1.2 开关电器

1.2.1 刀开关

刀开关是带有动触头——闸刀，并通过它与底座上的静触头——刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。

刀开关在电路中的作用是：隔离电源，以确保电路和设备维修的安全检查；分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电动机。

1.开启式负荷开关

开启式负荷开关俗称胶盖瓷底刀开关，主要用于电气照明电路、电热电路中，可用做小容量电动机电路的不频繁控制开关，也可用做分支电路的配电开关。

胶底瓷盖刀开关由操作手柄、熔丝、触刀、触头座和底座组成，结构示意图如图1.1所示，其文字符号为QS。此种刀开关装有熔丝，可起短路保护作用。

1—上胶盖；2—下胶盖；3—插座；4—触刀；5—瓷柄；6—胶盖紧固螺母；7—出线座；8—熔丝；9—触刀座；10—瓷底板；11—进线座

图1.1 开启式负荷开关外形结构及符号

刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装，避免由于重力自动下落，引起误动合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样拉闸后刀开关的刀片与电源隔离，既便于更换熔丝，又可防止可能发生的意外事故。

2.封闭式负荷开关

封闭式负荷开关又称为铁壳开关，一般用于电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，用来不频繁地接通与分断电路，也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启动控制。

铁壳开关主要由钢板外壳、触刀、操作机构、熔丝等组成，如图1.2所示。

1—触刀；2—夹座；3—熔断器；4—速断弹簧；5—转轴；6—手柄

图1.2 铁壳开关结构图

铁壳开关的操作结构有两个特点：一是采用储能合闸方式，即利用一根弹簧执行合闸和分闸功能，使开关的闭合和分断时的速度与操作速度无关，它既有助于改善开关的动作性能和灭弧性能，又能防止触头停滞在中间位置；二是设有联锁装置，以保证开关合闸后便不能打开箱盖，而在箱盖打开后，不能再合开关。

3.刀开关的主要技术参数及型号

刀开关的主要技术参数有：额定电流（长期通过的最大允许电流）、额定电压（长期工作所承受的最大电压）以及分断能力等。选择刀开关时，刀开关的额定电压应大于或等于线路的额定电压，额定电流应大于或等于线路的额定电流。刀开关有HD（单投）、HS（双投）、HK（开启式）、HR（熔断器式）和HH（封闭式负荷）等系列，它们都适用于交流50Hz、额定电压至500V，直流额定电压至400V、额定电流至1500A的成套配电装置中，在非频繁地手动接通和分断电路中使用，或作为隔离开关中使用，其型号含义如图1.3所示。

图1.3 刀开关型号的含义

1.2.2 组合开关

组合开关又称转换开关，是一种多触头、多位置式，可控制多个回路的电器。

组合开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁启动和停止的控制开关。

1.组合开关的结构和符号

组合开关由动触头（动触片）、静触头（静触片）、转轴、手柄、定位机构及外壳等部分组成。其动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内。如图1.4所示为HZ10组合开关结构示意图，当转动手柄时，每层的动触头随方形转轴一起转动，从而实现对电路的通、断控制。组合开关同样也有单极、双极和三极之分，如图1.5所示。

1—手柄；2—转轴；3—弹簧；4—凸轮；5—绝缘垫板；6—动触点；7—静触点；8—绝缘方轴；9—接线柱

图1.4 组合开关结构示意图

图1.5 组合开关的符号

HZ10系列组合开关应安装在控制箱内，其操作手柄最好在它的前面或侧面。开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉必须可靠接地。

2.组合开关的主要技术参数及型号

组合开关的常用产品有HZ5、HZ10、HZ12、HZ15等系列。主要参数技术有额定电压、额定电流和极数等。组合开关的型号含义如图1.6所示，其中，类型是指凡不标出类型代号（拼音字母）者，是同时通断或交替通断的产品；有P代号者，是两位转换的产品；有S代号者，是三位转换的产品；有Z代号者，是供转接电阻用的产品；有X代号者，是控制电动机做星形-三角形降压启动用的产品。

图1.6 组合开关的型号含义

交替通断的产品，其极数标志部分有两位数字：第一位表示在起始位置上接通的电路数；第二位表示总的通断电路数。两位转换的产品，其极数标志前无字母代号者，是有一位断路的产品；极数标志前有字母B代号者，是有两位断路的产品；极数标志前有数字0代号者，是无断路的产品。

1.2.3 低压断路器

低压断路器是一种可以用手动或电动分、合闸，而且在电路过载或欠电压时能自动分闸的低压开关电器，又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。其功能相当于熔断器式断路器与过流、欠压、热继电器等的组合，因而得到了广泛的应用。

1.低压断路器的结构和符号

低压断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。低压断路器的结构和符号如图1.7所示，其文字符号为QF。

1—按钮；2—电磁脱扣器；3—自由脱扣器；4—动触点；5—静触点；6—接线柱；7—热脱扣器

图1.7 低压断路器的结构和符号

2.低压断路器的工作原理

低压断路器的工作原理示意图如图1.8所示。

1—分断按钮；2—转轴座；3—搭钩；4—反作用弹簧；5—锁扣；6—静触头；7—动触头；8—杠杆；9—拉力弹簧；10—欠压脱扣器衔铁；11—欠压脱扣器；12—热元件；13—双金属片；14—电磁脱扣器衔铁；15—电磁脱扣器；16—接通按钮

图1.8 低压断路器的工作原理示意图

开关的主触点是靠操作机构手动或电动合闸的，由自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。当主电路发生过载时，热元件12产生的热量增加，使双金属片13弯曲变形，推动杠杆8向上运动，使搭钩3与锁扣5脱开，在反作用弹簧4的作用下断路器主触点断开，切断电路，实现过载保护；当主电路发生短路故障时，短路电流超过过电流脱扣器的瞬时脱扣整定电流时，脱扣器产生足够大的吸力将衔铁14吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣脱开，切断电路，使用电设备不会因短路而烧毁；当电路电压正常时，失压或欠压脱扣器的衔铁10被吸合，断路器的主触点能够闭合；当电路出现失压或电压下降到某一值时，铁芯磁力消失，衔铁被释放，在拉力弹簧9的作用下，衔铁撞击杠杆使搭钩与锁扣分开，主触点断开，起到失压或欠压保护。

3.低压断路器的主要技术参数及型号

低压断路器的主要技术参数有：额定工作电压、额定电流等级、极数、脱扣器类型及额定电流、短路分断能力等。低压断路器的主要型号有DW10、DW15、DZ5、DZ10、DZ20等系列，其型号含义如图1.9所示。

图1.9 DZ20系列低压断路器的型号含义

上一章目录下一章