4.1 開關(guān)

開關(guān)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(guān)有照明開關(guān)、按鈕開關(guān)、閘刀開關(guān)、鐵殼開關(guān)和組合開關(guān)等。

4.1.1 照明開關(guān)

照明開關(guān)用來(lái)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(guān)如圖4-1所示。

4.1.2 按鈕開關(guān)

按鈕開關(guān)用來(lái)在短時(shí)間內(nèi)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(guān)允許流過的電流較小，一般不能超過5A。

1．種類、結(jié)構(gòu)與外形

按鈕開關(guān)用符號(hào)“SB”表示，可分為三種類型：常閉按鈕開關(guān)、常開按鈕開關(guān)和復(fù)合按鈕開關(guān)。這三種開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和電路圖形符號(hào)如圖4-2所示。

圖4-2（a）所示為常閉按鈕開關(guān)。在未按下按鈕時(shí)，依靠復(fù)位彈簧的作用力使內(nèi)部的金屬動(dòng)觸點(diǎn)將常閉靜觸點(diǎn)a、b接通；當(dāng)按下按鈕時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與常閉靜觸點(diǎn)脫離，a、b斷開；當(dāng)松開按鈕后，觸點(diǎn)自動(dòng)復(fù)位（閉合狀態(tài)）。

圖4-2（b）所示為常開按鈕開關(guān)。在未按下按鈕時(shí)，金屬動(dòng)觸點(diǎn)與常開靜觸點(diǎn)a、b斷開；當(dāng)按下按鈕時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與常閉靜觸點(diǎn)接通；當(dāng)松開按鈕后，觸點(diǎn)自動(dòng)復(fù)位（斷開狀態(tài)）。

圖4-2（c）所示為復(fù)合按鈕開關(guān)。在未按下按鈕時(shí)，金屬動(dòng)觸點(diǎn)與常閉靜觸點(diǎn)a、b接通，而與常開靜觸點(diǎn)斷開；當(dāng)按下按鈕時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與常閉靜觸點(diǎn)斷開，而與常開靜觸點(diǎn)接通；當(dāng)松開按鈕后，觸點(diǎn)自動(dòng)復(fù)位（常開斷開，常閉閉合）。

有些按鈕開關(guān)內(nèi)部有多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，它可以在接通多個(gè)電路的同時(shí)切斷多個(gè)電路。常開觸點(diǎn)也稱為A觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)又稱B觸點(diǎn)。

常見的按鈕開關(guān)實(shí)物外形如圖4-3所示。

2．型號(hào)與參數(shù)

為了表示按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)和類型等內(nèi)容，一般會(huì)在按鈕開關(guān)上標(biāo)上型號(hào)。按鈕開關(guān)的型號(hào)含義說明如下：

常用按鈕開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)見表4-1。

4.1.3 閘刀開關(guān)

閘刀開關(guān)又稱為開啟式負(fù)荷開關(guān)、瓷底膠蓋閘刀開關(guān)，簡(jiǎn)稱刀開關(guān)。它可分為單相閘刀開關(guān)和三相閘刀開關(guān)，它的外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)如圖4-4所示。閘刀開關(guān)除了能接通、斷開電源外，其內(nèi)部一般會(huì)安裝熔絲，因此還能起過流保護(hù)作用。

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

閘刀開關(guān)的型號(hào)含義說明如下：

4.1.4 鐵殼開關(guān)

鐵殼開關(guān)又稱為封閉式負(fù)荷開關(guān)，它的外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)如圖4-5所示。

鐵殼開關(guān)是在閘刀開關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而設(shè)計(jì)出來(lái)的，它的主要優(yōu)點(diǎn)如下。

① 在鐵殼開關(guān)內(nèi)部有一個(gè)速斷彈簧，在操作手柄打開或關(guān)閉開關(guān)外蓋時(shí)，依靠速斷彈簧的作用力，可以使開關(guān)內(nèi)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(guān)內(nèi)部具有聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)開關(guān)外蓋打開時(shí)，手柄無(wú)法合閘，當(dāng)手柄合閘后，外蓋無(wú)法打開，這就使得操作更加安全。

鐵殼開關(guān)常用在農(nóng)村和工礦的電力照明、電力排灌等配電設(shè)備中，與閘刀開關(guān)一樣，鐵殼開關(guān)也不能用作頻繁的通斷控制。

鐵殼開關(guān)的型號(hào)含義說明如下。

4.1.5 組合開關(guān)

組合開關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)，它是一種由多層觸點(diǎn)組成的開關(guān)。

（1）外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)

組合開關(guān)外形、結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖4-6所示。圖中的組合開關(guān)由三層動(dòng)、靜觸點(diǎn)組成，當(dāng)旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)，可以同時(shí)調(diào)節(jié)三組動(dòng)觸點(diǎn)與三組靜觸點(diǎn)之間的通斷。為了有效地滅弧，在轉(zhuǎn)軸上裝有彈簧，在操作手柄時(shí)，依靠彈簧的作用可以迅速接通或斷開觸點(diǎn)。

組合開關(guān)不宜進(jìn)行頻繁的轉(zhuǎn)換操作，常用于控制4kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。

（2）型號(hào)與參數(shù)

組合開關(guān)的型號(hào)含義說明如下。

常用組合開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)見表4-2。

4.1.6 倒順開關(guān)

倒順開關(guān)又稱可逆轉(zhuǎn)開關(guān)，屬于較特殊的組合開關(guān)，專門用來(lái)控制小容量三相異步電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。倒順開關(guān)的外形與符號(hào)如圖4-7所示。

