开关装置机械结构

① 空气开关的构造`

空气开关分为漏电保护和负载保护 是根据电流磁效应断开电路 内部有一个类似继电器的衔铁装置 当然这不是继电器 他的目的是断开卡口 然后使开关跳闸 电流过大或者短路都会引起电路断开 和你直接描述不是太清楚 可以直接在网络搜空开的电路图 其实很简单 就是一个机械结构

② 自锁式开关的结构和原理

自锁开关，是一种常见的按钮开关。在开关按钮第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按时，开关断开，同时开关按钮弹出来。

结构：

自锁开关一般是指开关自带机械锁定功能，按下去，松手后按钮是不会完全跳起来的，处于锁定状态，需要再按一次，才解锁完全跳起来。它就叫自锁开关。早期的直接完全断电的电视机、显示器就是使用的这种开关。

带灯自锁开关与普通自锁开关的不同之处仅仅在于：带灯开关充分利用其按键中的空间安放了一只小型指示灯泡或LED，其一端接帆贺悉零线，另一端一般通过一只降压电阻与开关的常开触点并联，当开关闭合时，设备运转的同时也为指示灯提供了电源。其种类有对角式同时开关，平行式同时开关，跨越式同时开关。

原理：

自锁式脚踏开关，由开关盒后盖板、底座、开关盒、开关、解锁按钮、圆柱销、锁定销、锁定弹簧及复位弹簧等元件组成；其中，开关、开关盒和开关盒底座连接固定，开关盒后盖板和开关盒连接固定成为一体。

解锁按钮设于开关盒中，圆柱销插在解锁按钮的圆孔中，穿有锁定弹簧的锁定销上端设于开关盒的圆孔中，其上边设有解锁按钮；同时在开关盒靠近开关盒底座的下侧边设有复位弹簧；自锁式脚踏开关具有自锁装置，能防止事故的发生。

(2)开关装置机械结构扩展阅读：

与轻触开关制的区别

实际上带自锁开关与轻触开关是从不同方面来描述开关性能；“自锁”是指开关能通过锁定机构保持某种状态（通或断），“轻触”是说明操作开关使用的力量大小。

一般来说机械式开关也许可以这样区分：

开关从操作方式来说分旋钮式、板动式（包括纽子开关、船形开关）、按钮式；其中旋钮式和板动式开关大都可以在操作后保持（锁定）在接通或断开状态，如日常使用的灯开关、风扇调速开关，这类开关大都不用强调是否带自锁，因为都有明显的“操作方向”。

只有按钮式开关，使用时都是按动，大多数按钮开关都用于按下时接通或断开电路，释放后状态即复原，所以有时称为“电铃开关”，按钮式开关为了达到能保持“已被按下”状态，与普通开关一样，才加有自锁装置，利用自锁性能，使其同样可以自己保持接通或断开状态，这就是带自锁的开关。

其中，为某种需要，数个开关在工作时只允许其中一个处于连接状态，其余必须断开时，有将数个按钮开关并排组合，并使用“互锁机构”，只允许其中一个开关处于连接锁定状态态乎，当按下另一开关时，该开关被锁定，但同时原锁定的开关被释放（如磁带录音机上的“播放、快进、拍掘快退”机械按钮）。

这些开关，触点可以 是一组或多组；锁定机构也多种，其中应用较多的是利用一弹簧勾沿一心形槽滑动，心形槽的两个尖对应开关的锁定与释放位置。

③ 高压开关设备原理与结构

开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。

手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器固定安装在底盘车上。底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实现断路器和柜体之间的各项连锁.

