第五节 低压开关.docVIP

1.5 低压开关 开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电路、开断电流。常用的有刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关(组合开关)、自动空气开关(空气断路器)等。 1.5.1 低压断路器 1.5.1.1 低压断路器的用途 低压断路器又叫自动空气开关，简称断路器。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。低压断路器与接触器不同的是：接触器允许频繁的接通和分断电路，但不能分断短路电流。而低压断路器不仅可以分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。 1.5.1.2 低压断路器的特点 在各种低压电器中，低压断路器是唯一能开断短路电流的电器，因此就决定了它有以下特点： 具有完善的灭弧装置。 有完善的配套设备，能与附加或自身的保护装置相配合，对电路、电器起到良好的自动保护作用。 具有复杂的分、合闸操作机构。 1.5.1.3 低压断路器的分类 按结构型式可分为: 塑壳式、万能式 、限流式、直流快速式、灭磁式、 漏电保护式 按操作方式分: 人力操作式、动力操作式、储能操作式 按极数分: 单极、二极、三极、四极式 按安装方式又可分: 固定式、插入式、抽屉式 按断路器在电路中的用途可分: 配电用断路器、电动机保护用断路器、其他负载用断路器 按灭弧介质分：空气断路器、真空断路器 按是否具有限流性能分：有一般型不限流和快速限流型断路器，短路电流过渡过程持续时间约0.2s，快速型断路器的分闸时间不大于0.08s，即在短路电流出现后的第一个周波内，快速将短路电流分断，这对于保护设备和线路是有利的，但由于电流的变化率极大，会产生很高的自感电动势，可能会产生操作过电压，称为截流过电压，这种快速开断短路电流的作用称为限流作用。普通型断路器的分断时间为0.1~0.2s。 按保护脱扣器种类分：有短路瞬时脱扣器、短路延时脱扣器、过载长延时反时限保护脱扣器、欠压瞬时脱扣器、欠压延时脱扣器等。 低压断路器的类型 ◆万能式断路器（或称为框架式断路器）：作配电网络的保护开关，用在额定电流比较大或有选择性保护要求时。 ◆塑料外壳式断路器：除作配电网络的保护开关外，还可用作电动机、照明电路及电热器的控制开关，用在短路电流不太大的场合。 ◆模块化小型断路器：用于半导体整流元件和整流装置的保护 ◆智能化断路器：用于短路电流相当大的电路中。 1.5.1.4 低压断路器的结构和工作原理 低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。低压断路器工作原理图如图所示。 图 低压断路器工作原理图 1-主触点? 2-自由脱扣机构? 3-过电流脱扣器? 4-分励脱扣器 5-热脱扣器? 6-欠电压脱扣器? 7-停止按钮 低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。 1.5.1.5 低压断路器的触点系统、灭弧系统和操作机构 触点系统是断路器的执行元件，用以接通和分断正常工作电流，在电路出现故障时，能快速分断故障电流，保护电路和电器。 常见的触点形式有对接式触点、桥式触点、插入式触点。前两种多为面接触，而后者则是作为板后接线的插入式连接，有电动式补偿作用，如DW95系列的低压断路器就是采用这种触点。 断路器的触点有单挡、双挡、三挡之分，单挡只有主触点，适用于小容量的断路器中，如DW10系列中小于200A的就是单挡触点；双挡具有主触点和弧触点，并联使用，主触点起接通和分断主电路作用，弧触点主要起分断电弧、保护主触点的作用，如DW10系列中200~600A就是双挡触点；三挡触点是在主触点、弧触点之间增加一组副触点，一般用在1500A及以上的断路器中，作为主触点的双重保护，如ME系列1600A及以上就是三挡触点。触点的闭合顺序为先弧触点，再副触点，最后主触点；触点的开断顺序刚好与之相反，这样有利于保护主触点不受电弧烧蚀。 低压断路器的灭弧系统因断路器的结构、型号、电压等级、额定电流等技术参数的不同而不同，一般常采用灭弧栅片和窄片相结合的复式结构灭弧，这样既提高了灭弧能力，又减小了飞弧距离，有利于提高断路器的断流容量。塑壳式断路器的工作电流较小，一般采用反白纸板加栅