《机电控制技术》-单元二

项目１刀开关的附件和分类任务１刀开关的附件如果单从刀开关本身的结构而言，由于结构（动静触刀、绝缘底板和接线端子）极其简单，其用途也十分有限，所以实际应用的刀开关都是在最基本的硬件基础上增加了各种各样的附件来增强其功能，以构成不同功用的有更强性能的刀开关（隔离器），这些附件如下：（１）外壳。防止人意外触电和电弧伤人以及外界异物对开关的危害。（２）熔断器。短路或过电流保护。（３）操作杠杆以及连杆。下一页返回项目１刀开关的附件和分类省力、操作安全和延伸人能操作的范围，以及动力操作的连接部分。（４）加力弹簧。加快通断有利于灭弧、增加动静触头间的压力、减小接触电阻、并能使分合闸快速到位。（５）灭弧罩。熄灭电弧，只有装有灭弧罩的刀开关才能作为负荷开关使用。（６）静触点。单刀双掷的另一组触点，双刀的另外一个静触点。（７）刀片。对应于双刀。（８）锁定机构。主要用于有更高安全性能要求的隔离器以及负荷开关。（９）指示灯。指示其工作状态。上一页下一页返回项目１刀开关的附件和分类任务２刀开关的分类１.根据刀开关控制的极数分类（１）单极。较为少见，可用于实验室中控制低压直流电路，以及在控制电路中用于控制方式的切换。（２）二极。可同时控制两个电流的通断，可用于单相负荷或两相负荷的控制。（３）三极。可用于三相负荷的通断控制和电动机电路的控制。（４）四极。主要用于可断开零线的供配电系统。２.根据投掷方向分类上一页下一页返回项目１刀开关的附件和分类单投只有一组静触刀，只能对一路进行通断控制；双投的有两组静触点，可以进行切换控制，主要应用于双电源的切换以及双设备的切换。３.根据有无灭弧罩分类作为隔离器用的刀开关没有灭弧罩，如果是负荷开关就一定有灭弧罩。４.根据操作方式分类１）根据操作的直接性分类直接手柄操作式：用于低电压场合，可以人工近距离操作。杠杆手动操作机构式：通过杠杆操作，既省力也增加了操作的安全性。上一页下一页返回项目１刀开关的附件和分类电动操作机构式：在高电压场合使用，如果需要远程（距离）控制，则需要采用电动操作机构。２）根据操作位置分类中央操作的用于隔离开关；侧面操作的用于负荷开关；正面操作的也多是没有杠杆的刀开关，手柄短仅在正面进行手动操作即可；背面操作的多见于配电柜，刀开关装置位于配电柜里，人在柜前即可操作，不但方便而且安全。５.根据功能分类隔离器与负荷开关。上一页返回项目２隔离器与负荷开关任务１隔离器在对电气设备带电部分进行维修时，必须要保证这些部分处于无电状态，把这些设备与电源断开并隔离的电器就是隔离器。它要求断开的动、静触点间必须明显可见，还要必须达到规定的电气间隙。所以隔离器分断后都有足够的距离，并且大多数的隔离器都是没有外壳的（即使有也是透明的），可以明显地看到分断开的两触点的情况。另外除了电气方面的安全外，为了防止人为因素的误合闸，有的隔离器还设计有锁定机构，可以用挂锁把隔离器锁定在断开位置。下一页返回项目２隔离器与负荷开关隔离器属于无载通断电器，只能通断，可忽略负载电流，不能接通和断开额定电流，而且它必须有相当大的载流能力，以保证在短路时有足够的热稳定性和动稳定性。隔离器是典型的手动电器，这里所说的手动是指操作它的信号总是由人直接发出来的（无论是否用手直接操作它的手柄），而不是通过控制系统的逻辑运算得到的（只有一种情况，就是刀开关与熔断器配合使用时，当熔断器一相断开时，为防止缺相运行，由熔断器的撞针触发刀开关断开，但只能断开不能自动闭合）。隔离器作为电源的第一级电器，只是在电路检修以及电路冷备情况下才会操作它，平时操作它的概率很小。上一页下一页返回项目２隔离器与负荷开关由于隔离器是无载通断电器，所以断路操作时是先通过断路器或者接触器切断电流，再断开隔离器的，接通操作时则是先合上隔离器，再接通断路器或者接触器。刀开关与隔离器的通用图形和文字符号，如图２－１所示。任务２负荷开关相比隔离器来说，负荷开关是可以直接对负载进行有载通断的开关电器，这就要求它必须具有一定的灭弧能力。大容量的装配装有灭弧装置，如速断弹簧、灭弧罩或者是具有灭弧功能的外壳，以及防止开启状态合闸的锁定机构等。上一页下一页返回项目２隔离器与负荷开关负荷开关要求必须要有外壳以免电弧飞出伤人，同时它的手柄要求装置于侧面，在侧面进行操作，也是出于安全角度的考虑。