2.2 开关、隔离器、隔离开关
开关是最普通、使用最早的电器，用于不频繁地手动分合电路，或作为机床电路中电源的引入开关。常用的有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关（组合开关）以及接近开关等。开关可分为有载运行操作、无载运行操作和选择性运行操作；按操作位置又可分为正面操作、侧面操作和背面操作；按是否带灭弧装置可分为不带灭弧装置和带灭弧装置。有触点的开关，开关刀口接触可分为面接触和线接触，线接触形式刀片容易插入，接触电阻小，制造方便，开关常采用弹簧片以保证接触良好。若开关仅有一个极，则称为单极开关电器。若有几个极，而且这些极是同时操作，则称为多极（两极、三极）开关电器。
隔离器是在断开状态下能符合规定的隔离功能要求的机械开关电器。如果分断或接通的电流可忽略或隔离器的每一极接线端子两端电压无明显变化时，隔离器能够断开和闭合电路。隔离器能承载正常电路条件下的电流，也能在一定时间内承载非正常电路条件下的电流（短路电流）。
隔离开关是断开状态下能符合隔离器的隔离要求的开关。
开关或隔离器与一个或几个熔断器组装在同一单元的组合电器称为熔断器组合电器。其中隔离器的一极或多极与熔断器串联，组成一个单元的隔离器称为隔离器熔断器组；动触头由熔断体或带有熔断体的载熔件组成的隔离器称为熔断器式隔离器。
当前在低压开关设备和控制设备中大量应用低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器，这些产品在功能上有很大差异，这些开关类电器功能上的主要差异见表2-1，由表所列功能可知，其差异是很明显的。开关（或负荷开关）一般不能当隔离器使用，因为它不具备在断开位置上的隔离功能，不能确保维修供电设备时维修人员的人身安全。隔离器也不能当开关使用，因为它不能切断分断电流时产生的电弧。如果在隔离器结构上稍作改进，使之具有灭弧功能，在一定的条件下能分断、接通正常或过载电流，这种隔离器为具有部分开关功能的隔离器。
表2-1 开关类电器功能的主要差异
2.2.1 隔离开关、 刀开关
隔离开关是一种用于电力系统中，能够按照规定提供电气隔离断口的机械开关装置，用于断开无负荷电流的电路，使检修设备与电源之间有明显的断开点，以保证检修人员安全，一般没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流和短路电流，即能够带电操作，但不能带负荷操作。一般送电操作时，先合隔离开关，后合断路器或负荷类开关；隔离开关断电操作时，先断开断路器或负荷类开关，后断开隔离开关。
刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源的隔离开关，也可用来非频繁地分合容量较小的低压配电线路。接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，即刀闸上桩头接电源，下桩头接负载，不能倒装；接通状态时手柄朝上，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发生。图2-5为刀开关的结构示意图。
图2-5 刀开关结构示意图
1—静插座 2—手柄 3—触刀 4—铰链支座 5—绝缘底板
刀开关图形和文字符号如下：
刀开关型号如下：
刀开关常用技术参数有额定电压、额定电流、额定短时耐受电流、动稳定电流及热稳定电流等。
1）动稳定电流：刀开关并不因短路电流产生的电动力作用而发生变形、损坏或触刀自动弹出等现象。即在规定的使用和性能条件下，在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。
2）热稳定电流：在一定时间内通过某一短路电流并不会因温度急剧升高而发生熔焊现象。即在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，在合闸位置能够承载的电流的有效值。
单投（HD）和双投（HS）刀开关为开启式开关，一般用于交流50Hz、额定电压至1000V、额定工作电流6000A及以下的电力线路中，没有专门的灭弧装置，只能无载操作，作隔离电源用。
2.2.2 负荷开关
负荷开关是在刀开关的基础上，增加一些辅助部件，如外壳、快速操作机构、灭弧室和电流保护装置（熔断件），可以通断额定电流内的工作电流，熔断件可以在过载和短路时起到保护作用。根据负荷开关的构造，可分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种，按极数又可分为单极、双极及三极三种。
