空氣開關

基本介紹
 

空氣斷路器（自動開關），斷路器的一種。絕緣介質為空氣，是用手動（或電動）合閘，用鎖扣保持合閘位置，由脫扣機構作用于跳閘并具有滅弧裝置的低壓開關，被廣泛用于500V以下的交、直流裝置中，在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流和短路、過載等故障電流。當電路內發(fā)生過負荷、短路、電壓降低或消失時，能自動切斷電路，進行可靠的保護。斷路器的動、靜觸頭及觸桿設計型式多樣，但提高斷路器的分斷能力是主要目的。利用一定的觸頭結構，限制分斷時短路電流峰值的限流原理，對提高斷路器的分斷能力有明顯的作用，而被廣泛采用。
 

基本原理
 

空氣斷路器的基本原理是短路電流遠大于正常負載電流，短路電流導致脫扣器脫扣，動觸頭在彈簧作用下與靜觸頭分開，使得電路斷開。
 

短路電流導致脫扣器脫扣，有多種實現(xiàn)方式，一般是采用電磁鐵的原理實現(xiàn)的，線圈中經過負載電流時候電磁鐵吸力小，經過短路電流時候吸力足以使銜鐵動作，帶動脫扣器脫扣。
 

大點的空氣開關還帶有過負荷保護，就是一般采用雙金屬片，當電路過負荷達到一定時間的時候，熱量會使雙金屬片變形導致脫扣器脫扣從而斷開電路。
 

工作原理 

空氣開關也就是斷路器，在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流，并能在線路和電動機發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護。斷路器的動、靜觸頭及觸桿設計成平行狀，利用短路產生的電動斥力使動、靜觸頭斷開，分斷能力高，限流特性強。 ．短路時，靜觸頭周圍的芳香族絕緣物氣化，起冷卻滅弧作用，飛弧距離為零。斷路器的滅弧室采用金屬柵片結構，觸頭系統(tǒng)具有斥力限流機構，因此，斷路器具有很高的分斷能力和限流能力。 ．具有復式脫扣器。反時限動作是雙金屬片受熱彎曲使脫扣器動作，瞬時動作是鐵芯街鐵機構帶動脫扣器動作。脫扣方式有熱動、電磁和復式脫扣3種。. 空氣開關內部比較精密，原理卻甚為簡單。它在入線和出線間串了個10幾20圈的電感，電流足夠時吸合帶動機械杠桿而動作保護。比較安全又不用換保險，是很好的推薦。 自動空氣開關也稱為低壓斷路器，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及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。 自動空氣開關具有多種保護功能(過載、短路、欠電壓保護等)、動作值可調、分斷能力高、操作方便、安全等優(yōu)點，所以目前被廣泛應用。 結構和工作原理 自動空氣開關由操作機構、觸點、保護裝置(各種脫扣器)、滅弧系統(tǒng)等組成。

挑選參數(shù)
 

挑選空氣斷路器的時候最重要的參數(shù)有三個，框架電流In max越大越好，額定極限短路分斷能力Icu越大越好，額定運行短路分斷能力Ics越接近Icu越好。
 

框架電流：斷路器的主觸頭允許通過的最大額定電流。
 

額定極限短路分斷能力（Icu）：按規(guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。
 

額定運行短路分斷能力（Ics）：按規(guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件，包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。
 

主要附件
 

內部附件

輔助觸頭：輔助觸頭是斷路器主電路分、合機構機械上連動的觸頭，主要用于斷路器分、合狀態(tài)的顯示，接在斷路器的控制電路中通過斷路器的分合，對其相關電器實施控制或聯(lián)鎖。例如向信號燈、繼電器等輸出信號。塑殼斷路器殼架等級額定電流100A為單斷點轉換觸頭，225A及以上為橋式觸頭結構，約定發(fā)熱電流為3A；殼架等級額定電流400A及以上可裝兩常開、兩常閉，約定發(fā)熱電流為6A。操作性能次數(shù)與斷路器的操作性能總次數(shù)相同。
 

