电工项目及教程 4

《维修电工考级项目训练教程》（第三版）赵承荻王玺珍主编高等教育出版社2026年1月出版项目11低压开关类电器的识别与维修低压电器是指用于交流电压1200V、直流电压1500V以下电路中的电器。低压电器常用于低压供配电系统和机电设备自动控制系统中，实现电路的保护、控制、检测和转换等，如各种刀开关、按钮、继电器、接触器、低压断路器等。在工业企业机电设备控制领域、日常生活服务领域中，低压电器是最主要的控制器件和保护器件。因此，作为一名电气工作人员，掌握低压电器的基本结构、应用及维修操作技能十分重要。低压开关类电器主要指用手动（或机械碰触）控制的电器，如刀开关、转换开关、启动器、按钮、行程开关等，它们的特点是基本上不具备电路保护功能，由手动操控用于电路隔离，或对主电路进行不频繁的控制，或接通分断控制电路。通过本项目的学习，掌握低压开关类电器的结构、功能及使用方法与维修。1.熟悉使用各类刀开关、组合开关，会正确安装及维修。2.会正确使用按钮、行程开关等各种主令电器。3．会正确使用万能转换开关。4．能进行学习资料的收集、整理与总结，培养良好的工作习惯，具有团队合作精神。实训操作（1）低压开关类电器的识别指导教师任取2～3个电器，由学生识别电器的名称，记录型号、规格，并予以解释，填入表7-1。（2）说明该电器结构及用途。（3）操作该电器，并用仪表判断该电器的好坏。组合开关的拆装组合开关如图7-1所示。其拆卸及装配过程如下：（1）拆下手柄上的紧固螺栓，取下手柄a（2）拆下上顶盖两侧的紧固螺母，取出上顶盖、转轴弹簧和凸轮等操作机构的零件。（3）抽出绝缘方轴，取出绝缘垫板上盖，拆下3对动触点、静触点。（4）检查动、静触点有无烧损、发毛，视损坏程度进行修理或更换。（5）检查转轴弹簧是否松脱，消弧垫磨损是否严重，视实际情况决定是否更换。（6）检修完毕后按与拆卸相反的程序进行安装。（7）装配完成后，用手旋动手柄，开关动作应正常，用万用表测试各对触点的通断情况应正常。（8）用兆欧表测试各对触点间的绝缘电阻应正常。行程开关的拆装任意选择一个完好的行程开关，拆开所有的零部件，随后再复原，并观察其动作情况。相关知识01、常用低压开关低压开关主要起接通、断开、隔离及转换电路的作用，主要用作电源开关、机床电路和局部照明电路的控制开关，有时也可用来直接控制小容量电动机的启动、停止和正反转。低压开关一般为非自动切换类电器，常用低压开关主要有刀开关、组合开关、低压断路器等。由于低压断路器结构较复杂，保护功能较齐全，将在项目14中介绍。一、刀开关刀开关分开启式负荷开关和封闭式负荷开关两类。1.开启式负荷开关开启式负荷开关也称为胶壳刀开关，是一种结构简单，应用广泛的手动电器，主要用做电源隔离开关和小容量电动机不频繁启动与停止的控制电器。开启式负荷开关由手柄、熔体、静触点（触点座）动触点（触刀片）、瓷底座和胶盖组成胶盖使电弧不致飞出灼伤操作人员，防止极间电弧短路；熔体对电路起短路保护作用。刀开关在选用时应注意刀开关的额定电压要大于或等于线路实际最高电压。刀开关的额定电流当作为隔离开关使用时，应选用开关的额定电流等于或稍大于线路实际的工作电流。当直接用其控制小容量（小于5.5kW）电动机的启动和停止时，则需要选择电流容量比电动机额定值大3倍的开关。开启式负荷开关型号含义：2、封闭式负荷开关封闭式负荷开关也称铁壳开关，主要用于配电电路作电源开关、隔离开关和应急开关之用；在控制电路中，也可用于不频繁启动的28kW以下三相异步电动机。封闭式负荷开关是将动触点（触刀）静触点（夹座）作机构的手柄操控。封闭式负荷开关的操作机构有以下特点：一是采用储能合、分闸操作机构，当扳动操作手柄到一定位置时，弹簧储存的能量瞬间爆发出来，推动触点迅速合闸、分闸，因此触点动作的速度很快；二是具有机械联锁，当铁盖打开时，不能进行合闸操作，而合闸后不能打开铁盖。