开关电器和熔断器的使用方法

1.刀开关（QS）

刀开关俗称刀闸，是一种最常用的手动电器。刀开关由刀片（动触点）和刀座（静触点）装在瓷质的底板上再配上胶木盖构成。刀开关分为单极、双极和三极几种，其电路及文字符号如图2-1所示。

刀开关用于不频繁地接通和切断电源，选用刀开关时应根据电源的负载的情况确定其额定电压和额定电流。两极和三极刀开关本身均配有熔断器。

图2-1 刀开关的电路及文字符号

用刀开关切断电流时，由于电路中电感和空气电离的作用，刀片与刀座分开时会产生电弧，特别当切断较大电流时，电弧持续不易熄灭。因此，为安全起见，不准用无隔弧、灭弧装置的刀开关切断大电流。在继电-接触器控制系统中，刀开关一般作为隔离电源用，而用接触器接通和断开负载。

2.转换开关（SA）

转换开关是一个多挡位、多触点，能够控制多回路的低压电器。它广泛应用于各种控制设备中线路的换接、遥控和电流表、电压表的换相测量等；也可用于控制小容量电动机的起、停止、换向、调速。转换开关有单极、双极、三极和多极之分。

转换开关的接触系统是由数个装嵌在绝缘壳体内的静触点座和可动支架中的动触点构成的。动触点是双断点对接式的触桥，在附有手柄的转轴上，随转轴旋至不同位置使电路接通或断开。定位机构采用滚轮卡棘轮结构，配置不同的限位件，可获得不同挡位的开关。转换开关的图形符号如图2-2所示。

图2-2 转换开关图形符号

转换开关的触点通断状态可以用图表来表示，图2-2所示的三极3位转换开关可用表2-2来表示。

表2-2 三极3位转换开关触点通断状态表

注：“0”表示触点断开；“1”表示触点接通。

3.熔断器（FU）

熔断器是一种最常见的短路保护器件。如图2-3a、b、c所示，熔断器按照其结构和用途分为管式、插式、螺旋式、无填料密封式、有填料密封式、快速式等。图2-3d为熔断器图形及文字符号。熔断器中的熔丝或熔片统称为熔体，熔体一般用电阻率较高的易熔合金制成。熔断器串接在电路中，在额定电流情况下，熔体不熔断，当发生短路或严重过载时，熔体立即熔断切断电源，保护电路和设备不受损坏。(www.xing528.com)

熔体熔断的安秒关系具有反时限特性。如图2-3e所示，通过熔体的过载电流倍数I/I_N，越大，熔断所需时间就越短。

熔断器额定电流I_N应依如下原则选择：

1）对电阻性负载如电灯、电阻炉等，可按I_N≥I_L（负载总电流）确定。

2）对电动机等起动电流I_st大于工作电流I_L的负载，熔断器额定电流I_N的选择原则是，既要有短路保护作用，又要在起动瞬间熔断器不能熔断，应依实际情况确定。

对不频繁起动的单台电动机，只需：I_N≥I_st/2.5。

而对频繁起动或起动时间较长的电动机，则需：I_N≥I_st/（1.6～2）。

如果是多台电动机共用一条电源干线上的总熔断器，则I_N等于1.5～2.5倍容量最大电动机的额定电流加其余电动机额定电流之和。

图2-3 熔断器的结构及特性曲线

4.空气断路器

空气断路器俗称自动开关或空气开关，用于低压（500V以下）的交、直流配电系统中。在正常供电情况，通过操作手柄的上下搬动，作不频繁接通和切断电源之用；一旦电路发生过载、短路及失电压故障，其保护装置自动脱扣切断电路；当故障排除后，无须更换零件，可手动恢复供电。因此，使用非常方便。

图2-4所示为空气断路器的原理图。当操作手柄搬到合闸的方向时，连杆被锁钩锁住，主触点闭合，电源接通。保护装置的过电流脱扣器和失电压脱扣器都是电磁铁。在正常工作时，过电流脱扣器的衔铁不吸合，当发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈产生较强的电磁力将衔铁吸下，顶开锁钩，在释放弹簧的拉力下，主触点迅速断开，切断电路；电流保护的动作电流可根据负载情况整定，其最大值为额定电流的10～12倍。失电压脱扣器的工作与过电流脱扣器相反，正常电压时，其衔铁吸合，当电压过低或失电压时，衔铁释放，使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸才能工作，实现了失电压保护。

图2-4 空气断路器的原理图

空气断路器按组装形式主要分为塑料外壳（DZ）型和框架（DW）型两大类。