第1章 电工常用元器件

1.什么是高压电器？它包括哪些设备？

答：凡是工作电压在1000V以上的电器，通常称为高压电器。通常高压电器包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、测量仪表和高压母线等。

2.什么是高压断路器？

答：高压断路器又称为高压自动开关。它用来接通和断开高压电路中的电流，当电路中出现过载或短路时，它能自动断开电路，它的断流能力通常以kA计算。

3.高压断路器是如何分类的？

答：高压断路器是按灭弧和绝缘介质情况分类的，有油断路器（其中包括多油断路器和少油断路器）、压缩空气断路器、断路器、真空断路器、磁吹断路器和空气断路器。目前用得较多的是少油断路器、真空断路器等。

4.什么是操动机构？它有什么用途？

答：操动机构是高压开关设备不可缺少的重要组成部分。其中断路器的要求最高，它不仅要求操动机构具有保证断路器准确无误地关闭和切断短路电流，使断路器可靠地保持在分闸或合闸位置上的功能，而且还需要完成快速自动重合闸动作，具备防跳跃、自动复位和闭锁等功能。由于断路器在分、合闸时需要很大的操作力、很快的动作速度和很高的工作可靠性，因此操动机构的制造难度很大。隔离开关所用的操动机构，其分、合闸速度要求不高，但必须操作平稳，且具有足够的操作力和操作功。

5.什么是高压隔离开关？

答：高压隔离开关中设有专门的灭弧装置，在分闸状态下具有明显的断口（包括直接和间接可见）的开关电器，使运行人员能够明确地判断其工作状态。高压隔离开关的断口在任何状态下都不能被击穿，因此它的断口耐压一般需要比对地绝缘的耐压高出10%～15%。必要时，应该在高压隔离开关上附设接地刀开关，供检修时接地用。

6.高压隔离开关主要有哪些用途？

答：在配电装置中，它的容量通常是断路器的2～4倍。其主要用途有：

①为设备和线路检修与分段进行电气隔离。

②在断口两端接近等电位条件下，倒换母线改变接线方式。

③分、合一定长度母线或电缆、绝缘套管和断路器的并联均压电容器中通过的小电容电流。

④分、合一定容量的空载变压器和电压互感器。

7.高压隔离开关有哪几种？

答：①按安装地点不同可分为户内式和户外式。

②按用途不同可分为一般输配电用、发电机引出线用、变压器中性点接地用和快分用4种。

③按断口两端是否安装接地刀的情况可分为单接地（一侧有接地刀）、双接地（两侧有接地刀）和不接地（无接地刀）3种。

④按触头的运动方式不同可分为水平回转式、垂直回转式、伸缩式（即折架式）和直线移动式（即插拔式）4种。

8.什么是高压负荷开关？

答：高压负荷开关是带有简单灭弧装置的一种开关电器。高压负荷开关按不同的介质分为压缩空气式、有机材料气体、真空式、矿物油和六氟化硫（SF₆）气体开关5种，它适合用于交流50Hz，3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV和72.5kV电压等级的电网中。

9.高压负荷开关的主要用途是什么？

答：高压负荷开关是在额定电压和电流条件下，接通或断开高压电路的开关电器。它和限流熔断器串联组合，可代替断路器使用，即由高压负荷开关承担关合和开断负荷电流，而由熔断器承担开断过大的过载电流和短路电流。

高压负荷开关分为通用型和专用型两种。通用型高压负荷开关除了能在额定电流范围内完成正常的闭合和断开的任务以外，还能关合短路电流。专用型高压负荷开关是用来闭合和切断空载变压器、空载电路或电容器组的。

高压负荷开关应满足以下要求：①放在分闸位置时，要有明显可见的间隙，无需串联隔离开关，在检修电气设备时，只要开断高压负荷开关即可。②要能经受频繁的开断次数。③高压负荷开关不要求开断短路电流，但要求能关合短路电流。

10.高压负荷开关与高压隔离开关有什么不同？

答：高压负荷开关能用来接通和断开高压电路中的负载电流，但不能断开短路和过载等故障电流。在容量较小的高压电路中，如1000kV·A以下的配电变压器，在保护要求不高时，可选用高压负荷开关来代替断路器，以节省设备投资。

