课题三 低压开关
低压开关主要实现隔离、转换及接通和分断电路的功能。在电力拖动中，低压开关多数用作电气控制线路的电源开关和局部照明电路的控制开关，有时也可用来控制小容量电动机的启动、停止和正反转。
常用的低压开关有负荷开关、组合开关、倒顺开关和低压断路器，其图形符号和文字符号如图2-7所示。
图2-7 低压开关图形符号和文字符号
一、低压断路器
低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它集控制和多种保护功能于一体。在控制线路工作正常时，它作为电源开关接通和分断电路；当控制线路中发生短路、过载和失压等故障时，它能自动跳闸，切断故障电路，从而保护线路和电气设备。
低压断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较强、兼作多种保护、动作后不需要更换元件等优点，因此得到了广泛应用。
常用低压断路器有塑壳式、万能式等类型，如图2-8所示。在电力拖动系统中常用的是DZ系列塑壳式低压断路器，下面以DZ5-20型低压断路器为例介绍。
图2-8 低压断路器
1. 低压断路器结构及工作原理
DZ5系列低压断路器的结构如图2-9所示。它由触点系统、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器及绝缘外壳等部分组成。
图2-9 DZ5系列低压断路器
1—按钮 2—电磁脱扣器 3—欠压脱扣器 4—动触点 5—静触点 6—接线柱 7—热脱扣器
DZ5系列断路器有三对主触点，一对辅助常开触点和一对辅助常闭触点。使用时三对主触点串联在被控制的三相电路中，用以接通和分断主回路的大电流。按下绿色“合”按钮时接通电路；按下红色“分”按钮时切断电路。当电路出现短路、过载、欠压等故障时，断路器会自动跳闸切断电路。
热脱扣器用于过载保护，整定电流的大小由电流调节装置调节。
电磁脱扣器用于短路保护，瞬时脱扣整定电流的大小由电流调节装置调节。出厂时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般整定为10IN（IN为断路器的额定电流）。
欠压脱扣器用于零压和欠压保护。具有欠压脱扣器的断路器，在欠压脱扣器两端无电压或电压过低时不能接通电路。
2. 低压断路器的符号及型号含义
DZ5系列低压断路器的型号及含义如图2-10所示。
图2-10 DZ5系列低压断路器型号含义
如型号DZ5-20/330表示三相塑壳式断路器，设计序号为5，断路器额定电流为20A。该断路器采用复式脱扣器，且不带附件。
DZ5系列低压断路器适用于交流频率50Hz，额定电压380V，额定电流至50A的电路。保护电动机用断路器用于电动机的短路和过载保护；配电用断路器在配电网络中用来分配电能和用于对线路及电源设备的短路和过载保护。
DZ5-20型低压断路器的主要技术参数见表2-10。
表2-10 DZ5-20型低压断路器主要技术参数
知识拓展
DZ15系列、DZ47系列低压断路器简介
DZ15系列低压断路器适用于交流50Hz、额定电压为220V或380V、额定电流至100A的电路，作为配电、电机的过载及短路保护用，亦可用于线路不频繁转换及电动机不频繁启动的线路。图2-11所示为DZ15系列塑料外壳式断路器型号意义，表2-11所示为DZ15系列断路器主要技术参数。
图2-11 DZ15系列断路器型号意义
DZ47系列低压断路器适用于交流50Hz/60Hz，单极230V、二极以上400V线路的过载、短路保护，同时也可以用于正常情况下不频繁通断电器装置和照明线路。图2-12所示为DZ47系列低压断路器型号意义，表2-12所示为DZ47系列低压断路器主要技术参数。
表2-11 DZ15系列低压断路器主要技术参数
图2-12 DZ47系列低压断路器型号意义
表2-12 DZ47系列低压断路器主要技术参数
3. 低压断路器的选用
低压断路器的选用原则如下。
（1）低压断路器类型的选择：应根据使用场合和保护要求进行选择。如一般选用塑壳式；短路电流很大时选用限流型；额定电流比较大或有选择性保护要求时选用框架式；控制和保护含半导体器件的直流电路时选用直流快速断路器等。
（2）低压断路器的额定电压、额定电流应大于或等于控制线路、设备的正常工作电压、工作电流。
（3）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。
（4）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流Iz可按下式选取：
Iz≥KIst
式中，K——安全系数，可取1.5～1.7；
Ist——电动机的启动电流。
（5）欠压脱扣器的额定电压应等于控制线路的额定电压。
（6）低压断路器极限通断能力大于或等于控制线路最大短路电流。
例题解析
【例2-2】 用低压断路器控制一台型号为Y132S-4的三相异步电动机，电动机的额定功率为5.5kW，额定电压为380V，额定电流为11.6A，启动电流为额定电流的7倍，试选择断路器的型号和规格。
【解析】 （1）确定断路器的种类：根据电动机的额定电流、额定电压及对保护的要求，初步确定选用DZ5-20型低压断路器。
（2）确定热脱扣器额定电流：根据电动机的额定电流查表2-10，选择热脱扣器的额定电流为15A，相应的电流整定范围为10～15A。
（3）校验电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流：电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流为Iz=10×15=150A，而KIst=1.7×11.6×7=138A，满足Iz≥KIst，符合要求。
（4）确定低压断路器的型号规格：根据以上分析计算，应选用DZ5-20/330型低压断路器。
4. 低压断路器的安装与使用
（1）低压断路器应垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线接到下端。
（2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。
（3）低压断路器在使用前应将脱扣器工作面的防锈油脂擦干净；各脱扣器动作值一经调整好，不允许随意变动，以免影响其动作值。
（4）使用过程中若遇分断短路电流，应及时检查触点系统；若发现电灼烧痕，应及时修理或更换。
（5）断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值并给操作机构添加润滑剂。
二、其他常用低压开关简介
其他常用低压开关示意图、特点及主要应用场合见表2-13。
表2-13 其他常用低压开关
三、低压开关常见故障及处理方法
低压开关常见故障及处理方法见表2-14。
表2-14 低压开关常见故障及处理方法
