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怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)電氣性能介紹

文檔作者：喬偉杰湯立堅(jiān) 邵茂舂文檔來源：上海二工電氣有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月11日
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機(jī)床電器2007．1 產(chǎn)品推介——怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān)
怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān)
轉(zhuǎn)換開關(guān)電氣性能介紹
喬偉杰，湯立堅(jiān)，邵茂舂(上海二工電氣有限公司，200070)
O 前言
轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種常用的手動旋轉(zhuǎn)操作且沒有自動
保護(hù)功能的電器開關(guān)。由于轉(zhuǎn)換開關(guān)的旋轉(zhuǎn)操作位置
數(shù)量和控制的觸頭數(shù)量比別的同類手動操作電器多得
多，它的結(jié)構(gòu)大多是積木組裝式的，可以按照使用要求
進(jìn)行組裝，因此，適用于多種多樣的場合，產(chǎn)品得到了
廣泛的應(yīng)用。
但是，轉(zhuǎn)換開關(guān)的品種繁雜，結(jié)構(gòu)各不相同，性能
差別很大，適合使用的范圍也不同，給選用合適的產(chǎn)品
帶來一定的困難。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的技術(shù)性能介紹，可
以按照使用要求(即：轉(zhuǎn)換開關(guān)的用途)，合理選用轉(zhuǎn)
換開關(guān)。
1 轉(zhuǎn)換開關(guān)的品種
國內(nèi)習(xí)慣把屬于低壓電器產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換開關(guān)分為兩
個種類：
1．1 一類稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的型
號是用“LW”來標(biāo)注，現(xiàn)在市場上可以采購到萬能轉(zhuǎn)
換開關(guān)的型號有：LW2、LW5、LW6、LW8、LW12以及
LW39等多種系列的產(chǎn)品，還有進(jìn)口產(chǎn)品和各工廠自
行命名型號的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品歸屬于低壓電器產(chǎn)品主
令電器大類中，與按鈕、微動開關(guān)等屬于同一類產(chǎn)品，
是適用在二次回路(即：控制線路)中。這類轉(zhuǎn)換開關(guān)
的特點(diǎn)是：
a．工作電壓一般是交流220 V及以下的(也有用
于380 V)，不少用于直流電路中；
b．電流規(guī)格不大。約定發(fā)熱電流為l0 A、l6 A，最
大的就是25 A；
c．使用壽命比較長。機(jī)械壽命一般有幾十萬次，
壽命長的有100萬次及以上；
d．外形尺寸比較小。小型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，面板尺
寸只有30×30 ml"~l，用4,16一個圓孔安裝；
e．由于控制線路有多種多樣的控制方式，轉(zhuǎn)換開關(guān)
的操作形式、位置、要求和觸頭在各個操作位置的通斷
一56 一
狀態(tài)有千變?nèi)f化的組合，由此被稱為“萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)”。，
這類產(chǎn)品主要作為電氣系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離控制、
電氣儀表轉(zhuǎn)換測量之用。性能的考核標(biāo)準(zhǔn)為
GB 14048．5—2001《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第5—
1部分：控制電路電器和開關(guān)元件機(jī)電式控制電路電
器》，一般按照使用類別AC一12、AC一15和DC一12、
DC一13進(jìn)行考核。
1．2 另一類轉(zhuǎn)換開關(guān)適用于主電路(即：配電線路)
中，有稱為組合開關(guān)(型號用“HZ”標(biāo)注)、起動器(型
號用“Qx”標(biāo)注)等名稱的轉(zhuǎn)換開關(guān)，也有在LW 系列
產(chǎn)品中擴(kuò)展增加大電流規(guī)格的轉(zhuǎn)換開關(guān)。這類轉(zhuǎn)換開
關(guān)的特點(diǎn)是：
a．工作電壓用于交流660 V及以下(手動電器用
于690 V以上的電路中不安全)；
b．電流規(guī)格多，發(fā)熱電流等級一般有10 A、25 A、
60 A、100 A多種規(guī)格，也有更大的；
c．按照配電線路的使用要求，操作不頻繁，使用壽
命可以低一點(diǎn)，產(chǎn)品也大一點(diǎn)，操作方式和觸頭通斷的
組合就少得多。
這類產(chǎn)品主要用作線路的隔離、通斷、轉(zhuǎn)換及電動
機(jī)的起動和控制等。性能的考核標(biāo)準(zhǔn)為GB 14048．3—
2002《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備開關(guān)、隔離器、隔離
開關(guān)以及熔斷器組合電器》。一般按照使用類別
AC一21、AC一23、AC一3、AC一4和DC一21、DC一23
進(jìn)行考核。
1．3 另外，還有使用于低電壓弱電電路(電壓24 V及
