常用低压开关电气

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常用低压开关电气
在工矿企业的电气控制设备中，采用的基本上都是低压电器。因此， 低压电器是电气控制中的基本组成元件，控制系统的优劣和低压电器的性 能有直接的关系。作为电气工程技术人员，应该熟悉低压电器的结构、工 作原理和使用方法。可编程控制器在电气控制系统中需要大量的低压控制 电器才能组成一个完整的控制系统，因此熟悉低压电器的基本知识是学习 可编程控制器的基础。 低压电器是指额定电压等级在交流 1200V、直流 1500V 以下的电器。 在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为 380V，只有在特定行 业环境下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用 127V、运输机用 660V、 采煤机用 1140V 等。 单相交流电压等级最常见的为 220V，机床、热工仪表和矿井照明等采 用 127V 电压等级，其他电压等级如 6V、12V、24V、36V 和 42V 等一般 用于安全场所的照明、信号灯以及作为控制电压。 直流常用电压等级有 110V、220V 和 440V，主要用于动力；6V、12V、 24V 和 36V 主要用于控制；在电子线路中还有 5V、9V 和 15V 等电压等级。 常用低压电器的分类 低压电器种类繁多，功能各样，构造各异，用途广泛，工作原理各不 相同，常用低压电器的分类方法也很多。 （1）配电电器：主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确 动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器 不会被损坏。常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。 （2）控制电器：主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重 量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动 器、主令电器、电磁铁等。 （1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接 通或分断等动作，如接触器、继电器等。
（2） 手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如刀开关、转换开关、 按钮等。 （1）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀 开关、按钮等。 （2）无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应， 即导通和截止来实现电路的通、断控制
，如接近开关、霍尔开关、电子式 时间继电器、固态继电器等。 （1） 电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、 电磁铁等。 （2）非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度 等）的变化而动作的电器，如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继 电器、温度继电器等

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。 为了便于了解文字符号和各种低压电器的特点，采用我国《国产低压 电器产品型号编制办法》 （JB 2930—81.10）的分类方法（参见附录 A）， 将低压电器分为 13 个大类。每个大类用一位汉语拼音字母作为该产品型号 的首字母，第二位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式。 （1）刀开关 H，例如 HS 为双投式刀开关（刀型转换开关），HZ 为 组合开关。 （2）熔断器 R，例如 RC 为瓷插式熔断器，RM 为密封式熔断器。 （3）断路器 D，例如 DW 为万能式断路器，DZ 为塑壳式断路器。 （4）控制器 K，例如 KT 为凸轮控制器，KG 为鼓型控制器。 （5）接触器 C，例如 CJ 为交流接触器，CZ 为直流接触器。 （6）起动器 Q，例如 QJ 为自耦变压器降压起动器，QX 为星三角起 动器。 （7）控制继电器 J，例如 JR 为热继电器，JS 为时间继电器。 （8）主令电器 L，例如 LA 为按钮，LX 为行程开关。 （9）电阻器 Z，例如 ZG 为管型电阻器，ZT 为铸铁电阻器。 （10）变阻器 B，例如 BP 为频敏变阻器，BT 为起动调速变阻器。
（11）调整器 T，例如 TD 为单相调压器，TS 为三相调压器。 （12）电磁铁 M，例如 MY 为液压电磁铁，MZ 为制动电磁铁。 （13）其他 A，例如 AD 为信号灯，AL 为电铃。 在选用低压电器时常根据型号来进行选用，所以本书按型号分类对上 述低压电器的分类进行说明。 刀 开 关 刀开关是一种手动电器，常用的刀开关有 HD 型单投刀开关、HS 型双 投刀开关、HR 型熔断器式刀开关、HZ 型组合开关、HK 型闸刀开关、HY 型倒顺开关等。 HD 型单投刀开关、HS 型双投刀开关、HR 型熔断器式刀开关主要用 于在成套配电装置中作为隔离开关，装有灭弧装置的刀开关也可以控制一 定范围内的负荷线路。作为隔离开关的刀开关的容量比较大，其额定电流 在 100A～1500A 之间，主要用于供配电线路的电源隔离作用。隔离开关没 有灭弧装置，不能操作带负荷的线路，只能操作空载线路或电流很小的线 路，如小型空载变压器、电压互感器等。操作时应注意，停电时应将线路 的负荷电流用断路器、负荷开关等开关电器切断后再将隔离开关断开，送 电时操作顺序相反。隔离开关断开时有明显的断开点，有利于检修人员的 停电检修工作。隔离刀开关由于控制负荷能力很小，也没有保护线路的功
能，所以通常不能单独使用，一般要和能切断负荷电流和故障电流的电器 （如熔断器、断路器和负荷开关等电器）一起使用。 HZ 型组合开关、HK 型闸刀开关一般用于电气设备及照明线路的电源 开关。 HY 型倒顺开关、HH 型铁壳开关装有灭弧装置，一般可用于电气设备 的起动、停止控制。 HD 型

