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      為什么空氣開關可以跳閘?講的很詳細

      2020-5-15 08:05| 編輯:電工學習網| 查看: 1050| 評論: 0

      摘要: 一.總體介紹1.概述:空氣開關即空氣斷路器,主要用于保護交流500V或直流400V以下的低壓配電網和電力拖動系統中常用的一種配電電器,可用于不頻繁接通和分斷負載電路當工作電流超過額定電流、短路、失壓等情況下,自 ...
      一.總體介紹
      1.概述:
      空氣開關即空氣斷路器,主要用于保護交流500V或直流400V以下的低壓配電網和電力拖動系統中常用的一種配電電器,可用于不頻繁接通和分斷負載電路
      當工作電流超過額定電流、短路、失壓等情況下,自動切斷電路。
      相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器漏電保護器等電器部分或全部的功能總和,是低壓配電網中一種重要的保護電器。
      2.空開分類
      自動空氣開關的分類 :
      1.按極數分:單極.兩極和三極
      2.按保護形式分:電磁脫扣器式.熱脫扣器式.復合脫扣器式(常
      用)和無脫扣器式。
      3.按全分斷時間分:一般和快速式(先于脫扣機構動作,脫扣時間在
      0.02秒以內)。
      4.按結構型式分:塑殼式、框架式、限流式、直流快速式、滅磁式和
      漏電保護式。
      電力拖動與自動控制線路中常用的自動空氣開關為塑殼式。如DZ5-
      20系列。
      3.符號
      4.參數識別——DZ10-100/330 Ie=60A ?
      DZ--“自動”的反拼音 10--設計序號 100--額定電流 3---表示極數即三相 3---脫扣形式(0--無脫扣器,1--熱脫扣器式,2--電磁脫扣器式,3--復式) 0---有無輔助觸頭(0--無輔助觸頭,2--有輔助觸頭) Ie=60A---過電流調節
      目前家庭使用DZ系列的空氣開關,常見的有以下型號/規格:C16、C25、C32、C40、C60、C80、C100、C120等規格,其中C表示脫扣電流,即起跳電流,例如C32表示起跳電流為32安,一般安裝6500W熱水器要用C32,安裝7500W、8500W熱水器要用C40的空開。
      二.主要組成部分
      1.組成
      主要由觸點系統、滅弧裝置、脫鉤器和操作機構等組成,操作機構又有脫扣機構、復位機構和鎖扣機構。
      1.1觸點系統
      觸點有主觸點和滅弧觸點,大電流的斷路器還有副觸點,這三種觸點并聯接在電路中。正常工作時主觸點承載負載電流;開斷時滅弧觸點熄滅電弧,保護主觸點。當電路接通時滅弧觸點先接通,主觸點后接通,斷開電路時順序相反。副觸點的工作在主觸點和滅弧觸點之間,也起保護主觸點的作用。
      1.2滅弧裝置:
      滅弧裝置大多為柵片式,滅弧罩采用三聚氰胺耐弧塑料壓制,兩壁裝有絕緣隔板,防止相間非弧,滅弧室上方裝設三聚氰胺玻璃布板制成的滅弧柵片,以縮少飛弧距離。
      1.3自由脫扣機構:
      自由脫扣是指斷路器在合閘狀態或合閘過程中,脫扣器能作用于脫扣機構使其斷開。
      1.4脫扣器:
      脫扣器又稱保護裝置,是用來接收操作命令或電路非正常情況的信號,以機械動作或觸發電路的方法,脫扣機構的動作部件,它包括過電流脫扣器、失壓脫扣器、分勵脫扣器和熱脫扣器,另外還可以裝設半導體或帶微處理器的脫扣器。
      2.脫扣器種類
      2.1電磁脫扣器
      正常電流----電磁鐵生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力-----斷路器正常運行
      短路-----電流超過正常電流的若干倍電磁鐵產生的電磁力大于反作用力彈簧的作用力------自由脫扣機構釋放主觸頭-----短路保護作用。
      2.2熱脫扣器
      1.正常電流時,發熱元件發熱,使雙金屬片彎曲至一定程度(剛好接觸到傳動機構),并達到動態平衡狀態,雙金屬片不再繼續彎曲。
      2. 若出現過載現象時,線路中電流增大,雙金屬片將繼續彎曲,通過傳動機構推動自由脫扣機構釋放主觸頭,主觸頭在分閘彈簧的作用下分開,切斷電路起到過載保護的作用。
      2.3失壓脫扣器
      1.當電源側停電或電源電壓過低時,電磁鐵所產生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力,銜鐵被向上拉,通過傳動機構推動自由脫扣機構使斷路器掉閘,起到欠壓及零壓保護。
      2.當電源電壓為額定電壓的75%~105%時,失壓脫扣器保證吸合,使斷路器順利合閘;
      3.當電源電壓低于額定電壓的40%時,失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分斷。
