开关及其系列
出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2695页（2991字）
4．1．1 刀开关
刀开关一般由操作手柄、刀刃、静插座(刀夹)和绝缘底板等组成，是最简单的手动切换开关。刀刃由手柄推入刀夹，电路接通，否则电路为切断状态。刀开关按刀刃的极数，分为单极、双极和三极几种；按刀刃投向可分为单投向和双投向(双投向适用于需二种不同的电路连接形式)；按结构可做成开启式或封闭式，有的刀开关还附有熔断器。刀开关的体积较大，每小时接通切断的次数很低，常用作电源引入开关等。
刀开关已淘汰的有HD0～HD9、HS0、HS1、HS3等系列，不建议采用HD11～HD14、HS11～HS14等系列。推荐采用HD11B～HD14B、HS11B～HS14B等系列，HD10系列仅适用于控制回路，HD16系列隔离开关适用于整流装置的直流电路。
HD11～HD14系列刀开关和HS11～HS13系列刀形转换开关用于交流50HZ、额定电压380V或直流额定电压440V、额定电流1500A以下的控制电器设备。其分类见表8．2－29，型号的意义如下：
表8．2－29 HD和HS系列刀开关分类表
HR3系列带熔断器式刀开关适用于交流50HZ，电压380V或直流电压440V、额定电流100～600A的电气设备，具有短路保护功能，但在正常供电情况不能频繁接通和切断。其系列型号的意义如下：
由刀开关和熔断器组合而成的负荷开关带有灭弧装置，并配有钢板或铁防护外壳，能快速分断和接通，操作灵活方便，使用安全可靠。其主要型号有HH3、HH4、HH11系列等，技术数据分别见表8．2－30和8．2－31
表8．2－30 HH3、HH4系列负荷开关主要技术数据
表8．2－31 HH11系列负荷开关主要技术数据
注：Z为中性接线柱。
4．1．2 组合开关
组合开关是结构比较紧凑的手动切换开关电器，由单极或多极接触片叠装在一旋转轴上组合而成。为了在开关通断电路时使电弧迅速熄灭，开关转轴上均装有快速动作机械装置。组合开关按极数有单极、双极、三极和四极几种；按额定电流分为10、20、40、60、100A等几种。组合开关一般用于电气线路作电源引入开关，亦可作为小型电动机的起停和正反转控制开关。
应用组合开关控制小型三相交流电动机时，每小时通断次数不宜超过15～20次，开关的额定电流一般选为电机额定电流的1．5～2．5倍。用于正反转控制时，应在电动机完全停止以后再反向起动。
常用的组合开关有HZ5、HZ10等系列。其中，HZ5系列组合开关是替代HZ1、HZ2、HZ3等系列组合开关的品种。HZ5系列开关的额定电流分10、20、40、60A四种；开关定位特征代号与控制电动机功率参数见表8．2－32与8．2－33。其型号意义如下：
表8．2－32 开关定位特征
表8．2－33 开关的额定电流及控制三相鼠笼感应电动机功率
HZ10系列组合开关是替代HZ1、HZ2系列的产品，其主要技术参数见表8．2－34。
表8．2－34 HZ10系列组合开关的额定电压及额定电流
4．1．3 自动开关
自动开关又称低压断路器、自动空气断路器或自动空气开关，是既具开关作用又有自动保护功能的电器。其保护功能，一般有短路保护、欠压和失压保护以及过载保护。自动开关的工作原理及电路符号如图8．2－36所示。自动开关触点的通断，根据类型的不同可由手动或电动操作。自动开关触点闭合以后，遇故障时自动分断，起保护作用。
图8．2－36 自动开关原理
1、7、12－弹簧，2－触点，3、4－锁扣、5－支点，6－推杆，8－衔铁，9－欠压脱扣器铁心，10－发热元件，11－双金属片，13－衔铁，14－短路脱扣器铁心
短路保护由短路脱扣器14完成。正常额定电流工作时，衔铁13所受弹簧12的拉力大于电磁力，13不吸合；短路时，电流大增，电磁力亦巨增，13吸合，推动杆6向上，将3、4锁扣脱开，触点2受弹簧1拉力分断，达到切断电路作用。
欠压与失压保护，依靠欠压脱扣器9完成。正常额定电压时，衔铁8吸合，发生欠压或失压，衔铁8被弹簧7拉开，推动杆6向上，脱开锁扣，触点2分断。
过载保护依靠热脱扣器完成。11为双金属片，两层金属热膨胀系数不同，受热后向上弯曲。10为发热元件，过载时电流使发热元件与双金属片温度上升，推动杆6，触点2分断。
自动开关类型很多，从外形可分为塑料外壳式和框架式；从操作方面可分为手动式、机动式和电动式；按接通电路的极数可分为单极、双极、三极和多极。机械设备常用的自动开关有DZ5、DZ10等型号。原DW0、DW1、DW5、DW7、DW8、DS1～4、DS10等型号已为淘汰产品。
DZ5、DZ5B型自动开关为塑料外壳式单极自动开关，适用于开关板控制线路、照明线路的过负荷和短路保护装置，其系列、规格及技术数据见表8．2－35。DZ5－20、DZ5－50型自动开关为塑料外壳式自动开关，适用于不频繁操作的小容量电动机或电气设备的过负荷和短路保护，其技术数据见表8．2－36。DZ10系列自动开关为塑料外壳式，作不频繁通断的电路、电器、电动机的过负荷及短路保护装置用，其脱扣器瞬时动作整定值见表8．2－37。
表8．2－35 DZ5、DZ5B自动开关技术数据
表8．2－36 DZ5－20、DZ5－50型自动开关技术数
表8．2－37 DZ10系列自动开关复式脱扣器及电磁脱扣器瞬时动作整定值
