不因短路电流产生的电动力作用而发生变形、损坏或触刀自动弹出之类的现象，这一短路电流(峰值)即称为刀开关的动稳定电流。
表1-2列出了HK1系列胶盖开关的技术参数。近年来中国研制的新产品有HD18、HD17、HSl7等系列刀形隔离开关，HG1系列熔断器式隔离开关等。
表1-2HK1系列胶盖开关的技术参数
额定电流值/A
极数
额定电压值/V
可控制电动机最大容量值/kW
触刀极限
分断能力
(cosφ=0.6)/A
熔丝极限分断能力/A
配用熔丝规格
熔丝成分/%
熔丝直径/mm
220V
380V
铅
锡
锑
220
—
500
98
1.45~1.59
60
2.30~2.52
90
3.36~4.00
1.5
2.2
3.0
4.0
4.4
5.5
刀开关选择的注意点：
1)根据使用场合，选择刀开关的类型、极数及操作方式。
2)刀开关额定电压应大于或等于线路电压。
3)刀开关额定电流应等于或大于线路的额定电流。对于电动机负载，开启式刀开关额定电流可取电动机额定电流的3倍；封闭式刀开关额定电流可取电动机额定电流的1.5倍。
刀开关的常见故障及其处理方法如表1-3所示。
表1-3刀开关的常见故障及其处理方法
故障现象
产生原因
修理方法
合闸后一相或两相没电
1.插座弹性消失或开口过大
2.熔丝熔断或接触不良
3.插座、触刀氧化或有污垢
4.电源进线或出线头氧化
1.更换插座
2.更换熔丝
3.清洁插座或触刀
4.检查进出线头
触刀和插座过热或烧坏
1.开关容量太小
2.分、合闸时动作太慢造成电弧过大，烧坏触点
3.夹座表面烧毛
4.触刀与插座压力不足
5.负载过大
1.更换较大容量的开关
2.改进操作方法
3.用细锉刀修整
4.调整插座压力
5.减轻负载或调换较大容量的开关
封闭式负荷开关的操作手柄带电
1.外壳接地线接触不良
2.电源线绝缘损坏碰壳
1.检查接地线
2.更换导线
图1-4RL1系列螺旋式熔断器外形
1)型号。熔断器的型号标志组成及其含义如下：
2)电气符号。熔断器的图形符号和文字符号如图1-5所示。
FU
图1-5熔断器图形、文字符号
熔断器的主要技术参数有额定电压、额定电流和极限分断能力。
熔断器的主要技术参数如表1-4所示。
表1-4熔断器的主要技术参数
型号
额定电压/V
额定电流/A
分断能力/kA
熔断器
熔体
RL6–25
~500
25
2，4，6，10，20，25
RL6–63
35，50，63
RL6–100
100
80，100
RL6–200
200
125，160，200
RLS2–30
16，20，25，30
RLS2–63
32，40，50，63
RLS2–100
63，80，100
RT12–20
~415
20
2，4，6，10，15，20
80
RT12–32
32
20，25，32
RT12–63
RT12–100
RT14–20
~380
2，4，6，10，16，20
RT14–32
2，4，6，10，16，20，25，32
RT14–63
10，16，20，25，32，40，50，63
熔断器的选择主要包括熔断器类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流等的确定。
熔断器的类型主要由电控系统整体设计确定，熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的工作电压；熔断器额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。
确定熔体电流是选择熔断器的关键，具体来说可以参考以下几种情况：
1)对于照明线路或电阻炉等电阻性负载，熔体的额定电流应大于或等于电路的工作电流，即
IfN≥I
式中，IfN——熔体的额定电流；I——电路的工作电流。
2)保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流可按下式
计算
IfN≥(1.5～2.5)IN
(1–1)
式中，IN——电动机的额定电流。
3)保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时启动，则应按下式计算：
IfN≥(1.5～2.5)INmax+∑IN
(1–2)
式中，INmax——容量最大的一台电动机的额定电流；∑IN——其余电动机额定电流的总和。
4)为防止发生越级熔断，上、下级(即供电干、支线)熔断器间应有良好的协调配合，为此，应使上一级(供电干线)熔断器的熔体额定电流比下一级(供电支线)大1～2个级差。
熔断器的常见故障及其处理方法如表1-5所示。
表1-5熔断器的常见故障及其处理方法
电动机启动瞬间熔体即熔断
1.熔体规格选择太小
2.负载侧短路或接地
3.熔体安装时损伤
1.调换适当的熔体
2.检查短路或接地故障
3.调换熔体
熔丝未熔断但电路不通
1.熔体两端或接线端接触不良
2.熔断器的螺帽盖未旋紧
1.清扫并旋紧接线端
2.旋紧螺帽盖
低压断路器又称自动空气开关，在电气线路中起接通、分断和承载额定工作电流的作用，并能在线路和电动机发生过载、短路、欠电压的情况下进行可靠的保护。它的功能相当于刀开关、过电流继电器、欠电压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。常用的低压断路器有DZ系列、DW系列和DWX系列。图1-6所示为DZ系列低压断路器外形图。
低压断路器的结构示意如图1-7所示，低压断路器主要由触点、灭弧系统、各种脱扣器和操作机构等组成。脱扣器又分电磁脱扣器、热脱扣器、复式脱扣器、欠压脱扣器和分励脱扣器等5种。
图1-6DZ系列低压断路器外形图1-7低压断路器结构示意图
图1-7所示断路器处于闭合状态，3个主触点通过传动杆与锁扣保持闭合，锁扣可绕轴5转动。断路器的自动分断是由电磁脱扣器6、欠压脱扣器11和双金属片12使锁扣4被杠杆7顶开而完成的。正常工作中，各脱扣器均不动作，而当电路发生短路、欠压或过载故障时，分别通过各自的脱扣器使锁扣被杠杆顶开，实现保护作用。
1)型号。低压断路器的标志组成及其含义如下：
2)电气符号。低压断路器的图形符号及文字符号如图1-8所示。