高压隔离开关不允许用来接通或断开正常的负载电流，只能供隔离高压电源用，以确保高压电气设备或高压线路在维修时的安全。

11.常用的高压油断路器有哪些类型？它有何用途？

答：高压油断路器按场地分为户内式和户外式；按内部储油量的多少分为多油断路器和少油断路器。其中10kV、35kV多油断路器有DW系列，油起绝缘和灭弧的作用。少油断路器有SN和SW系列，油起息弧的作用。在正常运行或故障情况下，接通或切断电路。高压油断路器的外形如图1-1所示。

12.高压油断路器的检修周期是多少？

答：高压油断路器的检修周期：一般事故跳闸4次，检修一次；正常操作30～35次，检修一次。检修内容为：换油、加润滑油、动静触点烧伤和弯曲变形等情况。

13.什么是高压熔断器？

答：高压熔断器的主要元件是熔丝，在电气设备工作正常情况下，流过熔丝的电流不应该使熔丝熔断。当系统中出现过载或短路时，熔丝将因为过热而自行熔断，切断电路，保护其他设备不受到损害。如自动重合闸高压跌落式熔断器，每相装有两只熔丝管，一只为常用，另一只为备用。在备用熔丝管下面装置一个重合机构，当常用熔丝管熔断跌落下来后，隔一定时间（在0.3s以内），借助重合机构而自动重合。高压熔断器的外形如图1-2所示。

图1-1 高压油断路器

图1-2 高压熔断器

14.高压跌落式熔断器的安装应符合哪些要求？

答：①安装应牢固可靠，向下应有20°～30°的倾斜角。

②熔丝管长度应适当，合闸后被鸭嘴舌头扣住部分要在2/3以上，以防运行中产生自掉，但熔丝管也不能顶住鸭嘴以防熔丝熔断后，熔丝管不能跌落。

③重合保险的重合传动杆，不宜过高或过低，应与熔丝管保持45°角。

④熔丝机械强度不应小于15kg，熔丝额定电压不能大于跌落熔丝管的额定电流。

⑤10kV用跌落式熔断器间的安装距离不应小于600mm。

15.什么是低压电器？常用的低压电器有哪些？

答：凡用在500V以下的电器，通常称为低压电器。它在供配电系统中对电能的发送、分配与应用起着转换、控制、保护与调节等作用。

常用的低压电器通常分为配电电器和控制电器两类。配电电器是指断路器、熔断器、万能开关和转换开关；控制电器是指接触器控制继电器、起动器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器、电磁铁等。

16.刀开关、封闭式负荷开关和转换开关各有什么用途？

答：刀开关、封闭式负荷开关和转换开关都是手动操作的电器，一般用于不频繁地接通和分断容量不很大的低压供电电路，也可作为电源隔离开关。在工、农业生产和小型工厂中还经常用来直接起动小容量的笼型异步电动机。它广泛应用于发电、输电、配电等场所与电气传动和自动控制设备中。

17.刀开关的外形结构、符号有哪些？

答：刀开关由刀开关和熔断器两部分组成。根据刀开关的构造，可分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种，如图1-3a所示。刀开关分为单极、双极和三极3种。其结构如图1-3b所示。开关的文字符号为Q，图形符号如图1-3c所示，常用于绘制电路图。

刀开关的主要特点是容量小，常用的有15A、30A，最大为60A；没有灭弧能力，容易损伤刀片，只用于不频繁操作的场合；构造简单，价格低廉；常用于家庭、建筑工地等场合。

18.刀开关的型号有哪些？

答：刀开关的型号有HK1、HK2等系列。

图1-3 刀开关

a）外形 b）结构 c）图形符号

19.封闭式负荷开关的型号有哪些？它由哪些部分组成？

答：封闭式负荷开关的型号有HH3、HH4、HH10、HH11等系列。其基本结构如图1-4所示。封闭式负荷开关常用的型号为HH10系列。

封闭式负荷开关的主要特点是：有灭弧能力、铁壳保护和联锁装置（即带电时不能开门），所以操作安全；有短路保护能力，可用在不频繁操作的场合。

20.封闭式负荷开关的容量有多大？

答：封闭式负荷开关的容量有10A、15A、20A、30A、60A和100A；HH11系列的容量有100A、200A、300A和400A等。封闭式负荷开关的容量一般选择为电动机额定电流的3倍。