      3.脫扣釋義
      Ø脫扣就是指斷路器跳閘
      Ø瞬時脫扣(電磁脫扣)=快速跳閘=短路保護
      Ø復式脫扣(熱磁脫扣)=瞬時脫扣+延時脫扣=快速跳閘+延時跳閘
      =(短路保護+過載保護)
      民用的大多用瞬時脫扣器,工業的大多用復式脫扣器。
      三.空開原理
      a.過電流脫扣器:釋放銜合—短路或嚴重過載 — 銜鐵吸合 — 斷開主電路
      b.欠壓脫扣器 :欠電壓或斷電—銜鐵釋放 — 主觸點斷開
      c.熱脫扣器:一般性過載— 雙金屬片受熱上彎曲 — 自由脫扣機構動作 — 斷開主電路
      四.空氣開關的選擇
      自動空氣開關的一般選用原則是:
      (1)根據線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式--確定選用框架式、裝置式或限流式等。
      (2)自動空氣開關的額定電壓≥線路額定電壓。
      (3)自動空氣開關的額定電流≥線路計算負載電流。
      (4)熱脫扣器的整定電流=所控制負載的額定電流。
      (5)電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流≥負載電路正常工作時的峰值電流。
      (6)動空氣開關欠電壓脫扣器的額定電壓=線路額定電壓。
      (7)配電線路中的上、下級斷路器的保護特性應協調配合,下級的保護特性應位于上級保護特性的下方且不相交。
      (8)斷路器的長延時脫扣電流應小于導線允許的持續電流。
      五.空開與刀開關、熔斷器及漏電器
      1.刀開關(QK)
      也稱閘刀開關,安裝在回路的最前面,當該回路需要檢修時,需要拉開刀閘,使得回路有一個明顯的斷開點,以保證安全;
      刀開關分為單刀、雙刀、三刀三種,擲向可分為單擲、雙擲兩種。
      2.熔斷器(FU)
      熔斷器俗稱保險絲,是進行短路保護的電器。當電路發生短路,負載電流超過額定電流許多倍時,熔體立既熔斷,保護電路及用電設備不遭損壞。在一定的電流值以上,電流越大,動作越快。
      a.外型結構
      c.空開與熔斷器的區別
      主要的區別為:
      1.熔斷器屬于一次失效器件;空開屬于多次失效器件,可以多次重復使用。
      2.熔斷器的電流分斷能力比空開高;空開有時會出現斷路動作失敗。因為有這樣一種情況:當電流突然增大到一定值時,空開內部接觸點。
      3.空開內部的接觸點接觸不良,可能會引起打火現象,使接觸點氧化,增加接觸電阻,嚴重的可能使空開因發熱導致接觸點焊死失效,而熔絲無此問題。
      3.漏電保護器
      漏電電流動作保護器簡稱漏電保護器,又叫漏電保護開關。
      作用:設備發生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電進行保護。
      主要四部分: 1.檢測元件:零序電流互感器,被保護的相線、中性線穿過環形鐵心,構成一次線圈N1,纏繞繞組構成二次線圈N2。沒有漏電,電流向量和等于零,因此在N2上也不能產生相應的感應電動勢。漏電,相線、中性線的電流向量和不等于零,產生感應電動勢,中間環節進行信號處理。
      2. 中間環節:中間環節通常包括放大器、比較器、脫扣器,中間環節的作用是對漏電信號進行放大和處理,并輸出到執行機構。
      3.執行機構:接收指令信號,實施動作,自動切斷故障處的電源。
      4.試驗裝置:定期檢查其是否完好、可靠,試驗裝置就是通過試驗按鈕和限流電阻的串聯,模擬漏電路徑,以檢查裝置能否正常動作。
      一般環境選擇動作電流不超過30mA,動作時間不超過0.1s.,這兩個參數保證了人體如果觸電時,不會使觸電者產生病理性生理危險效應。在浴室、游泳池等場所漏電保護器的額定動作電流不宜超過10mA。在觸電后可能導致二次事故的場合,應選用額定動作電流為6mA的漏電保護器。
      零序電流
      •在三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0。如果在
      三相四線中接入一個電流互感器,這時感應電流為零。•當電路中發生觸電
      或漏電故障時,回路中有漏電電流流過,這時穿過互感器的三相電流相量
      和不等零,其相量和為:
      Ia+Ib+Ic=I(漏電電流)。這樣互感器二次線圈中就有一個感應電壓,此電壓加于檢測部分的電子放大電路,與保護區裝置預定動作電流值相比較,如大于動作電流,即使靈敏繼電器動作,作用于執行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所產生的電流即為零序電流。
      兩者外觀的區別在于:漏電開關有一個橘黃色的測試按鈕“T”以及合閘前按下的按鈕,而空氣開關沒有。
      1、單極為什么會有400V?