图1-8低压断路器图形、文字符号
DZ20系列低压断路器的主要技术参数如表1-6所示。
表1-6DZ20系列低压断路器的主要技术参数
机械寿命
/次
电气寿命/次
过电流脱扣器
范围/A
短路通断能力
交流
直流
电压/V
电流/kA
DZ20Y–100
8000
4000
16、20、32、40、50、63、80、100
DZ20Y–200
2000
100、125、160、180、200
DZ20Y–400
400
5000
200、225、315、350、400
DZ20Y–630
630
500、630
DZ20Y–800
800
3000
500、600、700、800
42
DZ20Y–1250
1250
800、1000、1250
低压断路器的选择应注意以下几点：
1)低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。
2)低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。
3)欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。
4)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。
使用低压断路器来实现短路保护比熔断器优越，因为当三相电路短路时，很可能只有一相的熔断器熔断，造成断相运行。对于低压断路器来说，只要造成短路都会使开关跳闸，将三相同时切断。另外还有其他自动保护作用。但其结构复杂、操作频率低、价格较高，因此适用于要求较高的场合，如电源总配电盘。
低压断路器常见故障及其处理方法如表1-7所示。
表1-7低压断路器常见故障及其处理方法
手动操作断路器不能闭合
1.电源电压太低
2.热脱扣的双金属片尚未冷却复原
3.欠电压脱扣器无电压或线圈损坏
4.储能弹簧变形，导致闭合力减小
5.反作用弹簧力过大
1.检查线路并调高电源电压
2.待双金属片冷却后再合闸
3.检查线路，施加电压或调换线圈
4.调换储能弹簧
5.重新调整弹簧反力
电动操作断路器不能闭合
1.电源电压不符
2.电源容量不够
3.电磁铁拉杆行程不够
4.电动机操作定位开关变位
1.调换电源
2.增大操作电源容量
3.调整或调换拉杆
4.调整定位开关
电动机启动时断路器立即分断
1.过电流脱扣器瞬时整定值太小
2.脱扣器某些零件损坏
3.脱扣器反力弹簧断裂或落下
1.调整瞬间整定值
2.调换脱扣器或损坏的零
部件
3.调换弹簧或重新装好弹簧
分励脱扣器不能使断路器分断
1.线圈短路
2.电源电压太低
1.调换线圈
2.检修线路调整电源电压
欠电压脱扣器噪声大
1.反作用弹簧力太大
2.铁心工作面有油污
3.短路环断裂
1.调整反作用弹簧
2.清除铁心油污
3.调换铁心
欠电压脱扣器不能使断路器分断
1.反力弹簧弹力变小
2.储能弹簧断裂或弹簧力变小
3.机构生锈卡死
1.调整弹簧
2.调换或调整储能弹簧
3.清除锈污
接触器是用于远距离频繁地接通和切断交直流主电路及大容量控制电路的一种自动控制电器。其主要控制对象是电动机，也可以用于控制其他电力负载、电热器、电照明、电焊机与电容器组等。接触器具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、性能稳定、维护方便等优点，同时还具有低压释放保护功能，因此，在电力拖动和自动控制系统中，接触器是运用最广泛的控制电器之一。
按控制电流性质不同，接触器分为交流接触器和直流接触器两大类。图1-9所示为几款接触器外形图。
(a)CZ0直流接触器(b)CJX1系列交流接触器(c)CJX2–N系列可逆交流接触器
图1-9接触器外形
交流接触器常用于远距离、频繁地接通和分断额定电压至1140V、电流至630A的交流电路。图1-10为交流接触器的结构示意图，它分别由电磁系统、触点系统、灭弧状置和其他部件组成。
图1-10交流接触器结构示意图
交流接触器工作时，一般当施加在线圈上的交流电压大于线圈额定电压值的85%时，铁心中产生的磁通对衔铁产生的电磁吸力克服复位弹簧拉力，使衔铁带动触点动作。触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合，主触点和辅助触点是同时动作的。当线圈中的电压值降到某一数值时，铁心中的磁通下降，吸力减小到不足以克服复位弹簧的拉力时，衔铁复位，使主触点和辅助触点复位。这个功能就是接触器的失压保护功能。
常用的交流接触器有CJ10系列可取代CJ0、CJ8等老产品，CJ12、CJ12B系列可取代CJ1、CJ2、CJ3等老产品，其中CJ10是统一设计产品。
1)型号。接触器的标志组成及其含义如下：
2)电气符号。交、直流接触器的图形符号及文字符号如图1-11所示。
图1-11接触器图形、文字符号
接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、吸引线圈的额定电压、电气寿命、机械寿命和额定操作频率，如表1-8所示。
表1-8CJ10系列交流接触器的技术参数
可控制的三相异步电动机的最大功率/kW
额定操作频率/(次/h)
线圈消耗
功率/(V·A)
/万次
电寿命
550V
启动
吸持
CJ10–5
1.2
600
35
300
CJ10–10
65
CJ10–20
140
22
CJ10–40
40
230
CJ10–60
485
95
CJ10–100
760
CJ10–150
150
43
75
950
110
接触器铭牌上的额定电压是指主触点的额定电压，交流有127V、220V、380V、500V等档次；直流有110V、220V、440V等档次。
接触器铭牌上的额定电流是指主触点的额定电流，有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A等档次。
接触器吸引线圈的额定电压交流有36V、110V、127V、220V、380V等档次；直流有24V、48V、220V、440V等档次。