報警觸頭：用于斷路器事故的報警觸頭，且此觸頭只有當斷路器脫扣分斷后才動作，主要用于斷路器的負載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時而自由脫扣，報警觸頭從原來的常開位置轉換成閉合位置，接通輔助線路中的指示燈或電鈴、蜂鳴器等，顯示或提醒斷路器的故障脫扣狀態(tài)。由于斷路器發(fā)生因負載故障而自由脫扣的機率不太多，因而報警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報警觸頭的工作電流一般不會超過1A。
 

分勵脫扣器：是一種用電壓源激勵的脫扣器，它的電壓可與主電路電壓無關。分勵脫扣器是一種遠距離操縱分閘的附件。當電源電壓等于額定控制電源電壓的70%-110%之間的任一電壓時，就能可靠分斷斷路器。分勵脫扣器是短時工作制，線圈通電時間一般不能超過1S，否則線會被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀，在分勵脫扣線圈串聯(lián)一個微動開關，當分勵脫扣器通過銜鐵吸合，微動開關從常閉狀態(tài)轉換成常開，由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷，即使人為地按住按鈕，分勵線圈始終不再通電就避免了線圈燒損情況的產生。當斷路器再扣合閘后，微動開關重新處于常閉位置。
 

欠電壓脫扣器：欠電壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時，使斷路器有延時或無延時斷開的一種脫扣器，當電源電壓下降(甚至緩慢下降)到額定工作電壓的70%至35%范圍內，欠電壓脫扣器應運作，欠電壓脫扣器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的35%時，欠電壓脫扣器應能防止斷路器閉合；電源電壓等于或大于85%欠電壓脫扣器的額定工作電壓時，在熱態(tài)條件下，應能保證斷路器可靠閉合。因此，當受保護電路中電源電壓發(fā)生一定的電壓降時，能自動斷開斷路器切斷電源，使該斷路器以下的負載電器或電氣設備免受欠電壓的損壞。使用時，欠電壓脫扣器線圈接在斷路器電源側，欠電壓脫扣器通電后，斷路器才能合閘，否則斷路器合不上閘。
 

外部附件
 

電動操作機構：是用于遠距離自動分閘和合閘斷路器的一種附件，電動操作機構有電動機操作機構和電磁鐵操作機構兩種，電動機操作機構為塑殼式斷路器殼架等級額定電流400A及以上斷路器，電磁鐵操作機構適用于塑殼斷呼器殼架等級額定電流225A及以下斷路器，無論是電磁鐵或電動機，它們的吸合和轉動方向都是相同，僅由電動操作機構內部的凸輪的位置來達到合、分，斷路器在用電動機構操作時，在額定控制電壓的85%-110%之間的任一電壓下，應能保證斷路器可靠閉合。
 

轉動操作手柄：適用于塑殼斷路器，在斷路器的蓋上裝轉動操作手柄的機構，手柄的轉軸裝在它的機構配合孔內，轉軸的另一頭穿過抽屜柜的門孔，旋轉手柄的把手裝在成套裝置的門上面所露出的轉軸頭，把手的圓形或方形座用螺釘固定的門上，這樣的安裝能使操作者在門外通過手柄的把手順時針或逆時針轉動，來確保斷路器的合閘或分閘。同時轉動手柄能保證斷路器處于合閘時，柜門不能開啟；只有轉動手柄處于分閘或再扣，開關板的門才能打開。在緊急情況下，斷路器處于"合閘"而需要打開門板時，可按動轉動手柄座邊上的紅色釋放按鈕。
 

加長手柄：是一種外部加長手柄，直接裝于斷路器的手柄上，一般用于600A及以上的大容量斷路器上，進行手動分合閘操作。
 

手柄閉鎖裝置：是在手柄框上裝設卡件，手柄上打孔然后用掛鎖鎖起來。主要用于斷路器處于合閘工作狀態(tài)時，不容許其他人分閘而引起停電事故，或斷路器負載側電路需要維修或不允許通電時，以防被人誤將斷路器合閘，從而保護維修人員的安全或用電設備的可靠使用。
 