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单投刀开关按极数分为 1 极、2 极、3 极几种，其示意图及图形 符号如图 1-1 所示。其中图 1-1（a）为直接手动操作，（b）为手柄操作， （c）～（h）为刀开关的图形符号和文字符号。其中图 1-1（c）为一般图 形符号，（d）为手动符号，（e）为三极单投刀开关符号；当刀开关用作
隔离开关时，其图形符号上加有一横杠，如图 1-1（f）、图 1-1（g）、图 1-1（h）所示。 （a）直接手动操作 （c）一般图形符号 （b）手柄操作 （d）手动符号 （e）三极单投刀开关符号 （h）三极单投
图 1-1 HD 型单投刀开关示意图及图形符号 （f）一般隔离开关符号 刀隔离开关符号 图 1-1 HD 型单投刀开关示意图及图形符号（续） 单投刀开关的型号含义如下： 设计代号：11—中央手柄式，12—侧方正面杠杆操作机构式，13—中 央正面杠杆操作机构式，14—侧面手柄式。 HS 型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双 电源的切换或双供电线路的切换等，其示意图及图形符号如图 1-2 所示。 由于双投刀开关具有机械互锁的结构特点，因此可以防止双电源的并联运 行和两条供电线路同时供电。 HR 型熔断器式刀开关也称刀熔开关，它实际上是将刀开关和熔断器组 合成一体的电器。刀熔开关操作方便，并简化了供电线路，在供配电线路 上应用很广泛，其工作示意图及图形符号如图 1-3 所示。刀熔开关可以切 断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所以一般应在无正常工作电流 的情况下进行操作。 组合开关又称转换开关，控制容量比较小，结构紧凑，常用于空间比 较狭小的场所，如机床和配电箱等。组合开关一般用于电气设备的非频繁 操作、切换电源和负载以及控制小容量感应电动机和小型电器。 组合开关由动触头、静触头、绝缘连杆转轴、手柄、定位机构及外壳 等部分组成。其动、静触头分别叠装于数层绝缘壳内，当转动手柄时，每 层的动触片随转轴一起转动。 常用的产品有 HZ5、HZ10 和 HZ15 系列。HZ5 系列是类似万能转换 开关的产品，其结构与一般转换开关有所不同；组合开关有单极、双极和 多极之分。 （g）手动隔离开关符号
组合开关的结构示意图及图形符号如图 1-4 所示。 开启式负荷开关和封闭式负荷开关是一种手动电
器，常用于电气设备 中作隔离电源用，有时也用于直接启动小容量的鼠笼型异步电动机。 1．HK 型开启式负荷开关 HK 型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关，由于它结构简单、价格 便宜、使用维修方便，故得到广泛应用。该开关主要用作电气照明电路和 电热电路、小容量电动机电路的不频繁控制开关，也

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可用作分支电路的配 电开关。 胶底瓷盖刀开关由熔丝、触刀、触点座和底座组成，如图 1-5（a）所 示。此种刀开关装有熔丝，可起短路保护作用。 （a）开启式负荷开关 文字符号 图 1-5 负荷开关 1—上胶盖 2—下胶盖 3—插座 4—触刀 座 14—熔断器 5—操作手柄 6—固定螺母 7—进线端 转轴 8—熔丝 9—触点座 10—底座 11—出线端 17—操作手柄 闸刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装，以避免由于重力 自动下落而引起误动合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下 端，这样拉闸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。 2．HH 型封闭式负荷开关 HH 型封闭式负荷开关俗称铁壳开关，主要由钢板外壳、触刀开关、操 作机构、熔断器等组成，如图 1-5（b）所示。刀开关带有灭弧装置，能够 通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。一般用于小型电力排灌、电热 器、电气照明线路的配电设备中，用于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压启动控制。 15—速断弹簧 16— 12—触刀 13—插 （b）封闭式负荷开关 （c）图形
铁壳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 根弹簧以执行合闸和分闸的功能，使开关的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，起到安全保护作用。 HK 型开启式负荷开关和 HH 型封闭式负荷开关都是由负荷开关和熔断 器组成，其图形符号也是由手动负荷开关 QL 和熔断器 FU 组成，如图 1-5 （c）所示。

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