第一节　开关电器

一、刀开关

刀开关广泛用于低压配电柜、电容器柜及车间动力配电箱中。一般适用于交流额定电压380V的电源线路中，刀开关不能带负荷操作。刀开关在电路中的图形符号如图2-1所示。装有灭弧罩的或在动触头上装有辅助速断触头的刀开关，可以接通或切断小负荷电流，以控制小容量的用电设备或线路。

1．HK系列胶盖刀闸开关的使用

胶盖刀闸开关即HK系列开启式负荷开关（以下称刀开关），它由闸刀和熔丝组成，如图2-2所示。刀开关有二极、三极两种，具有明显断开点，熔丝起短路保护作用。它主要用于电气照明线路、电热控制回路，也可用于分支电路的控制，并可作为不频繁直接启动及停止小型异步电动机（4.5kW以下）之用。

2．HS、HD系列开关板用刀闸

HS、HD系列开关板用刀闸如图2-3所示，可在额定电压交流500V、直流440V、额定电流1500A以下，用于工业企业配电设备中，作为不频繁地手动接通和切断或隔离电源之用。

3．HH系列封闭式负荷开关

HH系列封闭式负荷开关（俗称铁壳开关）如图2-4所示，适用于工矿企业、农业排灌、施工工地、电焊机和电热照明等各种配电设备中，供手动不频繁的接通和分断负荷电路，内部装有熔断器具有短路保护，并可作为交流异步电动机的不频繁直接启动及分断用。

4．HR系列刀熔开关

HR3型熔断器式刀开关是RTO型有填料熔断器和刀开关的组合电器，如图2-5所示，因此具有熔断器和刀开关的基本性能。适用于交流50Hz、380V或直流电压440V，额定电流100～600A的工业企业配电网络中，作为电气设备及线路的过负荷和短路保护用。一般用于正常供电的情况下不频繁地接通和切断电路，常装配在低压配电屏、电容器屏及车间动力配电箱中。

二、DZ系列断路器的应用

DZ系列断路器适用于交流50Hz、380V电路中。配电用断路器在配电网络中用来分配电能和作线路及电源设备的过载和短路保护之用。

保护电动机用断路器用来保护电动机的过载和短路，亦可分别作为电动机不频繁启动及线路的不频繁转换之用。目前常使用塑壳断路器如图2-6所示，国产型号有DZ、C45、NC、DPN等系列。

DZ系列断路器也称低压自动开关或空气开关，俗称塑壳开关，断路器在电路中的图形符号如图2-7，它既能带负荷通断电路，又能在线路上出现短路故障时，其电磁脱扣器动作，使开关跳闸；出现过负荷时，其串联在一次线路的热元件，使双金属片弯曲，热脱扣器使开关跳闸。DZ型断路器内部构造如图2-8所示，但DZ系列断路器断开时没有明显的断开点。

三、框架式断路器应用

框架式断路器适用于交流50Hz，额定电流4000A及以下，额定工作电压380V的配电网络中，用来分配电能和线路及电源设备的过负载、欠压和短路保护。在正常工作条件下可作为线路的不频繁转换之用。此断路器的额定的电流规格有200A、400A、630A、1000A、1600A、2500A、4000A七种，1600A及以下的断路器具有抽屉式结构，由断路器本体与抽屉座组成。主要型号有SCM1（CM1）、DW10、DW17（ME）、CW、DW15等系列的断路器，如图2-9所示。

框架式断路器为立体布置，由触头系统、操作系统、过电流脱扣器、分励脱扣器、欠压脱扣器等部分组成。其过电流脱扣器有热-电磁式、电磁式、电子式三种。热-电磁式过电流脱扣器具有过载长延时动作和短路瞬时动作保护功能，电磁式瞬时脱扣器是由拍合式电磁铁组成，DW10系列断路器主要采用的是电磁式脱扣器，其原理是主回路穿过铁芯，当发生短路电流时，电磁力增大电磁铁动作使断路器断开，电磁脱扣器的原理如图2-10所示，电子式脱扣器是利用装在开关负荷侧电流互感器，将检测到电流变成电子信号，利用电子电路分析并发出控制指令，如图2-11所示。电子式脱扣器有代号为DT1和DT3两种，DT1型由分立元件组成，DT3型由集成电路组成。两者都具有过负载长延时、短路短延时、短路瞬时保护、欠电压保护和接地保护功能。DT3型还具有故障显示和记忆过负载报警功能。

四、交流接触器的应用

交流接触器是一种广泛使用的开关电器。在正常条件下，可以用来实现远距离控制或频繁地接通、断开主电路。接触器主要控制对象是电动机，可以用来实现电动机的启动及正、反转运行等控制。也可用于控制其他电力负荷。如电热器、电焊机、照明支路等。接触器具有失压保护功能，有一定过载能力，但不具备过载保护功能。交流接触器在电路的图形符号如图2-12所示。

工作原理：结构如图2-13所示，交流接触器具有一个套着线圈的静铁芯，一个与触头机械地固定在一起的动铁芯（衔铁）。当线圈通电后静铁芯产生电磁引力使静铁芯和动铁芯吸合在一起，动触头随动铁芯的吸合与静触头闭合而接通电路。当线圈断电或加在线圈上的电压低于额定值的40%时，动铁芯就会因电磁吸力过小而在弹簧的作用下释放，使动、静触头自然分开，交流接触器外形与接线端如图2-14所示。

接触器的种类很多，国产的型号主要有CJ10、CJ12、CJ20、CJ22、CJ24、B系列等，还有引进的新系列如3TH、3TB等。

五、倒顺开关

倒顺开关是一种广泛使用控制电动机的开关电器，如图2-15所示。在正常条件下，可以用来实现小容量电动机频繁启动、停止的操作。倒顺开关主要控制功率在5.5kW以下电动机的启动、停止、反转运行控制。倒顺开关不具有失压保护功能，也不具备过载保护功能，必须与熔断器或断路器配合使用。

倒顺开关构造如图2-16所示，它的内部有六个动触点，分成两组，L1、L2、L3接电源，D1～D6分别接电动机。开关手柄有三个位置，当手柄置于“停”的位置时，开关的两组触点都不接通；当手柄置于“顺”位置时，L1、L2、L3与D1、D3、D5接通；当手柄置于“倒”位置时，L1、L2、L3与D2、D4、D6接通，再通过不同的接线方法就可以实现电动机的停止、运行、反转控制。图2-17是利用HY2型倒顺开关控制三相电动机正、反转的接线。

六、凸轮控制器

凸轮控制器（也称鼓形开关）是一种用于50Hz，电压380V以下的电力电路中，主要用于改变三相异步电动机定子电路的接法或绕线式电动机转子电路的电阻值，可直接控制电动机的启动、调速、制动或换向，也适用于有相同要求的其他电力拖动场合，实物如图2-18所示。凸轮控制器从外部看，由机械、电气、防护三部分结构组成。其中，手柄、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构，触头、接线柱和联板等为电气结构，而上下盖板、外罩及灭弧罩等为防护结构。图2-19是凸轮控制器的接线图，图中的“•”表示所对应的触点接通状态。