以下，電流50 mA及以下)中的，稱為弱電轉(zhuǎn)換開關(guān)。
這類產(chǎn)品不屬于低壓電器產(chǎn)品，歸屬于儀表無線電類
產(chǎn)品。這類轉(zhuǎn)換開關(guān)特別強(qiáng)調(diào)觸點(diǎn)接觸的可靠性，觸
頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常采用多點(diǎn)接觸，觸點(diǎn)支持件常
常用有彈性的銅合金片制造，采用純金觸點(diǎn)，在接觸過
程有自潔功能等措施，來保證觸點(diǎn)接觸的可靠性。
也有特殊用途的轉(zhuǎn)換開關(guān)，例如，船用的直流低電
壓大電流的轉(zhuǎn)換開關(guān)等。
從上述的介紹，選用轉(zhuǎn)換開關(guān)首先應(yīng)按照使用要
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產(chǎn)品推介——怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān) 機(jī)床電器2007．1
求一轉(zhuǎn)換開關(guān)的用途，合理選用轉(zhuǎn)換開關(guān)的品種。
2 轉(zhuǎn)換開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)換開關(guān)制造單位常常生產(chǎn)多種規(guī)格的轉(zhuǎn)換開
關(guān)，制造單位應(yīng)在產(chǎn)品樣本和使用說明書中提供各個
規(guī)格轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。例如：上海二工電氣
有限公司制造多種規(guī)格的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中一個規(guī)格
LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。
讓我們來解讀LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)。
技術(shù)數(shù)據(jù)表的第一行，列了二個獨(dú)立的技術(shù)數(shù)據(jù)，
一個是額定絕緣電壓U 690 V，另一個是約定發(fā)熱電
流Jrl 25 A。這二個數(shù)據(jù)各自表述了轉(zhuǎn)換開關(guān)二個獨(dú)
立的性能。
表1 LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)主要技術(shù)數(shù)據(jù)表
項(xiàng)目 單位 技術(shù)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 ． 單位 技術(shù)數(shù)據(jù)
額定絕緣電壓U；GB／T 14048．1 V 690 約定發(fā)熱電流 GB／T 14048．1 A 25
交流額定工作電流 直流額定工作電流
DCAC一21通斷電阻性負(fù)載，包括通斷適中過 一21通斷電阻性負(fù)載，包括通斷適中過
載 GB 14048 A
． 3 25 載r，0 95=lms GB 14048．3
串聯(lián)觸頭數(shù)量 l 2 3 4
AC一15控制電磁鐵負(fù)載 24V 25 電壓V 24 48 70 95 A 25
GB l4O48．5 48V 22 48 60 95 ll0 22
110V A 18 ll0 220 300 5
220V l2 220 440 2．5
380V 8 4 0 1．25
AC一3鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動、運(yùn)轉(zhuǎn)中斷 DC一13控制電磁鐵負(fù)載
開GB 14048．3附錄A kW 95：300ms GB 14048．5
三相三極 380V 5．5 串聯(lián)觸頭數(shù)量1 2 3 4
電壓V 24 48 70 95 A 20
AC一4鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動、制動、反 48 60 95 ll0 8
轉(zhuǎn)、點(diǎn)動GB 14048．3附錄A kW l10 220 300 2．5
三相三極 380V 4 220 440 1．25
4 0 O．5
2．1 額定絕緣電壓
定義是：在規(guī)定條件下，用來度量電器及其部件的
不同電位部分的絕緣強(qiáng)度、電氣間隙和爬電距離的標(biāo)
稱電壓值。除非另有規(guī)定，此值為電器的最大額定工
作電壓。
通俗地說，額定絕緣電壓表示的是轉(zhuǎn)換開關(guān)的絕
緣性能。表中提供的技術(shù)數(shù)據(jù)是690 V，也就是說，該
轉(zhuǎn)換開關(guān)可以適用于電壓660 V及以下的電路中。在
690 V以上的電氣系統(tǒng)中不能使用。這是轉(zhuǎn)換開關(guān)與
安全有關(guān)的非常重要的性能指標(biāo)。由于考慮安全原
因，手動電器一般不用于高于660 V的系統(tǒng)中。如果
一個l0 A的轉(zhuǎn)換開關(guān)，額定絕緣電壓是300 V，那么只
能用于220 V的電氣系統(tǒng)中，就不能在380 V的電氣
系統(tǒng)中使用。
2．2 約定發(fā)熱電流，。
定義是：在規(guī)定條件下試驗(yàn)時，開關(guān)電器在8小時
工作制下，各部件的溫升不超過極限值時所能承受的
最大電流。
通俗地說，約定發(fā)熱電流是轉(zhuǎn)換開關(guān)可以長期通
過的電流。表中的技術(shù)數(shù)據(jù)是25 A，也就是說，轉(zhuǎn)換
開關(guān)的持續(xù)保持閉合的觸頭，允許長期通過25 A的電
流，不會損壞轉(zhuǎn)換開關(guān)。這個電流值，觸頭不動作，只
是允許電流長期通過。
那么，約定發(fā)熱電流這個技術(shù)數(shù)據(jù)有什么用呢?
