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开关弹簧工作原理


低压开关电器主要用作电源的隔离、线路的庇护与控制。常用的低压开关电器有:
一、刀开关
刀开关又称闸刀开关,是一种布局简单、应用广泛的手动电器。在低压电路中,作为不频繁接通和分断电路用,或用来将电路与电源隔离。
刀开关的典型布局。它由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。鞭策手柄来实现触刀插入插座与脱离插座的控制,已达到接通电路和分段电路的要求。刀开关的种类很多,按刀的极数可分为单极、双极和三极。按刀的转换标的目的可分为单掷和双掷;按灭弧情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩;按接线方式可分为板前接线式和板后接线式。下面只介绍由刀开关和熔断器组合而成的负荷开关,负荷开关分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种。
开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关,简称闸刀开关。出产中常用的是HK系列开启式负荷开关,适用于照明和小容量电动机控制线路中,供手动不频繁地接通和分断电路,并起短路庇护作用。
封闭式负荷开关是在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关。在操作机构中,手柄转轴与底座之间装有速动弹簧,使刀开关的接通与断开速度与手柄操作速度无关。封闭式负荷开关的操作机构有两个特点:一是采用了储能合闸方式,操作一根弹簧使开关的分合速度与手柄操作速度无关,这既改善开关的灭弧性能,又能防止触点阻滞在中心位置,从而提高开关的通断能力,延长其使用寿命;二是操作机构上装有机械联锁,它可以保证开关合闸时不能打开防护铁盖,而当打开防护铁盖时,不能将开关合闸。
封闭式负荷开关在电路图中的符号与开启式负荷开关不异。
 
二、组合开关
组合开关又称转换开关,常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中,供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、住手和正反转。
组合开关它实际上就是由多节触点组合而成的刀开关。与普通闸刀开关的区别是转换开关用动触片代替闸刀,操作手柄在平行于安装面的平面内可摆布转动。开关的三对静触点别离装在三层绝缘垫板上,并附有接线柱,用于与电源及用电设备相接。动触点是用磷铜片(或硬紫铜片)和具有良好灭弧性能的绝缘钢纸板铆合而成,并和绝缘垫板一起套在附有手柄的方形绝缘转轴上。手柄和转轴能在平行于安装面的平面内沿顺时针或逆时针标的目的每次转动90°,带动三个动触点别离与三对静触点接触或分离,实现接通或分断电路的目的。开关的顶盖部门是由滑板、凸轮、扭簧和手柄等组成的操作机构。由于采用了扭簧储能,可使触点快速闭合或分断,从而提高了开关的通断能力。
组合开关的常用产物有:HZ6、HZ10、HZ15系列。一般在电气控制线路中遍及采用的是HZ10系列的组合开关。组合开关有单极、双极和多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的;不凡类型的转换开关是各极交替通断,以满足不同的控制要求。其暗示方法类似于万能转换开关。
 
三、低压断路器
 
低压断路器即低压主动空气开关,又称主动空气断路器。它既能带负荷通断电路,又能在失压、短路和过负荷时主动跳闸,庇护线路和电气设备,是低压配电网络和电力拖动系统中常用的主要庇护电器之一。低压断路器具有操作安全、工作可靠、动作值可调、分断能力较高等长处,因此得到广泛应用。
1.DZ5—20型低压断路器。DZ5—20型低压断路器为小电流系列,其外形和布局如图5—6所示。断路器主要由动触点、静触点、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及外壳等部门组成。其布局采用立体安插,操作机构在中心,上面是由加热元件和双金属片等组成的热脱扣器,用于过载庇护。热脱扣器还配有电流调节装置,可以调节整定电流。下面是由线圈和铁芯等组成的电磁脱扣器,作短路庇护,它也有一个电流调节装置,调节瞬时脱扣整定电流。主触点在操作机构后面,由动触点和静触点组成,配有栅片灭弧装置,用以接通和分断主回路的大电流。别的还有动合辅助触点、动断辅助触点各一对。动合触点、动断触点指的是在电器没有外力作用、没有带电时触点的自然状况。当接触器未工作或线圈未通电时处于断开状况的触点称为动合触点(有时称常开触头),处于接通状况的触点称为动断触点(有时称常闭触头)。辅助触点可作为信号指示或控制电路用。主触点、辅助触点的接线柱均伸出壳外,以便于接线。在外壳顶部还伸出接通(绿色)和分断(红色)按钮,通过储能弹簧和杠杆机构实现断路器的手动接通和分断操作。
 
断路器使用时断路器的三副主触点串联在被控制的三相电路中,按下接通按钮时,外力使锁扣克服反作用弹簧的反力,将固定在锁扣上面的动触点与静触点闭合,并由锁扣锁住搭钩使动静触点保持闭合,开关处于接通状况。当线路发生过载时,过载电流流过热元件产生必然的热量,使双金属片受热向上弯曲,通过杠杆鞭策搭钩与锁扣脱开,在反作用弹簧的鞭策下,动、静触点分开,从而切断电路,使用电设备不致因过载而烧毁。
 
 
2.DZ10型低压断路器系列为大电流系列,其额定电流的等级有100A、250A、600A三种,分断能力为7~50kA。在机床电气系统中常用250A以下的等级,作为电气控制柜的电源总开关。通常将它装在控制柜内,将操作手柄伸在外面,露出“分”与“合”的字样。DZ10型低压断路器可按照需要装设热脱扣器(用双金属片作过负荷庇护)、电磁脱扣器(只作短路庇护)和复式脱扣器(可同时实现过负荷庇护和短路庇护)。
DZ10型低压断路器的操作手柄有三个位置:
(1)合闸位置。手柄向上扳,跳钩被锁扣扣,主触点闭合。(2)自由脱扣位置。跳钩被释放(脱扣),手柄主动移至中心,主触点断开。(3)分闸和再扣位置。手柄向下扳,主触点断开,使跳钩又被锁扣扣,从而完成了“再扣”的动作,为下一次合闸做好了预备。假如断路器主动跳闸后,不把手柄扳到再扣位置(即分闸位置),不能直接合闸。
DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅,因为脱扣机构的脱扣速度快,灭弧时间短,一般断路时间不超过一个周期(0.02s),断流能力就比力大。
 
3.漏电庇护断路器通常称作漏电开关,是一种安全庇护电器,在线路或设备呈现对地漏电或人身触电时,迅速主动断开电路,能有效的保证人身和线路的安全。漏电庇护断路器主要由零序互感器TA、漏电脱扣器WS、试验按钮SB、操作机构和外壳组成。本色上就是在一般的主动开关中增加一个能检测电流的感受元件零序互感器和漏电脱扣器。零序互感器是一个环形封闭的铁芯,主电路的三相电源线均穿过零序互感器的铁芯,为互感器的一次绕组;环形铁芯上绕有二次绕组,其输出端与漏电脱扣器的线圈相接。在电路正常工作时,无论三相负载电流是否平衡,通过零序电流互感器一次侧的三相电流相量和为零,二次侧没有电流。当呈现漏电和人身触电时,漏电或触电电流将经过大地流回电源的中性点,因此零序电流互感器一次侧三相电流的相量和就不为零,互感器的二次侧将感应出电流,此电畅通过使漏电脱扣器线圈,使其动作,则低压断路器分闸切断了主电路,从而保障了人身安全。
为了经常检测漏电开关的可靠性,开关上设有试验按钮,与一个限流电阻R串联后跨接于两相线路上。当按下试验按钮后,漏电断路器立即分闸,证实该开关的庇护功能良好。

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