21.什么是转换开关？

图1-4 封闭式负荷开关

答：转换开关又叫组合开关，常用在机床电气控制设备上。它是一种由多组触点组合而成的刀开关，具有结构紧凑、体积小的特点。转换开关也可用作交流380V和直流220V以下的电路电源引入开关，控制5kW以下小容量电动机的直接起动，以及电动机正、反转控制和机床照明电路控制。在机床电气设备上，转换开关多用作电源开关，一般不带负载，作为空载断开电源或维修切断电源用。转换开关的外形如图1-5a所示。

转换开关的型号为HZ系列，图形符号如图1-5b所示。

图1-5 转换开关

a）外形 b）图形符号

转换开关的型号有HZ5-10、HZ5-20、HZ5-40、HZ5-60。

22.怎样选择转换开关？

答：根据电源种类、电压等级、所需触点数及电动机的容量来选择。转换开关的额定电流一般为电动机额定电流的1.5～2倍。

23.按钮的结构、用途有哪些？

答：电工在电气安装过程中常会用到按钮。按钮是一种手动操作接通或分断小电流控制电路的装置。

按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点和外壳等组成，其触点导电容量很小。按钮可分为停止按钮（常闭按钮）、启动按钮（常开按钮）及复合按钮（常闭、常开组合为一体的按钮）。各种不同的按钮外形如图1-6a所示，按钮结构如图1-6b所示，图形符号如图1-6c所示。

按钮的型号为LA系列，含义如下：

图1-6 按钮

a）按钮外形 b）按钮结构 c）图形符号

一般情况下它不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出“指令”去控制接触器或继电器等器件的线圈吸合或断开，再由它们对主电路进行控制。

24.怎样选择按钮？

答：按钮的选择方法如下：

①根据使用场合选择按钮的种类。

②根据用途选择合适的形式。

③根据控制回路的需要确定按钮数。

④根据工作状态指示和工作情况要求选择按钮和指示灯的颜色。

25.什么是低压断路器？低压断路器的型号是怎样命名的？

答：低压断路器是低压电路中重要的保护电器之一。它主要用于保护交、直流电路内的电气设备，使电气设备免受短路、严重过载或欠电压等不正常情况的危害。同时，也可以用于不频繁地起、停电动机等。

低压断路器的特点是：有多种保护功能、动作后不需要更换元件、动作电流可按需要整定、工作可靠、安装方便和分断能力较高等。因此，在各种动力线路和机床设备中应用较广泛。

尽管各种低压断路器型式各异，但其基本结构和动作原理却都相同。它主要由触点系统、灭弧装置、操作机构和保护装置（各种脱扣器）等几部分组成，如图1-7a所示为2极漏电保护开关的结构外形，如图1-7b所示为3极漏电保护开关的结构外形，如图1-7c所示为原理图，如图1-7d所示为低压断路器在电路中使用的图形符号。开关的主触点是靠操作机构进行合闸与分闸的。

图1-7 低压断路器

a）2极漏电保护开关的结构外形 b）3极漏电保护开关的结构外形 c）结构原理 d）图形符号

一般容量的低压断路器采用手动操作，较大容量的低压断路器往往采用电动操作。合闸后，主触点被钩子锁在闭合位置。

低压断路器的型号命名如下：

26.低压断路器的保护装置有哪些？

答：（1）电磁脱扣器

当流过的电流在整定值以内时，电磁脱扣器线圈所产生的吸力不足以吸动衔铁。当发生短路故障时，短路电流超过整定值，强磁场的吸力克服弹簧的拉力拉动衔铁，顶开钩子，使开关跳闸。电磁脱扣器起到熔断器的作用。

（2）失压脱扣器

失压脱扣器的工作过程与电磁脱扣器的工作过程恰恰相反。当电源电压在额定值时，失压脱扣器线圈产生的磁力足以将衔铁吸合，使开关保持合闸状态。当电源电压下降到低于整定值或降为零时，在弹簧作用下衔铁被释放，顶开钩子而切断电源。

