1.6 开关电器

开关电器是低压电器中极为常见的一种，常用的开关电器有断路器、刀开关、负荷开关、转换开关等，其作用都是分合电路，通断电流。开关电器通常分为有载运行操作、无载运行操作、选择性运行操作三种，也可分为正面操作和背面操作，还可以分为带灭弧和不带灭弧。下面着重介绍常用的刀开关、转换开关、断路器等开关电器。

1.6.1 刀开关

刀开关是一种结构最简单、广泛应用在低压电路中的一类手动电器。主要用于不频繁接通和分断电路，将电路与电源隔离。刀开关的种类很多，外形结构各异，按刀的极数可分为单极、双极和三极；按刀的转换方向可分为单掷和双掷；按灭弧情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩；按连线方式可分为板前接线式和板后接线式。

1.开启式负荷开关

开启式负荷开关适用于照明和小容量电动机控制电路中，供手动接通和分断电路，并起短路保护作用。其结构及图形、文字符号如图1-25所示。

开启式负荷开关由刀开关和熔丝组合而成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座和刀片式的动触头，上面罩有两块胶盖。这样，操作人员不会触及带电部分，并且分断电路时产生的电弧也不会飞出胶盖外面而灼伤操作人员。安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。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。

刀开关的主要技术参数有长期工作所承受的最大电压及额定电压，长期通过的最大允许电流及额定电流，以及分断能力等。

2.封闭式开关熔断器组

封闭式开关熔断器组，用于非频繁起动、28kW以下的三相异步电动机。常用封闭式开关熔断器组外形如图1-26所示，其图形符号和文字符号与开启式负荷开关相同。封闭式开关熔断器组开关由钢板外壳、触刀、操作机构、熔丝、灭弧装置等组成。操作机构装有机械联锁，以保证操作安全。在操作机构中，在手柄转轴与底座间装有速动弹簧，这样有利于迅速灭弧。

封闭式开关熔断器组适用于各种配电设备中，具有短路保护功能。使用封闭式开关熔断器组时，外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。

选用刀开关时，刀的极数要与电源进线相数相等；刀开关的额定电压应大于所控制的电路额定电压；刀开关的额定电流应大于负载的额定电流。

1.6.2 转换开关

转换开关又称组合开关，一般用于电气设备中不频繁通断电路、换接电源和负载，小容量电动机不频繁起停控制。组合开关也是一种刀开关，不过它的刀片是转动的，操作比较轻巧。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的非频繁正、反转。

转换开关由动触头、静触头、方形转轴、手柄、定位机构和外壳组成。它的动触头分别叠装于数层绝缘座内，其内部结构示意如图1-27所示。当转动手柄时，每层的动触片随方形转轴一起转动，并使静触头插入相应的动触片中，接通电路。

转换开关有单极、双极与多极之分，其图形、文字符号如图1-28所示。

1.6.3 低压断路器

低压断路器曾被称为空气开关或自动开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用，又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。它是低压配电网络中非常重要的保护电器，在正常条件下，也可用于不频繁地接通和分断电路及频繁地起动电动机。低压断路器与接触器不同的是接触器允许频繁地接通和分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。

低压断路器具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛地应用。

低压断路器按其用途及结构特点可分为万能式（曾称框架式）、塑料外壳式、直流快速式和限流式等。万能式断路器主要用于配电网络的保护开关，而塑料外壳式断路器除用于配电网络的保护开关外，还可用于电动机、照明电路及热电电路等的控制开关。有的低压断路器还带有漏电保护功能。

1.低压断路器的结构和工作原理

低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。低压断路器的工作原理如图1-29所示。

低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热组件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器3的衔铁吸合，使自由脱扣机构2动作，主触头1断开主电路。当电路过载时，热脱扣器5的热组件发热使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器6的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器4则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要远距离控制时，按下起动按钮7，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构2动作，使主触头1断开。

2.低压断路器的选用

1）断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。

2）断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。

3）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。

4）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。

低压断路器的图形、文字符号如图1-30所示。