接触器的电气寿命用其在不同使用条件下无须修理或更换零件的负载操作次数来表示。接触器的机械寿命用其在需要正常维修或更换机械零件前，包括更换触点，所能承受的无载操作循环次数来表示。
额定操作频率是指接触器的每小时操作次数。
接触器的选择主要考虑以下几个方面：
1)接触器的类型。根据接触器所控制的负载性质，选择直流接触器或交流接触器。
2)额定电压。接触器的额定电压应大于或等于所控制线路的电压。
3)额定电流。接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。对于电动机负载可按下列经验公式计算：
(1–3)
式中，Ic——接触器主触点电流，A；PN——电动机额定功率，kW；UN——电动机额定电压，V；K——经验系数，一般取1～1.4。
接触器常见故障及其处理方法如表1-9所示。
表1-9接触器常见故障及其处理方法
接触器不吸合或吸不牢
1.电源电压过低
2.线圈断路
3.线圈技术参数与使用条件不符
4.铁心机械卡阻
1.调高电源电压
2.调换线圈
3.调换线圈
4.排除卡阻物
线圈断电，接触器不释放或释放缓慢
1.触点熔焊
2.铁心表面有油污
3.触点弹簧压力过小或复位弹簧损坏
4.机械卡阻
1.排除熔焊故障，修理或更换触点
2.清理铁心极面
3.调整触点弹簧力或更换复位弹簧
触点熔焊
1.操作频率过高或过负载使用
2.负载侧短路
3.触点弹簧压力过小
4.触点表面有电弧灼伤
5.机械卡阻
1.调换合适的接触器或减小负载
2.排除短路故障更换触点
3.调整触点弹簧压力
4.清理触点表面
5.排除卡阻物
铁心噪声过大
2.短路环断裂
3.铁心机械卡阻
4.铁心极面有油垢或磨损不平
5.触点弹簧压力过大
1.检查线路并提高电源电压
2.调换铁心或短路环
3.排除卡阻物
4.用汽油清洗极面或更换铁心
5.调整触点弹簧压力
(续表)
线圈过热或烧毁
1.线圈匝间短路
2.操作频率过高
3.线圈参数与实际使用条件不符
1.更换线圈并找出故障原因
2.调换合适的接触器
3.调换线圈或接触器
继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。
无论继电器的输入量是电量或非电量，继电器工作的最终目的总是控制触点的分断或闭合，而触点又是控制电路通断的，就这一点来说接触器与继电器是相同的。但是它们又有区别，主要表现在以下两个方面。
1)所控制的线路不同。继电器用于控制电讯线路、仪表线路、自控装置等小电流电路及控制电路；接触器用于控制电动机等大功率、大电流电路及主电路。
●继电器按不同方式分类
1)按输入信号可分为：电压继电器、电流继电器、功率继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。
2)按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器，热继电器等。
3)按输出形式可分为：有触点继电器和无触点继电器。
在低压控制系统中采用的继电器大部分是电磁式继电器，电磁式继电器的结构及工作原理与接触器基本相同。主要区别在于：继电器是用于切换小电流电路的控制电路和保护电路，而接触器是用来控制大电流电路；继电器没有灭弧装置，也无主触点和辅助触点之分等。图1-12为几种常用电磁式继电器的外形图。
(a)电流继电器(b)电压继电器(c)中间继电器
图1-12电磁式继电器外形
电磁式继电器的典型结构如图1-13所示，它由电磁机构和触点系统组成。按吸引线圈电流的类型，可分为直流电磁式继电器和交流电磁式继电器。按其在电路中的连接方式，可分为电流继电器、电压继电器和中间继电器等。
1)电流继电器。电流继电器的线圈与被测电路串联，以反映电路电流的变化。其线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小。电流继电器除用于电流型保护的场合外，还经常用于按电流原则控制的场合。电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种。
2)电压继电器。电压继电器反映的是电压信号。使用时，电压继电器的线圈并联在被测电路中，线圈的匝数多、导线细、阻抗大。继电器根据所接线路电压值的变化，处于吸合或释放状态。根据动作电压值不同，电压继电器可分为欠电压继电器和过电压继电器两种。
3)中间继电器。中间继电器实质上是电压继电器，只是触点对数多，触点容量较大(额定电流5～10A)。其主要用途为：当其他继电器的触点对数或触点容量不够时，可以借助中间继电器来扩展他们的触点数或触点容量，起到信号中继作用。
中间继电器体积小，动作灵敏度高，并在10A以下电路中可代替接触器起控制作用。
图1-13电磁式继电器结构示意图
1)型号。电磁式继电器的标志组成及其含义如下：
2)电气符号。电磁式继电器的图形符号及文字符号如图1-14所示，电流继电器的文字符号为KI，电压继电器的文字符号为KV，中间继电器的文字符号为KA。
图1-14电磁式继电器图形、文字符号
继电器的主要技术参数有额定工作电压、吸合电流、释放电流、触点切换电压和电流。
额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
常用电磁式继电器有JL14、JL18、JZ15、3TH80、3TH82及JZC2等系列。其中JL14系列为交直流电流继电器，JL18系列为交直流过电流继电器，JZ15为中间继电器，3TH80、3TH82与JZC2类似，为接触器式继电器。表1-10、表1-11分别列出了JL14、JZ7系列继电器的技术数据。
表1-10JL14系列交直流电流继电器技术数据
电流种类
吸引线圈
吸合电流
调整范围
触点组合形式
用途
备注
JL14–□□Z
JL14–□□ZS
1，1.5，2.5，5，
10，15，25，40，60，300，
600，1200，1500
70%~300%IN
3常开，3常闭
2常开，1常闭
1常开，2常闭
1常开，1常闭
在控制电路中过电流或欠电流保护用
可替代JT3–1
JT4–JJT4–S
JL3JL3–JJL3–S等老产品
JL14–□□ZO