（3）热脱扣器

热脱扣器的作用和基本原理与前面介绍的热继电器相同。

（4）分励脱扣器

分励脱扣器用于远距离操作。在正常工作时，其线圈是断电的。在需要远距离操作时，使线圈通电，电磁铁带动机械机构动作，使开关跳闸。

（5）复式脱扣器

开关同时具有电磁脱扣器和热脱扣器时，称为有复式脱扣器。

27.怎样选择低压断路器？

答：选择低压断路器的方法如下：

（1）电压、电流的选择

低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的额定电压和最大工作电流。

（2）脱扣器整定电流的计算

热脱扣器的整定电流应与所控制负载（如电动机等）的额定电流一致。电磁脱扣器的瞬时动作整定电流应大于负载电路正常工作的最大电流。

28.什么是低压熔断器？

答：熔断器是电网和用电设备的安全保护电器之一。其主体是用低熔点金属丝或金属薄片制成的熔丝，串联在被保护的电路中。它是根据电流的热效应原理工作的。在正常情况下，熔丝相当于一根导线；当发生短路或过载时，电流很大，熔丝因过热熔化而切断电路。

熔断器作为保护电器，具有结构简单、价格低廉、使用方便等优点，应用极为广泛。熔断器的结构外形如图1-8a、b、c、d所示，熔断器的图形符号如图1-8e所示。

熔断器由熔丝和绝缘底座（或称熔丝管）组成。熔丝为丝状或片状。熔丝材料通常有两种：一种由铅锡合金和锌等熔点较低的金属制成，由于不易灭弧，多用于小电流的电路；另一种由银、铜等熔点较高的金属制成，易于灭弧，多用于大电流的电路。当正常工作的时候，流过熔丝的电流小于或等于它的额定电流，由于熔丝发热的温度尚未到达熔丝的熔点，所以熔丝不会熔断，当流过熔丝的电流达到其额定电流的1.3～2倍时，熔丝缓慢熔断，当流过熔丝的电流达到其额定电流的8～10倍时，熔丝迅速熔断。电流越大，熔丝熔断越快。电流通常取熔断器的熔断电流的2倍，其熔断时间约为30～40s（秒）。熔断器对轻度过载反应比较迟钝，一般只能作短路保护用。

29.短路保护元件是怎样命名的？用什么符号表示？

答：熔断器型号命名方法如下：

①插式熔断器。

②螺旋式熔断器RL□—□/□（其中R—熔断器，L—螺旋式，□—设计序号，□/□—熔断器额定电流/熔丝额定电流）。

图1-8 熔断器

a）插式 b）螺旋式 c）填料式 d）跌落式 e）图形符号

③快速熔断器RLS—□（其中R—熔断器，L—螺旋式，S—快速，□—熔断器额定电流）。

④快速熔断器RS—□□（其中R—熔断器，S—快速，□—设计序号，□—熔断器额定电流）。

⑤封闭管式熔断器RM（T）□—□□[其中R—熔断器，M—无填料封闭管式（T—有填料），□—设计序号，□—额定电流，□—接线形式（Q—板前，H—板后）]。

熔断器的安秒特性见表1-1。

表1-1 熔断器的安秒特性

快速熔断器主要用于半导体功率器件或变流装置的短路保护。由于半导体器件的过载能力很低，只能在极短时间内承受较大的过载电流（例如，70A的晶闸管能承受6倍额定电流的时间仅为10ms），因此要求短路保护具有快速熔断的特性。常用快速熔断器有RS和RLS系列，应当注意，快速熔断器的熔丝不能用普通的熔丝代替，因为普通的熔丝不具有快速熔断的特性。

30.什么是电气执行元件？

答：接触器是一种用来自动接通或断开大电流电路的执行电器。大多数情况下其控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电阻炉、电焊机等。接触器不仅能自动地接通和断开电路，还具有控制容量大、低电压释放保护、寿命长、而且能远距离控制等优点，所以在电气控制系统中应用十分广泛。

接触器的种类很多，按驱动方式不同可分为电磁式、气动式和液压式，以电磁式的应用最广泛；按接触器主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种；按其冷却方式，可分为自然空气冷却、油冷和水冷3种，以自然空气冷却的应用最多；此外，按其主触点的极数，还可分为单极、双极、三极、四极和五极等多种，如图1-9所示。

