1.2　低压开关

低压开关是一种用来隔离、转换以及接通和分断电路的控制电器。

1.2.1　刀开关

刀开关是低压配电电器中结构最简单、应用最广泛的电器，主要用在低压成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用，也可以用于不频繁地接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机等。

（1）瓷底胶盖刀开关

① 用途　瓷底胶盖刀开关即开启式负荷开关，适用于交流50Hz，额定电压单相220V、三相380V，额定电流至100A的电路中，作为不频繁地接通和分断有负载电路与小容量线路的短路保护之用。其中三极开关适当降低容量后，可作为小型电动机手动不频繁操作的直接启动及分断用。常用的有HK1和HK2系列，HK2系列开启式负荷开关（又称瓷底胶盖刀开关）的结构如图1-13所示。

HK2系列开启式负荷开关的主要技术参数如表1-1所示。

② 瓷底胶盖刀开关的型号及含义：

（2）组合开关

组合开关又称转换开关，也是一种刀开关。不过它的刀片（动触片）是转动的，组合性强，可组成各种不同的线路。

① 用途　组合开关一般适用于机床电气控制线路中作为电源的引入开关，也可以用来不频繁地接通和断开电路、断通电源和负载以及控制5kW以下的小容量异步电动机的正反转和星三角启动。

② 结构　组合开关有单极、双极和三极之分，由若干个动触点及静触点分别装在数层绝缘件内组成，动触点随手柄旋转而改变其通断位置。顶盖部分由滑板、凸轮、扭簧及手柄等零件构成操作机构。由于该机构采用了扭簧储能结构，从而能快速闭合及分断开关，使开关闭合和分断的速度与手动操作无关，提高了产品的通断能力。其结构图如图1-14所示。

③ 常用类型　常用的组合开关有HZ5、HZ10和HZW（3LB、3ST1）系列。其中HZW系列主要用于三相异步电动机负荷启动、转向以及作主电路和辅助电路转换之用，可全面代替HZ10、HZ12、LW5、LW6、HZ5-S等转换开关。

HZ10系列组合开关的主要技术参数如表1-2所示。

④ 组合开关的型号及图形文字符号　组合开关的型号含义：

刀开关及组合开关的图形及文字符号如图1-15所示。

（3）刀开关使用注意问题

使用开启式负荷开关时，必须垂直安装在控制屏或开关板上，绝不允许倒装，以防手柄因自重落下，引起误合闸。接线时应把电源线接在上端，负载线接在下端，并装接熔丝作为短路和严重过载保护。开启式负荷开关不宜带负载操作，若带小功率负载操作时，分合闸动作应迅速，使电弧较快熄灭。使用组合开关时，将其安装在控制屏面板上，面板外只能看到转换手柄，其他部分均在屏内，操作频率不能过高，一般每小时不宜超过5～20次，当用于电动机正反转控制时，应在电动机完全停转后，方可允许反向启动，否则容易烧坏开关或造成弧光短路事故。

1.2.2　低压断路器

低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，主要用于低压动力线路中。它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合，是一种自动切断电路故障的保护电器。

（1）低压断路器的主要技术指标

① 额定电压　额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。

断路器的额定工作电压在数值上取决于电网的额定电压等级，我国电网标准规定为AC 220V、380V及1140V，DC 220V、440V等。应该指出，同一断路器可以规定在几种额定工作电压下使用，但相应的通断能力并不相同。

额定绝缘电压是设计断路器的电压值。一般情况下，额定绝缘电压就是断路器的最大额定工作电压。

开关电器工作时，要承受系统中所发生的过电压，因此，开关电器（包括断路器）的额定电压参数中给定了额定脉冲耐压值，其数值应大于或等于系统中出现的最大过电压峰值。额定绝缘电压和额定脉冲电压共同决定了开关电器的绝缘水平。

