1.3 低壓開關和低壓斷路器

1.3.1 刀開關

刀開關是一種手動電器，廣泛應用于配電設備作隔離電源用，有時也用于直接起動較小容量的籠型異步電動機。

刀開關主要有膠蓋刀開關和鐵殼刀開關兩種，有些刀開關內裝有熔斷器，兼有短路保護功能。

膠蓋刀開關俗稱閘刀開關，結構簡單，曾是應用最廣泛的一種手動電器，如圖1-7所示，主要用于電路的電源開關和容量小于7.5kW的異步電動機。常用的刀開關按極數分有單極、雙極與三極開關，其圖形及文字符號如圖1-8所示。

刀開關安裝時，手柄應向上，不得倒裝或平裝，避免由于重力自動下落，引起誤動合閘。接線時，應將電源線接在上端，負載線接在下端，斷開后刀開關的刀片與電源隔離，既便于更換熔絲，又可防止可能發生的意外事故。

刀開關的主要技術參數有：額定電壓、額定電流、通斷能力、刀開關電壽命。

近年來很多場合下，低壓斷路器取代了刀開關，刀開關的使用逐漸減少。

1.3.2 組合開關

組合開關又稱轉換開關，實質上是一種特殊的刀開關，不同的是一般刀開關的操作手柄是在垂直于安裝面的平面內向上或向下轉動，而組合開關的操作手柄則是在平行于安裝面的平面內向左或向右轉動。

組合開關多用在機床電氣控制電路中，作為電源的引入開關，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中作電源開關，也可以用作不頻繁地接通和斷開電路、換接電源和負載，以及控制5kW以下的小容量電動機的正轉、反轉和星-三角起動等。

組合開關的外形、結構和圖形及文字符號如圖1-9所示。組合開關由若干動觸片（動觸頭）和靜觸片（靜觸頭）分別裝于數層絕緣座內而成，動觸片安裝在手柄的轉軸上，當轉動手柄時，每層的動觸片隨方形轉軸一起轉動，并使靜觸片插入相應的動觸片中，可實現多條電路、不同連接方式的轉換。

組合開關的主要技術參數有額定電壓、額定電流、極數等。常用型號有HZ5、HZ10、HZ15等系列。

1.3.3 低壓斷路器

低壓斷路器俗稱自動空氣開關，是低壓配電系統和電力拖動系統中非常重要的電器，它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，集控制與多種保護于一身，并具有操作安全、使用方便、工作可靠、安裝簡單、分斷能力高等優點，因此得到廣泛應用。

低壓斷路器的外形如圖1-10所示，結構原理如圖1-11所示。

低壓斷路器由以下3個基本部分組成：

1）主觸點和滅弧裝置。主觸點是斷路器的執行元件，用來接通和斷開主電路，為提高其分斷能力，主觸點上裝有滅弧裝置。

2）具有不同保護功能的脫扣器。脫扣器是斷路器的感受元件，當電路出現故障時，脫扣器感測到故障信號后，經由自由脫扣器使主觸點分斷，從而起到保護作用。脫扣器有熱脫扣器、欠電壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。由具有不同保護功能的各種脫扣器可以組合成不同性能的低壓斷路器。

3）自由脫扣機構和操作機構。自由脫扣機構是用來聯系操作機構和主觸點的機構，當操作機構處于閉合位置時，也可操作分勵脫扣機構進行脫扣，將主觸點斷開。操作機構是實現斷路器閉合、斷開的機構。通常，電力拖動控制系統中的斷路器采用手動操作機構。

低壓斷路器的開關主觸點依靠操作機構手動或電動合閘。主觸點閉合后，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯，欠電壓脫扣器的線圈與電源并聯。當電路發生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構動作，主觸點斷開主電路。當電路過載時，熱脫扣器的熱元件發熱使雙金屬片變形，頂動自由脫扣機構動作。當電路欠電壓時，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構動作。分勵脫扣器則用作遠距離分斷電路。

三相低壓斷路器的圖形及文字符號如圖1-12所示。

低壓斷路器的種類很多，主要有DW15、DW16、DW17（ME）、DW45系列，DZ5、DZ12、DZ15、DZ20、DZ47系列，DS系列，DWX15、DZX10系列。

1.3.4 漏電保護斷路器

當電路或設備出現對地漏電或人身觸電時，漏電保護斷路器能迅速自動切斷電源，從而避免造成事故，它是最常用的一種漏電保護電器。

漏電保護斷路器按其檢測故障信號的不同，可分為電壓型和電流型兩類。由于電壓型漏電保護斷路器存在可靠性差等缺點，目前已被淘汰。這里僅介紹電流型漏電保護斷路器。

漏電保護斷路器一般由零序電流互感器、漏電脫扣器、開關裝置三部分組成。零序電流互感器用于檢測漏電流的大小；漏電脫扣器能將檢測到的漏電流與一個預定基準值比較，從而判斷是否動作；開關裝置是受漏電脫扣器控制的能接通和分斷被保護電路的機構。

根據結構不同，目前常用的電流型漏電保護斷路器分為電磁式和電子式兩種。

1.電磁式電流型漏電保護斷路器

電磁式電流型漏電保護斷路器的特點是把漏電電流直接接通漏電脫扣器來操作開關裝置，它由開關裝置、試驗回路、電磁式漏電脫扣器和零序電流互感器組成。它適用于交流50Hz、額定工作電壓至400V、額定工作電流為16～630A的配電網絡電路中作為漏電保護之用，也可作為電動機的不頻繁起動及過載、短路保護。

2.電子式電流型漏電保護斷路器

電子式電流型漏電保護斷路器的特點是把漏電電流經過電子放大電路后使漏電脫扣器動作，從而操作開關裝置。

電子式漏電保護斷路器的工作原理與電磁式大致相同。只是當漏電電流超過基準值時，立即被放大并輸出具有一定驅動功率的信號使漏電脫扣器動作。

漏電保護斷路器有單相式和三相式兩種，單相式主要產品有DZL18-20型，三相式有DZ15L、DZ47L、DS250M等。漏電保護斷路器的額定漏電動作電流為30～100mA，漏電脫扣器動作時間小于0.1s。

3.漏電保護斷路器的選用

1）手持電動工具、移動電器、家用電器應選用額定漏電動作電流不大于30mA的快速動作的漏電保護斷路器，動作時間少于0.1s。

2）單臺電機設備可選用額定漏電動作電流為30mA及以上、100mA以下快速動作的漏電保護斷路器。

3）有多臺設備的總保護應選用額定漏電動作電流為100mA、快速動作的漏電保護斷路器。