图1-9 交流接触器

a）交流接触器的外形 b）交流接触器的结构

交流接触器的图形符号如图1-10所示。

图1-10 交流接触器的图形符号

交流接触器常用的型号有CJ0、CJ10、CJ12等系列产品。CJ0与CJ10系列一半用于控制交流电动机，CJ12用于冶金、轧钢以及起重机等电气设备中。

31.电气执行元件由几部分组成？

答：（1）电磁机构

电磁机构包括线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）3部分。

CJ0—20型交流接触器一般采用衔铁直线运动的螺管式，如图1-9所示。铁心和衔铁形状均为E型，一般都是用硅钢片叠压铆成，以减少交变磁场在铁心中产生的磁滞损耗和涡流，防止铁心过热。

（2）接触器线圈

交流接触器的线圈是用绝缘性能较好的电磁线绕制而成，它一般并接在电源上。线圈的匝数多、阻抗大、额定电流较小。由于构成磁路的铁心存在磁滞损耗和涡流，铁心发热是主要的，所以线圈一般做成粗而短的圆筒形且绕在绝缘骨架上，使铁心与线圈之间隔有一定间隙，这样既增加了铁心的散热面积，又能避免线圈受热损坏。

（3）交流接触器触点系统

CJ0—20型交流接触器触点一般采用双断点桥式触点。动触点桥一般用紫铜片冲压而成，并且有一定的刚性，触点块用银或银基合金制成，镶焊在触点桥的两端；静触点桥一般用黄铜板冲压而成，一端焊在触点块上，另一端为接线座。交流接触器的符号如图1-10所示。制作触点的材料很多，材料的优劣决定了触点的工作性能和使用寿命。

触点分为主触点和辅助触点。主触点用于通断电流较大的主电路，体积较大，一般由3对常开触点组成；辅助触点用于通断电流较小的控制电路，体积较小，一般由两对常开触点和两对常闭触点组成。所谓触点的常开和常闭，是指接触器未通电动作前触点的原始状态。

（4）交流接触器灭弧装置

CJ0—20型交流接触器一般采用半封闭式绝缘栅片陶土灭弧罩。它通常由耐弧陶土、石棉水泥或耐弧塑料制成，它的作用有两个：一是引导电弧散发，防止发生相间短路；二是使电弧与灭弧罩的绝缘壁接触，从而迅速冷却，促使电弧熄灭。

（5）交流接触器辅助部分

CJ0—20型交流接触器的辅助部分包括反作用弹簧、缓冲弹簧、动触点固定弹簧、动触点压力弹簧片及传动杠杆等。

32.电气执行元件的工作原理是什么？

答：当交流接触器的电磁线圈通电后，线圈中流过的电流产生磁场，使静铁心产生足够的电磁吸力，克服反作用弹簧与动触点压力弹簧片的反作用力，将动铁心吸合，同时带动传动杆使动触点和静触点的状态发生改变，其中3对常开主触点闭合，主触点两侧的两对常开辅助触点闭合，两对常闭辅助触点断开。当电磁线圈断电后，由于铁心电磁吸力消失，动铁心在反作用弹簧力的作用下释放，各触点也随之恢复原始状态。交流接触器的线圈在85%～105%的额定电压下工作时，能保证正常吸合和释放。电压过高时，磁路趋于饱和，线圈电流将增大，严重时会烧毁线圈；而电压过低时，电磁吸力不足，动铁心吸合不上或延时释放，线圈电流增大，也会造成线圈过热而被烧毁。

33.电气执行元件有哪些特点？

答：①电流很小，控制安全可靠。当环境潮湿时，可选用电磁线圈为36V的安全电压。

②它是用按钮控制电磁线圈的，电流很小，控制安全可靠。建筑工地的搅拌起重机等常用接触器控制电器。

③电磁力动作迅速，可以频繁操作。如建筑工地的搅拌机等设备。

④可以用附加按钮实现多处控制一台电动机或遥控功能。

⑤要有失电压或欠电压保护作用，当电压过低时，电磁线圈吸力变小，拉力弹簧使衔铁和拉杆动作，接触器自动断电。

34.交流接触器可以通入直流电流吗？

答：由于交流接触器线圈的匝数较少，直流电阻较小，当通入交流电流时，则产生较大的感抗和足够的电磁吸力，使衔铁动作，接触器主触点闭合；如果将直流电流通入吸引线圈时，感抗为0，电阻又小，流过线圈的电流将很大，使线圈发热，甚至烧毁。所以，交流接触器在一般情况下是不能通入直流电流，作为直流接触器使用的。

