微课:开关按钮
一、刀开关
刀开关又称开启式负荷开关，它是手动控制电器。刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的低压电器，常用来作为电源的引入开关或隔离开关，也可用于小容量的三相异步电动机不频繁地启动或停止的控制。
1.刀开关的结构
刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关之分，以开启式负荷开关为例，它的结构示意图和符号如图5.3.1所示。
刀开关的瓷底板上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和刀片式的动触点，外面装有胶盖，不仅可以保证操作人员不会触及带电部分，并且分断电路时产生的电弧也不会飞出胶盖外面而灼伤操作人员。图5.3.2是刀开关的实物图。
图5.3.1 刀开关
(a)结构示意图；(b)符号
图5.3.2 刀开关的实物图
【读一读】
刀开关的选择
1.用于照明或电热负载时，负荷开关的额定电流≥被控制电路中各负载额定电流之和。
2.用于电动机负载时，开启式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的3倍；封闭式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的1.5倍。
2.刀开关的型号含义和技术参数
(1)型号含义如图5.3.3所示。
图5.3.3 刀开关的型号含义
(2)技术参数如表5.3.1所示。
表5.3.1 刀开关的技术参数
3.常见故障和修理方法
刀开关的常见故障和修理方法如表5.3.2所示。
表5.3.2 刀开关常见故障的修理方法
二、按钮
按钮通常用来接通或断开小电流控制的电路。它不直接去控制主电路的通断，而是在控制电路中发出“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路。按钮一般由按钮帽、复位弹簧、动触点、静触点和外壳等组成。
按钮根据触点结构的不同，可分为常开按钮、常闭按钮以及将常开和常闭封装在一起的复合按钮等几种。图5.3.4为按钮结构示意图和符号。
图5.3.4 按钮结构示意图和符号
(a)常开按钮；(b)常闭按钮；(c)复合按钮
1.按钮的工作原理
图5.3.4(a)为常开按钮，平时触点分开，手指按下时触点闭合，松开手之后触点分开，常用作启动按钮；图5.3.4(b)为常闭按钮，平时触点闭合，手指按下时触点分开，松开手后触点闭合，常用作停止按钮；图5.3.4(c)为复合按钮，一组为常开触点，一组为常闭触点，手指按下时，常闭触点先断开，继而常开触点闭合，松开手指后，常开触点先断开，继而常闭触点闭合。
除了这种常见的直上直下的操作形式，即揿钮式按钮之外，还有自锁式、紧急式、钥匙式和旋钮式按钮。
其中紧急式表示紧急操作，按钮上装有蘑菇形钮帽，颜色为红色，一般安装在操作台(控制柜)的明显位置上。
按钮主要用于操纵接触器、继电器或电气连锁电路，以实现对各种运动的控制。
【读一读】
按钮的选用
1.根据使用场合，选择按钮的型号和形式；
2.按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮和指示灯的颜色；
3.按控制回路的需要，确定按钮的触点形式和触点的组数；
4.按钮用于高温场合时，塑料易变形老化而导致松动，引起接线螺钉间相碰短路，可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路；
5.带指示灯的按钮因灯泡发热，长期使用易使塑料灯罩变形，应降低灯泡电压，延长使用寿命。
2.按钮的型号含义和相关参数
(1)按钮的型号含义(以LAY1系列为例，如图5.3.5所示)。
图5.3.5 按钮的型号含义
(2)按钮的相关参数如表5.3.3所示。
①按钮的相关参数
表5.3.3 按钮的技术参数
②按钮颜色代表的意义如表5.3.4所示。
表5.3.4 按钮颜色代表的意义
续表
③常用中英文按钮标牌名称对照如表5.3.5所示。
表5.3.5 常用中英文按钮标牌名称对照
3.按钮的常见故障与修理办法
按钮的常见故障与修理办法如表5.3.6所示。
表5.3.6 按钮的常见故障与修理办法
三、熔断器
熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。常在低压电路和电动机控制电路中起过载保护和短路保护作用。它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，熔体熔化而自动分断电路。
熔断器有管式、插入式、螺旋式、卡式等几种形式，其中部分熔断器的外形和符号如图5.3.6所示。
1.熔断器的工作原理
熔断器的主要元件是熔体，它是熔断器的核心部分，常做成丝状或片状。在小电流电路中，常用铅锡合金和锌等低熔点金属做成圆截面熔丝；在大电流电路中则用银、铜等较高熔点的金属做成薄片，便于灭弧。
熔断器使用时应当串联在所保护的电路中。电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断，当电路发生短路或严重过载时，熔体温度上升到熔点而熔断，将电路断开，从而保护了电路和用电设备。
图5.3.6 熔断器的外形和符号
(a)外形；(b)符号
【读一读】
熔断器的选择
选择熔断器时，要正确选择熔断器的类型和熔体的额定电流。
1.应根据使用场合选择熔断器的类型
(1)电网配电一般用管式熔断器；
(2)电动机保护一般用螺旋式熔断器；
(3)照明电路一般用瓷插熔断器；
(4)保护可控硅元件则应选择快速熔断器。
2.熔体额定电流的选择
(1)对于变压器、电炉和照明等负载，熔体的额定电流应略大于或等于负载电流；
(2)对于输配电线路，熔体的额定电流应略大于或等于线路的安全电流；
(3)对电动机负载，熔体的额定电流应等于电动机额定电流的1.5～2.5倍。
2.熔断器的型号含义和技术参数
(1)熔断器的型号含义如图5.3.7所示。
图5.3.7 熔断器的型号含义(www.xing528.com)
(2)熔断器的技术参数如表5.3.7所示。
表5.3.7 熔断器的技术参数
3.熔断器的常见故障和修理方法