      2、C型是什么?后面有說。
      2極的反而沒有400V?
      1、兩條銅線是什么作用呢?是配合移動機構。
      2、最下面紅色圓圈內的銀色金屬桿可能做微小的圓周運動,直接驅動動觸頭。
      3、此空氣斷路器能實現短路脫扣、過載脫扣,功能越多結構越復雜。
      4、這是空氣斷路器還是漏電斷路器?在這里看不出來。
      1、短路脫扣是采樣了L3的線電壓,如果是L1、L2相間短路呢?本圖給出的只是單相原理圖,實際應用中三相相同。
      2、斷路器的過載保護功能的實現是利用雙金屬隨著溫度升高而定向按規律彎曲的原理,正常電流(1.13In)彎曲角度不大,因此推力不足以使脫扣機構脫扣,當達過載電流(1.45In)彎曲角度大,推力足以推動脫扣機構使開關斷開,這就是過載保護的原理。
      3、斷路器的短路保護功能是由瞬時脫扣器(電磁系統)來實現的,電磁力與電流和匝數之積成正比,由于瞬時脫扣器線圈匝數少(一般只有10匝以下),雖然瞬時脫扣器串接在電路中,電路正常工作時,由于匝數少,正常工作電流產生的吸力不足以克服彈簧的反作用力,因此線路能正常工作,但對于短路電流來說,由于產生的電流與正常工作的電流相比相差幾倍以至幾十倍或更大,線圈匝數沒變,但電流增加幾倍以至幾十倍,因此吸力也增加了幾倍以至幾十倍(線圈里通的是交流電流,產生的是交變磁場,怎么推動固定方向的銜鐵呢?)
      現在可以解釋空氣開關或者漏電保護開關面板上的C型的含義了。
      空氣開關或者漏電開關又稱斷路器。斷路器中有兩種脫扣器(其實是四種),一種是過電流脫扣器(又稱延時脫扣器),由雙金屬片機構組成,用于過負載保護。一種是瞬時脫扣器,由電磁機構組成,用于短路瞬時保護。
      瞬時脫扣特性分C、D兩種。設斷路器額定電流為In,C型的整定電流為5~10In,D型的整定電流為10~14In。一般起動電流不大的用電設備如家電選C型,起動電流大的用電設備如重載電動機選D型,以免起動時斷路器誤動作。D型開關可以躲過短時沖擊電流,一般用于電機電源開關。C型開關一般用于控制電源及無沖擊電流負荷電源開關。
      對于微型斷路器來講,其實共有四種磁脫扣曲線類型的斷路器,脫扣曲線分別為A、B、C、D
      A型脫扣曲線:磁脫扣電流為(2-3)In,適用于保護半導體電子線路,帶小功率電源變壓器的測量回路或線路長且電流小的系統
      B型脫扣曲線:磁脫扣電流為(3-5)In,適用于保護住戶配電系統,家用電器的保護和人身安全保護
      C型脫扣曲線:磁脫扣電流為(5-10)In,適用于保護配電線路以及具有較高接通電流的照明線路
      D型脫扣曲線:磁脫扣電流為(10-20)In,適用于保護具有很高沖擊電流的設備,如變壓器,電磁閥等。
      下次可以注意一下刀閘電機電源空氣開關是否為D型
      當無漏電流或漏電流達不到動作電流時,零序電流以感應出的電壓不足以觸發可控硅G極(控制極),此時A極(陽極)與K極(陰極)之間相當于一個大電阻達1M(1M=1000000歐姆)以上,脫扣器線圈一般為幾十歐姆(30-60歐姆左右),脫扣器線圈與可控硅等效于串聯狀態。由于可控硅的等效電阻遠遠大于脫扣器線圈的電阻值,因此幾乎全部電壓加在可控硅的A與K兩端,脫扣器同乎無壓降,微小的電壓不能帶動脫扣器工作,因此保護器處于守侯狀態,斷路器處于正常合閘狀態。當零序電流互感器感應出的電壓能觸發可控硅G極時,此時A與K兩端完全導通,電阻幾乎為0,全部壓降加在脫扣線圈兩端,脫扣器線圈產生足夠大的吸力,帶動脫扣機構動作,從而切斷電源,實現自我保護。

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