一個直接的用途是，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)作為隔離開關(guān)使用時，
考慮的技術(shù)數(shù)據(jù)主要是約定發(fā)熱電流。
2．3 什么叫隔離開關(guān)?
隔離開關(guān)的定義是：在斷開位置上能符合隔離功
能的電器開關(guān)。通俗地說，當(dāng)線路由接觸器或斷路器
之類的電磁開關(guān)控制時，這類電磁開關(guān)沒有動作狀態(tài)
標(biāo)志，要由隔離開關(guān)：給操作人員醒目地提供線路斷開
標(biāo)志；并保證線路的可靠斷電隔離。
隔離開關(guān)不承擔(dān)線路的接通和分?jǐn)喙δ堋?
隔離開關(guān)的二個典型用途：
2．3．1 隔離開關(guān)用途之一
有一個車間，有幾臺設(shè)備，每臺設(shè)備都有獨(dú)立的電
器控制，由各自電器控制來起動和關(guān)閉設(shè)備；車間有一
個集中的電器控制箱，控制箱內(nèi)除了有熔斷器、指示燈
一57 —
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機(jī)床電器2007．1 產(chǎn)品推介——怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān)
外，可以用一個轉(zhuǎn)換開關(guān)作為隔離開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)的面
板上有鮮明的OFF和ON標(biāo)志，用來表示隔離開關(guān)是
斷開狀態(tài)還是接通狀態(tài)。當(dāng)上班的時候，車間里的設(shè)
備都沒有起動，這時把轉(zhuǎn)換開關(guān)接通，把電送人車間，
然后才能起動各臺設(shè)備，這時轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄明確指
示在ON的位置；當(dāng)下班的時候，設(shè)備都關(guān)閉了，最后，
才斷開轉(zhuǎn)換開關(guān)把電源切斷，這時轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄應(yīng)
指示在OFF位置。
在上述的使用情況中，隔離開關(guān)的選用主要考慮
的就是約定發(fā)熱電流。如果隔離開關(guān)用的是
LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)，約定發(fā)熱電流為25 A，車間
里有4臺設(shè)備，每臺設(shè)備用的是380 V、2．2 kW的鼠籠
式電動機(jī)，工作電流5 A，4臺設(shè)備同時正常運(yùn)行，總計(jì)
20 A。LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)只有直接起動4．5 kW
鼠籠式電動機(jī)的能力。轉(zhuǎn)換開關(guān)只承擔(dān)空載時的觸頭
通斷，確定對車間是否通電的顯示，不承擔(dān)對電動機(jī)的
控制，這是隔離開關(guān)用途的一種。
2．3．2 隔離開關(guān)用途之二
圖1是把轉(zhuǎn)換開關(guān)作為一臺設(shè)備的總開關(guān)線路。
這個轉(zhuǎn)換開關(guān)在線路中是作隔離開關(guān)功能使用的。
隔離開關(guān)要求有明顯的斷開和閉合標(biāo)志。因此，
轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)有明顯指示手柄操作位置“O”(或“OFF”)
位和“I”(或“ON”)位的標(biāo)志；轉(zhuǎn)換開關(guān)操作角度一般
為90。，操作角度大，手柄定位位置明顯，保證觸頭可
靠斷開和閉合。而且推薦使用安全型手柄。
轉(zhuǎn)換開關(guān)一般為3極開關(guān)電器(3個主觸頭)，也
可以配裝“N”極(4個主觸頭)同時要帶幾個輔助觸
點(diǎn)：有一個輔助常開接點(diǎn)(圖中11—12觸點(diǎn))總是作為
卸載接點(diǎn)用于控制接觸器，這個常開接點(diǎn)在合閘時要
比主觸頭延時接通，在分閘時要比主觸頭提前分?jǐn)?，?
