1.概述
断路器又称自动开关、空气开关,能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条件(严重过载、短路、欠压、失压等故障电路等)下的电流的开关装置。在低压配电网络、电力拖动系统和建筑物内广泛用于电源电路、照明电路的保护。
自动开关种类繁多,可按以下方式分类。
1)按用途分,有保护配电电路、保护电动机、保护照明电路和漏电保护。
2)按结构形式分,有框架式(亦称万能式)和塑料外壳式(也称装置式)。
3)按极数分,有单极、两极、三极和四极。
4)按限流性能分,有一般不限流型和快速限流型。
5)按操作方式分,有电动操作、储能操作和手动操作。
6)按安装方式分,有插入式、固定式和抽屉式。
2.基本结构和工作原理
断路器由触头系统、灭弧系统、传动机构、脱扣器等组成。脱扣器用于检测故障并使操作机构脱扣,带动触头断开,常用的有电磁脱扣器(过电流脱扣器、欠电压脱扣器)和热脱扣器两种,如图6-23所示。
过电流脱扣器6的线圈与主电路串联。主电路电流正常,电磁吸力不足以吸合衔铁8;当主电路严重过载或短路时,衔铁8吸合,撞击杠杆7,顶开搭钩4,触头2分断,实现过载和短路保护。
同理,欠电压脱扣器11的线圈与主电路并联。主电路电压正常,欠电压脱扣器产生的电磁吸力能够克服弹簧9的拉力而将衔铁10吸合;当主电路电压下降到规定值时,电磁吸力小于弹簧9的拉力,衔铁10释放,欠电压脱扣器动作,实现欠电压保护。
图6-23 断路器
1、9—弹簧 2—触头 3—锁键 4—搭钩 5—轴 6—过电流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱扣器 12—双金属片 13—电阻丝
发热元件电阻丝13与主电路串联。当主电路过载时,热脱扣器使双金属片12受热弯曲,实现过载保护。
断路器在使用上最大的好处是脱扣器可以重复使用,不需要更换。
3.常用断路器
常用断路器有DZ5、DZ10、DZ15、DZ20、DZ25、DZX10、DZ1080系列塑料外壳式断路器,DW10、DWX15、DWX15C、DW17系列万能式限流断路器,DZ201、DZ18、DZL25、DZ302、DZ231、DZ47LE系列漏电断路器,H系列塑料外壳式断路器,TO、TG、TH系列断路器等。
(1)TH系列断路器
TH-5SB、5DB型塑壳式断路器适用于船舶、宾馆、公寓、高层建筑、广场、空港、码头、工矿企业等单位的交流50~60Hz,单相240V,三相415V以下,直流至125V的照明线路、配电箱,作为电路的过载、短路保护以及电路的切换之用。(www.xing528.com)
该型号断路器由手柄、操作机构、脱扣装置、灭弧装置及触头系统等组成,全部结构除接线外均装于塑料外壳内,外壳上仅露出作为“分”、“合”闸的操作手柄。采用热双金属片式脱扣器,银镉触头,带灭弧铁栅片的灭弧室。多极开关内部装有联动脱扣装置,不会造成断路事故。
断路器因被控制的电路发生故障(过载或断路)而分闸,则手柄处于中间位置,查明原因,排除故障后,将操作手柄扳向分断OFF位置使其复位,再进行合闸操作。
(2)TO系列断路器
TO系列塑壳式断路器适用于船舶及陆地,交流50Hz,额定绝缘电压660V,直流至250V及以下的电路中,作不频繁的接通和分断及过载、短路保护。
TO系列断路器由操作机构、脱扣装置、灭弧装置及触头系统等组成。采用热动电磁式脱扣器作为过载和短路保护的执行机构;每相灭弧室独立,采用铁栅片式灭弧罩;三个动触头通过支架固装于同一个绝缘方轴上。三相触头依次串接于电动机的三相绕组中,当电动机出现相间短路或绕组匝间短路时,电动机电流上升,延时数秒以后,热敏元件动作,使热动电磁式脱扣器脱扣,三个动触头同时开断,切断电动机电源,达到保护电动机、防止故障恶化的目的。
(3)漏电保护断路器
漏电保护断路器实际上是装有检漏保护元件的塑料式断路器,用于防止低压网络中发生人体触电和漏电火灾、爆炸事故。常见的有电磁式电流动作型、电压动作型和晶体管(集成电路)电流动作型。
电磁式电流动作型漏电保护断路器如图6-24所示。主电路的三相导线穿过零序电流互感器的环行铁心,零序电流互感器的输出端和漏电脱扣线圈相接。当电路正常时,零序电流互感器二次绕组无输出信号,漏电保护开关不动作。当电路发生漏电和触电事故时,零序电流互感器二次绕组产生感应电流,漏电脱扣器动作,断开主电路。漏电保护断路器额定漏电动作电流为30~100mA,从零序电流互感器检测到漏电信号到切断故障在0.1s内能有效起到漏电保护作用。
图6-24 电磁式电流动作型漏电保护断路器
1—实验按钮 2—零序电流互感器 3—漏电脱扣器
漏电保护断路器应接在电度表和熔断器后面,按规定标志接线。接线完毕及正常运行后,应在合闸通电状态下按动实验按钮,检查漏电保护断路器是否动作可靠。
4.断路器的选用
1)断路器的额定电压和额定电流应大于或等于电路、设备的正常工作电压和工作电流。
2)断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。
3)欠电压脱扣器的额定电压应等于电路的额定电压。
4)过电流脱扣器的额定电流应大于或等于电路的最大负载电流。
5.断路器的使用注意事项
1)定期检查各部位的完整性和清洁程度,特别是触头表面应清擦污垢,被电弧烧伤严重时触头材料处理或磨平打光,一般磨损厚度超过1mm应更换。
2)检查触头弹簧的压力有无过热失效现象,各传动部件动作是否灵活、可靠、无锈蚀和松动现象。各机构的摩擦部分应定期涂注润滑油。
3)发生故障跳闸后,按厂家说明书要求检修触头及灭弧栅,清除内部灰尘和金属细末及炭质。
4)发生故障跳闸后恢复送电时,手动操作的塑料外壳式低压断路器往往需将开关柄扳至“再扣”位置后,方能再次合闸。
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