4.1 開關

開關是電氣電路中使用最廣泛的一種低壓電器，其作用是接通和切斷電氣電路。常見的開關有照明開關、按鈕開關、閘刀開關、鐵殼開關和組合開關等。

4.1.1 照明開關

照明開關用來接通和切斷照明線路，允許流過的電流不能太大。常見的照明開關如圖4-1所示。

4.1.2 按鈕開關

按鈕開關用來在短時間內接通或切斷小電流電路，主要用在電氣控制電路中。按鈕開關允許流過的電流較小，一般不能超過5A。

1．種類、結構與外形

按鈕開關用符號“SB”表示，可分為三種類型：常閉按鈕開關、常開按鈕開關和復合按鈕開關。這三種開關的內部結構示意圖和電路圖形符號如圖4-2所示。

圖4-2（a）所示為常閉按鈕開關。在未按下按鈕時，依靠復位彈簧的作用力使內部的金屬動觸點將常閉靜觸點a、b接通；當按下按鈕時，動觸點與常閉靜觸點脫離，a、b斷開；當松開按鈕后，觸點自動復位（閉合狀態）。

圖4-2（b）所示為常開按鈕開關。在未按下按鈕時，金屬動觸點與常開靜觸點a、b斷開；當按下按鈕時，動觸點與常閉靜觸點接通；當松開按鈕后，觸點自動復位（斷開狀態）。

圖4-2（c）所示為復合按鈕開關。在未按下按鈕時，金屬動觸點與常閉靜觸點a、b接通，而與常開靜觸點斷開；當按下按鈕時，動觸點與常閉靜觸點斷開，而與常開靜觸點接通；當松開按鈕后，觸點自動復位（常開斷開，常閉閉合）。

有些按鈕開關內部有多對常開、常閉觸點，它可以在接通多個電路的同時切斷多個電路。常開觸點也稱為A觸點，常閉觸點又稱B觸點。

常見的按鈕開關實物外形如圖4-3所示。

2．型號與參數

為了表示按鈕開關的結構和類型等內容，一般會在按鈕開關上標上型號。按鈕開關的型號含義說明如下：

常用按鈕開關的主要技術參數見表4-1。

4.1.3 閘刀開關

閘刀開關又稱為開啟式負荷開關、瓷底膠蓋閘刀開關，簡稱刀開關。它可分為單相閘刀開關和三相閘刀開關，它的外形、結構與符號如圖4-4所示。閘刀開關除了能接通、斷開電源外，其內部一般會安裝熔絲，因此還能起過流保護作用。

閘刀開關需要垂直安裝，進線裝在上方，出線裝在下方，進出線不能接反，以免觸電。由于閘刀開關沒有滅電弧裝置（閘刀接通或斷開時產生的電火花稱為電弧），因此不能用作大容量負載的通斷控制。閘刀開關一般用在照明電路中，也可以用作非頻繁啟動/停止的小容量電動機控制。

閘刀開關的型號含義說明如下：

4.1.4 鐵殼開關

鐵殼開關又稱為封閉式負荷開關，它的外形、結構與符號如圖4-5所示。

鐵殼開關是在閘刀開關的基礎上進行改進而設計出來的，它的主要優點如下。

① 在鐵殼開關內部有一個速斷彈簧，在操作手柄打開或關閉開關外蓋時，依靠速斷彈簧的作用力，可以使開關內部的閘刀迅速斷開或合上，這樣能有效地減少電弧。

② 鐵殼開關內部具有聯鎖機構，當開關外蓋打開時，手柄無法合閘，當手柄合閘后，外蓋無法打開，這就使得操作更加安全。

鐵殼開關常用在農村和工礦的電力照明、電力排灌等配電設備中，與閘刀開關一樣，鐵殼開關也不能用作頻繁的通斷控制。

鐵殼開關的型號含義說明如下。

4.1.5 組合開關

組合開關又稱為轉換開關，它是一種由多層觸點組成的開關。

（1）外形、結構與符號

組合開關外形、結構和符號如圖4-6所示。圖中的組合開關由三層動、靜觸點組成，當旋轉手柄時，可以同時調節三組動觸點與三組靜觸點之間的通斷。為了有效地滅弧，在轉軸上裝有彈簧，在操作手柄時，依靠彈簧的作用可以迅速接通或斷開觸點。

組合開關不宜進行頻繁的轉換操作，常用于控制4kW以下的小容量電動機。

（2）型號與參數

組合開關的型號含義說明如下。

常用組合開關的主要技術參數見表4-2。

4.1.6 倒順開關

倒順開關又稱可逆轉開關，屬于較特殊的組合開關，專門用來控制小容量三相異步電動機的正轉和反轉。倒順開關的外形與符號如圖4-7所示。

倒順開關有“倒”、“停”、“順”3個位置。當開關處于“停”位置時，動觸點與靜觸點均處于斷開狀態，如圖4-7（b）所示；當開關由“停”旋轉至“順”位置時，動觸點U、V、W分別與靜觸點L1、L2、L3接觸；當開關由“停”旋轉至“倒”位置時，動觸點U、V、W分別與靜觸點L3、L2、L1接觸。