因此操作安全。封闭式负荷开关常用的型号有：HH3、HH4、HH10、HH11等系列。封闭式负荷开关型号含义：上述负荷开关结构较简单、价格较便宜，以前被广泛使用，但其保护性能不完善，目前已基本上被低压断路器所取代。二、组合开关1.结构及用途组合开关是刀开关的另一种结构形式，在设备自动控制系统中一般用做电源引入开关或电路功能切换开关，也可直接用于控制小容量交流电动机的不频繁操作。常用的HZ10系列组合开关如图7-1所示。之所以称为组合开关是因为绝缘座层数可以根据需要自由组合，最多可达6层。组合开关采用储能合、分闸操作机构，因此，触点的动作速度与手柄速度无关组合开关的另一种结构形式是倒顺开关，它不但能接通和分断三相交流电源，而且能改变三相交流电源的相序，用来直接实现对小容量三相异步电动机的正、反转控制。2.组合开关的选用（1）用于一般照明、电热电路时，其额定电流应大于或等于被控电路的负载电流总和。（2）当用做设备电源引入开关时，其额定电流稍大于或等于被控电路的负载电流总和。（3）当用于直接控制电动机时，其额定电流一般可取电动机额定电流的2～3倍常用的组合开关型号主要有HZ5、HZ10和HZ15等系列，而3LB、3ST等系列为引进国外产品。3.组合开关的型号含义三、低压开关的安装及使用1.开启式负荷开关（1）安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。倒装时，手柄有可能因为振动而自动下落造成误合闸，另外分闸时可能导致电弧灼手。（2）接线时，应将电源线接在上端（静触点），负载线接在下端（动触点）。这样，拉闸后胶壳刀开关与电源隔离，便于更换熔体。（3）熔体熔断故障排除后，应观察由于熔体熔化在电弧的作用下，绝缘瓷底座和胶盖内壁表面附有一层金属粉粒，这些金属粉粒将造成绝缘部分的绝缘性能下降，甚至不绝缘，致使在重新合闸送电的瞬间，造成开关本体相间短路。因此，要先用干燥的棉布或棉丝将金属粉粒擦净，再更换熔体。（4）负荷较大时，为防止出现闸刀本体相间短路，可与熔断器配合使用。将熔断器装在刀闸负荷一侧，刀闸本体不再装熔体，在应装熔体的接点上装与线路导线截面相同的铜线。此时，开启式负荷开关只做开关使用，短路保护及过负荷保护由熔断器完成。2.封闭式负荷开关（1）开关的金属外壳应可靠接地或接零（中性线），防止意外漏电使操作者发生触电事故。（2）接线时，应将电源线接在静触座的接线端子上，负荷接在熔断器一端。如果接反了进行检修时将会不安全。（3）检查封闭式负荷开关的机械联锁是否正常，速断弹簧有无锈蚀变形。3.组合开关（1）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向启动。（2）组合开关不允许频繁操作，每小时的接通次数不能超过15～20次。（3）倒顺开关接线时，应将开关两侧进出线中的一相互换，并看清开关接线。4.低压开关常见故障及处理方法见表7-2～表7-402、主令电器主令电器主要用于切换控制电路，用它来命令电动机及其他控制对象的启动、停止或工作状态的变换，因此，称这类发布命令的电器为主令电器。主令电器的种类很多，常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关及万能转换开关等。一、控制按钮控制按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号及远距离控制，也称按钮。用于接通、分断5A以下的小电流电路。按用途和触点结构的不同，分启动按钮、停止按钮和复合按钮。为了标明各按钮开关的作用，避免误操作，按钮帽常做成红、绿、黄、蓝、黑、白等颜色。有的按钮开关需用钥匙插入才能进行操作，有的按钮帽中还带指示灯。1.按钮的结构按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点、支柱连杆及外壳等组成。