手车室

隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分闸显示、储能状况等状态。

主母线室：

主母线室贯穿联接相邻两柜，用装在柜侧壁隔板上的母线套管支撑固定。全部母线用热缩绝缘套管封闭。主母线和联络母线采用矩形截面的铜排，分支母线直接联接于静触头盒和主母线之间。如果出现内部故障电弧，柜侧壁的隔板和母线套管能有效防止事故向邻柜蔓延。

电缆室

本开关柜具有较大的电缆室空间。电流互感器、接地开关、避雷器等电气元件布置在电缆室内。

继电器仪表室

继电器仪表室内安装继电保护元件、仪表、带电监测指示器及各种二次设备。仪表室的后下部留有通信电缆孔可方便通过柜与柜间的通信电缆。

二、联锁：

高压开关柜的“机械联锁”是确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。《3～5kV交流金属封闭开关设备》（GB3906-91）中对此作了明确规定，此国家标准把“联锁”描述为“金属封闭式开关设备应具有：防止带负荷分、合隔离开关（隔离插头）；防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器（允许提示性）；防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、负荷开关等开关；防止在带电时误合接地开关；防止误入带电隔室等功能”，上述五项防止电气误操作的内容，简称“五防”。“五防”装置一般可分为机械、电气和综合三类。

④ 限位开关的结构

限位开关分工作限位开关和极限限位开关，工作限位开关是用来给出机构动作到位信号的。极限限位开关是防止机构动作超出设计范围而发生事故的。工作限位开关安装在机构需要改变工况的位置，开关动作后，给出信号，进行别的相关动作。极限限位开关安装在机构动作的最远端，用来保护机构动作过大出现机构损坏。
限位开关，指为保护内置微动开关免受外力、水、油、气体和尘埃等的损害，而组装在外壳内的开关，尤其适用于对机械强度和环境适应 性有特殊要求的地方。形状大致分为横向型、竖向型和复合型。下图表示典型的竖向型限位开关的构造。限位开关大致上是由五个构成要素组成的。
■内置微动开关驱动机构
对于限位开关来说，微动开关的驱动机构是与密封性能和动作特性直接相关的重要部分。其构造分为三类，如下表所示。
⑴活塞型
根据密封方法不同，有表中的A型和B型2个种类。A型是用O型环 或薄膜密封的，由于密封橡胶没有外露，在抵制工作机械的切割碎 屑方面功能较强大，但其反面影响是，有可能会将砂子、切割粉末 等压入活塞的滑动面。B型虽然不会把砂子、切割粉末等压入，且 密封性能优于A型，但由于炽热的切割碎屑飞溅过来，有可能会损 坏橡胶帽。因此，要根据使用场所的不同选用A型或B型。而柱塞 型仍然通过柱塞的往复运动压缩或吸进空气。为此，如果长时间将柱塞压入，限位开关内的压缩空气逸失，内部 压力将与大气压相同，即使急于让柱塞复位，柱塞却有迟缓复位的 倾向。为了避免发生这种故障，设计时，根据柱塞的压入将空气的 压缩量控制在限位开关内部全部空气量的20%以内。另外，为了延 长微动开关的寿命，在这一构造内部设置了一个OT吸收机构，该 OT吸收机构采用OT吸收弹簧，用以吸收残余的柱塞的行程。该机 构相对于柱塞的运动，在中途停止按压微动开关辅助柱塞的行程。
⑵铰链摆杆型
在摆杆端部（滚珠），柱塞的行程量根据摆杆的比例扩大，因此， 一般不使用OT吸收机构。
⑶旋转摆杆型
举一个典型的示例，来示例WL的构造，但除此之外，还有两个类 型：将复位柱塞的功能赋予柱塞的类型；通过线圈弹簧获取复位 力、用凸轮带动辅助柱塞的类型。
■开关的构成材料
开关的主要部分是由下列材料构成的
零件 材料 材料记号 特征
