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斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。
當(dāng)短路時(shí),大電流(一般10至12倍)產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧,脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作,開關(guān)瞬時(shí)跳閘。當(dāng)過載時(shí),電流變大,發(fā)熱量加劇,雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作(電流越大,動(dòng)作時(shí)間越短)。
有電子型的,使用互感器采集各相電流大小,與設(shè)定值比較,當(dāng)電流異常時(shí)處理器發(fā)出號(hào),使電子脫扣器帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路,以及切斷故障電路,防止事故擴(kuò)大,保證運(yùn)行。而高壓斷路器要開斷1500V,電流為1500-2000A的電弧,這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。
吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離,另一方面通過吹弧拉長電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散,同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散,迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。
低壓斷路器也稱為自動(dòng)空氣開關(guān),可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路,也可用來控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和,是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。
低壓斷路器具有多種保護(hù)功能(過載、短路、欠電壓保護(hù)等)、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω摺⒉僮鞣奖恪⒌葍?yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置(各種脫扣器)、滅弧系統(tǒng)等組成。
低壓斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。主觸點(diǎn)閉合后,自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián),欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí),過電流脫扣器的銜鐵吸合,使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作,主觸點(diǎn)斷開主電路。當(dāng)電路過載時(shí),熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲,推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí),欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用,在正常工作時(shí),其線圈是斷電的,在需要距離控制時(shí),按下起動(dòng)按鈕,使線圈通電。
世界上早的斷路器產(chǎn)生于1885年,它是一種刀開頭和過電流脫扣器的組合。1905年,具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來,隨著科技的進(jìn)步,電弧原理的發(fā)現(xiàn)和各種滅弧裝置的發(fā)明,逐漸形成了機(jī)構(gòu)。50年代末,由于電子元件的興起,又產(chǎn)生了電子脫扣器,到了今天,由于單片機(jī)的普及又有了智能型斷路器的問世。
常見的有低壓斷路器和真空斷:
低壓斷路器是用于交流電壓1200V,直流電壓1500V的電路中起通斷、控制或保護(hù)等作用的電器。低壓斷路器是電器工業(yè)的重要組成部分,在機(jī)械行業(yè)中是基礎(chǔ)配套件,在配電系統(tǒng)中低壓成套開關(guān)設(shè)備主要由各種低壓斷路器元件構(gòu)成,低壓斷路器的功能及性能對(duì)低壓成套開關(guān)設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。發(fā)電設(shè)備所發(fā)出電能的80%以上是通過低壓斷路器分配使用的。每增加1萬kW發(fā)電設(shè)備,約需2萬件左右的各類低壓斷路器與之配套。在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中,也需要由低壓斷路器構(gòu)成的各種控制屏、控制臺(tái)、控制器等產(chǎn)品。中國低壓斷路器行業(yè)自1949年后,是在一些修理、裝配簡單電器工廠的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展成能獨(dú)立設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的行業(yè),到1979共有生產(chǎn)企業(yè)600多家,經(jīng)過1985~1986年、1990~1991年兩個(gè)發(fā)展高峰,1995年低壓斷路器行業(yè)已有生產(chǎn)企業(yè)約1500家。
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輔助觸頭:與斷路器主電路分、合機(jī)構(gòu)機(jī)械上連動(dòng)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(duì)其相關(guān)電器實(shí)施控制或聯(lián)鎖。例如向號(hào)燈、繼電器等輸出號(hào)。塑殼斷路器殼架等級(jí)額定電流100A為單斷點(diǎn)轉(zhuǎn)換觸頭,225A及以上為橋式觸頭結(jié)構(gòu),約定發(fā)熱電流為3A;殼架等級(jí)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(bào)警觸頭:用于斷路器事故的報(bào)警觸頭,且此觸頭只有當(dāng)斷路器脫扣分?jǐn)嗪蟛艅?dòng)作,主要用于斷路器的負(fù)載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時(shí)而自由脫扣,報(bào)警觸頭從原來的常開位置轉(zhuǎn)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(fù)載故障而自由脫扣的機(jī)率不太多,因而報(bào)警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報(bào)警觸頭的工作電流一般不會(huì)超過1A。
分勵(lì)脫扣器:分勵(lì)脫扣器是一種用電壓源激勵(lì)的脫扣器,它的電壓與主電路電壓無關(guān)。分勵(lì)脫扣器是一種遠(yuǎn)距離操縱分閘的附件。當(dāng)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(shí),就能可靠性的分?jǐn)鄶嗦菲鳌?/div>
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