余輔助觸點(diǎn)用于信號輸出。這樣，接觸器承擔(dān)電源切
換功能，而隔離開關(guān)只是起到隔離電流回路作用。
圖1線路就是轉(zhuǎn)換開關(guān)作為隔離開關(guān)使用的典型
案例，做到反向互鎖，保證絕對安全。
3 轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用類別(I)
轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用類別確定轉(zhuǎn)換開關(guān)的用途。因?yàn)?
使用類別規(guī)定了轉(zhuǎn)換開關(guān)不同的負(fù)載條件。
當(dāng)要求由觸頭的接通和閉合來控制負(fù)載時，不同
的負(fù)載條件下，同一個轉(zhuǎn)換開關(guān)的接通和分?jǐn)嗄芰κ?
不同的。轉(zhuǎn)換開關(guān)控制的負(fù)載有交流和直流之分、有
一58 一
圖1 轉(zhuǎn)換開關(guān)作為一臺設(shè)備的總開關(guān)線路
阻性和感性之分；感性負(fù)載還有電感量在負(fù)載中比例
大小的差別。制造單位提供技術(shù)數(shù)據(jù)表中應(yīng)該規(guī)定轉(zhuǎn)
換開關(guān)的使用類別，以及在規(guī)定的使用類別條件下的
各個電壓等級的技術(shù)數(shù)據(jù)。
表1中LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)表提
供了6個使用類別的各個電壓等級的技術(shù)數(shù)據(jù)。左面
部分是4個用于交流電路的使用類別，右面部分是2
個直流使用類別。
3．1 使用類別AC一21
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．3—2002，典型用途是：通
斷交流電阻負(fù)載，包括通斷適中的過載。電阻負(fù)載是
指電阻絲，電熱絲，白熾燈組成的負(fù)載。
在數(shù)據(jù)表中，只提供了一個數(shù)據(jù)，工作電流25 A。
這里可以提出二個問題：為什么沒有工作電壓數(shù)
據(jù)?為什么只提供了一個工作電流數(shù)據(jù)?
讓我們用最簡單的電弧理論來理解。我們知道，
交流電是呈正弦波交變的，頻率50 Hz的交流電，每秒
鐘有100次電流是通過零點(diǎn)，負(fù)載是阻性的，電壓和電
流交變的正弦波是同步的，電壓和電流同時過零。這
是交流電的特性決定了的。那么，在觸頭打開時，在觸
頭間生成電弧，在電壓和電流同時過零時，這個瞬間應(yīng)
沒有電弧，電弧是自行熄滅，然后，電壓和電流過零后
要重新把電弧點(diǎn)燃，觸頭打開的距離稍大一點(diǎn)，就無法
把電弧重新點(diǎn)燃。因此，我們說，交流阻性負(fù)載的電弧
是過零自行滅弧的。這是轉(zhuǎn)換開關(guān)滅弧條件最好的使
用類別，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸頭間有足夠的距離(觸頭開距)
情況下，在額定絕緣電壓以下的工作電壓下，工作電流
可以達(dá)到約定發(fā)熱電流的相同電流值。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用類別AC一21對轉(zhuǎn)換開關(guān)的基本
性能試驗(yàn)有二項(xiàng)：一項(xiàng)是驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰?，試?yàn)
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條件見表2；另一項(xiàng)是驗(yàn)證操作性能，試驗(yàn)條件見
表3。
表2 AC一21驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用 額定工作 接通 分?jǐn)?操作循環(huán)
類別 電 流 l，l U／Ue cos l。，l U ／Ue cos 次數(shù)
AC一2l 全部值 1．5 1．05 0．95 1．5 1．05 0．95 5
，：接通電流U=外施電壓， =分?jǐn)嚯娏?=額定工作電壓
Ie=額定工作電流 =工頻恢復(fù)電壓
接通電流用電流周期分量有效值表示
表3 AC一21驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)條件
使用 額定工作 接通 分?jǐn)?操作循環(huán)
類別 電 流 Ille lU／Us【c0s ，。lUr／UeI c。s 次數(shù)
AC一2l 全部值 1 f 1 l0．95 1 I 1 10．95 l 500
，=接通電流U=外施電壓 =分?jǐn)嚯娏鱑e=額定工作電壓
，e=額定工作電流U =工頻恢復(fù)電壓
接通電流用電流周期分量有效值表示
從驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件看，接通
和分?jǐn)嚯娏髦凳穷~定工作電流的1．5倍，試驗(yàn)電流是
37．5 A，是對轉(zhuǎn)換開關(guān)的通斷適中過載能力的考核；驗(yàn)
證操作性能，接通和分?jǐn)嚯娏髦稻褪穷~定工作電流，考
核轉(zhuǎn)換開關(guān)正常使用的基本性能，1 500次是最低的電
壽命。如果制造廠規(guī)定了轉(zhuǎn)換開關(guān)的電壽命指標(biāo)，就
是按驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)考核。
3．2 使用類別AC一3
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．3—2002附錄A，典型用途
是：鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動、運(yùn)轉(zhuǎn)中斷開。在數(shù)據(jù)表
中提供了三相三極380 V電動機(jī)的功率5．5 kW，工作
電流約為12．5 A。
鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)是屬于感性負(fù)載，eos 為0．45
