开关和熔断器的基础知识

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：低压断路器的优点是，外廓尺寸小，安装方便，操作安全，具有多种保护功能。在控制电路中，它的作用是由接通或分断的触头状态来发布命令去控制其他电器的动作。熔体是熔断器的主要部分，常做成片状或丝状；熔管是熔体的保护外壳，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔断器的主要技术指标有额定电压、额定电流、熔体的额定电流等。

1.组合开关

组合开关由多节触头组合而成。HZ10-10/3型组合开关的外形、内部结构及电路图中的文字符号和图形符号如图5-1所示。它是由数层动触片8、静触片9（由铜合金片制成）分别装于绝缘件内组装而成。动触片安装在附有操作手柄4的转动轴5上，随转动轴旋转至不同位置而使与盒外接线柱1一体的静触片接通或断开。

组合开关因组合不同，可分为同时通断型和交替通断型两种。用于机床电源引入时，需同时通断型；而用于电路转换和控制交流异步电动机正反转、星-三角起动等，则需用交替通断型。

2.低压断路器

低压断路器又称自动空气开关。它是集开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器功能为一体的断路器，是一种既可手动（或电动）合闸和分闸，又能在欠电压、失压、过载或短路故障发生时自动分闸的电器。

图5-2所示为低压断路器的动作原理图和电路符号。图5-2中2为自动空气开关的三对主触头，串联在被保护的三相主电路中。当线路正常工作时，电磁脱扣器6的线圈所产生的吸力不能将它的衔铁8吸合，主电路三对主触头2由锁链3钩住搭钩4，克服弹簧1的拉力，保持在闭合状态。当线路发生短路和产生很大的过载电流时，电磁脱扣器的吸力增加，将衔铁8吸合，并撞击杠杆7使搭钩4顶上去，切断主触头2。如果线路上电压下降或失压时，欠电压脱扣器11的吸力减小或失去，衔铁10被弹簧9拉开，并撞击杠杆7，把搭钩顶开，切断主触头2。如果发生过载时，过载电流虽没有大到使衔铁8动作，但流过发热元件13，使双金属片12受热弯曲，并将杠杆7顶开，切断主触头2。

低压断路器的优点是，外廓尺寸小，安装方便，操作安全，具有多种保护功能。它通常用于机床电源引入的开关。常用型号有DZ5和DZ10系列。

图5-1 HZ10-10/3型组合开关

a）外形 b）结构 c）符号

1—接线柱 2—弹簧 3—绝缘杆 4—手柄 5—转动轴 6—凸轮 7—绝缘垫板 8—动触片 9—静触片

图5-2 低压断路器

a）原理图 b）符号

1、9—弹簧 2—主触头 3—锁链 4—搭钩 5—固定轴 6—电磁脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—发热元件

3.主令电器

主令电器是一种非自动切换的小电流开关电器，它是由手动和机械触压来实现触头的接通与断开的。在控制电路中，它的作用是由接通或分断的触头状态来发布命令去控制其他电器的动作。机床电器中常用的主令电器有按钮、万能转换开关、行程开关等。

（1）按钮按钮是一种最简单的手动开关，它是以短时接通或切断小电流电路的电器。操作人员通过按钮对线路直接发出指令，可使低电压小电流的控制电路接通与分断，从而控制电动机或其他电气设备的运行。按钮的外形、结构及符号如图5-3所示。在图5-3b中，当按钮帽2未受压时（常态），常闭触头4闭合，而常开触头5断开，当按下按钮2时，常闭触头4先断开，常开触头5后闭合。当松开按钮2时，在复位弹簧3的作用下，常开触头5先脱开，常闭触头4后闭合都恢复原来的状态。

图5-3 按钮的外形、结构及符号

a）外形 b）结构 c）符号

1—触头接线柱 2—按钮帽 3—复位弹簧 4—常闭触头 5—常开触头

（2）万能转换开关万能转换开关与组合开关类似，它可以由更多层数、各种不同形状凸轮（由其决定触点在不同位置闭合或分断）组成多种形式，而适用于各种复杂控制电路要求。

（3）行程开关行程开关（即限位开关）是一种短时接通或分断小电流电路的电器，它是利用某些机械运动部件的碰撞和触压使其触头完成接通或断开某些电路的动作，从而达到一定的控制目的。如磨床砂轮的左右移动控制；数控机床行程的限位控制；线切割机割丝鼓轮的正反转控制等。为适应各种条件下的碰撞和触压，行程开关有杠杆式、转动式和按钮式等多种传动方式，它的外形、结构与符号如图5-4和图5-5所示。

双轮转动式的行程开关无复位弹簧，不能自动复位，所以它必须依靠两个方向的撞块来回撞击和触压，才能使行程开关重复工作。

4.熔断器

熔断器是为了保护线路和电气设备的安全，用来切断短路故障点的最常用的保护电器。熔断器内装有一个低熔点的熔体，它串接在电路中，正常工作时流过熔体的电流小于或等于它的额定电流。由于熔体发热温度低于熔体熔点而不会熔断，电路保持导通。当电路发生短路或过载时，由于电流过大，熔体被加热到熔点而熔断，电路即随之自动断开，从而起到了保护线路及设备的作用。

图5-4 行程开关的外形

a）按钮式 b）单轮转动式 c）双轮转动式

图5-5 单轮转动式行程开关的结构与符号

1—滚轮 2—杠杆 3—复位弹簧 4—转轴 5—顶块 6—调节螺杆 7—微动开关

熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成。熔体是熔断器的主要部分，常做成片状或丝状；熔管是熔体的保护外壳，在熔体熔断时兼有灭弧作用。

从结构上分，熔断器有插入式、螺旋式和管式三种，如图5-6所示。熔断器的主要技术指标有额定电压、额定电流、熔体的额定电流等。其中熔体的额定电流选择原则是：为了对变压器、电炉及照明负载的短路保护，熔体的额定电流应稍大于线路负载的工作电流。当对一台电动机负载的短路保护时，熔体的额定电流应大于或等于电动机额定电流的1.5～3倍。当对几台电动机同时保护时，熔体的额定电流应大于或等于其中容量最大的一台电动机额定电流的1.5～3倍，并加上其电动机额定电流的总和。另外，熔断器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压；熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。

图5-6 熔断器结构

a）插入式 b）螺旋式 c）管式

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