电工电路自学宝典
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第3章
电气部件与电工线材

3.1 电气部件

3.1.1 电度表

1 有功电度表和无功电度表

图3-1为有功电度表和无功电度表的实物图。

图3-1 有功电度表和无功电度表的实物图

划重点

电度表俗称电能表或火表,是一种电能计量仪表,主要用于测算或计量电路中电源输出或用电设备所消耗的电能。电度表根据用途不同,可以分为有功电度表和无功电度表。

1 有功电度表是用于计量有功电能的电度表。

2 无功电度表是用于计量电路内部损耗的电度表。

多说两句!

电气设备在工作时都需要进行电能转换,在转换过程中所消耗的电能为有功电能。

无功电能是在转换时因建立转换环境所消耗的电能。例如,发电机或变压器等电力设备在工作时,电能的转换需要先形成一个磁场作为电能转换的环境,在形成磁场的过程中所消耗的电能为无功电能。也就是说,这部分电能没有转换成有用的能量。

2 单相电度表和三相电度表

图3-2为单相电度表和三相电度表的实物图。

图3-2 单相电度表和三相电度表的实物图

划重点

电度表根据用电环境的不同,可以分为单相电度表和三相电度表。

1 单相电度表的电能计量单位是千瓦时(kW·h),主要用于民用有功电能的计量。

2 三相电度表主要用于测量三相交流电路中电源输出或用电设备所消耗的电能,根据三相电路接线形式的不同,可以细分为三相三线电度表和三相四线电度表。

3 感应式电度表和电子式电度表

图3-3为感应式电度表和电子式电度表的实物图。

图3-3 感应式电度表和电子式电度表的实物图

划重点

电度表根据工作原理的不同,可以分为感应式(机械式)电度表和电子式(静止式)电度表。

1 感应式电度表采用电磁感应原理,将电压、电流、相位转变为磁力矩,进而推动表内齿轮转动,完成电量的计量,对工艺要求高,具有直观、动态连续、即使停电也不丢数据的特点。

2 电子式电度表通过对用户供电电压和电流的实时采样,将电压和电流信号转换成与电能成正比的脉冲输出,通过显示器显示电量。

4 预付费式电度表

图3-4为预付费式电度表的实物图。

图3-4 预付费式电度表的实物图

划重点

预付费式电度表除具备普通电度表的计量功能外,可实现对用电的智能控制。

用户可通过电卡预付费购电,当欠费时,电度表会自动切断供电线路,直至再次续费购电后,方可再次用电。

多说两句!

不同类型、不同功能的电度表在各自的应用领域均发挥着重要的作用。

在生活中,各家各户的单相电度表都集中安装在专用配电箱内,用来测算和计量家庭的用电,不仅便于家庭合理计算用电量,还为地区整体核算并制定用电规划提供重要依据。

图3-5为电度表的实际应用。

图3-5 电度表的实际应用

3.1.2 漏电保护器

图3-6为漏电保护器的实物图。

图3-6 漏电保护器的实物图

划重点

1 漏电保护器实际上是一种具有漏电保护功能的断路器,也称带漏电保护功能的断路器,是配电等线路中的基本组成部件,具有漏电、触电、过载、短路等保护功能,对防止触电伤亡事故的发生、避免因漏电而引起火灾事故具有明显的效果。

2 漏电保护器主要是由手柄、接线端子及漏电测试按钮等构成的。在正常情况下,操作人员可以通过对手柄的操作,实现对控制线路的闭合和断开。

图3-7为漏电保护器的实际应用。

图3-7 漏电保护器的实际应用

多说两句!

当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,使供电电流大于返回电流,通过漏电检测装置的两路电流向量和不再等于零,在漏电保护器的铁芯中出现交变磁通。在交变磁通的作用下,漏电检测装置的输出端就有感应电流产生,当达到额定值时,漏电脱扣器驱动断路器自动跳闸,切断故障电路,实现保护。

图3-8为漏电保护插座的实物图。

图3-8 漏电保护插座的实物图

划重点

漏电保护插座是一种具有对漏电电流进行检测和判断,并能切断供电回路的电源插座。漏电保护插座的额定电流一般在20A以下,漏电动作电流为6~30mA,灵敏度较高,常用于手持式电动工具、移动式电气设备及家庭用电设备的保护。

图3-9为漏电保护插座的漏电保护原理。

图3-9 漏电保护插座的漏电保护原理

3.1.3 空气断路器

图3-10为空气断路器的实物图。

图3-10 空气断路器的实物图

划重点

1 单进单出空气断路器主要应用于照明供电支路。

2 双进双出空气断路器主要应用于大功率供电支路,如空调供电支路。

3 双进双出带漏电保护功能的空气断路器又叫漏电保护开关,具有漏电、触电、过载、短路保护功能,可有效避免因漏电而引起的人身触电或火灾事故。室内配电盘中的总断路器及卫生间供电支路、厨房供电支路、插座供电支路等一般选用该类空气断路器。

图3-11为空气断路器外壳上的规格参数标识。

图3-11 空气断路器外壳上的规格参数标识

空气断路器主要用于接通或切断供电线路,具有过载、短路或欠压保护功能,常用于不频繁接通和切断的电路中,如配电箱中的总断路器、用户配电盘中的分支断路器等,如图3-12所示。

图3-12 空气断路器的实际应用

3.1.4 低压熔断器

低压熔断器是在低压配电系统中用于线路和设备短路及过载时的保护装置。当系统正常工作时,低压熔断器相当于一根导线,起通路作用,当线路中的电流大于规定值时,低压熔断器会因自身的熔体熔断而断开电路,对线路中的其他电气设备起保护作用。