30%~65%IN或释放电流在10%~20%IN范围
JL14–□□J
JL14–□□JS
110%~400%IN
2常开，2常闭
JL14–□□JG
表1-11JZ7系列中间继电器的技术参数
触点额定电压/V
触点额定电流/A
触点对数
(交流50Hz)
线圈消耗功率
/(V?A)
常开
常闭
JZ7–44
12，36，127，
220，380
1200
JZ7–62
JZ7–80
0
继电器是组成各种控制系统的基础元件，选用时应综合考虑继电器的适用性、功能特点、使用环境、工作制、额定工作电压及额定工作电流等因素，做到合理选择。具体应从以下几方面考虑：
1)类型和系列的选用。
2)使用环境的选用。
3)使用类别的选用。典型用途是控制交、直流电磁铁，例如交、直流接触器线圈。使用类别如AC–11、DC–11。
4)额定工作电压、额定工作电流的选用。继电器线圈的电流种类和额定电压，应注意与系统要一致。
5)工作制的选用。工作制不同对继电器的过载能力要求也不同。
电磁式继电器的常见故障及检修方法与接触器类似。
(a)通电延时型(b)断电延时型
1–线圈；2–铁心；3–衔铁；4–反力弹簧；5–推板；6–活塞杆；7–杠杆；8–塔形弹簧；9–弱弹簧；
10–橡皮膜；11–空气室壁；12–活塞；13–调节螺钉；14–进气孔；15、16–微动开关
吸引线圈电压/V
延时范围/s
延时触点
瞬动触点
通电延时
断电延时
JS7–1A
24，36，110，127，220，380，420
0.4~60及0.4~180
JS7–2A
JS7–3A
JS7–4A
1)根据控制电路对延时触点的要求选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。
2)根据延时范围和精度要求选择继电器类型。
延时触点不动作
1.电磁铁线圈断线
2.电源电压低于线圈额定电压很多
1.更换线圈
2.更换线圈或调高电源电压
3.调换同步电动机
4.调换棘爪
5.调换游丝
1.修理或调换气室
2.调换橡皮薄膜
1.清除气室内灰尘，使气道畅通
2.加入适量的润滑油
JR16系列热继电器JRS5系列热继电器JRS1系列热继电器
图1-18热继电器外形
表1-14热继电器的保护特性
项号
整定电流倍数
动作时间
试验条件
1.05
>2h
冷态
<2h
热态
1.6
<2min
>5s
1–电流调节凸轮；2–2a、2b簧片；3–手动复位按钮；4–弓簧；5–双金属片；6–外导板；7–内导板；
8–常闭静触点；9–动触点；10–杠杆；11–调节螺钉；12–补偿双金属片；13–推杆；14–连杆；15–压簧
图1-19JR16系列热继电器结构示意
1)型号。热继电器的型号标志组成及其含义如下：
2)电气符号。热继电器的图形符号及文字符号如图1-20所示。
图1-20热继电器图形、文字符号
热继电器的主要技术参数包括额定电压、额定电流、相数、热元件编号及整定电流调节范围等。
热继电器的整定电流是指热继电器的热元件允许长期通过又不致引起继电器动作的最大电流值。对于某一热元件，可通过调节其电流调节旋钮，在一定范围内调节其整定电流。
常用的热继电器有JRS1、JR20、JR16、JR15、JR14等系列，引进产品有T，3UP、LR1–D等系列。
JR20、JRS1系列具有断相保护、温度补偿、整定电流值可调、手动脱扣、手动复位、动作后的信号指示灯功能。安装方式上除采用分立结构外，还增设了组合式结构，可通过导电杆与挂钩直接插接，可直接电气连接在CJ20接触器上。
表1-15所示是JRl6系列热继电器的主要技术参数。
表1-15JR16系列热继电器的主要参数
热元件规格
电流调节范围/A
JR16–20/3
JR16–20/3D
0.35
0.5
0.72
1.1
2.4
3.5
7.2
0.25~0.35
0.32~0.5
0.45~0.72
0.68~1.1
1.0~1.6
1.5~2.4
2.2~3.5
3.5~5.0
6.8~11
10.0~16
14~22
JR16–60/3
JR16–60/3D
45
20~32
28~45
45~63
JR16–150/3
JR16–150/3D
85
120
160
40~63
53~85
75~120
100~160
热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择。
1)热继电器结构形式的选择：Y接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器；△接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。
3)热元件额定电流一般可按下式确定：
(1–4)
式中，IN——热元件额定电流；
IMN——电动机的额定电流。
对于工作环境恶劣、启动频繁的电动机，则按下式确定：
(1–5)
热元件选好后，还需用电动机的额定电流来调整它的整定值。
4)对于重复短时工作的电动机(如起重机电动机)，由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。
热继电器的常见故障及其处理方法如表1-16所示。
表1-16热继电器的常见故障及其处理方法
热继电器误动作或动作太快
1.整定电流偏小
3.连接导线太细
1.调大整定电流
2.调换热继电器或限定操作频率
3.选用标准导线
热继电器不动作
1.整定电流偏大
2.热元件烧断或脱焊
3.导板脱出
1.调小整定电流
2.更换热元件或热继电器
3.重新放置导板并试验动作灵活性
热元件烧断
1.负载侧电流过大
2.反复
3.短时工作
4.操作频率过高
1.排除故障调换热继电器
2.限定操作频率或调换合适的热继电器
主电路不通
1.热元件烧毁
2.接线螺钉未压紧
1.更换热元件或热继电器
2.旋紧接线螺钉
控制电路不通
1.热继电器常闭触点接触不良或弹性消失
2.手动复位的热继电器动作后，未手动复位
1.检修常闭触点
2.手动复位
速度继电器是用来反映转速与转向变化的继电器。它可以按照被控电动机转速的大小使控制电路接通或断开。速度继电器通常与接触器配合，实现对电动机的反接制动。图1-21为速度继电器的结构示意图。