负荷开关属于手动电器，并且它的操作频率很有限，工作任务很轻，只能对工作性质十分缓和的电器进行现场的低频度的操作。刀开关本身没有任何的保护功能，所以常常在其后串联熔断器（详见单元三）串联组合成负荷开关。刀开关的动触头由熔断器组成时，即为熔断器式刀开关（即刀熔开关），这样的刀开关才能进行有载通断并有一定的短路和过流保护的功能。常用的刀开关有开启式负载开关、封闭式负载开关、刀熔开关、隔离开关等。上一页返回项目３开启式刀开关本项目要求掌握开启式刀开关的用途、分类、安装和操作。开启式刀开关一般在大容量低压线路及配电设备中作为电源隔离用。隔离开关处于分段状态时，动触刀和静触座之间有明显可见的断开口，可以使维修人员明确下属电路的状态，以利于安全操作。常用的开启式刀开关（又称隔离开关）有ＨＤ型单掷刀开关和ＨＳ型双掷刀开关，如图２－２所示。国产产品型号含义如下：１———刀开关型号：ＨＤ为单掷刀开关；ＨＳ为双掷刀开关。上一页下一页返回项目３开启式刀开关２———操作方式：１为中央手柄式；２为侧方正面杠杆操作机构式；３为中央正面杠杆操作机构式；４为侧面手柄式。３———额定电流（Ａ）。４———极数：１为单极；２为两极；３为三极。５———灭弧室及接线方式：０为不装灭弧室；１为装灭弧室；８为不装灭弧室板前接线方式；９为不装灭弧室板后接线方式。其中板后接线方式在倒闸操作中，对隔离开关与负荷开关的操作顺序做了严格的规定：分闸操作：先断开负荷开关，后断开隔离开关。合闸操作：应先合上隔离开关，后合上负荷开关。上一页下一页返回项目３开启式刀开关在低压线路中，常用的隔离开关的额定电压为３８０Ｖ，额定电流有１００Ａ、２００Ａ、４００Ａ、６００Ａ、１０００Ａ、１５００Ａ等几种规格。隔离开关应安装在线路总开关之前，以保证在线路、设备维修时，包括维修总开关时也能断开电源。安装隔离开关时，在合闸状态时，手柄应该向上，不准横装和倒装，静触头接电源，用电设备接到静触头的端子上。开启式负荷开关又称闸刀或瓷底胶盖开关，结构简单，是应用最广泛的手动电器之一。上一页下一页返回项目３开启式刀开关开启式负荷开关常用于交流额定电压为３８０／２２０Ｖ，额定电流为１００Ａ以内的照明配电线路中，和小容量电动机控制线路中，作不频繁的接通和分断用。ＨＫ系列开启式负荷开关是由刀开关和熔体（一般为熔丝）组合而成的一种电器。结构类似于开启式刀开关，上、下两块胶盖，覆盖带电部分，操作时电弧不至于飞出胶盖而灼伤操作人员，更换熔丝时，可打开下胶盖，如图２－３所示。ＨＫ１系列开启式负荷开关没有灭弧装置，开关的触刀和触刀座易被电弧烧伤，从而引起过热和接触不良，因此不宜用于频繁地接通和分断电路中。上一页下一页返回项目３开启式刀开关ＨＫ１系列刀开关的型号含义如图２－４所示，图形文字符号如图２－５所示。ＨＫ１系列开启式负荷开关有两极和三极两种。两极的常用于照明电路和单相电动机控制线路中，额定电压为２２０Ｖ或２５０Ｖ，额定电流有１０Ａ、１５Ａ、３０Ａ、６０Ａ四种。三极的常用于控制小容量三相交流电动机，额定电压为３８０Ｖ或５００Ｖ，额定电流有１５Ａ、３０Ａ、６０Ａ三种。选用时，控制照明线路可选额定电压２５０Ｖ，额定电流大于或等于电路最大工作电流的两极开关；控制电动机起、停时，可选用额定电压３８０Ｖ或５００Ｖ，额定电流大于或等于电动机额定工作电流３倍的三极开关。上一页下一页返回项目３开启式刀开关操作这种开关时，动作应迅速、果断，尽快使电弧熄灭，以减轻电弧对触刀及触座的灼伤。使用这种开关时，当熔丝熔断时，电弧易灼伤胶盖，破坏开关的绝缘结构。有的地方性电力设备运作规程中规定，开启式负荷开关严禁安装熔丝。上一页返回项目４封闭式负荷开关本项目要求掌握封闭式负荷开关的结构、用途、选用和操作。封闭式负荷开关俗称铁壳开关。用于额定电压为ＡＣ３８０Ｖ和ＤＣ４４０Ｖ的小电流电路中，一般用于控制小容量的交流异步电动机，具有线路保护功能，在一定条件下，也可起到连续过负荷保护的作用。常用的ＨＨ系列铁壳开关的结构及外形如图２－６所示。它由刀开关、熔断器、灭弧装置、操作机构等组成，封闭在铁壳内。三极动触刀固定在一根绝缘的方轴上，由手柄操作，并装有机械连锁装置，保证盖子打开时开关不能闭合及开关闭合时箱盖不能打开，以保证操作者的安全。