低壓開(kāi)關(guān)電器主要用作電源的隔離、線路的保護(hù)與控制。常用的低壓開(kāi)關(guān)電器有：
一、刀開(kāi)關(guān)
刀開(kāi)關(guān)又稱閘刀開(kāi)關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的手動(dòng)電器。在低壓電路中，作為不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐酚?，或用?lái)將電路與電源隔離。
圖5—1所示為刀開(kāi)關(guān)的典型結(jié)構(gòu)。它由操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板組成。推動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)觸刀插入插座與脫離插座的控制，已達(dá)到接通電路和分段電路的要求。
圖5—1 刀開(kāi)關(guān)的典型結(jié)構(gòu)
刀開(kāi)關(guān)的種類很多，按刀的極數(shù)可分為單極、雙極和三極，其圖形表示符號(hào)見(jiàn)圖5—2。按刀的轉(zhuǎn)換方向可分為單擲和雙擲；按滅弧情況可分為帶滅弧罩和不帶滅弧罩；按接線方式可分為板前接線式和板后接線式。下面只介紹由刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合而成的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)分為開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)兩種。
圖5—2 刀開(kāi)關(guān)的符號(hào)
a)單極；b)雙極；c) 三極
（一）開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)
開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱閘刀開(kāi)關(guān)。生產(chǎn)中常用的是HK系列開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，適用于照明和小容量電動(dòng)機(jī)控制線路中，供手動(dòng)不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，并起短路保護(hù)作用。
1．結(jié)構(gòu)
HK系列負(fù)荷開(kāi)關(guān)由刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合而成，結(jié)構(gòu)如圖5—3a所示。開(kāi)關(guān)的瓷底座上裝有進(jìn)線座、靜觸點(diǎn)、熔體、出線座和帶瓷質(zhì)手柄的刀式動(dòng)觸點(diǎn)，上面蓋有膠蓋以防止操作時(shí)觸及帶電體或分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生的電弧飛出傷人。
開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)如圖5—3b所示。
圖5—3 HK系列開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)
a)結(jié)構(gòu)；b) 符號(hào)
2．型號(hào)
（二）封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)
封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)是在開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的一種開(kāi)關(guān)?？捎糜谑謩?dòng)不頻繁的接通和斷開(kāi)帶負(fù)載的電路以及作為線路末端的短路保護(hù)，也可用于控制15kW以下的交流電動(dòng)機(jī)不頻繁的直接起動(dòng)和停止。
1．結(jié)構(gòu)
常用的封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)有HH3、HH4系列，其中HH4系列為全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品，它的結(jié)構(gòu)如圖5一4所示。它主要由觸及滅弧系統(tǒng)、熔斷器及操作機(jī)構(gòu)等三部分組成。三把閘刀固定在一根絕緣方軸上，由手柄完成分、合閘的操作。在操作機(jī)構(gòu)中，手柄轉(zhuǎn)軸與底座之間裝有速動(dòng)彈簧，使刀開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)速度與手柄操作速度無(wú)關(guān)。封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是采用了儲(chǔ)能合閘方式，利用一根彈簧使開(kāi)關(guān)的分合速度與手柄操作速度無(wú)關(guān)，這既改善開(kāi)關(guān)的滅弧性能，又能防止觸點(diǎn)停滯在中間位置，從而提高開(kāi)關(guān)的通斷能力，延長(zhǎng)其使用壽命；二是操作機(jī)構(gòu)上裝有機(jī)械聯(lián)鎖，它可以保證開(kāi)關(guān)合閘時(shí)不能打開(kāi)防護(hù)鐵蓋，而當(dāng)打開(kāi)防護(hù)鐵蓋時(shí)，不能將開(kāi)關(guān)合閘。
封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)與開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)相同。
圖5—4 HH系列封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)
2．型號(hào)
二、組合開(kāi)關(guān)
組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的電氣線路中，供手動(dòng)不頻繁的接通和分?jǐn)嚯娐?、電源開(kāi)關(guān)或控制5kW以下小容量異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)。