速度继电器的转轴和电动机的轴通过联轴器相连，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，定子内的绕组便切割磁感线，产生感应电动势，而后产生感应电流，此电流与转子磁场作用产生转矩，使定子开始转动。电动机转速达到某一值时，产生的转矩能使定子转到一定角度使摆杆推动常闭触点动作；当电动机转速低于某一值或停转时，定子产生的转矩会减小或消失，触点在弹簧的作用下复位。
速度继电器有两组触点(每组各有一对常开触点和常闭触点)，可分别控制电动机正、反转的反接制动。常用的速度继电器有JY1型和JFZ0型，一般速度继电器的动作速度为120r/min，触点的复位速度值为l00r/min。在连续工作制中，能可靠地工作在1000～3600r/min，允许操作频率每小时不超过30次。
1)型号。速度继电器的标志组成及其含义如下：
2)电气符号。速度继电器的图形符号及文字符号如图1-22所示。
图1-22速度继电器图形、文字符号
JY1、JFZ0系列速度继电器的主要参数如表1-17所示。
表1-17JY1、JFZ0系列速度继电器的主要参数
触点额
定电压
/V
定电流
/A
触点数量
额定工
作转速
/(r/min)
允许操
作频率
正转时动作
反转时动作
JY1
JFZ0
1常开
0常闭
100~3600
300~3600
<30
速度继电器主要根据电动机的额定转速来选择。使用时，速度继电器的转轴应与电动机同轴连接；安装接线时，正反向的触点不能接错，否则不能起到反接制动时接通和断开反向电源的作用。
速度继电器的常见故障及其处理方法如表1-18所示。
表1-18速度继电器的常见故障及其处理方法
制动时速度继电器失效，电动机不能制动
1.速度继电器胶木摆杆断裂
2.速度继电器常开触点接触不良
3.弹性动触片断裂或失去弹性
1.调换胶木摆杆
2.清洗触点表面油污
3.调换弹性动触片
按钮是一种手动且可以自动复位的主令电器，其结构简单，控制方便，在低压控制电路中得到广泛应用。图1-23所示LA19系列按钮外形。
图1-23LA19系列按钮外形
按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，其结构如图1-24所示。触点采用桥式触点，触点额定电流在5A以下，分常开触点和常闭触点两种。在外力作用下，常闭触点先断开，然后常开触点再闭合；复位时，常开触点先断开，然后常闭触点再闭合。
1、2–常闭触点；3、4–常开触点；
5–桥式触点；6–复位弹簧；7–按钮帽
图1-24按钮结构示意图
按用途和结构的不同，按钮分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。
按使用场合、作用不同，通常将按钮帽做成红、绿、黑、黄、蓝、白、灰等颜色。国标GB5226.1–2008对按钮帽颜色作了如下规定：
1)“停止”和“急停”按钮必须是红色。
2)“启动”按钮的颜色为绿色。
3)“启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。
4)“点动”按钮必须是黑色。
5)“复位”按钮必须是蓝色(如保护继电器的复位按钮)。
在机床电气设备中，常用的按钮有LA18、LA19、LA20、LA25和LAY3等系列。其中LA25系列按钮为通用型按钮的更新换代产品，采用组合式结构，可根据需要任意组合其触点数目，最多可组成6个单元。
1)型号。按钮型号标志组成及其含义如下：
其中，结构形式代号的含义为：K为开启式，S为防水式，J为紧急式，X为旋钮式，H为保护式，F为防腐式，Y为钥匙式，D为带灯按钮。
2)电气符号。按钮的图形符号及文字符号如图1-25所示。
常开触点常闭触点复合触点
图1-25按钮图形、文字符号
按钮的主要技术参数有额定绝缘电压Ui、额定工作电压UN、额定工作电流IN，如表1-19所示。
表1-19LA19系列按钮的技术参数
型号规格
约定发热电流/A
额定工作电流
信号灯
结构形式
电压/Ｖ
功率/Ｗ
LA19–11
380V/
0.8A
220V/
0.3A
一般式
LA19–11D
带指示
灯式
LA19–11J
1.4A
110V/
0.6A
蘑菇式
LA19–11DJ
蘑菇带
按钮主要根据使用场合、用途、控制需要及工作状况等进行选择。
1)根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等。
2)根据用途，选用合适的形式，如钥匙式、紧急式、带灯式等。
3)根据控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。
4)根据工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。
按钮的常见故障及其处理方法如表1-20所示。
表1-20按钮的常见故障及其处理方法
按下启动按钮时有触电感觉
1.按钮的防护金属外壳与连接导线接触
2.按钮帽的缝隙间充满铁屑，使其与导电部分形成通路
1.检查按钮内连接导线
2.清理按钮及触点
按下启动按钮，不能接通电路，控制失灵
1.接线头脱落
2.触点磨损松动，接触不良
3.动触点弹簧失效，使触点接触不良
1.检查启动按钮连接线
2.检修触点或调换按钮
3.重绕弹簧或调换按钮
按下停止按钮，不能断开电路
1.接线错误
2.尘埃或机油、乳化液等流入按钮形成短路
3.绝缘击穿短路
1.更改接线
2.清扫按钮并相应采取密封措施
3.调换按钮
行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小和位置保护等。当行程开关用于位置保护时，又称限位开关。
行程开关的种类很多，常用的行程开关有按钮式、单轮旋转式、双轮旋转式行程开关，它们的外形如图1-26所示。
(a)按钮式(b)单轮旋转式(c)双轮旋转式
图1-26行程开关外形
各种系列的行程开关其基本结构大体相同，都是由操作头、触点系统和外壳组成，其结构如图1-27所示。操作头接受机械设备发出的动作指令或信号，并将其传递到触点系统，触点再将操作头传递来的动作指令或信号通过本身的结构功能变成电信号，输出到有关控制回路。