35.什么是过载保护元件？

答：热继电器是一种过载保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡保护以及设备发热状态时的控制。

热继电器的外形如图1-11a所示，结构如图1-11b所示，在电路中的符号如图1-11c所示。

图1-11 热继电器

a）外形 b）结构原理 c）图形符号

36.保护元件的工作原理是什么？

答：如图1-11b所示为热继电器的结构原理图，有两个主双金属片与两个发热元件。两个发热元件分别串联在主电路的两相中。动触点与静触点接在控制电路的接触器线圈回路中。当负载电流超过额定电流值并经过一定时间后，发热元件所产生的热量足以使双金属片受热向右弯曲，并推动导板向右移动一定距离，导板又推动温度补偿片与推杆，使动触点与静触点分开，从而使热继电器线圈断电释放，将电源切断，起到保护作用。电源切断后，电流消失，双金属片逐渐冷却，经过一段时间后恢复原状，于是动触点在失去作用力的情况下，靠自身弹簧的弹性自动复位，经触点闭合。

如JR16—20/2型热继电器（间接加热方式）由镍铬合金材料制成。使用时加热元件串接加热元件，热继电器的加热元件一般用康铜、镍铬合金材料制作，被用在被保护电路中。电流通过时，加热元件产生的热量使主双金属片弯曲变形成。双金属片材料多为铁-镍-铬合金或铁-镍合金。受热时主双金属机构大多数利用杠杆传递及弹簧跳跃式机构完成触动作机构和触点系统，热继电器动作机构大多数利用杠杆传递弹簧的动作。触点系统多为单断点弹簧跳跃式动作，一般触点为一个常开触点和一个常闭触点。

温度补偿元件：温度补偿元件也是双金属片，它能使热继电器的动作性能在-30～40℃内基本上不受周围介质温度变化的影响，其弯曲方向与主双金属片的弯曲方向相同，起补偿作用。

电流整定装置：它通过调整外盘刻度轮来调整推杠间隙，改变推杠移动距离，以达到电流整定值的目的。

复位机构：复位机构有手动和自动两种形式。

37.怎样选择保护元件？

答：①一般情况下可选用两相结构的热继电器。对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机，宜选用三相结构的热继电器。定子三相绕组进行三角形接法的电动机，应采用有断相保护装置的三元件热继电器作过载和断相保护。

②热元件的额定电流等级一般略大于电动机的额定电流。热元件选定后，再根据电动机的额定电流调整热继电器的整定电流，使整定电流与电动机的额定电流相等。对于过载能力较差的电动机，所选的热继电器的额定电流应适当小一些，并且整定电流调到是电动机额定电流的60%～80%。目前，我国生产的热继电器基本上适用于轻载起动，长期工作或间断长期工作的电动机过载保护。当电动机因带负载起动而起动时间较长或电动机的负载是冲击性的负载（如冲床等）时，则热继电器的整定电流应稍大于电动机的额定电流。

③对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机（如摇臂钻床的摇臂升降电动机等），以及虽然长期工作但过载的可能性很小的电动机（如排风机电动机等），可以不设置过载保护。

④双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。对于重载、频繁起动的电动机，则可用过电流继电器（延时动作型的）做它的过载和短路保护。因为热元件受热变形需要时间，故热继电器不能做短路保护。

38.在三相控制主电路中，为什么热继电器有时装三相，有时装两相？

答：当热继电器所保护的回路中出现过载时，三相电流都会增大，即使是单相运行造成的过载，一般地说也有两相电流增大。由于两相保护式在热继电器的制造上节省材料和工时，故应尽量选用两相保护式。只有在下列情况下，才不宜选用两相保护式，而采用三相保护式。