② 额定电流　断路器额定电流就是过电流脱扣器的额定电流，一般是指断路器的额定持续电流。

③ 通断能力　开关电器在规定的条件下（电压、频率及交流电路的功率因数和直流电路的时间常数），能在给定的电压下接通和分断的最大电流值，也称为额定短路通断能力。

④ 分断时间　指切断故障电流所需的时间，它包括固有的断开时间和燃弧时间。

（2）塑料外壳式低压断路器

低压断路器按其用途和结构特点可分为框架式低压断路器、塑料外壳式低压断路器、直流快速低压断路器和限流式低压断路器等。下面主要介绍塑料外壳式低压断路器。

塑料外壳低压断路器又称装置式低压断路器或塑壳式低压断路器。一般用作配电线路的保护开关，以及电动机和照明线路的控制开关等。

塑料外壳低压断路器有一绝缘塑料外壳，触点系统、灭弧室及脱扣器等均安装于外壳内，而手动把柄露在正面壳外，可手动或电动分合闸，具有较高的分断能力和动稳定性以及比较完善的选择性保护功能。我国目前生产的塑料式断路器有DZ5、DZ10、DZX10、DZ1、DZ15、DZX19及 DZ20等系列产品，其中DZX10和DZX19系列为限流式断路器，二者均是利用短路电流通过结构特殊的触点回路时，产生的巨大电动斥力实现迅速分断来达到限流的目的，它能在4～5ms内使短路电流不再增长，8～10ms内可全部分断电路。

另外，塑壳式断路器还有引进美国西屋公司制造技术的H系列以及德国西门子公司制造技术的DZ108系列等。

DZ20系列塑壳式低压断路器的主要技术参数如表1-3所示。

（3）低压断路器的结构及工作原理

低压断路器主要由触电系统、操作机构和保护元件三部分组成。主触点由耐弧合金制成，采用灭弧栅片灭弧；操作机构较复杂，故障时自动脱扣，触点通断瞬时动作与手柄操作速度无关。其工作原理如图1-16所示。

图中1、2为断路器的三副主触点（1为动触点，2为静触点），它们串联在被控制的三相电路中。当按下接通按钮14时，外力使锁扣3克服压力弹簧16的斥力，将固定在锁扣上的动触点1和静触点2闭合，并由锁扣锁住扣钩4，使开关处于接通状态。当开关接通电源后，电磁脱扣器、热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应，开关运行正常。

当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定值，电磁脱扣器6产生足够大的吸力，将衔铁8吸合并撞击杠杆7，使扣钩4绕转轴座5向上转动与锁扣3脱开，锁扣在压力弹簧16的作用下，将三副主触点分断，切断电源。

当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件13产生一定的热量，促使双金属片12受热向上弯曲，推动杠杆7使扣钩与锁扣脱开，将主触点分断。

欠压脱扣器11的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反，当线路电压正常时，欠压脱扣器11产生足够的吸力，克服拉力弹簧9的作用与衔铁10吸合，衔铁与杠杆脱离，锁扣与扣钩才得以锁住，主触点方能闭合，当线路上的电压全部消失或电压降到某一数值时，欠压脱扣器吸力消失或减小，衔铁拉力弹簧拉开并撞击杠杆，主电路电源被分断。同样道理，在无电源电压或电压过低时，自动空气开关也不能接通电源。正常分断电路时，按下停止按钮15即可。

自动空气断路器集控制和多种保护功能于一身，用途广泛，除能完成接通和分断电路外还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠压等进行保护，同时也可用于不频繁启动的电动机。

DZ20系列塑壳式低压断路器的型号含义：

自动空气断路器的图形和文字符号如图1-17所示。

（4）使用自动空气断路器时应注意事项

① 安装前先检查其脱扣器的整定电流是否与被控线路、电动机等的额定电流相符，核实有关参数，满足要求方可安装。

② 应按规定垂直安装，连接导线要按规定截面选用。

③ 操作机构在使用一定次数后，应添加润滑剂。

④ 定期检查触点系统，保证触点接触良好。