～ 0．65；鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動時，有一個很大的起
動電流，一般是工作電流的6～8倍。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使用類別AC一3對轉(zhuǎn)換開關(guān)的性能試
驗(yàn)，一項(xiàng)是驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Γ囼?yàn)條件見表4；另
一項(xiàng)是驗(yàn)證操作性能，試驗(yàn)條件見表5。
表4 AC一3驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用類別 接通和分?jǐn)鄺l件 操作循環(huán)
l ，l Ur／Ue c。s l通電時間(s)『斷電時間(s) 次數(shù)
AC一3 8．0 1．05 0．45 l 0．05 l 10 50
使用類別 接通條件 操作循環(huán)
l，l U／ c。s f通電時間(s)l斷電時間(s) 次數(shù)
AC一3 10 1．05 0．45 l 0．05 J 10 50
，=接通電流U=外施電壓cos~o=試驗(yàn)電路的功率因數(shù)
， =分?jǐn)嚯娏鱑 =額定工作電壓， =額定工作電流
U =工頻恢復(fù)電壓
表5 AC一3驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)條件
使用類別 接通和分?jǐn)鄺l件 操作循環(huán)
l。，l e U ／U COS∞ 通電時間(s) 斷電時間(s) 次數(shù)
AC一3 2．O 1．05 0．45 0．05 10 6 O0o
， =接通和分?jǐn)嚯娏鱑 =額定工作電壓， =額定工作電流
U =工頻恢復(fù)電壓cos =試驗(yàn)電路的功率因數(shù)
從驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件看，接通
和分?jǐn)嘟?0次操作，試驗(yàn)電流是工作電流的8倍，也
就是100 A，eos ：0．45，另外50次接通操作，接通電
流是工作電流10倍125 A。
驗(yàn)證操作性能，試驗(yàn)電流是工作電流2倍，即
25 A，試驗(yàn)次數(shù)6 000次。同樣，電壽命按照驗(yàn)證操作
性能試驗(yàn)條件進(jìn)行。
3．3 使用類別AC一4
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．3—2002附錄A，典型用途
是：鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動、制動、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動。在數(shù)
據(jù)表中提供了三相三極380 V電動機(jī)的功率為4 kW，
工作電流約為10 A。
鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)是屬于感性負(fù)載，eos 為0．45
～ 0．65；鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)的起動時，有一個很大的起
動電流，一般是工作電流的6～8倍；制動時，如果電動
機(jī)在正向旋轉(zhuǎn)，用反激方法進(jìn)行制動，制動電流是工作
電流10～12倍。因此，與使用類別AC一3對照，由于
給定的工作電流不同，實(shí)際上驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄?
力的試驗(yàn)條件相差不多(見表6)，試驗(yàn)電流120 A；驗(yàn)
證操作性能的試驗(yàn)條件(見表7)，試驗(yàn)電流60 A，試驗(yàn)
條件AC一4比AC一3嚴(yán)酷。
表6 AC一4驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用類別 接通和分?jǐn)鄺l件 操作循環(huán)
l。，I e U ／Ue cos∞ 通電時間(s) 斷電時間(s) 次數(shù)
AC一3 10．0 1．05 0．45 l 0．05 10 50
使用類別 接通條件 操作循環(huán)
1／1。 U／U c。叩J通電時間(s)I斷電時間(s) 次數(shù)
AC一3 l2 1．05 0．45 J 0．05 I 10 50
，=接通電流U=外施電壓cosp=試驗(yàn)電路的功率因數(shù)
， =分?jǐn)嚯娏鱑e：額定工作電壓， =額定工作電流
U =工頻恢復(fù)電壓
表7 AC一4驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)條件
使用類別 接通和分?jǐn)鄺l件 操作循環(huán)
l c，I e U ／ eos~o 通電時間(s) 斷電時間(s) 次數(shù)
AC 一3 6．0 1．05 0．45 0．05 10 6 0o0
，。：接通和分?jǐn)嚯娏?=額定工作電壓， =額定工作電流
U =工頻恢復(fù)電壓cos ：試驗(yàn)電路的功率因數(shù)
上述三個使用類別都是GB 14048．3—2002標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定的，屬于配電主電路電器的性能要求。工作電壓
380 V時，從工作電流看，使用類別AC一21是25 A、
一59 —
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機(jī)床電器2007．1 產(chǎn)品推介—— 怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān)
AC一3是12．5 A、AC一4是10 A。由于負(fù)載性質(zhì)決
定，工作電流一個比一個小；從試驗(yàn)條件看，驗(yàn)證操作
性能試驗(yàn)條件，使用類別AC一21是37．5 A、cos~p=
0．95、1 500次；AC一3是25 A、cos~p=0．45、6 000次；