图3-13为低压熔断器的实物图。

图3-13 低压熔断器的实物图

划重点

1 快速熔断器是一种灵敏度高、快速动作型的熔断器,主要由熔断管和底座构成。熔断管为一次性的使用部件。

2 瓷插入式熔断器(RC)一般用于交流50Hz、三相380V或单相220V、额定电流低于200A的低压线路末端或分支电路,可对电缆及电气设备进行短路保护和过载保护。

图3-13 低压熔断器的实物图(续)

划重点

3 有填料封闭管式熔断器(RT、RS、NT、NGT)的内部填充石英砂,主要用在交流380V、额定电流在1000A以内的电力网络和成套配电装置中。

4 无填料封装管式熔断器一般用在低压线路或分支电路中,可对电缆进行短路保护及一定程度的过载保护。

5 螺旋式熔断器又叫塞式熔断器,主要应用在低压线路末端或分支电路中,可对配电设备、导线等进行过载和短路保护。

使用低压熔断器时,若需要配合其他电气部件同时使用,则应按图纸的要求操作,保证线路的安全运行。图3-14为低压熔断器的实际应用。

图3-14 低压熔断器的实际应用

划重点

3.1.5 低压开关

低压开关是用于控制仪器、仪表或设备等装置的电气部件,可以使被控装置在开和关两种状态下相互转换。常见的低压开关主要有开启式负荷开关、封闭式负荷开关、组合开关及低压照明开关等。

1 开启式负荷开关

开启式负荷开关又称闸刀开关,通常作为低压电气照明线路、电热线路、建筑工地供电线路、农用机械供电线路及分支线路的开关,可在带负荷的状态下接通或切断电源电路。

图3-15为开启式负荷开关的实物图及其结构。

图3-15 开启式负荷开关的实物图及其结构

2 封闭式负荷开关

封闭式负荷开关又称铁壳开关,是由手柄、外壳、速断弹簧、静触头、动触头和熔断器等构成的。速断弹簧可保证外壳在打开的状态下不能合闸,可提高安全防护能力。当将手柄转至上方时,封闭式负荷开关的动、静触头处于接通状态,电路接通;当将手柄转至下方时,封闭式负荷开关的动、静触头处于断开状态,电路断开。

图3-16为封闭式负荷开关的实物图及其结构。

图3-16 封闭式负荷开关的实物图及其结构

3 组合开关

组合开关又称转换开关,是由多组开关构成的,是一种转动式的闸刀开关,主要用于接通或切断电路。

图3-17为组合开关的实物图及其结构。

图3-17 组合开关的实物图及其结构

划重点

组合开关的内部有若干个动触片和静触片,分别装在绝缘件内。静触片固定在绝缘垫板上。动触片装在转轴上,随转轴旋转而变换通、断位置。

组合开关多用在交流380V以下、直流200V以下小功率电动机的正、反转电路中,除了可以应用于电动机的启动,还可以应用于机床照明电路的控制及机床电源的引入等。

4 低压照明开关

低压照明开关是用在照明线路中的开关,根据内部结构的不同,可以分为单开关和多开关。

图3-18为单开关和多开关的实物图。

图3-18 单开关和多开关的实物图

划重点

1 单开关主要对一条或多条线路上照明灯的亮、灭进行控制。

2 多开关主要用在两个开关控制一盏照明灯或多个开关同时控制一盏照明灯的环境下。

低压照明开关根据功能不同,还可以分为触摸开关、声控开关、光控开关等,如图3-19所示。

图3-19 触摸开关和声控开关的实物图

划重点

1 触摸开关利用人体的温度实现开关的通、断控制功能,常用在楼道照明线路中。

2 声控开关利用声音控制照明线路的导通,常用在公共照明线路中,可通过声音自动控制照明灯的点亮或熄灭。

多说两句!

不同类型低压开关的具体应用环境不同。例如,两极式开启式负荷开关主要应用在单相供电电路中作为分支电路的开关;三极式开启式负荷开关主要应用在三相供电电路中;封闭式负荷开关通常用于控制额定电压低于500V、额定电流小于200A的电气设备。两极式开启式负荷开关的应用如图3-20所示。

图3-20 两极式开启式负荷开关的应用

3.1.6 插座

插座的应用较为广泛,在家庭中常可以见到各种插座,如图3-21所示。

图3-21 插座的实际应用

1 强电插座

强电插座通常为电源插座,主要为用电设备提供交流220V的市电电压。强电插座的类型多种多样,有两孔、三孔、五孔及五孔带开关插座、防溅水插座等。图3-22为强电插座的实物图。

图3-22 强电插座的实物图

划重点

1 在五孔插座中,两孔插座的连接线是左零右火。

2 带开关插座可以通过开关控制插座的通电状态,不需要将插头拔下。

3 在三孔插座中,上面插孔的连接线是接地线。

4 多孔插座可以根据用户的需求连接多个用电设备,左侧的开关可控制插座的通电状态。

2 弱电插座

弱电插座通常为网络插座、有线电视插座、电话插座和音箱插座等,功能较为专一,专门用于连接特定的设备,不能与其他插座混合使用。

图3-23为弱电插座的实物图。

图3-23 弱电插座的实物图

划重点

1 网络插座主要用于连接网线插头,可实现上网功能。

2 有线电视插座用于连接有线电视线,可实现观看有线电视节目的功能。

图3-23 弱电插座的实物图(续)