数控机床电气及PLC控制技术（第3版）最新章节_张华宇著

2.2
开关电器

常用的开关电器包括低压刀开关、组合开关和低压断路器（自动开关）。

2.2.1
低压刀开关

低压刀开关（也称为闸刀开关）是一种手动电器，主要用来手动接通与断开交、直流电路，通常只作隔离开关使用，也可用于不频繁地接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电阻炉等。

选择刀开关时应考虑以下两个方面：

【刀开关结构形式的选择】 应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择是否带灭弧装置等，若分断负载电流，应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择是正面、背面还是侧面操作形式，是直接操作还是杠杆传动，是板前接线还是板后接线。

【刀开关额定电流的选择】 一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载，应考虑其起动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。

QA系列、QF系列、QSA（HH15）系列隔离开关用于低压配电中，HY122带有明显断口的数模化隔离开关，广泛用于楼层配电、计量箱、终端组电器中。

HR3熔断器式刀开关具有刀开关和熔断器的双重功能，采用这种组合开关电器可以简化配电装置结构，经济实用，越来越广泛地用于低压配电屏上。

HK1、HK2系列开启式负荷开关（塑壳刀开关），用作电源开关和小容量电动机非频繁起动的操作开关。

HH3、HH4系列封闭式负荷开关（铁壳开关），操作机构具有速断弹簧与机械联锁，用于非频繁起动、28kW以下的三相异步电动机。

低压刀开关分为单极、双极和三极3种。在低压刀开关上再安装熔丝或熔断器，组成兼有通、断电路和保护作用的开关电器，如塑壳刀开关、熔断式刀开关等。

1.塑壳刀开关

塑壳刀开关是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器，它主要用于频率为50Hz，电压小于380V，电流小于60A的电力线路中，一般作为照明、电热等回路的控制开关，也可用作分支线路的配电开关和小容量的电动机非频繁起动的操作开关，熔丝起过载短路保护作用。

塑壳刀开关由操作手柄、熔丝、触刀、触点座和底座组成，如图2-6所示。塑壳使电弧不致飞出灼伤操作人员，防止极间电弧造成电源短路。

图2-6　塑壳刀开关的结构

刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。倒装时手柄有可能因自动下滑而引起误合闸，造成人身安全事故。接线时，应将电源线接在上端，负载接在熔丝下端。这样拉闸后刀开关与电源隔离，便于更换熔丝。

常用的塑壳刀开关有HK1、HK2系列。HK2系列塑壳刀开关的技术数据见表2-1。

表2-1　HK2系列塑壳刀开关的技术数据

2.熔断器式刀开关

熔断器式刀开关适用于配电线路，用作电源开关、隔离开关和应急开关，并可作电路保护之用，但一般不用于直接接通、断开电动机。常用的型号有HR3、HR10、HR11系列。

以HR3系列为例，其型号的具体含义如图2-7所示。

图2-7　HR3型号具体含义

HR3熔断器式刀开关中的熔断器为NT型低压高分断型熔断器，其分断能力高达1kA。

HR3系列开关由底座和盖两大部分组成。底座由钢板制成，其上装有插座组、灭弧室和极间隔板。开关底座两侧装有储能弹簧，使开关具有快速闭合和断开的功能。灭弧室具有防止电弧吹向操作者和防止发生短路的作用。

有熔断装置的开关侧面还装有行程开关，当某相熔断体熔断时，熔断撞击器弹出，通过传动轴触动行程开关，以便发出信号或切断电动机控制电路，防止电动机缺相运行。HR3系列熔断器式刀开关的主要技术参数见表2-2。

表2-2　HR3系列熔断器式刀开关的主要技术参数

续表

2.2.2
组合开关

组合开关在机床电气设备中用作电源引入开关，也可用来直接控制小容量三相异步电动机非频繁正/反转。组合开关其实也是一种闸刀开关，不过它的刀片（动触片）是转动式的，比刀开关轻巧且组合性强，能组成各种不同线路。

组合开关由动触片、静触片、方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成。动触片装在附加有手柄的绝缘方轴上，方轴随手柄旋转，于是动触片也随方轴转动并变更其与静触片的分、合位置。所以，组合开关实际上是一个多触点、多位置式，可以控制多个回路的开关电器。

组合开关分为单极、双极和多极3类，其图形和文字符号如图2-8所示。其主要参数有额定电压、额定电流、允许操作频率、极数、可控制电动机最大功率等。其中，额定电流为10A、20A、40A和60A等。

图2-8　组合开关的图形和文字符号

2.2.3
低压断路器

低压断路器（又称自动空气断路器或自动开关）可用来分配电能，还可以对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路。其功能相当于熔断器式断路器与过电流、欠电压、热继电器等的组合，而且，低压断路器在分断故障电路后一般不需要更换零部件，因而获得了广泛的应用。低压断路器的内部结构如图2-9所示。从结构看，低压断路器有框架式（万能式）和塑料外壳式（装置式）两类。框架式断路器为敞开式结构，适用于大容量配电装置，主要型号有DW10和DW15两个系列。DW15系列断路器的外形图如图2-10所示。塑料外壳式断路器的特点是外壳用绝缘材料制作，具有良好的安全性，广泛用于电气控制设备及建筑物内的电源线路保护，以及对电动机进行过载和短路保护，主要型号有DZ5、DZ10、DZ20等系列。DZ10系列断路器的外形图如图2-11所示。