AC一4是60 A、cos~p=0．45、6 000次。AC一4的試驗(yàn)
條件最嚴(yán)酷，試驗(yàn)電流值大、功率因數(shù)低，循環(huán)次數(shù)多。
通過對轉(zhuǎn)換開關(guān)使用類別AC一4驗(yàn)證操作性能的試
驗(yàn)，可以覆蓋AC一21和AC一3的試驗(yàn)，AC一21和
AC一3驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)就不必再做了。．
3．4 使用類別AC一15
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．5—2000，典型用途是：控
制交流電磁鐵。在數(shù)據(jù)表中提供了5個電壓等級的工
作電流值。380 V時的工作電流是8 A，可控制電磁鐵
的功率3 000 W。
繼電器、接觸器、斷路器等自動化電器的操作機(jī)構(gòu)
一般都是電磁線圈和鐵心組件，是各種不同的電磁鐵。
電磁鐵的工作電流是保持電磁鐵的閉合狀態(tài)的工作電
流值。當(dāng)電磁鐵的鐵心打開時，電磁鐵鐵心的磁阻最
大，電磁鐵的電感量最?。浑姶盆F線圈接通，這時線圈
中的電流最大。線圈通電，產(chǎn)生吸力把銜鐵吸合，這時
電感量變大，線圈電流為電磁鐵的工作電流值。
標(biāo)準(zhǔn)對使用類別AC一15規(guī)定了非正常條件下驗(yàn)
證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件(見表8)和正常條件下
驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件(見表9)。
表8 AC一15的非正常條件下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用 接通 分?jǐn)?最小通 接通和分?jǐn)嗖僮?
類別 電時間 操作循 每分鐘操作
I／Io lU／U。I cos~p 1／I。lU／U I cos~p 周波 環(huán)次數(shù) 循環(huán)次數(shù)
AC—l5 10 l 1．1 l 0．3 10 l 1．1 l 0．3 2 l0 6
，P=額定工作電流，=接通或分?jǐn)嚯娏鱒o=額定工作電壓
U：接通前的電壓
表9 AC一15的正常條件下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用 接通 分?jǐn)?最小通 接通和分?jǐn)嗖僮?
類別 電時間 操作循 每分鐘操作
I／I 1U／U。l cos~o I／Io IU／U。I cos~p 周波 環(huán)次數(shù) 循環(huán)次數(shù)
AC一15 10 f 1 f 0．3 1 I 1}0．3 2 6 0oO 見標(biāo)準(zhǔn)
，P=額定工作電流，=接通或分?jǐn)嚯娏鱒o=額定工作電壓
U：接通前的電壓
非正常條件是指電磁鐵的銜鐵無法吸合的狀態(tài)，
驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)電流是相同的，試驗(yàn)電流
是工作電流的10倍，即80 A，cos~p=0．3，試驗(yàn)10次。
正常條件下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)電流是不
同的，接通試驗(yàn)電流是工作電流10倍，分?jǐn)嘣囼?yàn)電流是
工作電流1倍。6 ooo0：i~驗(yàn)按順序分為四種要求進(jìn)行。
一60 —
4 轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用類別(Ⅱ)
我們知道轉(zhuǎn)換開關(guān)用于交流電路中，由于交流電
是呈正弦波交變的，電壓值和電流值有過零的特性，有
利于轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭的電弧熄滅。而直流電路的外施電
壓是恒定的，轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭的電弧熄滅就不一樣了。
那么，直流電弧是如何消滅的呢?例如，一個直流
電路，有一個電源，一個負(fù)載，用轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭接通和
斷開。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭接通時，電源電壓與負(fù)載二端
的電壓值差不多，相差的只是導(dǎo)線電阻和觸頭接觸電
阻的電壓降，這個電壓降非常??；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭打開
時，電路不通，沒有電流，轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭二端的電壓就
是電源的電壓。那么，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸頭從閉合狀態(tài)打
開一個小間隙時，在觸頭的動靜觸點(diǎn)之間就拉出一個
電弧，保持小間隙不變，電弧會保持燃燒；要把動靜觸
點(diǎn)之間的間隙拉大到一定距離，電弧才熄滅。通俗地
說，直流電弧是靠拉長電弧來滅弧的。
表1中LW39—25系列轉(zhuǎn)換開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)表中，
提供了二個使用類別的額定工作電流的數(shù)據(jù)表，讓我
們解讀這二個數(shù)據(jù)表的內(nèi)容：
4．1 使用類別DC一21
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．3—2002，典型用途是：通
斷直流電阻負(fù)載，包括通斷適中的過載。制造廠的數(shù)
據(jù)表提供了豐富的內(nèi)容：
4．1．1 數(shù)據(jù)表中有一個“串聯(lián)觸頭數(shù)量1 2 3 4”
欄目，這個欄目在交流技術(shù)數(shù)據(jù)表中沒有的。這個欄
目告訴我們，通過增加觸頭串聯(lián)數(shù)量可以提高觸頭接
通和分?jǐn)嗟哪芰Α?