4.1.7 萬能轉換開關

萬能轉換開關由多層觸點中間疊裝絕緣層而構成，它主要用來轉換控制電路，也可用作小容量電動機的啟動、換向和變速等。

（1）外形、結構與符號

萬能轉換開關的外形、符號和觸點分合表如圖4-8所示。

圖4-8所示的萬能轉換開關有6路觸點，它們的通斷受手柄的控制。手柄有Ⅰ、0、Ⅱ3個擋位，手柄處于不同擋位時，6路觸點通斷情況不同，從圖4-8（b）所示的萬能轉換開關符號可以看出不同擋位觸點的通斷情況。在萬能轉換開關符號中，“”表示一路觸點，豎虛線表示手柄位置，觸點下方虛線上的“·”表示手柄處于虛線所示的擋位時該路觸點接通。例如，手柄處于“0”擋時，6路觸點在該擋位虛線上都標有“·”，表示在“0”擋位時6路觸點都是接通的；手柄處于“Ⅰ”擋時，第1、3路觸點相通；手柄處于“Ⅱ”擋時，第2、4、5、6路觸點是相通的。萬能轉換開關觸點在不同擋位的通斷情況也可以用圖4-8（c）所示的觸點分合表說明，“×”表示相通。

（2）型號含義

萬能轉換開關的型號含義說明如下。

4.1.8 行程開關

行程開關是一種利用機械運動部件的碰壓使觸點接通或斷開的開關。

（1）外形、結構與符號

行程開關的外形與符號如圖4-9所示。

行程開關的種類有很多，根據結構可分為直動式（或稱按鈕式）、旋轉式、微動式和組合式等。圖4-10所示是直動式行程開關的結構示意圖。從圖中可以看出，行程開關的結構與按鈕開關的基本相同，但將按鈕改成推桿。在使用時將行程開關安裝在機械部件運動路徑上，當機械部件運動到行程開關位置時，會撞擊推桿而讓常閉觸點斷開、常開觸點接通。

（2）型號含義

行程開關的型號含義說明如下。

4.1.9 接近開關

接近開關又稱無觸點位置開關，當運動的物體靠近接近開關時，接近開關能感知物體的存在而輸出信號。接近開關既可以用在運動機械設備中進行行程控制和限位保護，又可以用作高速計數、測速、檢測物體大小等。

（1）外形與符號

接近開關的外形和符號如圖4-11所示。

（2）種類與工作原理

接近開關種類有很多，常見的有高頻振蕩型、電容型、光電型、霍爾型、電磁感應型和超聲波型等，其中高頻振蕩型接近開關最為常見。高頻振蕩型接近開關的組成如圖4-12所示。

當金屬檢測體接近感應頭時，作為振蕩器一部分的感應頭損耗增大，迫使振蕩器停止工作，隨后開關電路因振蕩器停振而產生一個控制信號送給輸出電路，讓輸出電路輸出控制電壓，若該電壓送給繼電器，繼電器就會產生吸合動作來接通或斷開電路。

（3）型號含義

接近開關的型號含義說明如下。

4.1.10 開關的檢測

開關種類有很多，但檢測方法大同小異，一般采用萬用表的電阻擋檢測觸點的通斷情況。下面以圖4-13所示的復合型按鈕開關為例來說明開關的檢測，該按鈕開關有一個常開觸點和一個常閉觸點，共有4個接線端子。

復合按鈕開關的檢測可分為以下兩個步驟。

① 在未按下按鈕時進行檢測。復合型按鈕開關有一個常閉觸點和一個常開觸點。在檢測時，先測量常閉觸點的兩個接線端子之間的電阻，如圖4-14（a）所示，正常電阻接近0?，然后測量常開觸點的兩個接線端子之間的電阻，若常開觸點正常，數字萬用表會顯示超出量程符號“1”或“OL”，用指針萬用表測量時電阻為無窮大。

② 在按下按鈕時進行檢測。在檢測時，將按鈕按下不放，分別測量常閉觸點和常開觸點兩個接線端子之間的電阻。如果按鈕開關正常，則常閉觸點的電阻應為無窮大，如圖4-14（b）所示，而常開觸點的電阻應接近0?；若與之不符，則表明按鈕開關損壞。

在測量常閉或常開觸點時，如果出現阻值不穩定現象，則通常是由于相應的觸點接觸不良造成的。因為開關的內部結構比較簡單，如果檢測時發現開關不正常，可將開關拆開進行檢查，找出具體的故障原因，并進行排除，無法排除的就需要更換新的開關。