接点 金 Au 抗腐蚀性非常优越，用于微小负载。因为其质地较柔软（维氏硬度HV25～65），因此较易黏着（接点黏着），并且在接点接触力较大的情况下接点容易凹陷。
金、银合金 AuAg 90%金、10%银的合金抗腐蚀性非常优越，硬度为HV30～90，比金高，因此广泛用于微小负载用开关。
白金、金、银合金 PGS 69%金、25%银、6%白金的合金抗腐蚀性非常优越，硬度也与金银合金相同，广泛用于微小负载用开关。称为作“1号合金”。
银、钯合金 AgPd 抗腐蚀性较好，但较易吸附有机气体生成聚合物。50%银、50%钯的情况下，硬度为HV100 ～200。
银 Ag 导电率、热传导率在金属中是最大的。虽然表现出较低的接触电阻，但其缺点是，在硫化气体的环境中较易生成硫化膜，在微小负载区域较易产生接触不良。硬度为HV25～45。多用于一般负载用开关。
银、镍合金 AgNi 90%银、10%镍的银、镍合金导电率与银接近，在抗电弧、抗熔化方面表现优良。硬度为 HV65～115。
银、铟、锡合金 AgInSn 硬度、熔点较高，抗电弧性优越，不易熔化或转移。
可动弹簧、可动片 弹簧用磷青铜 C5210 压延性、抗疲劳性及抗腐蚀性优良。已进行退火处理。如果弹簧临界值（Kb0.075）C5210-H 为40kgf/mm2以上、C5210-EH为47kgf/mm2以上，较低，广泛用于小型微动开关的可动片。
用于弹簧用铍铜
（时效硬化处理型） C1700 C1720 压延加工后进行时效硬化处理。导电率较高，并且进行硬化处理后，如果弹簧临界值（Kb0.075）C1700-H在90kgf/mm2以上、C1720-H在47kgf/mm2以上，非常高，用于弹簧临界值必须为较高的微动开关。
弹簧用铍铜（mill-hardend材料） C1700-□M C1720-□M 出厂时，材料厂商已进行过时效硬化处理（称为密尔哈敦材料），零件加工后（压延）无需进行时效硬化处理。如果弹簧临界值（Kb0.075）在65kgf/mm2以上（参考值），就会比弹簧用磷青铜高，广泛用于小型微动开关的可动弹簧。
弹簧用不锈钢（奥氏体系列） SUS301-CSP SUS304-CSP 抗腐蚀性优良。临界值（Kb0.075）SUS301-CSP-H在50kgf/mm2以上、SUS304-CSP-H在40kgf/mm2以上。
外壳、保护帽 苯酚树脂 PF 热硬化性树脂。广泛用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为150℃，UL阻燃级别在94V-1 以上，吸水率为0.1～0.3%。微动开关多使用无氨材料。
PBT树脂 PBTP 热可塑性树脂。玻璃纤维强化型多用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为130，UL阻燃级别在94V-1以上，吸水率为0.07～0.1。
PBT树脂 PETP 热可塑性树脂。玻璃纤维强化型用于微动开关的外壳材料。
聚酰胺（尼龙）树脂 PA 热可塑性树脂。与PBT和PET相比，玻璃纤维强化型的耐热性较好。由于吸水率较高，因此请尽量选用吸水率较低的品种。UL温度指数为180℃，UL阻燃级别在94V-1以上，吸水率为0.2 ～1.2。
聚苯硫醚 PPS 热可塑性树脂。与PA相比，其耐热性更为优越。UL温度指数为200℃，UL阻燃级别在94V-1 以上，吸水率为0.1。
开关盒 铝（铸件） ADC 多用于限位开关的开关（箱）盒的材料。JIS H5302中有标准。
锌（铸件） ZDC 与铝铸件相比，适用于较薄的部位，抗腐蚀性也比铝铸件优越。JIS H5301中有标准。
密封橡胶 丁腈橡胶 NBR 耐油性优良，广泛应用于限位开关。根据结合腈的量将腈的等级分为5类，即极高（43%以上）、高（36～42%）、中高（31～35%）、低（24%以下），耐油性、耐热型、耐寒性稍有不同。使用温度范围为-40～130℃。