1–顶杆；2–弹簧；3–常闭触点；4–触点弹簧；5–常开触点
图1-27行程开关结构示意图
1)型号。行程开关的型号标志组成及其含义如下：
2)电气符号。行程开关的图形符号及文字符号如图1-28所示。
图1-28行程开关图形、文字符号
表1-21LX19系列行程开关的技术参数
额定电压/A
额定电流
触点换接
动作力
/N
动作行程/mm或角度
LX19–001
≤0.4
≤9.8
1.5~3.5mm
LX19–111
≤7
≤30°
LX19–121
≤19.6
LX19–131
LX19–212
≤60°
LX19–222
LX19–232
目前，国内生产的行程开关品种规格很多，较为常用的有LXW5、LXl9、LXK3、LX32、LX33等系列。新型3SES3系列行程开关的额定工作电压为500V，额定电流为10A，其机械、电气寿命比常见行程开关更长。LXW5系列为微动开关。
行程开关在选用时，应根据不同的使用场合，满足额定电压、额定电流、复位方式和触点数量等方面的要求。
普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。
CA6140普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、光杠、丝杠和尾座等部件组成。图1-29为CA6140普通车床外形图。主轴箱固定地安装在床身的左端，其内装有主轴和变速传动机构；床身的右侧装有尾座，其上可装后顶尖以支承长工件的一端，也可安装钻头等孔加工刀具以进行钻、扩、铰孔等工序；工件通过卡盘等夹具装夹在主轴的前端，由电动机经变速机构传动旋转，实现主运动并获得所需转速；刀架的纵、横向进给运动由主轴箱经挂轮架、进给箱、光杠或丝杠、溜板箱传动。
控制要求：
1)主电动机M1完成主轴主运动和刀具的纵、横向进给运动的驱动，电动机为不可调速的笼型异步电动机，采用直接启动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向机构。
2)冷却泵电动机M2加工时提供冷却液，防止刀具和工件的温升过高。采用直接启动方式和连续工作状态。
3)电动机M3为刀架快速移动电动机，可根据使用需要随时手动控制启停。
图1-29CA6140普通车床
电气控制系统是由许多电器元件按照一定控制要求连接而成的。为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，同时也为了便于电气系统的安装、调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电器元件及其连接用一定图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。
电气控制系统图一般有3种：电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。下面通过完成CA6140型普通车床的电气控制系统图表达来学习电气控制系统图的画法和应注意的事项。
电气控制系统图中，电器元件的图形符号和文字符号必须有统一的国家标准。我国在1990年以前采用国家科委1964年颁布的《电工系统图图形符号》的国家标准(即GB312–1964)和《电工设备文字符号编制通则》(GB315–1964)的规定，为了便于掌握引进的先进技术和国际交流，国家标准局颁布了GB4728–1985《电气图用图形符号》及GB6988–1986《电气制图》和GB7159–1987《电气技术中的文字符号制订通则》，当前国家标准局颁布的最新标准为：GB/T4728–2005～2008《电气简图用图形符号》。根据规定从1990年1月1日起，电气系统图中的文字符号和图形符号必须符合新的国家标准。由于旧国标现在还不可能立即在所有技术资料和以前出版的书籍中消失，具体可查国标了解电气图常用图形符号和文字符号的新旧对照。
电气控制系统图中电气原理图应用最多，为便于表达与分析控制线路，根据简单、清晰的原则，采用电器元件展开的形式绘制而成。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，但并不按电器元件的实际位置来画，也不反映电气元件的形状、大小和安装方式。
由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究和分析电路的工作原理等优点，所以无论在设计部门还是生产现场都得到了广泛应用。
根据CA6140型普通车床的控制要求，以及规范的表达方式，得到图1-30所示的CA6140型普通车床的电气原理图。
图1-30CA6140型普通车床电气控制电路
(1)电气原理图的规范画法及注意事项
1)电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是从电源到电动机有较大电流通过的电路。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、接触器的辅助触点、按钮、照明灯、控制变压器等电器元件组成。
2)电气原理图中，各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准的图形符号，文字符号也要符合国家规定。
3)原理图中，各电器元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部件根据需要可以不画在一起，但文字符号要相同。
4)图中所有电器的触点，都应按没有通电和没有外力作用时的初始开闭状态画出。例如继电器、接触器的触点，按吸引线圈不通电时的状态画，控制器按手柄处于零位时的状态画，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画等。
5)原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置。