倒順開關(guān)有“倒”、“停”、“順”3個(gè)位置。當(dāng)開關(guān)處于“停”位置時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)均處于斷開狀態(tài)，如圖4-7（b）所示；當(dāng)開關(guān)由“停”旋轉(zhuǎn)至“順”位置時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)U、V、W分別與靜觸點(diǎn)L1、L2、L3接觸；當(dāng)開關(guān)由“停”旋轉(zhuǎn)至“倒”位置時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)U、V、W分別與靜觸點(diǎn)L3、L2、L1接觸。

4.1.7 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)由多層觸點(diǎn)中間疊裝絕緣層而構(gòu)成，它主要用來(lái)轉(zhuǎn)換控制電路，也可用作小容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、換向和變速等。

（1）外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的外形、符號(hào)和觸點(diǎn)分合表如圖4-8所示。

圖4-8所示的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)有6路觸點(diǎn)，它們的通斷受手柄的控制。手柄有Ⅰ、0、Ⅱ3個(gè)擋位，手柄處于不同擋位時(shí)，6路觸點(diǎn)通斷情況不同，從圖4-8（b）所示的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)符號(hào)可以看出不同擋位觸點(diǎn)的通斷情況。在萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)符號(hào)中，“”表示一路觸點(diǎn)，豎虛線表示手柄位置，觸點(diǎn)下方虛線上的“·”表示手柄處于虛線所示的擋位時(shí)該路觸點(diǎn)接通。例如，手柄處于“0”擋時(shí)，6路觸點(diǎn)在該擋位虛線上都標(biāo)有“·”，表示在“0”擋位時(shí)6路觸點(diǎn)都是接通的；手柄處于“Ⅰ”擋時(shí)，第1、3路觸點(diǎn)相通；手柄處于“Ⅱ”擋時(shí)，第2、4、5、6路觸點(diǎn)是相通的。萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)在不同擋位的通斷情況也可以用圖4-8（c）所示的觸點(diǎn)分合表說明，“×”表示相通。

（2）型號(hào)含義

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)的型號(hào)含義說明如下。

4.1.8 行程開關(guān)

行程開關(guān)是一種利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰壓使觸點(diǎn)接通或斷開的開關(guān)。

（1）外形、結(jié)構(gòu)與符號(hào)

行程開關(guān)的外形與符號(hào)如圖4-9所示。

行程開關(guān)的種類有很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式（或稱按鈕式）、旋轉(zhuǎn)式、微動(dòng)式和組合式等。圖4-10所示是直動(dòng)式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)與按鈕開關(guān)的基本相同，但將按鈕改成推桿。在使用時(shí)將行程開關(guān)安裝在機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)路徑上，當(dāng)機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)到行程開關(guān)位置時(shí)，會(huì)撞擊推桿而讓常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)接通。

（2）型號(hào)含義

行程開關(guān)的型號(hào)含義說明如下。

4.1.9 接近開關(guān)

接近開關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)位置開關(guān)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體靠近接近開關(guān)時(shí)，接近開關(guān)能感知物體的存在而輸出信號(hào)。接近開關(guān)既可以用在運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行行程控制和限位保護(hù)，又可以用作高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、檢測(cè)物體大小等。

（1）外形與符號(hào)

接近開關(guān)的外形和符號(hào)如圖4-11所示。

（2）種類與工作原理

接近開關(guān)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(yīng)型和超聲波型等，其中高頻振蕩型接近開關(guān)最為常見。高頻振蕩型接近開關(guān)的組成如圖4-12所示。

當(dāng)金屬檢測(cè)體接近感應(yīng)頭時(shí)，作為振蕩器一部分的感應(yīng)頭損耗增大，迫使振蕩器停止工作，隨后開關(guān)電路因振蕩器停振而產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)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(huì)產(chǎn)生吸合動(dòng)作來(lái)接通或斷開電路。

（3）型號(hào)含義

接近開關(guān)的型號(hào)含義說明如下。

4.1.10 開關(guān)的檢測(cè)

開關(guān)種類有很多，但檢測(cè)方法大同小異，一般采用萬(wàn)用表的電阻擋檢測(cè)觸點(diǎn)的通斷情況。下面以圖4-13所示的復(fù)合型按鈕開關(guān)為例來(lái)說明開關(guān)的檢測(cè)，該按鈕開關(guān)有一個(gè)常開觸點(diǎn)和一個(gè)常閉觸點(diǎn)，共有4個(gè)接線端子。

復(fù)合按鈕開關(guān)的檢測(cè)可分為以下兩個(gè)步驟。

① 在未按下按鈕時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。復(fù)合型按鈕開關(guān)有一個(gè)常閉觸點(diǎn)和一個(gè)常開觸點(diǎn)。在檢測(cè)時(shí)，先測(cè)量常閉觸點(diǎn)的兩個(gè)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(cè)量常開觸點(diǎn)的兩個(gè)接線端子之間的電阻，若常開觸點(diǎn)正常，數(shù)字萬(wàn)用表會(huì)顯示超出量程符號(hào)“1”或“OL”，用指針萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)電阻為無(wú)窮大。

② 在按下按鈕時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)時(shí)，將按鈕按下不放，分別測(cè)量常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)兩個(gè)接線端子之間的電阻。如果按鈕開關(guān)正常，則常閉觸點(diǎn)的電阻應(yīng)為無(wú)窮大，如圖4-14（b）所示，而常開觸點(diǎn)的電阻應(yīng)接近0?；若與之不符，則表明按鈕開關(guān)損壞。

在測(cè)量常閉或常開觸點(diǎn)時(shí)，如果出現(xiàn)阻值不穩(wěn)定現(xiàn)象，則通常是由于相應(yīng)的觸點(diǎn)接觸不良造成的。因?yàn)殚_關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，如果檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)不正常，可將開關(guān)拆開進(jìn)行檢查，找出具體的故障原因，并進(jìn)行排除，無(wú)法排除的就需要更換新的開關(guān)。