硅胶 SIR 耐热型、耐寒性优良，使用温度范围为-70～280℃，但耐油性较差。
氟化胶 FRM 与腈丁二烯、硅胶相比，耐热型、耐寒性、耐油性优良，但在耐油性方面根据油的成分不同有时会比腈丁二烯还差。
氯丁二烯橡胶 CR 耐臭氧性、耐气候性较好。广泛应用于对耐气候性有特殊要求的微动开关。
限位开关 用语说明
■一般用语
限位开关：
为保护小型开关不受外力、水、油、尘 埃等的侵害而将其装入金属外壳或者塑料 外壳中的开关。（以下称开关）
额定值
一般指作为开关特性和性能的保证标准的 量， 如额定电流， 额定电压等， 以特定 的条件为前提。
有接点
指利用接点的机械开合来实现开关的功能。
接触形式
根据各种用途构成接点的电气输入输出电路的方式。
树脂固定（塑封端子）
用导线对端子部分完好配线， 通过充填树 脂使该部分固定， 消除暴露在外的带电部 分， 提高密封性的一种方法。
■与结构、构造相关的用语
■关于寿命的用语
机械寿命
将过行程（OT）设为规格值，在未通电状态下的开关寿命。
电气寿命
将过行程（OT) 设为规格值，在额定负载（阻性负载）下的开关寿命。
FP （自由位置）
没有施加外力时驱动杆的位置。
OP （动作位置）
向驱动杆施加外力，使可动接点刚从自由位置的状态开始反转时的位置。TTP （总行程位置）
驱动杆到达驱动杆停止档时的位置。
RP （返回位置）
减少对驱动杆的外力，使可动接点刚从动作位置反转到自由位置状态时驱动杆的位置。
OF （动作力）
为了从自由位置移动到工作位置所必须给驱动杆施加的力。
RF （回复力）
为了从总行程位置移动到回复位置，必须对驱动杆施加的力。
PT （预行程）
驱动杆从自由位置到动作位置的移动距离 或移动角度。
OT （过行程）
驱动杆从动作位置到总行程位置的移动距离或移动角度。
MD （应差行程）
驱动杆从动作位置到返回位置的移动距离或移动角度。
TT (总行程）
驱动杆从自由位置到总行程位置的移动距离或移动角度。
■EN60947-5-1规格用语
对目录中使用的上述规格用语说明如下。
EN60947-5-1
「电气机械控制电路设备」的EN规格。和IEC60947-5-1的内容相同。
使用范围
开关按用途来分类。请参考下面的例子。
电流类别 种类 典型用途
AC AC-15 超过72VA（伏安）的电磁负载的控制
AC-14 72VA（伏安）以下的电磁负载的控制
DC DC-12 阻性负载和半导体负载的控制
额定动作电流（le)
使开关动作的额定电流值
额定动作电流（le)
使开关动作的额定电流值
额定动作电压（Ue)
使开关动作的额定电压值。不能超过额定绝缘电压（Ui）。
额定绝缘电压（Ui)
开关保持绝缘性的最大额定电压值。是耐压值和爬电距离的参数。
额定密闭热电流（I the)
在开关带电部位为密封型的开关中， 持续通电时也不会超过规格规定的临界温升值的电流值。
材质为黄铜的端子部位的规格规定的临界温升值为65℃。
额定脉冲耐压（Uimp)开关在绝缘不被损坏的情况下可承受的脉冲电压的峰值。
有条件的短路电流
开关在短路保护装置动作前可承受的电流值。
短路保护装置（SCPD)
在短路时通过切断保护开关的装置。（断路器， 保险丝等）
污染度
开关的使用环境
有以下4个等级， 限位开关属于污染度3。
等级 内容
污染度 1 没有污染，或者只产生干燥的非导电性污染。
污染度 2 通常只产生非导电性污染，但由于结露可能导致一时的导电性。
污染度 3 产生导电性污染。或者非导电性污染由于结露而产生导电性污染。
污染度 4 由于尘埃或雨雪等原因产生持续的导电性的污染。
防触电保护等级：
防触电等级
等级 内容
Class 0 仅用基本绝缘来防止触电。
Class I 除了基本绝缘，还用接地来防止触电。
Class Ⅱ 使用双重绝缘或加强绝缘来防止触电，不需要接地。
Class Ⅲ 使用了超低压电路防止触电，因此不需要采取防触电措施。