①电源电压明显不平衡。

②电动机定子绕组一相断线。

③多台电动机的共用电源断相，并且电动机的功率差别明显。

④Y/△（或△/Y）联结的电源变压器一次断线。

39.什么是中间继电器？

答：中间继电器在结构上是一个电压继电器。它是用来转换控制信号的中间元件。它输入的是线圈的通电信号或断电信号，输出信号为触点的动作。它的触点数量较多，各触点的额定电流相同，多数为5A，小型的为3A。输入一个信号（线圈通电或断电）时，较多的触点动作，所以可以用来增加控制电路中信号的数量。它的触点额定电流比线圈大得多，所以可以用来放大信号。

常用的中间继电器的型号有JZ7和JZ8系列，还有小型的JZ12、JZ13和J等系列。

JZ7系列继电器的外形如图1-12a所示，与小型的接触器相似，结构原理图如图1-12b所示，它由线圈、静铁心、衔铁、触点系统、作用弹簧和复位弹簧等组成。触点有8对，没有主辅之分，可以组成4对常开触点4对常闭触点、6对常开触点2对常闭触点或8对常开触点3种形式，多用于交流控制电路。

JZ8系列为交、直流两用的中间继电器。其线圈电压有交流110V、127V、220V、380V和12V、24V、48V、110V、220V。触点有6对常开2对常闭、4对常开4对常闭和2对常开、1对常闭等。如果把触点簧片反装便可使常开与常闭触点相互转换。

中间继电器的图形符号如图1-12c所示，文字标注KA。

中间继电器的选择主要为：线圈的电压或电流应满足电路的要求，触点的数量与容量（即额定电压和额定电流）应满足被控制电路的要求，还应注意电源是交流的还是直流的。

40.中间继电器在电路中起什么作用？

答：中间继电器触点数量较多，当负载较小时，可用它代替交流接触器。它在电路中起中间联系和控制作用。

41.什么是延时元件？

答：在电气配电设备应用中，为了达到自动控制电器动作的目的，常常用到一种延时开关，这种延时开关就是时间继电器。时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来延迟触点闭合或分断的自动控制元件。在交流电路中应用较广泛的是空气阻尼式时间继电器，它是利用气囊中的空气，通过小孔节流的原理来获得延时动作的。

时间继电器的型号为JS系列，根据触点延时的特点，时间继电器可分为通电延时动作（JS7—1A、JS7—2A）与断电延时复位（JS7—3A、JS7—4A）两种。JS7—A系列空气阻尼式时间继电器由电磁系统、触点系统（两个微动开关）、空气室及传动机构等部分组成，如图1-13所示。

42.怎样选择延时元件？

答：（1）线圈电压的选择

图1-12 JZ7型中间转换器件

a）外形 b）结构原理图 c）图形符号

根据控制电路电压来选择时间继电器的线圈电压。

（2）延时方式的选择

时间继电器有通电延时和断电延时两种，应根据控制电路的要求来选择延时方式。

（3）JS7—A系列阻尼式时间继电器

该系列时间继电器的型号有JS7—1A、2A、3A、4A4种。1A、2A为通电延时，3A、4A为线圈断电后延时。1A和3A只有一对延时触点；2A和4A多一对瞬动触点。触点容量为380V，3A。延时范围有0.4～60s和0.4～180s两种。线圈电压为交流电压，分24V、36V、110V、127V、220V、380V、420V7种。

（4）JS11系列电动式时间继电器

该系列的时间继电器延时范围有0～8s、40s、4min、20min、2h、12h、72h7种。其触点电压为380V，持续电流为5A，接通电流为3A，分断电流为0.3A。继电器有1组瞬动触点、3个延时动合触点、2个动断触点，有线圈通电延时或断电延时2种。电源电压为交流，分100V、127V、220V、380V4种，其频率为50Hz。

（5）晶体管时间继电器

该系列的时间继电器最大延时范围有1s、5s、10s、30s、60s、120s、180s、240s、300s、600s10种。电源电压为交流电压，电压分为110V、220V、380V3种，其频率为50Hz。转换方式：E为1常开1常闭；L为2常开2常闭；y为调节电位器外接式。

43.什么是行程开关？它的外形、结构与符号如何？

答：行程开关又叫限位元件或位置开关，其作用与按钮相同，只是触点的动作不是靠手动控制，而是通过生产机械运动部件的碰撞，使触点动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。常用行程开关的型号为LX19、LX33、JLXK1等系列。