（一）結(jié)構(gòu)
組合開(kāi)關(guān)的外形與結(jié)構(gòu)如圖5—5所示。它實(shí)際上就是由多節(jié)觸點(diǎn)組合而成的刀開(kāi)關(guān)。與普通閘刀開(kāi)關(guān)的區(qū)別是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用動(dòng)觸片代替閘刀，操作手柄在平行于安裝面的平面內(nèi)可左右轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)關(guān)的三對(duì)靜觸點(diǎn)分別裝在三層絕緣墊板上，并附有接線柱，用于與電源及用電設(shè)備相接。動(dòng)觸點(diǎn)是用磷銅片（或硬紫銅片)和具有良好滅弧性能的絕緣鋼紙板鉚合而成，并和絕緣墊板一起套在附有手柄的方形絕緣轉(zhuǎn)軸上。手柄和轉(zhuǎn)軸能在平行于安裝面的平面內(nèi)沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛎看无D(zhuǎn)動(dòng)90°，帶動(dòng)三個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)分別與三對(duì)靜觸點(diǎn)接觸或分離，實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嚯娐返哪康?。開(kāi)關(guān)的頂蓋部分是由滑板、凸輪、扭簧和手柄等構(gòu)成的操作機(jī)構(gòu)。由于采用了扭簧儲(chǔ)能，可使觸點(diǎn)快速閉合或分?jǐn)?，從而提高了開(kāi)關(guān)的通斷能力。
組合開(kāi)關(guān)的常用產(chǎn)品有：HZ6、HZ10、HZ15系列。一般在電氣控制線路中普遍采用的是HZ10系列的組合開(kāi)關(guān)。
組合開(kāi)關(guān)有單極、雙極和多極之分。普通類型的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)各極是同時(shí)通斷的；特殊類型的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是各極交替通斷，以滿足不同的控制要求。其表示方法類似于萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
圖5—5 HZ10—10/3型組合開(kāi)關(guān)
a)外形；b）結(jié)構(gòu)；c)符號(hào)
（二）型號(hào)
HZ10系列組合開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)如圖5—5c所示。
三、低壓斷路器
低壓斷路器即低壓自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，又稱自動(dòng)空氣斷路器。它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在失壓、短路和過(guò)負(fù)荷時(shí)自動(dòng)跳閘，保護(hù)線路和電氣設(shè)備，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中常用的重要保護(hù)電器之一。
低壓斷路器具有操作安全、工作可靠、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰^高等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。
低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式可分為塑殼式(又稱裝置式)、框架式(又稱萬(wàn)能式)兩大類。框架式斷路器主要用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開(kāi)關(guān)，而塑料外殼式斷路器除用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開(kāi)關(guān)外，還用作電動(dòng)機(jī)、照明線路的控制開(kāi)關(guān)。在此重點(diǎn)介紹塑料外殼式的低壓斷路器。
（一）結(jié)構(gòu)及工作原理
塑料外殼式低壓斷路器，原稱裝置式自動(dòng)空氣式斷路器。它把所有的部件都裝在一個(gè)塑料外殼里，結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、輕巧美觀、可以獨(dú)立安裝。它的形式很多，以前最常用的是DZ10型，較新的還有DZX10、DZ20等。在電氣控制線路中，主要采用的是DZ5型和DZ10系列低壓斷路器。
1．DZ5—20型低壓斷路器
DZ5—20型低壓斷路器為小電流系列，其外形和結(jié)構(gòu)如圖5—6所示。斷路器主要由動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、熱脫扣器、電磁脫扣器及外殼等部分組成。其結(jié)構(gòu)采用立體布置，操作機(jī)構(gòu)在中間，上面是由加熱元件和雙金屬片等構(gòu)成的熱脫扣器，用于過(guò)載保護(hù)。熱脫扣器還配有電流調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)節(jié)整定電流。下面是由線圈和鐵芯等組成的電磁脫扣器，作短路保護(hù)，它也有一個(gè)電流調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)瞬時(shí)脫扣整定電流。主觸點(diǎn)在操作機(jī)構(gòu)后面，由動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)組成，配有柵片滅弧裝置，用以接通和分?jǐn)嘀骰芈返拇箅娏?。另外還有動(dòng)合輔助觸點(diǎn)、動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)各一對(duì)。動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)指的是在電器沒(méi)有外力作用、沒(méi)有帶電時(shí)觸點(diǎn)的自然狀態(tài)。當(dāng)接觸器未工作或線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的觸點(diǎn)稱為動(dòng)合觸點(diǎn)（有時(shí)稱常開(kāi)觸頭），處于接通狀態(tài)的觸點(diǎn)稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)（有時(shí)稱常閉觸頭）。輔助觸點(diǎn)可作為信號(hào)指示或控制電路用。主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)的接線柱均伸出殼外，以便于接線。在外殼頂部還伸出接通(綠色)和分?jǐn)?紅色)按鈕，通過(guò)儲(chǔ)能彈簧和杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)斷路器的手動(dòng)接通和分?jǐn)嗖僮鳌?/p>