1.开启式负荷开关
开启式负荷开关是隔离开关的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器，可用于照明、电热设备及小容量电动机的控制线路中，手动不频繁地接通和分断电路，负荷较大时与熔断体配合使用，其中的熔断体起短路保护作用。开启式负荷开关的外形及结构示意图如图2-6所示。
开启式负荷开关容量小，构造简单，价格便宜，一般额定电流最大为60A，没有灭弧能力，动静触头表面易被电弧灼伤而发生溶蚀，导致接触不良，因此不宜用于操作频繁的电路；目前家用场合已经基本淘汰。开启式负荷开关一般垂直安装，合闸操作时，手柄的操作方向从下向上；分闸操作时，手柄操作方向从上向下。电源进线应接在开关上部的进线端上，用电设备应接在开关下部熔体的出线端上，以保证断开后，闸刀和熔体都不带电。
图2-6 开启式负荷开关外形及结构图
1—上胶盖 2—下胶盖 3—触刀座 4—触刀 5—瓷柄 6—胶盖紧固螺母 7—出线端子 8—熔丝 9—触刀铰链 10—瓷底座 11—进线端子
2.封闭式负荷开关
封闭式负荷开关用于工矿企业、农村电力排灌及电气照明线路等配电设备中，也是一种手动操作的负荷开关，主要由触头、灭弧装置、熔断器和铁制外壳及速断弹簧等操作机构组成，其结构示意图如图2-7所示。封闭式负荷开关的铁盖上一般有机械联锁装置，罩盖关闭后可与锁扣楔合，保证合闸位置时打不开盖。负荷开关的额定电流应不小于电路所有负载额定电流的总和。用于电动机负载时，负荷开关的额定电流应不小于电动机额定电流的3倍。
3.组合开关
组合开关又称转换开关，开关的操作手柄可在平行于安装面的平面内转动，动、静触头可叠装于数层绝缘垫板之间，分层连在接线柱上，转动手柄时，每层的动触头随转轴一起转动，一般上部有凸轮、扭簧和手柄等构成的操作机构，该机构采用扭簧储能，可使开关快速开合，动静触头的分合速度与操作手柄的速度无关。
组合开关具有多个触头和多个操作位置，操作方便、安装灵活，多用在机床电气控制线路中作为电源的引入开关，也可用作不频繁分合电路、控制5kW及以下小容量异步电动机的正反转和星三角起动。
如图2-8所示为组合开关的结构示意图。组合开关的主要技术参数有额定电流、额定电压及允许操作频率等，组合开关应根据用电设备的电压等级、容量和所需触头数进行选用。用于一般的照明电路时，额定电流应不低于被控电路各负载电流的总和；用于控制电动机时，其额定电流一般选择电动机额定电流的1.5～2.5倍，组合开关通断能力较低，一般用于电动机正反转的控制。当操作频率过高或负载功率因数较低时，要降容使用。
图2-7 封闭式负荷开关结构示意图
1—动触刀 2—静夹座 3—瓷插式熔断器 4—进线孔 5—出线孔 6—速断弹簧 7—转轴 8—操作手柄 9—开关盖 10—开关盖锁紧螺钉
图2-8 组合开关的结构示意图
1—接线端 2—绝缘方轴 3—手柄 4—凸轮 5—动触头 6—静触头
根据组合开关在电路中的作用，图形和文字符号有两种，如图2-9所示。作为隔离开关使用时一般采用图2-9a的图形符号和文字符号；作为控制开关使用时，一般采用图2-9b的图形符合和文字符号，图2-9b中L1、L2、L3表示电气控制线路，Ⅰ和Ⅱ表示手柄位置，黑点表示手柄转到此位置时这条控制线路接通，当手柄转到操作位置Ⅰ时，控制线路L1和L2接通，手柄转到操作位置Ⅱ时，控制线路L3接通。
图2-9 组合开关的图形和文字符号
2.2.3 开关的主要技术参数与选型
开关不能主动地切断短路电流，只能被动地承受短路电流的冲击。各类开关，特别是隔离开关，严禁在带载情况下开断线路，以免出现电弧伤及人身安全。当开关打开时，它的触头之间的电阻为无穷大。当开关闭合时，它的触头之间的电阻为零。开关打开时的电阻与开关闭合时的电阻之比定义为转换深度（h），即
1）有触点电器：h=1010～1014。
2）无触点电器：h=104～107。
3）混合式电器：h介于两者之间。
有触点电器具有高转换深度，使得电器执行接通任务时电能损耗小，执行开断任务时电路电阻大，从而保证电器的耐压水平；缺点是断开电路时触头间的电弧会影响开关电器的使用寿命。无触点电器虽然执行开断任务时无电弧，但接通电阻大，电能损耗也大，发热严重。有触点的开关电器开断后的绝缘性能优于无触点的开关电器。
开关常见的技术参数有额定电流、额定电压、额定短时耐受电流和额定短路接通能力。它们之间存在大小关系：额定电流＜额定短时耐受电流＜额定短路接通能力。开关电器的额定电流有一系列值，并且存在最大值，这个最大值被称为壳体电流或者框架电流，它代表着某种型号开关所能够承受的最大运行电流值。额定电压也有一系列值，其中的最大值被称为额定绝缘电压。