工厂电气控制设备
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1.3 低压开关

1.3.1 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,用于不频繁地手动接通和分断交直流电路或作为隔离开关使用,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。

刀开关按极数分为单极、双极和三极;按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式;按刀开关转换方向分为单投和双投;按灭弧结构分为带灭弧罩的和不带灭弧罩的。

刀开关由手柄、触刀、静插座和底板组成。为了使用方便和减小体积,往往在刀开关上安装熔丝或熔断器,组成兼有通断电路和保护作用的开关电器,如开启式负荷开关、封闭式负荷开关、熔断器式刀开关等。

1.开启式负荷开关

开启式负荷开关俗称胶盖瓷底刀开关,由于其结构简单,价格便宜,使用维修方便,故得到广泛应用。主要适用于交流50Hz,额定电压单相220V、三相380V,额定电流在100A以下的电路中,作为不频繁地接通和分断有负载电路及小容量线路短路保护的开关,也可作为分支电路的配电开关使用。

胶盖瓷底刀开关由操作手柄、熔丝、触刀、触刀座和底座等组成,如图1.14所示。这种刀开关装有熔丝,可起短路保护作用。

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,引起误动接通。接线时,应将电源线接在上端,负载线接在下端,这样在分断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。

1—上胶盖;2—下胶盖;3—静插座;4—触刀;5—瓷手柄;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1.14 胶盖瓷底刀开关的结构

1—触刀;2—夹座;3—熔断器;4—速断弹簧;5—转轴;6—手柄

图1.15 封闭式负荷开关

2.封闭式负荷开关

封闭式负荷开关又称铁壳开关。一般用于电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中,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电压启动控制。

封闭式负荷开关主要由钢板外壳、触刀、操作机构、熔断器等组成,如图1.15所示。

封闭式负荷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的功能,使开关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,又能防止触点停滞在中间位置;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.熔断器式刀开关

熔断器式刀开关又称刀熔开关,是刀开关与熔断器组合而成的开关电器。采用这种刀开关,可以简化配电装置的结构,目前广泛用于低压动力配电屏中。

4.刀开关的主要技术参数和常用型号

刀开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流和热稳定电流等。

动稳定电流是指当电路发生短路故障时,刀开关并不因短路电流产生的电动力作用而发生变形、损坏或触刀自动弹出之类的现象。这一短路电流峰值即为刀开关的动稳定电流,可高达额定电流的数十倍。

热稳定电流是指当电路发生短路故障时,刀开关在一定时间(通常为1s)内通过某一短路电流,并不会因温度急剧升高而发出熔焊现象,这一最大短路电流称为刀开关的热稳定电流。刀开关的热稳定电流也可高达额定电流的数十倍。

刀开关的常用型号有:HK1、HK2系列为开启式负荷开关,HH4、HH10、HH11系列为封闭式负荷开关。表1.2为HK2系列负荷开关的技术数据。表1.3为HH10、HH11系列负荷开关的技术数据。HR3、HR5系列为熔断器式刀开关,其中HR5刀开关中的熔断器采用NT型低压高分断型,结构紧凑,分断能力高达100kA。

表1.2 HK2系列负荷开关的技术数据

表1.3 HH10、HH11系列负荷开关的技术数据

5.刀开关的电气符号

刀开关的图形符号及文字符号如图1.16所示。

图1.16 刀开关的图形符号及文字符号

6.刀开关的选用原则

(1)根据使用场合选择刀开关的类型、极数及操作方式。

(2)刀开关的额定电压应大于或等于线路电压。

(3)刀开关的额定电流应稍大于或等于电路的工作电流。对于电动机负载,开启式刀开关的额定电流可按电动机额定电流的3倍选取;封闭式刀开关的额定电流可按电动机额定电流的1.5倍选取。

1.3.2 组合开关

组合开关又称为转换开关,是一种多触点、多位置式,可控制多个回路的电器。组合开关也是一种刀开关,它的刀片(动触片)是转动的,比刀开关轻巧而且组合性强,能组合成各种不同的线路。一般用于电气设备中非频繁地通断电路、换接电源和负载、测量三相电压,以及控制小容量感应电动机。

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—接线柱;9—绝缘方轴

图1.17 组合开关的结构

1.组合开关的结构

组合开关由动触点(动触片)、静触点(静触片)、转轴、手柄、定位机构及外壳等部分组成。其动触点、静触点分别叠装于数层绝缘垫板之间,组合开关的结构示意图如图1.17所示。当转动手柄时,每层的动触点随方形转轴一起转动,从而实现对电路的接通、断开控制。

2.组合开关的主要技术参数和常用型号

组合开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、极数等。其中,额定电流有10A、25A、60A等级别。常用型号有HZ5、HZ10、HZ15等系列,其中HZ15为新型的全国统一设计的更新换代产品。表1.4为HZ15系列组合开关的技术数据。

表1.4 HZ15系列组合开关的技术数据

3.组合开关的型号及电气符号

1)组合开关的型号及含义

2)组合开关的电气符号

组合开关在电路中的表示方法有两种:一种是触点状态图结合通断表;另一种与手动刀开关图形符号相似,但文字符号不同。具体如图1.18所示。

图1.18 组合开关的电气符号