圖5—6 DZ5—20型低壓斷路器
a)外形；b）結(jié)構(gòu)
斷路器的工作原理如圖5—7所示。使用時(shí)斷路器的三副主觸點(diǎn)串聯(lián)在被控制的三相電路中，按下接通按鈕時(shí)，外力使鎖扣克服反作用彈簧的反力，將固定在鎖扣上面的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)閉合，并由鎖扣鎖住搭鉤使動(dòng)靜觸點(diǎn)保持閉合，開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)。
當(dāng)線路發(fā)生過(guò)載時(shí)，過(guò)載電流流過(guò)熱元件產(chǎn)生一定的熱量，使雙金屬片受熱向上彎曲，通過(guò)杠桿推動(dòng)搭鉤與鎖扣脫開(kāi)，在反作用彈簧的推動(dòng)下，動(dòng)、靜觸點(diǎn)分開(kāi)，從而切斷電路，使用電設(shè)備不致因過(guò)載而燒毀。
圖5—7 低壓斷路器工作原理示意圖
當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流超過(guò)電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流，電磁脫扣器產(chǎn)生足夠大的吸力將銜鐵吸合，通過(guò)杠桿推動(dòng)搭鉤與鎖扣分開(kāi)，從而切斷電路，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。低壓斷路器出廠時(shí)，電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流一般整定為10IN（IN為斷路器的額定電流）。
欠壓脫扣器的動(dòng)作過(guò)程，與電磁脫扣器恰好相反。需手動(dòng)分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，按下分?jǐn)喟粹o即可。
2．DZ10型低壓斷路器
DZ10系列為大電流系列，其額定電流的等級(jí)有100A、250A、600A三種，分?jǐn)嗄芰?~50kA。在機(jī)床電氣系統(tǒng)中常用250A以下的等級(jí)，作為電氣控制柜的電源總開(kāi)關(guān)。通常將它裝在控制柜內(nèi)，將操作手柄伸在外面，露出“分”與“合”的字樣。
DZ10型低壓斷路器可根據(jù)需要裝設(shè)熱脫扣器（用雙金屬片作過(guò)負(fù)荷保護(hù)）、電磁脫扣器（只作短路保護(hù)）和復(fù)式脫扣器（可同時(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)）。
DZ10型低壓斷路器的操作手柄有三個(gè)位置：
（1）合閘位置。手柄向上扳，跳鉤被鎖扣扣住，主觸點(diǎn)閉合。
（2）自由脫扣位置。跳鉤被釋放（脫扣），手柄自動(dòng)移至中間，主觸點(diǎn)斷開(kāi)。
（3）分閘和再扣位置。手柄向下扳，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，使跳鉤又被鎖扣扣住，從而完成了“再扣”的動(dòng)作，為下一次合閘做好了準(zhǔn)備。如果斷路器自動(dòng)跳閘后，不把手柄扳到再扣位置（即分閘位置），不能直接合閘。
DZ10型低壓斷路器采用鋼片滅弧柵，因?yàn)槊摽蹤C(jī)構(gòu)的脫扣速度快，滅弧時(shí)間短，一般斷路時(shí)間不超過(guò)一個(gè)周期（0.02s），斷流能力就比較大。
3．漏電保護(hù)斷路器
漏電保護(hù)斷路器通常稱作漏電開(kāi)關(guān)，是一種安全保護(hù)電器，在線路或設(shè)備出現(xiàn)對(duì)地漏電或人身觸電時(shí)，迅速自動(dòng)斷開(kāi)電路，能有效的保證人身和線路的安全。電磁式電流動(dòng)作型漏電斷路器結(jié)構(gòu)如圖5—8所示。
圖5—8 漏電保護(hù)斷路器工作組原理圖
漏電保護(hù)斷路器主要由零序互感器TA、漏電脫扣器WS、試驗(yàn)按鈕SB、操作機(jī)構(gòu)和外殼組成。實(shí)質(zhì)上就是在一般的自動(dòng)開(kāi)關(guān)中增加一個(gè)能檢測(cè)電流的感受元件零序互感器和漏電脫扣器。零序互感器是一個(gè)環(huán)形封閉的鐵芯，主電路的三相電源線均穿過(guò)零序互感器的鐵芯，為互感器的一次繞組；環(huán)形鐵芯上繞有二次繞組，其輸出端與漏電脫扣器的線圈相接。在電路正常工作時(shí)，無(wú)論三相負(fù)載電流是否平衡，通過(guò)零序電流互感器一次側(cè)的三相電流相量和為零，二次側(cè)沒(méi)有電流。當(dāng)出現(xiàn)漏電和人身觸電時(shí)，漏電或觸電電流將經(jīng)過(guò)大地流回電源的中性點(diǎn)，因此零序電流互感器一次側(cè)三相電流的相量和就不為零，互感器的二次側(cè)將感應(yīng)出電流，此電流通過(guò)使漏電脫扣器線圈，使其動(dòng)作，則低壓斷路器分閘切斷了主電路，從而保障了人身安全。
為了經(jīng)常檢測(cè)漏電開(kāi)關(guān)的可靠性，開(kāi)關(guān)上設(shè)有試驗(yàn)按鈕，與一個(gè)限流電阻R串聯(lián)后跨接于兩相線路上。當(dāng)按下試驗(yàn)按鈕后，漏電斷路器立即分閘，證明該開(kāi)關(guān)的保護(hù)功能良好。
（二）符號(hào)
低壓斷路器在電路圖中的符號(hào)如圖5—9所示。
圖5—9 低壓斷路器的符號(hào)
（三）型號(hào)