4．1．2 數(shù)據(jù)表告訴我們，用一個觸頭時(即：串聯(lián)觸頭
數(shù)量1)，額定工作電流值：24 V時25 A，觸頭控制的
負(fù)載功率是600 VA(24 V X25 A)；48 V時22 A，功率
是1 000 VA；110 V時5 A，550 VA；220 V時2．5 A，也
是550 VA；440 V時1．25 A，也是550 VA。
4．1．3 數(shù)據(jù)表標(biāo)明，觸頭用于110 V、220 V和44O V
時，控制負(fù)載功率是相同的。這就說明轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸
頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(觸頭的開距、觸點(diǎn)動作)是適合于在
110 V、220 V和40 V電壓下控制550 VA的阻性直流
負(fù)載的場合。從試驗(yàn)情況看，控制負(fù)載功率相同時，
220 V一級的試驗(yàn)順利的話，做110 V試驗(yàn)是很輕松
的；做44O V試驗(yàn)就比較吃力。數(shù)據(jù)表中沒有提供電
壓660 V時的工作電流，估計(jì)達(dá)不到控制負(fù)載550 VA
的水平，只有400 VA，工作電流0．6 A的水平。
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產(chǎn)品推介—— 怎樣選用轉(zhuǎn)換開關(guān) 機(jī)床電器2007．1
4．1．4 在48 V電壓下，控制負(fù)載可以達(dá)到1 000 VA，
顯然電壓低有利于電弧的熄滅，控制的負(fù)載功率可以
有比較大的提高。
4．1。5 那么，24 V時為什么只有600 VA呢?因?yàn)轭~
定工作電流不應(yīng)超過約定發(fā)熱電流。
4．1．6 由于直流電弧的熄滅主要依靠拉長電弧來滅
弧的，一個雙斷點(diǎn)觸頭打開時有二個斷點(diǎn)，二個觸頭串
聯(lián)同時打開就有四個斷點(diǎn)，電弧在四個斷點(diǎn)燃燒，電弧
的長度就增加了，電弧就容易熄滅。因此，在直流電路
中，通過增加觸頭串聯(lián)數(shù)量可以提高觸頭接通和分?jǐn)?
的能力。
4．1．7 數(shù)據(jù)表的使用類別欄中提供了“串聯(lián)觸頭數(shù)量
1 2 3 4”的電壓排列表，然后對應(yīng)額定工作電流
值，可以查得串聯(lián)觸頭數(shù)、電壓值和工作電流的關(guān)系。
數(shù)據(jù)表顯示，440 V一個觸頭工作電流1．25 A，串
聯(lián)二個觸頭2．5 A，工作電流增加了1倍；220 V一個
觸頭工作電流2．5 A，二個觸頭5 A，也增加了1倍；
110 V一個觸頭5 A，二個觸頭，表中沒有數(shù)據(jù)，按440
V和220 V的規(guī)律，應(yīng)該是l0 A，串聯(lián)4個觸頭表中的
數(shù)據(jù)是22 A，比4倍還多。應(yīng)該說，直流阻性負(fù)載時，
通過增加觸頭串聯(lián)數(shù)量可以提高觸頭接通和分?jǐn)嗟哪?
力是有效的。
4．1．8 有人說，觸頭動作有一個同步的問題，用增加
觸頭串聯(lián)數(shù)量的辦法來提高觸頭接通和分?jǐn)嗟哪芰κ?