6)原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。
(2)图面区域的划分
在原理图上方使用的“电源保护……”等字样，表明对应区域下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全电路的工作原理。
图样下方的1、2、3……等数字是图区编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析避免遗漏而设置的。
(3)符号位置的索引
符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如下：
图1-30的图区2中KM1的“6”即为最简单的索引代号，它指出了接触器KM1的线圈位置在图区6。
图1-30中，接触器KM1、KM2和KM3线圈下方表达的是相应触点的索引：
电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系需用附图表示。即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的图形符号，并在其下面注明相应触点的索引代号，对未使用的触点用“×”表明，有时也可采用上述省去触点的表示法。
对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：
左栏
中栏
右栏
主触点所在图区号
辅助常开触点所在图区号
辅助常闭触点所在图区号
对继电器，上述表示法中各栏的含义如下：
常开触点所在图区号
常闭触点所在图区号
电器布置图主要是用来表明电气设备上所有电器元件的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。图1-31所示为CA6140型普通车床的电器元件布置图。机床轮廓线用细实线或点画线表示，所有能见到的及需表示清楚的电气设备，均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。
图1-31CA6140车床电器元件布置图
电器布置图是按电气控制系统的复杂程度集中绘制或单独绘制。必要时，还要表达出控制柜及控制板电气设备布置图、操纵台及悬挂操纵箱电气设备布置图等。
为了进行装置、设备或成套装置的布线或布缆，必须提供各个项目(包括元件、器件、组件、设备等)之间电气连接的详细信息，包括连接关系、线缆种类和敷设路线等。用电气图的方式表示的图称为接线图。图1-32是CA6140型普通车床的电气安装接线图。
图1-32CA6140型车床接线图
安装接线图是检验电路和维修电路不可缺少的技术文件。根据表达对象和用途不同，接线图有单元接线图、互连接线图和端子接线图等。国家标准GB/T6988.L–2008《电气技术用文件的编制中第1部分：规则》详细规定了安装接线图的编制规则，主要有：
1)在接线图中，一般都应标出项目的相对位置、项目代号、端子间的电连接关系、端子号、等线号、等线类型、截面积等。
2)同一控制盘上的电器元件可直接连接，而盘内元器件与外部元器件连接时必须绕接线端子板进行。
3)接线图中各电器元件图形符号与文字符号均应以原理图为准，并保持一致。
4)互连接线图中的互连关系可用连续线、中断线或线束表示，连接导线应注明导线根数，导线截面积等。一般不表示导线实际走线途经，施工时由操作者根据实际情况选择最佳走线方式。
根据CA6140普通车床的电气原理图(图1-30)和电器元件符号及功能说明表(表1-22)，进行电气原理图的分析，了解CA6140普通车床的运行方式和控制功能。如果事先通过CA6140普通车床的使用说明书了解到设备的构成、运动方式、相互关系以及各电动机和执行电器的用途与控制要求，对电气原理图的阅读和分析会带来更多方便，因为电气原理图就是根据这些要求设计而成的。
表1-22电器元件符号及功能说明表
符号
名称及用途
M1
主电动机
SA1
冷却泵电动机启动开关
M2
冷却泵电动机
SA2
照明灯接通开关
M3
快速移动电动机
FU、FU1、～FU4
KM1
主电动机启动接触器
FR1
主电动机过载保护热继电器
KM2
冷却泵电动机启动接触器
FR2
冷却泵电动机过载保护热继电器
KM3
快移电动机启动接触器
EL
照明灯
SB1
主电动机停止按钮
HL
SB2
主电动机启动按钮
QS
隔离开关
SB3
快移电动机启动按钮
下面以查线读图法和逻辑代数法两种方法来分析CA6140普通车床电气原理图。
查线读图法又称直接读图法或跟踪追击法。查线读图法是按照线路根据生产过程的工作步骤依次读图，查线读图法按照以下步骤进行。
在分析电气线路之前，应该熟悉生产机械的工艺情况，充分了解生产机械要完成哪些动作，这些动作之间又有什么联系；然后进一步明确生产机械的动作与执行电器的关系，必要时可以画出简单的工艺流程图，为分析电气线路提供方便。
图1-30CA6140型普通车床在做车削加工时，为防止刀具与工件温度过高，需用切削液对其进行冷却，为此设置有一台冷却泵电动机M2，驱动冷却泵输出冷却液，而带动冷却泵的电动机只需单向旋转，且与主轴电动机M1有联锁关系，即冷却泵电动机启动必须在主轴电动机启动之后，当主轴电动机停车时，冷却泵电动机应立即停车。
在分析电气线路时，一般应先从电动机着手，根据主电路中有哪些控制元件的主触点、电阻等大致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速要求等。
在图1-30所示的CA6140型普通车床电气控制电路的主电路中，主轴电动机M1电路主要由接触器KM1的主触点和热继电器FR1组成。从图1-30中可以断定，主轴电动机M1采用全电压直接启动方式，热继电器FR1作电动机M1的过载保护。冷却泵电动机M2、刀架快速移动电机M3同主轴电动机类似，也采用全电压直接启动方式，熔断器FU1起短路保护作用。
通常对控制电路按照由上往下或由左往右的顺序依次阅读，可以按主电路的构成情况，把控制电路分解成与主电路相对应的几个基本环节，一个环节一个环节地分析，然后把各环节串起来。
