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微课：低压开关和低压断路器
刀开关是一种手动电器，广泛应用于配电设备作隔离电源用，有时也用于直接起动较小容量的笼型异步电动机。
刀开关主要有胶盖刀开关和铁壳刀开关两种，有些刀开关内装有熔断器，兼有短路保护功能。
胶盖刀开关俗称闸刀开关，结构简单，曾是应用最广泛的一种手动电器，如图1-7所示，主要用于电路的电源开关和容量小于7.5kW的异步电动机。常用的刀开关按极数分有单极、双极与三极开关，其图形及文字符号如图1-8所示。
图1-7 刀开关结构
图1-8 刀开关的图形及文字符号
刀开关安装时，手柄应向上，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，断开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。
刀开关的主要技术参数有：额定电压、额定电流、通断能力、刀开关电寿命。
近年来很多场合下，低压断路器取代了刀开关，刀开关的使用逐渐减少。
组合开关又称转换开关，实质上是一种特殊的刀开关，不同的是一般刀开关的操作手柄是在垂直于安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是在平行于安装面的平面内向左或向右转动。
组合开关多用在机床电气控制电路中，作为电源的引入开关，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中作电源开关，也可以用作不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载，以及控制5kW以下的小容量电动机的正转、反转和星-三角起动等。
组合开关的外形、结构和图形及文字符号如图1-9所示。组合开关由若干动触片（动触头）和静触片（静触头）分别装于数层绝缘座内而成，动触片安装在手柄的转轴上，当转动手柄时，每层的动触片随方形转轴一起转动，并使静触片插入相应的动触片中，可实现多条电路、不同连接方式的转换。
图1-9 HZ10型组合开关
组合开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、极数等。常用型号有HZ5、HZ10、HZ15等系列。
低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，集控制与多种保护于一身，并具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点，因此得到广泛应用。
低压断路器的外形如图1-10所示，结构原理如图1-11所示。
图1-10 断路器外形
图1-11 断路器结构原理图
1—主触点 2—自由脱扣机构 3—过电流脱扣器 4—分励脱扣器 5—热脱扣器 6—欠电压脱扣器 7—按钮
低压断路器由以下3个基本部分组成：
1）主触点和灭弧装置。主触点是断路器的执行元件，用来接通和断开主电路，为提高其分断能力，主触点上装有灭弧装置。
2）具有不同保护功能的脱扣器。脱扣器是断路器的感受元件，当电路出现故障时，脱扣器感测到故障信号后，经由自由脱扣器使主触点分断，从而起到保护作用。脱扣器有热脱扣器、欠电压脱扣器、过电流脱扣器、分励脱扣器等。由具有不同保护功能的各种脱扣器可以组合成不同性能的低压断路器。
3）自由脱扣机构和操作机构。自由脱扣机构是用来联系操作机构和主触点的机构，当操作机构处于闭合位置时，也可操作分励脱扣机构进行脱扣，将主触点断开。操作机构是实现断路器闭合、断开的机构。通常，电力拖动控制系统中的断路器采用手动操作机构。
低压断路器的开关主触点依靠操作机构手动或电动合闸。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈与电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片变形，顶动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则用作远距离分断电路。
三相低压断路器的图形及文字符号如图1-12所示。
图1-12 三相低压断路器的图形及文字符号
低压断路器的种类很多，主要有DW15、DW16、DW17（ME）、DW45系列，DZ5、DZ12、DZ15、DZ20、DZ47系列，DS系列，DWX15、DZX10系列。
当电路或设备出现对地漏电或人身触电时，漏电保护断路器能迅速自动切断电源，从而避免造成事故，它是最常用的一种漏电保护电器。
漏电保护断路器按其检测故障信号的不同，可分为电压型和电流型两类。由于电压型漏电保护断路器存在可靠性差等缺点，目前已被淘汰。这里仅介绍电流型漏电保护断路器。
漏电保护断路器一般由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置三部分组成。零序电流互感器用于检测漏电流的大小；漏电脱扣器能将检测到的漏电流与一个预定基准值比较，从而判断是否动作；开关装置是受漏电脱扣器控制的能接通和分断被保护电路的机构。
根据结构不同，目前常用的电流型漏电保护断路器分为电磁式和电子式两种。
电磁式电流型漏电保护断路器的特点是把漏电电流直接接通漏电脱扣器来操作开关装置，它由开关装置、试验回路、电磁式漏电脱扣器和零序电流互感器组成。它适用于交流50Hz、额定工作电压至400V、额定工作电流为16～630A的配电网络电路中作为漏电保护之用，也可作为电动机的不频繁起动及过载、短路保护。
电子式电流型漏电保护断路器的特点是把漏电电流经过电子放大电路后使漏电脱扣器动作，从而操作开关装置。
电子式漏电保护断路器的工作原理与电磁式大致相同。只是当漏电电流超过基准值时，立即被放大并输出具有一定驱动功率的信号使漏电脱扣器动作。
漏电保护断路器有单相式和三相式两种，单相式主要产品有DZL18-20型，三相式有DZ15L、DZ47L、DS250M等。漏电保护断路器的额定漏电动作电流为30～100mA，漏电脱扣器动作时间小于0.1s。
1）手持电动工具、移动电器、家用电器应选用额定漏电动作电流不大于30mA的快速动作的漏电保护断路器，动作时间少于0.1s。
2）单台电机设备可选用额定漏电动作电流为30mA及以上、100mA以下快速动作的漏电保护断路器。
3）有多台设备的总保护应选用额定漏电动作电流为100mA、快速动作的漏电保护断路器。