接線方式

斷路器的接線方式有板前、板后、插入式、抽屜式，用戶如無特殊要求，均按板前供貨，板前接線是常見的接線方式。
 

1、板后接線方式：板后接線最大特點是可以在更換或維修斷路器，

不必重新接線，只須將前級電源斷開。由于該結構特殊，產品出廠時已按設計要求配置了專用安裝板和安裝螺釘及接線螺釘，需要特別注意的是由于大容量斷路器接觸的可靠性將直接影響斷路器的正常使用，因此安裝時必須引起重視，嚴格按制造廠要求進行安裝。
 

2、插入式接線：在成套裝置的安裝板上，先安裝一個斷路器的安裝座，安裝座上6個插頭，斷路器的連接板上有6個插座。安裝座的面上有連接板或安裝座后有螺栓，安裝座預先接上電源線和負載線。使用時，將斷路器直接插進安裝座。如果斷路器壞了，只要拔出壞的，換上一只好的即可。它的更換時間比板前，板后接線要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此，我國的插入式產品，其殼架電流限制在最大為400A。從而節(jié)省了維修和更換時間。插入式斷路器在安裝時應檢查斷路器的插頭是否壓緊，并應將斷路器安全緊固，以減少接觸電阻，提高可靠性。
 

3、抽屜式接線：斷路器的進出抽屜是由搖桿順時針或逆時針轉動的，在主回路和二次回路中均采用了插入式結構，省略了固定式所必須的隔離器，做到一機二用，提高了使用的經濟性，同時給操作與維護帶來了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特別是抽屜座的主回路觸刀座，可與NT型熔斷路器觸刀座通用，這樣在應急狀態(tài)下可直接插入熔斷器供電。
 

工作條件
 

周圍空氣溫度：周圍空氣溫度上限+40℃；周圍空氣溫度下限-5℃；周圍空氣溫度24h的平均值不超過+35℃。
 

海拔：安裝地點的海拔不超過2000m。
 

大氣條件：大氣相對濕度在周圍空氣溫度為+40℃時不超過50%；在較底溫度下可以有較高的相對濕度；最濕月的月平均最大相對濕度為90%，同時該月的月平均最低溫度+25℃,并考慮到因溫度變化發(fā)生在產品表面上的凝露。
 

污穢等級：污穢污染等級為3級。
 

主要作用
 

在正常情況下，過電流脫扣器的銜鐵是釋放著的；一旦發(fā)生嚴重過載或短路故障時，和主電路串聯(lián)的線圈就將產生較強的電磁吸力把街鐵往下吸引而頂開鎖鉤，使主觸點斷開。欠壓脫扣器的工作恰恰相反，在電壓正常時，電磁吸力吸住銜鐵，主觸點才得以閉合。一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸點斷開。當電源電壓恢復正常時，必須重新合閘后才能工作，實現(xiàn)了失壓保護。
 

常規(guī)檢測
 

每路線的插座、燈頭、廚房、衛(wèi)生間、冰箱、空調都應該單獨放線，每路線上都要有單獨的空氣斷路器，大功率的房間，比如廚房和衛(wèi)生間，4平方毫米以上的線路要達到20A，一般的燈頭線只要16A，每條線路都有特定的規(guī)格。
 

在檢測空氣斷路器是否正常的時候，應該請專業(yè)人員用漏電相位檢測儀檢測。如果空氣斷路器處于正常保護狀態(tài)，檢測的時候，每路電的空氣斷路器都會單獨跳閘，漏電保護器也跟著一起跳閘。如果空氣斷路器處于不正常的狀態(tài)，那么只是總開關跳閘，單獨的空氣斷路器不跳閘，漏電保護器也不跳閘。