熔断器的常见故障和修理方法如表5.3.8所示。
表5.3.8 熔断器的常见故障和修理方法
四、交流接触器
接触器是电力拖动与自动控制系统中一种非常重要的低压电器，它利用电磁吸力和弹簧反力的配合作用实现触头闭合与断开，是一种电磁式的自动切换电器。接触器适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量的控制电路。其主要控制对象是电动机，也可以控制其他负载。接触器不仅能实现远距离自动操作及欠压和失压保护功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等特点。
接触器按主触头通过的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两大类。以交流接触器为例，它的外形如图5.3.8所示，结构示意图和符号如图5.3.9所示。
微课:接触器
图5.3.8 交流接触器外形
图5.3.9 交流接触器结构示意图和符号
(a)结构示意图；(b)线圈符号；(c)主触点符号；(d)辅助触点符号
1.交流接触器的组成和工作原理
(1)交流接触器的组成
交流接触器由以下四部分组成:
①电磁系统
用来操作触头闭合与分断。它包括静铁芯、吸引线圈和动铁芯(衔铁)。铁芯用硅钢片叠成，以减少铁芯中的铁损耗，在铁芯端部极面上装有短路环，其作用是消除交流电磁铁在吸合时产生的震动和噪声。
②触点系统
起着接通和分断电路的作用，它包括主触点和辅助触点。通常主触点用于通断电流较大的主电路，辅助触点用于通断电流较小的控制电路。
③灭弧装置
起着熄灭电弧的作用。
④其他部件
主要包括恢复弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构和外壳等。
(2)交流接触器的工作原理
当吸引线圈通电后，动铁芯被吸合，所有的常开触点都闭合，常闭触点都断开。当吸引线圈断电后，在恢复弹簧的作用下，动铁芯和所有的触点都恢复到原来的状态。
接触器适用于远距离、频繁接通和切断电动机或其他负载主电路，由于具备低电压释放功能，所以还当作保护电器使用。
【读一读】
接触器的使用
1.接触器安装前应先检查线圈的额定电压是否与实际需要相符；
2.接触器的安装多为垂直安装，其倾斜角不得超过5°，否则会影响接触器的动作特性；安装有散热孔的接触器时，应将散热孔放在上下位置，以降低线圈的温升；
3.接触器安装与接线时应将螺钉拧紧，以防震动松脱；
4.接线器的触头应定期清理，若触头表面有电弧灼伤时应及时修复。
2.交流接触器的型号含义和技术参数
(1)交流接触器的型号含义如图5.3.10所示。
图5.3.10 交流接触器的型号含义
(2)交流接触器的技术参数如表5.3.9所示。
表5.3.9 交流接触器的技术参数
3.交流接触器的常见故障和修理方法
交流接触器的常见故障和修理方法如表5.3.10所示。
表5.3.10 交流接触器的常见故障和修理方法
续表
五、热继电器
微课:继电器
热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的保护电器，它主要用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制。热继电器有两相结构、三相结构、三相带断相保护装置等三种类型。图5.3.11为热继电器的外形图。
图5.3.11 热继电器的外形
热继电器主要由热元件、双金属片、动作机构、触点系统和整定调整装置等部分组成。图5.3.12为实现两相过载保护热继电器的结构示意图和符号。
1.热继电器的工作原理
如图5.3.12(a)所示，热继电器中的双金属片“2”由两种膨胀系数不同的金属片压焊而成，缠绕着双金属片的是热元件“1”，它是一段电阻不大的电阻丝，串接在主电路中，热继电器的常闭触点“4”通常串接在接触器线圈电路中。当电动机过载时，热元件中通过的电流加大，使双金属片逐渐发生弯曲，经过一定时间后，推动动作机构“3”，使常闭触点断开，切断接触器线圈电路，使电动机主电路失电。故障排除后，按下复位按钮，使热继电器触点复位。
图5.3.12 热继电器
(a)结构示意图；(b)热元件图形符号；(c)常闭触头图形符号1—热元件；2—双金属片；3—动作机构；4—触点系统
热继电器的工作电流可以在一定范围内调整，称为整定。整定电流值应是被保护电动机的额定电流值，其大小可以通过旋动整定电流旋钮来实现。由于热惯性，热继电器不会瞬间动作，因此它不能用作短路保护。但也正是这个热惯性，使电动机启动或短时过载时，热继电器不会误动作。
热继电器用来对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。
【读一读】
热继电器的选择
选用热继电器作为电动机的过载保护时，应使电动机在短时过载和启动瞬间不受影响。
1.一般轻载启动、短时工作，可选择二相结构的热继电器；
2.当电源电压的均衡性和工作环境较差或多台电动机的功率差别较显著时，可选择三相结构的热继电器。
2.热继电器的型号含义和技术参数
(1)热继电器的型号含义如图5.3.13所示。
图5.3.13 热继电器的型号含义
(2)热继电器的技术参数如表5.3.11所示。
表5.3.11 热继电器的技术参数
3.热继电器的常见故障和修理方法
热继电器的常见故障和修理方法如表5.3.12所示。
表5.3.12 热继电器的常见故障和修理方法
【任务考核】
1.凡工作在交流电压1 000 V及以下，或直流电压1 500 V及以下电路中的电器称为_______。
2.刀开关有________负荷开关和________负荷开关之分。
3.按钮一般由按钮帽、________、动触点、________和外壳等组成。
4.用________色按钮代表紧急停车。
5.熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器，常在低压电路和电动机控制电路中起________和短路保护作用。
【自我评价】
同学们，常用低压电器的功能你们掌握了吗?请大家根据自己的掌握情况进行自我评价，并记录存在问题的知识点/技能点。
续表
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