低压断路器也称为自动空气开关,主要在不频繁操作的低压配电线路或开关柜(箱)中作为电源开关使用,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,当发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时,能自动切断线路,起到保护作用。
一、低压断路器工作原理
低压断路器进入家庭比起闸刀开关有很大优越性:一是它能够分断较大的电流,有灭弧装置,这正适合家庭电路负荷增大的情况。另外,它的热稳定性、寿命也比闸刀开关要好。二是它在故障发生时,能自动切断电路。断路器内部装有两个脱扣器,一个是双金属片热脱扣器,用作过载延时保护;另一个是电磁脱扣器,用来做短路瞬时保护。
在家庭电路中,用了断路器之后不再装熔断器,遇有故障时脱扣器自动脱扣(俗称跳闸),以切断电路。当故障排除之后,只需重新合闸而不需更换零部件即可重新使用。
断路器有三个基本组成部分:触头和灭弧系统、脱扣器、传动和操作机构,其工作原理可用附图示意图来说明。附图中所示的触头闭合,锁扣将此合闸状态用搭勾锁定使其稳定。发生过载时,过载脱扣器动作,小倍数过载电流经过一定长的时间使双金属片弯曲到一定程度,这时其一端的螺钉(可调)向上推动连杆使之脱扣造成失稳,触头得以分离,从而实现过载延时保护。发生短路时,短路脱扣器动作,大倍数短路电流通过电磁铁产生的磁力迅速吸引衔铁使之向下运动,安装在另一端的螺钉(可调)向上推动连杆,使之脱扣造成失稳,触头迅速分离,从而实现瞬时短路保护。
二、低压断路器分类方法
1、按结构分类
可分为框架式和塑料外壳式两类。
1)框架式
也称万能式,型号为DW系列;
2)塑料外壳式
也称装置式,型号为DZ系列。
2、按保护特性分类
可分为A类断路器和B类断路器。
1)A类断路器
在短路情况下,选择性保护无人为的短延时,因而不要求额定短时耐受电流。它具有过载长延时,短路瞬时动作的保护特性。A类断路器绝大部分是塑料外壳式断路器。
2)B类断路器
在短路情况下,选择性保护有人为的短延时,因而要求断路器能承受额定短时耐受电流。它具有三段保护,即过载长延时、短路瞬动和短路短延时。B类断路器大多是万能式断路器,使用电子脱扣器和智能控制器者都属于B类。
3、按全分断的时间分类
断路器全分断时间t是从短路出现瞬间开始至触头分断和电弧熄灭为止,以ms计算。
1)t>30~40ms为一般型断路器;
2)t<10~20ms为快速型断路器。
4、按用途分类
1)配电用断路器
(1)交流200~5000A
选择型用于电源总开关和负载始端支路开关;非选择型用于支路始端开关和支路末端开关。
(2)直流60~600A
快速型用于保护硅整流设备;一般型用于保护一般直流设备。
2)电动机保护用断路器
交流60~600A,直接启动过流脱扣器瞬动倍数8~15IN;间接启动过流脱扣器瞬动倍数3~8IN。
3)照明用断路器
交流5~50A,过负荷长延时,短路瞬时。
4)漏电保护断路器
交流20~200A,30mA,0.1s分断,用于保护人身安全及漏电引起的火灾。
低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。
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