首先，记住各信号元件、控制元件或执行元件的原始状态；然后，设想按动了操作按钮，线路中有哪些元件受控动作，这些动作元件的触点又是如何控制其他元件动作的，进而查看受驱动的执行元件有何运动；再继续追查执行元件带动机械运动时，会使哪些信号元件状态发生变化；然后再查对线路信号元件状态变化时执行元件如何动作……在读图过程中，特别要注意各电器间相互联系和制约关系，直至将线路全部看懂为止。
图1-30所示的CA6140型普通车床电气控制的主电路，可以分成主轴电动机M1、冷却泵电动机M2和刀架快速移动电机M3等3个部分，其控制电路也可相应地分解成3个基本环节，外加变压电路信号电路和照明电路。
CA6140型普通车床电气控制过程如下。
电动机M1、M2、M3均采用全压直接启动，皆为接触器控制的单向运行控制电路。三相交流电源通过转换开关QS引入，接触器KM1控制M1的启动和停止。接触器KM2控制M2的启动和停止。接触器KM3控制M3的启动和停止。KM1由按钮SB1、SB2控制，KM3由SB3进行点动控制，KM2用开关SA1控制。主轴正、反向运行由磨擦离合器实现。
M1、M2为连续运行的电动机，分别采用热继电器FR1、FR2作过载保护；M3为短期工作电动机，因此未设过载保护。熔断器FU1～FU4分别对主电路、控制电路和辅助电路实行短路保护。
(1)主轴电动机M1的控制[图1-33(a)]
按下启动按钮SB2，接触器KM1得电吸合，其常开辅助触点闭合自锁；其主触点闭合，主轴电动机M1启动，连续运行；同时其常开辅助触点KM1(5–13)闭合，作为KM2得电的先决条件。按下停止按钮SB1，接触器KM1失电释放，电动机M1停转。
知识点拓展
●自锁
依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称为自锁电路。如上所述，辅助常开触点KM1(7–9)与启动按钮SB2并联所构成的电路即可实现，而辅助常开触点KM1(7–9)称为自锁触点。自锁电路同时还具有零压保护功能(即断电后的电压恢复，接触器不能自动得电)。
依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称为自锁电路，而这里与SB2并联的常开辅助触点称为自锁触点。
(2)冷却泵电动机M2的控制[图1-33(b)]
冷却泵电动机M2采用两台电动机M1、M2顺序连锁控制的典型环节，以满足生产要求，使主轴电动机启动后，冷却泵电动机才能启动，当主轴电动机停止运行时，冷却泵电动机也自动停止运行。主轴电动机M1启动后，即在接触器KM1得电吸合的情况下，其辅助常开触点KM1(13–15)闭合，因此合上开关SA1，使接触器KM2线圈得电吸合，冷却泵电动机M2才能启动。
(3)刀架快速移动电动机M3的控制[图1-33(c)]
刀架快速移动电动机M3采用点动控制。按下按钮SB3，KM3得电吸合，其主触点闭合，电动机M3启动运转，并经传动系统，驱动溜板带动刀架快速移动。松开SB3，KM3失电释放，电动机M3停转。
(a)主轴电动机M1的控制线路(b)冷却泵电动机M2的控制线路(c)刀架快移电动机M3的控制线路
图1-33控制线路
●点动
(4)照明和信号电路
控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯，由开关SA2控制；HL为电源的信号灯。
(5)线路的保护设置
1)短路保护：由熔断器FU、FU1、FU2、FU3和FU4实现主电路、控制电路、照明信号电路的短路保护。
2)过载保护：由热继电器FR1、FR2实现主轴电动机、冷却泵电动机的长期过载保护。
3)欠电压保护：由接触器本身的电磁机构来实现。当电源电压严重过低或失电压时，接触器的衔铁自行释放，电动机失电而停机。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不能自动得电，只有再次按下启动按钮后电动机才会启动，防止突然断电后来电，造成人身及设备损害的危险。
查线读图法的优点是直观性强，容易掌握，因而得到广泛采用。其缺点是分析复杂线路时容易出错，叙述也较长。
逻辑代数法又称间接读图法，是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析控制电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。
在继电接触器控制线路中逻辑代数规定如下。
继电器、接触器线圈得电状态为“1”，线圈失电状态为“0”；
按钮、继电器及接触器控制的触点闭合状态为“1”，断开状态为“0”。
为了清楚地反映元件状态，元件线圈、常开触点的状态用相同字符(例如接触器用KM)来表示，而常闭触点的状态用表示。
在继电接触器控制线路中，把表示触点状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件线圈的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量是根据输入逻辑变量经过逻辑运算得出的。输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数关系。
基于上述分析，可以得出CA6140型普通车床各电动机控制接触器逻辑表达式如下：
主轴电动机M1：KM1=···(SB2+KM1)
冷却泵电动机M2：KM2=··SA1·KM1
刀架快速移动电机M3：KM3=··SB3
逻辑代数法读图的优点是，各电气元件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然。通过对逻辑函数的具体运算，一般不会遗漏或看错电路的控制功能。而且采用逻辑代数法后，对电气线路采用计算机辅助分析提供方便。该方法的主要缺点是，对于复杂的电气线路，其逻辑表达式很烦琐。
主要知识点
●点动连续双重控制(图1-34)
图1-34点动连续双重控制线路
●顺序控制(图1-35)
图1-35电动机的顺序控制电路
图1-35(b)
图1-35(c)
图1-35(d)
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