不可靠的。直流電弧的熄滅是依靠拉長電弧實(shí)現(xiàn)的，
觸頭打開的過程就是有點(diǎn)不同步，串聯(lián)觸頭總是共同
承擔(dān)電弧的，有一個斷點(diǎn)電弧熄滅，所有斷點(diǎn)都應(yīng)沒有
電弧了。和并聯(lián)觸頭是不一樣的。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定DC一21的試驗(yàn)項(xiàng)目，驗(yàn)證額定接通和
分?jǐn)嗄芰?，試?yàn)條件見表10；驗(yàn)證操作性能，試驗(yàn)條件
見．表11。
表10 DC一21驗(yàn)證額定接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
使用 額定工 接通 分?jǐn)?作循研
類別 作電流 I／Io 月(ms) l。／j ／ 月(ms) 次數(shù)
DC一21 全部值 1．5 1．05I 1 1．5 1．05 I 1 5
，=接通電流U=外施電壓，c=分?jǐn)嚯娏鱑 =額定工作電壓
， =額定工作電流U =工頻恢復(fù)電壓
表l1 DC一21驗(yàn)證操作性能的試驗(yàn)條件
使用 額定工l 接通 1 分?jǐn)?作循珂
類別 作電流I I／I IU／U [L／R(rns)I，。／1e l【，r／【， ~L／R(ms)}次數(shù)
DC一21 全部值I 1 J 1 f 1 J 1 j 1 f 1 f 1 500
，=接通電流U=外施電壓，c=分?jǐn)嚯娏鱑 =額定工作電壓
，e=額定工作電流U，=工頻恢復(fù)電壓
4．2 使用類別DC一13
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是GB 14048．5—2001，典型用途是：控
制直流電磁鐵。
把標(biāo)準(zhǔn)GB 14048．5附錄B《直流觸頭的感性試驗(yàn)
負(fù)載舉例)BI總則內(nèi)容抄錄如下：
控制電路中的直流感性負(fù)載通常是電磁驅(qū)動式繼
電器、接觸器和額定功率等于或小于50 w 的螺管式
線圈。這些負(fù)載對控制電路電器觸頭的影響取決于負(fù)
載電感所儲存的能量、電感中的能量與電感中電流的
平均上升率或電感的貯能時間有關(guān)。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，功率至50 w 的感性負(fù)載達(dá)到其穩(wěn)定
電流值的95％所需要的貯能時間(To )基本上為
6 ms／W或以下。
注意，這里用的是6 ms／W，50 W的感性負(fù)載所需
要的貯能時間是6 ms／W ×50 W =300 ms。
數(shù)據(jù)表提供了一個與DC一21相似的表格，數(shù)據(jù)
比DC一21小，因?yàn)殡娐肥菚r間常數(shù)為300 ms的直流
感性負(fù)載。
標(biāo)準(zhǔn)對使用類別DC一1．3規(guī)定了非正常條件下驗(yàn)
證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件(見表12)和正常條件
下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件(見表13)。
表12 I)C一13的非正常條件下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
最小通 接通和分?jǐn)嗖僮?
使用 接通 分?jǐn)?電時間
每分鐘
類別 95 95 操作循 操作循環(huán)
I／I U／U ( I／I U，U e 周波 環(huán)次數(shù)
ms) (ms) 次數(shù)
AC一15 1．1 1．1 300 1．1 1．1 300 95 10 6
le=額定工作電流，=接通或分?jǐn)嚯娏?=額定工作電壓
U=接通前的電壓
表13 DC一13的正常條件下驗(yàn)證接通和分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件
最小通 接通和分?jǐn)嗖僮?
使用 接通 分?jǐn)?電時間
每分鐘
類別 95 95 操作循 操作循環(huán)
I／1o U，U ( l，l U，U 周波 環(huán)次數(shù)
ms) (ms) 次數(shù)
AC一15 1 1 300 1 1 300 Tn 95 6 O0o 見標(biāo)準(zhǔn)
，e=額定工作電流，=接通或分?jǐn)嚯娏鱑。=額定工作電壓
U=接通前的電壓
上面介紹了制造廠提供的6個使用類別的情況，
實(shí)際上國家標(biāo)準(zhǔn)按照各種不同的負(fù)載情況，規(guī)定了30
多個使用類別。因此，選用轉(zhuǎn)換開關(guān)要仔細(xì)了解負(fù)載
情況：電路是交流還是直流，負(fù)載是電磁鐵、電動機(jī)、電
加熱器或別的電器，工作電壓值，工作電流(或功率)，
功率因數(shù)或時間常數(shù)等技術(shù)數(shù)據(jù)，對照轉(zhuǎn)換開關(guān)的合
適的使用類別的技術(shù)數(shù)據(jù)，就能合理選用轉(zhuǎn)換開關(guān)。
收稿日期：2006—11—14
— 61 ～

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