本文以圖文并茂的方式介紹常用6種電氣元件的原理及應(yīng)用，通過了解它們在電氣回路中的作用來掌握這些元件平時的運行情況。
我們所說的隔離開關(guān)，一般指的是高壓隔離開關(guān),即額定電壓在1kv及其以上的隔離開關(guān)。高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器，在電路中起隔離作用，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單。
低壓電氣設(shè)備進行維修時，需要切斷電源，使維修部分與帶電部分脫離，并保持有效的隔離距離，要求在其分斷口間能承受過電壓的耐壓水平。刀開關(guān)即作為隔離電源的開關(guān)電器。隔離電源的刀開關(guān)亦稱作隔離開關(guān)。隔離用刀開關(guān)一般屬于無載通斷電器，只能接通或分斷“可忽略的電流”(指帶電壓的母線、短電纜的電容電流或電壓互感器的電流)。也有的刀開關(guān)具有一定的通斷能力，在其通斷能力與所需通斷的電流相適應(yīng)時，可在非故障條件下接通或分斷電氣設(shè)備或成套設(shè)備中的一部分。
隔離開關(guān)的主要特點
1、是無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路；
2、一般送電操作時：先合隔離開關(guān)，后合斷路器或負荷類開關(guān)；
3、斷電操作時：先斷開斷路器或負荷類開關(guān)，后斷開隔離開關(guān)。
隔離開關(guān)的功能作用
1、用于隔離電源，將高壓檢修設(shè)備與帶電設(shè)備斷開，使其間有一明顯可看見的斷開點；
2、隔離開關(guān)與斷路器配合，按系統(tǒng)運行方式的需要進行倒閘操作，以改變系統(tǒng)運行接線方式；
3、用以接通或斷開小電流電路
隔離開關(guān)的參數(shù)
額定電壓 = 回路標稱電壓*1.2/1.1 倍；
額定電流標準值 > 最大負載電流的150%
隔離開關(guān)、負載開關(guān)與斷路器的區(qū)別
1、隔離開關(guān)在電路中起明顯斷開點的作用，以保證維修時人員的安全，一般只能切斷線路的空載電流，不能切斷負荷電流和短路電流；2、負荷開關(guān)也起隔離作用，并且能切斷負荷電流；
3、斷路器能切斷負荷電流和短路（故障）電流，故障時能夠自動跳閘。另外，某些型號的斷路器也具有隔離功能，可以作為隔離電氣使用。
2、斷路器
斷路器是能夠關(guān)合、承載和開斷正�；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異�；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關(guān)裝置。
斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。
斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。斷路器按其構(gòu)造分為微型斷路器、塑殼斷路器和框架式斷路器。
斷路器的作用
切斷和接通負荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全運行。而高壓斷路器要開斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。
低壓斷路器也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器。
低壓斷路器具有多種保護功能（過載、短路、欠電壓保護等）、動作值可調(diào)、分斷能力高、操作方便、安全等優(yōu)點，所以目前被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器由操作機構(gòu)、觸點、保護裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。
斷路器的工作原理
當短路時，大電流（一般10至12倍）產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構(gòu)動作，開關(guān)瞬時跳閘。
當過載時，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動機構(gòu)動作（電流越大，動作時間越短）。
低壓斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作，主觸點斷開主電路。
當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動自由脫扣機構(gòu)動作。當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠距離控制用，在正常工作時，其線圈是斷電的，在需要距離控制時，按下起動按鈕，使線圈通電，銜鐵帶動自由脫扣機構(gòu)動作，使主觸點斷開。
現(xiàn)在有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設(shè)定值比較，當電流異常時微處理器發(fā)出信號，使電子脫扣器帶動操作機構(gòu)動作。
斷路器的參數(shù)
額定工作電壓（Ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。
額定電流（In）：配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限承受的最大電流值，不會超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。
短路繼電器脫扣電流整定值（Im）：短路脫扣繼電器（瞬時或短延時）用于高故障電流值出現(xiàn)時，使斷路器快速跳閘，其跳閘極限Im。
額定短路分斷能力（Icu或Icn）：斷路器的額定短路分斷電流是斷路器能夠分斷而不被損害的最高（預期的）電流值。
標準中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計算標準值時直流暫態(tài)分量（總在最壞的情況短路下出現(xiàn)）假定為零。工業(yè)用斷路器額定值（Icu）和家用斷路器額定值（Icn）通常以kA均方根值的形式給出。
短路分斷能力（Ics）：斷路器的額定分斷能力分為額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力兩種。
3、雙電源切換開關(guān)