按钮按不受外力作用时触点的分合状态，可分为动合按钮（启动按钮）动断按钮（停止按钮）和复合按钮（动合、动断组合）。2.按钮的动作原理（1）动合按钮。未按下时，触点是断开的；按下时触点闭合；当松开后，按钮自动复位。（2）动断按钮。与动合按钮相反，未按下时，触点是闭合的；按下时触点断开；当松开后，按钮自动复位。（3）复合按钮。将动合和动断按钮组合为一体。按下复合按钮时，其动断触点先断开，然后动合触点再闭合；而松开时，动合触点先断开，然后动断触点再闭合。3.按钮的安装及选用（1）应根据控制线路的先后次序安装在控制面板上，从上到下或从左到右排列，布置整齐，排列合理，安装应牢固。（2）必须将安装按钮的金属板或金属盒与机床总接地母线相连接。（3）应保持触点的清洁，防止短路事故的发生。（4）带指示灯的按钮，因灯发热，长期使用易使塑料灯罩变形，应降低灯电压，延长使用寿命。如标称为6.3V的灯，可用在实际供电电压约为3.6V的场合。（5）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。例如，嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式；需显示工作状态的选用光标式；在非常重要处，为防止无关人员误操作，宜用钥匙操作式；在有腐蚀性气体处，要用防腐式。（6）根据工作状态指示和工作情况要求，选择按钮或指示灯的颜色。例如，启动按钮可选用白灰或黑色，优先选用白色，也允许选用绿色。急停按钮应选用红色。停止按钮可选用黑、灰或白色，优先选用黑色，也允许选用红色。（7）根据控制电路的需要选择按钮的数量，如单联钮、双联钮和三联钮等。4.按钮的型号含义二、行程开关行程开关又称限位开关，它的作用是将机械位移转变为触点的动作信号，以控制机械设备的运动，它在机电设备的行程控制中起到很大的作用。行程开关的工作原理与控制按钮相同，不同之处在于行程开关是利用机械运动部分碰撞开关的操作头而使开关的触点动作；按钮则是通过人力按动操作头而使其触点动作。1.行程开关的基本结构行程开关的种类很多，但基本结构也与按钮相同，主要由3部分组成，即触点部分操作部分和反力系统。根据操作部分运动特点的不同，行程开关可分为直动式、滚轮式、微动式以及能自动复位和不能自动复位等。2.行程开关的安装及选用（1）将挡块和传动杆及滚轮的安装距离调整在适当的位置上，且安装要牢固，否则达不到位置控制和限位的目的。（2）行程开关应紧固在安装板和机械设备上，滚轮或碰撞的方向不能装反。（3）根据应用场合及控制对象选择，如一般用途行程开关和起重设备用行程开关（4）根据安装环境选择结构形式，如开启式、防护式等。（5）根据机械运动与行程开关相互间的传力与位移关系选择合适的操作头形式。（6）根据控制电路的电压与电流选择系列常用行程开关的型号有LX5、LX10、LX19、LX23、LX29、LX33、LXW2等系列。3.行程开关的型号行程开关的型号表示及意义如下：三、万能转换开关万能转换开关主要用做控制电路的转换或功能切换、电气测量仪表的转换以及配电设备（高压油断路器、低压断路器等）的远距离控制，亦可用于控制伺服电动机和其他小容量电动机的启动、换向以及变速等。由于这种开关触点数量多，因而可同时控制多条控制电路用途较广，故称万能转换开关。1.万能转换开关的基本结构万能转换开关由触点系统、操作机构、转轴、手柄、定位机构等主要部件组成，并用螺栓组装成整体。万能转换开关的触点组数可按需要进行不同的组合用于电动机正、反转控制的LW5系列万能转换开关其手柄有0位、左转45°及右转45°三个位置。分别对应于电动机的停止、正转和反转三种运行状态。用万能转换开关控制电动机正、反转的控制电路将在后面介绍。万能转换开关的手柄形式有旋钮式、普通式、带定位钥匙式和带信号灯式