下一页返回项目４封闭式负荷开关操作机构中，在手柄转轴与底座之间装有一个速断弹簧，用钩子扣在转轴上，当操作手柄进行分闸或合闸操作时，开始阶段Ｈ型的动触刀并不移动，只拉伸了弹簧，储存了能量。当转轴转到一定角度时，弹簧的弹性拉力就使动触刀迅速从静插座中拉开或将动触刀迅速嵌入静插座中，使分断和接通时间缩短，从而有利于灭弧。常用的三极铁壳开关的额定电压为３８０Ｖ，额定电流有１５Ａ、３０Ａ、６０Ａ、１００Ａ、２００Ａ等多种规格。动触头有Ｈ型双断点刀片式和单刀片式（主刀片下有副刀片），静触头上装有灭弧装置。壳体有铸铁和薄钢板两种，安装的熔断器有瓷插式和封闭管式两种。上一页下一页返回项目４封闭式负荷开关选用铁壳开关时，应注意必须使其额定电压大于或等于线路的工作电压；开关额定电压对于电热照明灯等纯阻性负载应大于或等于线路的额定电流；对于电动机等冲击性负载，开关的额定电流应按电动机额定工作电流的３倍来选择。铁壳开关型号的含义如图２－７所示，图形符号及文字符号如图２－８所示。铁壳开关在安装时，外壳应可靠地接地，防止意外漏电造成触电事故。上一页返回项目５熔断器式开关本项目要求知道刀熔开关的结构和型号的选用。熔断器式开关俗称刀熔开关，它是一种新型电器，有多种结构形式。它是由ＲＴＯ型熔断器、静触头、操作结构和瓷质底座组成的。刀熔开关大多应用于开关柜和与终端电器配套的电器装置中，作为线路或设备的通断控制及重过载和线路保护之用。刀熔开关的熔断器即它的动触刀，固定在带有弹簧钩子的锁板的绝缘梁上，由操作机构控制。静桩上装有安全挡板和灭弧室，灭弧室由酚醛纸板和薄钢板冲制的栅片铆合而成。ＨＲ系列熔断器式刀开关型号的含义如图２－９所示。下一页返回项目５熔断器式开关操作与检修方式的代号含义如下：３１为前面侧方操作前检修式；３２为前面中央操作后检修式；３３为侧面操作前检修式；３４为无面板侧面操作式。常用的刀熔开关有ＨＲ３系列、ＨＲ５系列、ＨＲ１１系列、ＨＲ２０系列等。上一页返回项目６组合开关组合开关其实就是一种转换开关，它动作时可实现多组触头的接通或断开。它具有体积小，接线方式多，使用可靠，机构简单，灭弧性能好，电寿命高等特点。１.型号型号中各部分含义如图２－１０所示。２.用途组合开关广泛应用于电气设备中，用于非频繁接通和分断电路，以及转换电源和负载中，用于测量三相电压线路以及控制小容量异步电动机的起、停、换向和星三角的启动。３.结构及规格下一页返回项目６组合开关ＨＺ１０－１０／３型组合开关的结构如图２－１１所示。它是由多个圆形胶木触头座堆叠而成，圆心处安装方形转轴，由操作手柄带动操作机构进行操作，可实现多组触头同时动作。动触头由两片磷铜片与具有良好灭弧性能的绝缘钢纸板铆合而成。其结构有９０°和１８０°两种。在１８０°的结构中，动触头上有弹性夹口以保证动、静触头之间有一定的接触压力。动触头连同与之铆合在一起的隔弧板套在绝缘方轴上，两个静触头则分置于胶木触头座边沿的两个凹槽内，其接触端杆在隔弧板内（分段位置），或被夹于动触头的两块铜片当中（接通位置），其接线端伸出触头座外。每当绝缘方轴转过９０°（或１８０°）时，触头就接通或分断一次，触头通断时产生的电弧就在隔弧板的槽内被熄灭。上一页下一页返回项目６组合开关在触头盒的上方有操作机构。由于扭转弹簧具有贮能的作用，操作呈现出了瞬时动作的性质。因此，触头分合迅速，不受操作速度的影响。触头盒的下方有一块供安装用的钢制底板。常用的组合开关有ＨＺ５系列、ＨＺ１０系列、ＨＺ１５系列等。ＨＺ５系列开关有９种组合，即双极开关、三极开关、四极开关、两电源可装换双极开关、电动机可逆控制开关、两电源可转换三极开关、星三角启动开关、双速电动机开关、三速电动机开关。额定电压为３８０Ｖ（直流２２０Ｖ），额定电流分别有１０Ａ、２５Ａ、６０Ａ、１００Ａ等多种规格。ＨＺ１５系列组合开关是在ＨＺ１０系列基础上发展起来的达标产品。上一页返回项目７刀开关的正确安装、操作与选择正确操作：不论分合，操作一定要到位，三相要同步，负荷开关要在侧面操作。隔离器要无载操作，不能接通和分断额定电流，这就要求送电时要先合上隔离器再接通断路器，停电时顺序相反。一旦发生带载操作隔离器，应做到合闸时“宁错不回”，断闸时“弧大即返