主要用在不間斷供電場所，它能在正常供電線路發(fā)生故障后將負荷用電設(shè)備自動換接到另外一個備用電源上，保持設(shè)備繼續(xù)正常運行。
雙電源切換開關(guān)的分類
1、STS靜態(tài)開關(guān)
又叫靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，為電源二選一自動切換系統(tǒng)，第一路出現(xiàn)故障后STS自動切換到第二路給負載供電(前提第二路電正常且和第一路電基本同步），第二路故障的話STS自動切換到第一路給負載供電(前提第一路電正常且和第二路電基本同步）。
適合用于UPS-UPS，UPS-發(fā)電機，UPS-市電，市電-市電等任意兩路電源的不斷電轉(zhuǎn)換，以上所有電源間都需要同步裝置以保證兩電源基本同步，否則STS無法切換。
主要由智能控制板,高速可控硅,斷路器構(gòu)成.其標準切換時間為≤8ms,不會造成IT類負載斷電。既對負載可靠供電,同時又能保證STS在不同相切換時的安全性。
2、ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)
ATS主要用在緊急供電系統(tǒng)，將負載電路從一個電源自動換接至另一個（備用）電源的開關(guān)電器，以確保重要負荷連續(xù)、可靠運行。ATS為機械結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換時間為100毫秒以上，會造成負載斷電。適合照明、電機類負載。
雙電源切換開關(guān)PC級和CB級的區(qū)分
雙電源切換開關(guān)分PC級和CB級，兩者結(jié)構(gòu)大致一樣。PC級是隔離型的，就像雙投刀開關(guān)，加上操作機構(gòu)構(gòu)成的。CB級是斷路器保護型的，由兩個斷路器加操作機構(gòu)組成，有過載短路保護，和斷路器保護一樣。用戶在選擇時應(yīng)從以下幾方面來考慮。
（1）從可靠性角度考慮。PC級的比CB級的可靠性高一些，PC級使用的是機械+電子轉(zhuǎn)換動作鎖，CB級使用的是電子轉(zhuǎn)換動作鎖。所以在一些安全性要求比較高的工作產(chǎn)所，建議選擇物PC級產(chǎn)品。
（2）從切換時間角度考慮。兩種產(chǎn)品切換時間不一樣，PC級產(chǎn)品在減速電機上使用比較普遍，因為電機轉(zhuǎn)速高（16-22r /min），電路發(fā)生故障后，需等電機轉(zhuǎn)速減速到一定程度觸發(fā)開關(guān)動作機構(gòu)才能斷開，動作時間比較慢，雖然切換時間慢，但是作為機械產(chǎn)品更多的還是從耐用性角度來考慮。CB級產(chǎn)品常用在居民樓中，故障電源斷開容易，切換時間快速。
（3）PC級雙電源切換開關(guān)沒有短路保護功能，用戶是否額外增加斷路器應(yīng)根據(jù)電路系統(tǒng)是否需要來考慮。雙電源切換開關(guān)它的作用是實現(xiàn)雙路電源轉(zhuǎn)換作用，有無短路保護功能不會對它的運行影響。很多人認為短路功能是用來保護開關(guān)，這是錯誤的理解誤區(qū)。
（4）加裝隔離開關(guān)，會占用空間、增加成本，降低可靠性，建議工業(yè)用電系統(tǒng)中隔離開關(guān)需控制安裝數(shù)量，在居民樓層中沒必要設(shè)置隔離開關(guān)。
4、接觸器
分為交流接觸器（電壓AC）和直流接觸器（電壓DC），它應(yīng)用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。
交流接觸器與直流接觸器的區(qū)別
1、鐵心不一樣：交流接觸器的鐵心有彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，并做成雙E形；直流接觸器的鐵芯多由整塊軟鐵制成，多為U形。
2、滅弧系統(tǒng)不一樣：交流接觸器采用刪片滅弧，而直流接觸器采用磁吹滅弧裝置。
3、線圈匝數(shù)不一樣：交流接觸器線圈匝數(shù)少通入的是交流電，而直流接觸器的線圈匝數(shù)多通入的是直流電，交流接觸器分斷的是交流電路，直流接觸器分斷的是直流電路。交流接觸器操作頻率最高為600次/小時，使用成本低。而直流接觸器操作頻率可高達2000次/小時，使用成本高。
4、錯接電源故障不一樣：如果把交、直流接觸器接錯了，就是直流電接交流接觸器，線圈馬上燒；而交流電接直流接觸器，接觸器無法吸合。
接觸器的作用
因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達800安培）電路的裝置，所以經(jīng)常運用于電動機做為控制對象﹐也可用作控制工廠設(shè)備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。
接觸器的工作原理
當接觸器線圈通電后，線圈電流會產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。直流接觸器的工作原理跟溫度開關(guān)的原理有點相似。
5、電流互感器
電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量 ，二次側(cè)不可開路。
電流互感器的作用
在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測量、保護和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。
6、熱繼電器
熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。
熱繼電器的參數(shù)
額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般為交流220V、380V、600V。
額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流
額定頻率：一般而言，其額定頻率按照45~62HZ設(shè)計。
整定電流范圍：整定電流的范圍由本身的特性來決定，它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器。
熱繼電器的選型
1、熱繼電器選型應(yīng)等于或大于電動機的額定電流。
2、熱繼電器的額定電流=（0.95-1.05）倍的電動機額定電流。
3、當熱繼電器周圍的環(huán)境溫度不為35℃時，應(yīng)整定為 ：(95-T)/60 的商開平方 T:環(huán)境溫度。