⑤ 自锁式开关的结构和原理

自锁开关，是一种常见的按钮开关。在开关按钮第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按时，开关断开，同时开关按钮弹出来。早期的直接完全断电的电视机、显示器就是使用的这种开关。

带灯自锁开关与普通自锁开关的不同之处仅仅在于：带灯开关充分利用其按键中的空间安放了一只小型指示灯泡或LED，其一端接零线，另一端一般通过一只降压电阻与开关的常开触点并联，当开关闭合时，设备运转的同时也为指示灯提供了电源。

1、电路送电合上空气开关QF→电源指示灯EL亮。

2、起动过程按起动按钮SB2→KM线圈得电→→KM辅助动合触头闭合→→KM主触头闭合→→电动机M起动并连续运转当松开SB2时，它虽然恢复到断开位置，但由于有KM的辅助动合触头(已经闭合了)与它并联，因此KM线圈仍保持通电。

这种利用接触器本身的动合触头使接触器线圈保持通电的作用称为自锁或自保，该动合触头就叫自锁(或自保)触头。正是由于自锁触头的作用，所以在松开SB2时，电动机仍能继续运转，而不是点动运转。

3、停止过程→KM自锁触头断开→按下停止按钮SB1→KM线圈失电→→KM主触头断开→→电动机M停转当松开SB1时，其常闭触头虽恢复为闭合位置。

但因接触器KM的自锁触头在其线圈失电的瞬间已断开解除了自锁(SB2的常开触头也已断开)，所以接触器KM的线圈不能得电，KM的主触头断开，电动机M就不会再转了。

4、电路停电断开空气开关QF→电源指示灯EL灭

(5)开关装置机械结构扩展阅读

开关从操作方式来说分旋钮式、板动式(包括纽子开关、船形开关)、按钮式;其中旋钮式和板动式开关大都可以在操作后保持(锁定)在接通或断开状态，如日常使用的灯开关、风扇调速开关，这类开关大都不用强调是否带自锁，因为都有明显的“操作方向”。

只有按钮式开关，使用时都是按动，大多数按钮开关都用于按下时接通或断开电路，释放后状态即复原，所以有时称为“电铃开关”，按钮式开关为了达到能保持“已被按下”状态。

与普通开关一样，才加有自锁装置，利用自锁性能，使其同样可以自己保持接通或断开状态，这就是带自锁的开关，其中，为某种需要，数个开关在工作时只允许其中一个处于连接状态，其余必须断开时，有将数个按钮开关并排组合，并使用“互锁机构”。

只允许其中一个开关处于连接锁定状态，当按下另一开关时，该开关被锁定，但同时原锁定的开关被释放(如磁带录音机上的“播放、快进、快退”机械按钮)。

这些开关，触点可以 是一组或多组;锁定机构也多种，其中应用较多的是利用一弹簧勾沿一心形槽滑动，心形槽的两个尖对应开关的锁定与释放位置。

按钮开关是利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路转换的开关，它结构简单，而且用途广泛。

按钮开关根据结构可分为:普通按钮式，蘑菇头式，自复位式，自锁式，旋柄式，带指示灯式，带灯符号式，钥匙式等。类型可分为：

(一)动断按钮:常态下，开关触点是常闭状态，按下即断开。

(二)动合按钮:常态下，开关触点是常开状态，按下即闭合。

(三)动合动断按钮:常态下，有两组触点，一组按下是分开，一组按下是断开。

(四)保护式按钮:带保护外壳，可以防止按钮内部零件损坏和防止人员触电，代号为H。

(五)动作点击按钮：也就是鼠标点击按钮。

(六）带灯按钮：即按钮内部装有信号灯，除了动作外还可以作信号指示，代号为D。

(七）防爆式按钮：可以在含有爆炸性气体与尘埃的场所使用，代号为B。

(八）防腐式按钮：能够防止化工腐蚀性气体的侵入，代号为F。

(九）防水式按钮：带密封外壳，可以防止水分侵入，代号为S。