电工基础知识

图3-37电路示意图

2.电路的类别

（1）按照负载的连接方式，电路可分为串联电路和并联电路。电路中电流依次通过每一个组成元件的电路称为串联电路；所有负载

（电源）的输入端和输出端分别被连接在一起的电路，称为并联电路。

（2）按照电流的性质，电路分为交流电路和直流电路。电压和电流的大小及方向随时间变化的电路，称为交流电路；电压和电流的大小及方向不随时间变化的电路，叫直流电路。

3.电路的状态

（1）通路。当电路的开关闭合，负载中有电流通过时称为通路，电路正常工作状态为通路。

（2）开路。即断路，指电路中开关打开或电路中某处断开时的状态，开路时电路中无电流通过。

（3）短路。电源两端的导线因某种事故未经过负载而直接连通时称为短路。短路时负载中无电流通过，流过导线的电流比正常工作时大几十倍甚至数百倍，短时间内就会使导线产生大量的热量，造成导线熔断或过热而引发火灾。短路是一种事故状态，应避免发生。

三、电功、电功率

1.电功

通常称为电流所作的功为电功，电功用W表示。

国际单位：焦耳，简称焦，用J表示。常用单位：千瓦时，用kW·h表示。

换算关系：1kW·h=3.6×10J。

2.电功率

表示电流做功快慢的物理量，即电流在单位时间内完成的功，简称功率，用P表示，P=W/t=UI国际单位：瓦特，简称瓦，用W表示。

常用单位：千瓦，用kW表示。换算：1kW=1000W。

电功和电功率的区别与联系，详见表3-2。

表3-2电功和电功率的区别与联系

四、三相交流电

1.三相交流电基本概念

三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位互差120°角的正弦交流电。我国工业生产上普遍采用三相交流电。

2.三相四线制供电方式

三相四线制采取TN方式将电气设备的金属外壳与工作零线相接，形成保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。TN-C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示，即常用的三相四线制供电方式。由于三相四线制供电方式缺乏可靠的安全保障性，因此被三相五线制供电方式所取代。

3.三相五线制供电方式

在三相四线制供电系统中，把零线的两个作用分开，即一根线做工作零线（N），另外用一根线专做保护零线（PE），这样的供电结线方式称为三相五线制供电方式。三相五线制包括三根相线、一根工作零线、一根保护零线。三相五线制的接线方式如图3-38所示。

图3-38三相五线制接线示意图

五、低压电器基本知识

1.低压电器的概念

低压电器是用于交流50Hz（或60Hz），额定电压为1000V以下，直流额定电压1200V及以下的电路中的电器元件。

2.常见低压电器元件

（1）漏电保护器

漏电保护器是防止设备绝缘损坏和接地漏电故障造成电气设备和人身伤害事故发生的保护性电器元件，也称剩余电流动作保护器。漏电保护器的漏电附件与相应断路器配合使用，除了具有漏电保护外，还具有断路和过载保护作用。如图3-39所示。

（2）空气断路器

空气断路器在电路中作用于接通、分断和承载额定工作电流和短路、过载等故障电流，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路，进行可靠的保护，也称空气开关。如图3-40所示。

图3-39漏电保护器

图3-40空气开关

（3）刀开关

刀开关又称闸刀，是手动电器中结构最简单的一种，用于各种供电线路和配电设备中做隔离开关，属配电类开关电器。常用的刀开关有开启式负荷开关、封闭式负荷开关、隔离开关等。开启式负荷刀开关一般用于二级配电箱内使用，开启式负荷开关如图3-41所示。刀开关的结构和图形符号，如图3-42所示。

图3-41开启式刀开关外形图

图3-42刀开关的结构和符号

（4）万能转换开关

万能转换开关是一种多对触头、多个挡位的转换开关，是控制多回路的主令电器，其触头挡数多、换接线路多、用途广泛，故有“万能”之称，也称组合开关。一般可作为多种配电装置的远距离控制，万能转换开关可用作交流50Hz、380V以下和直流220V及以下的电源引入开关，也可以用于4kW及以下小功率电动机直接启动和正反转的控制开关，如图3-43所示。

图3-43组合开关结构与符号

（5）控制按钮

按钮是一种结构简单、应用广泛的低压手动电器。在低压控制系统中，手动发出控制信号，可远距离操纵各种电磁开关，如继电器、接触器等，转换各种信号电路和电气联锁电路。

选择控制按钮时应掌握控制按钮标示的结构代号含义及名牌标示，如K一开启式；H一保护式；S一防水式；F一防腐式；J一紧急式；D一带指示灯式；X一旋钮式；Y一钥匙式。如图3-44所示。

图3-44控制按钮结构代号及名牌标示

（6）行程开关

行程开关又称限位开关或终点开关，是一种将机械信号转换为电信号来控制运动部件行程的开关元件。它不用人工操作，而是利用机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来实现接通或分断电路的，是以控制自身的运动方向或行程大小的主令电器，被广泛用于顺序控制器、运动方向、行程、零位、限位、安全及自动停止、自动往复等控制系统中。行程开关有两种类型：直动式（按钮式）和旋转式（双轮和单轮）如图3-45所示。

图3-45行程开关外形图

（7）接触器

接触器是一种电磁式的自动切换电器，是接通断开控制电路的自动切换电器装置，它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，它具有遥控功能，同时还具有欠电压、失电压保护的功能，但却不具备短路保护和过载保护功能。接触器的主要控制对象是电动机。如图3-46所示。

（8）继电器

继电器是一种自动控制和保护的电器元件，在一定的输入参数下，它受输入端的影响而使输出参数有跳跃式的变化，适用于接通或断开小电流电路。常用的继电器有中间继电器、热继电器、时间继电器、温度继电器等。

图3-46接触器外形图

（9）熔断器

熔断器是一种应用广泛而又简单有效的保护电器，常在低压电路中起过载保护和短路保护。它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，使熔体熔化而自动分断电路。

（10）主令控制器

主令控制器（又称主令开关），主要用于电气传动装置中，按一定顺序分合触头，达到发布命令或其他控制线路联锁、转换的目的。适用于频繁对电路进行接通和切断，常配合磁力启动器对绕线式异步电动机的启动、制动、调速及换向实行远距离控制，广泛用于各类用电设备的联动操作台的控制系统中。如图3-47所示。

图3-47继电器和主令控制器外形图

3.安装和维护低压电器注意事项（1）低压电器应装在无强烈振动的地点，距地面应有适当高度。

（2）低压电器应垂直安装，倾斜度一般不应超过5°；对于油浸电器，绝对不许绝缘油溢出；电器的固定应使用螺栓，不得焊接固定。

（3）安装新低压电器之前，应清除电器元件各接触面上的保护油层，以防接触不良。

（4）低压电器外壳是金属的，都应采取防止间接触电的接地或接零保护措施，电器的裸露部分应有防护罩，以防止直接触电。

（5）低压电器的防护应与安装地点的环境条件相适应，在有爆炸、火灾危险的场所及有大量粉尘或潮湿的地点，都应安装具有相应防护措施的电器。

（6）维护低压电器时应注意电器的触头是否接触良好、紧密，各相触头是否动作一致，灭弧装置是否保持完整和清洁。