行程开关由操作头、触点系统和外壳组成。它分为直动式（按钮式）、旋转式（滚动式）和微动式3种。行程开关的外形、结构原理和图形符号如图1-14a～c所示。

图1-13 延时时间继电器

a）外形 b）结构原理 c）图形符号

44.若将额定电压为220V的交流励磁线圈误接到交流380V或交流110V的电路上，分别会引起什么后果？

答：若将额定电压为220V的交流励磁线圈误接到交流380V的电路上，因电压太高，会把线圈烧掉；若误接到交流110V的电路上，因电压太低，线圈无法吸合，不能正常工作。

45.什么是速度继电器？

答：速度继电器又叫反接制动继电器。速度继电器是由转子、定子及触点等3个主要部分组成。它们均有2个常开触头和2个常闭触头。

速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中。它的任务是当三相电源的相序改变以后，电动机在制动状态下迅速降低转速。在转速接近零时，立即发出信号，切断电动机的电源，使之停车。

46.速度继电器是怎样工作的？

答：速度继电器的转子是一个永久磁铁，它与电动机或机械轴连接，随着电动机旋转而转动。定子和笼型转子相似，内有短路导体，定子也能围绕着转轴转动。当转子随电动机转动时，它的磁场与定子的短路导体相互切割，而产生感应电动势和电流，和电动机的工作原理相同，使定子随着转子转动起来。定子转动时带动杠杆，杠杆推动触点，使之闭合与开启。电动机旋转方向改变时，继电器的转子和定子也随之改变，这时定子就可以触动另一组触点，使之断开或闭合。电动机停止时，继电器的触点即恢复静止状态。

图1-14 行程开关

a）外形 b）结构原理 c）图形符号

47.什么是温度继电器？

答：温度继电器是用来控制温度状态的元件，多用在温度自动控制的电路中，继电器的外壳是用黄铜管做成的感热管。它的内部有一副不锈钢做的弹簧片，触点固定在弹簧片上，弹簧片顶端还有可以调节温度的调整螺钉，并伸至外部。

当继电器安装处的介质温度升高到整定值时，继电器外壳（感热管）伸长，通过小轴，使触点断开。温度降低后，感热管缩短，使触点闭合，接通电路。

温度继电器型号：3UX-9F，国外对应型号：24D70CTSW；外形尺寸：21mm×12.5mm×6mm；输入参数：输入电压DC5～10V，输入电流DC5mA；输出参数：输出电流DC3mA，输出电压降0.1V；动作温度为60℃±2℃。

48.什么是压力继电器？

答：压力继电器是一种可调的开关式压力调节器。它是控制水，油、气体及蒸气压力给定值的。当超过给定值或低于给定值时，通过感受元件产生动作，从而断开或闭合触点、发出警报，切断或接通控制电路，以保证控制给定值，如图1-15所示。

49.接近开关有什么用途？

答：接近开关的作用是当某物体与之接近并达到一定距离时，能发出信号。它不需要外力施加，是一种无触点式的主令电器。它的用途已远远超出行程开关所具备的行程控制。

它还可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液面控制。

50.接近开关的工作原理是什么？

高频振荡型的接近开关是由传感器、振荡器、开关器、输出电器以及稳压电源等组成，如图1-16所示。高频振荡型接近开关是目前最常见的接近开关类型。它占接近开关产量的80%以上。通常做成插接式、螺纹式或感应头外接式等，它可以根据不同的安装方式与使用场合来选定。在电路上又可做成高电位输出式及带延时动作的。

图1-15 压力继电器

图1-16 接近开关

a）电感式接近开关 b）电容式接近开关

接近开关工作时，将电源接通，使振荡器起振。当某金属物体进入以一定频率稳定振荡的高频振荡器的线圈磁场时，由于金属物体内部有涡流损耗，如果是铁磁物体还会有磁滞损耗。这时，振荡器的回路电阻增大，能量损耗增加，从而使振荡减弱，直至停振。因此，接在振荡电路后面的开关动作，发出相应的信号，即能检测出金属物体的存在。这就是接近开关的工作原理。