目录

  1. 什么是断路器?
  2. 断路器设计与部件“,
  3. 灭弧介质
  4. 断路器操作机构
  5. 电压等级
  6. 断层的打扰者
  7. 小型断路器
  8. 断路器的安装方法

什么是断路器?

断路器是一种自动操作的安全开关,它通过测量流经电路的热量或电流来操作。如果超过了预先设定的限制,他们就会“跳闸”并尽快切断电力供应。与保险丝不同的是,一旦故障被纠正,它们不需要更换,可以简单地复位。

需要断路器

断路器是任何电气系统中必不可少的一部分。与适当的接地一起使用,可以防止触电。断路器还保护电器,电线和财产免受火灾危险和其他损害,由异常电流流动,短路,过载,和热积聚。

断路器设计与部件“,

断路器

几乎所有的断路器都有五个基本部件:

  1. 外部套管:

    这是包裹其他部分的外壳。根据额定电流和电压,又分为三类:

    塑壳:通常用于低压断路器

    绝缘的例子:适用于额定中压和安培的断路器

    铁壳:一般用于中档断路器的高端

  2. 电气触点:

    断路器有两个触点——固定触点和浮动触点(由断路器控制)。当断路器跳闸时,浮动触点远离固定触点并断开电源进入电路。

  3. 电灭弧机理:

    当触点断开时,电流可以从最后接触部分之间的间隙中跳开。这会产生一个电弧,可以达到非常高的温度。为了防止破坏和防止电弧重新产生,断路器使用电弧淬火机构来阻止这些电弧。

  4. 主要工作机制:

    断路器可以用多种方法断开电源。这些开关包括弹簧开关、螺线管开关、液压开关和气动开关。

  5. 旅行要素:

    流过电路的电流产生热量和磁场。跳闸元件经过校准,使用其中一个或两个因素来测量电流和电压,并在超过最大额定值的情况下跳闸开关。

断路器类型

有很多断路器类型它们可以根据电压(高、中、低)或其他特性,如其电弧淬火介质和操作机制进行分类:

灭弧介质

油基空气断路器

  1. 油基断路器:

    在油基断路器中,两个触点都浸在绝缘矿物油中。当断路器跳闸和触点断开时,产生的电弧使油汽化,油分解并在电弧周围形成压缩氢的屏障。这可以防止在电路断开后进一步产生电弧。

    散装油断路器使用更大体积的油来熄弧和绝缘,而最小油断路器使用更小体积的油,仅作为中断介质。

  2. 空气断路器:

    空气断路器也可用于低压电路和一些中压电路。它们通过增加电弧电压来工作,这是维持电弧所需的最低电压。一旦它达到大于电源电压的点,电弧就会崩溃。

    这种破碎机分为普通空气破碎机和空气破碎机两种。根据设计的不同,他们可以通过冷却电弧等离子体,增加电弧必须传播的长度,或将一个电弧分裂成多个电弧来实现电弧中断。

    真空和SF-6断路器

  3. SF6断路器:

    这些断路器的名字来源于六氟化硫(SF6),这是一种吸收负离子的优良绝缘体。触点周围的腔室充满了气体,电弧会引起化学反应,从而增加电弧电压。

    SF6断路器通常使用一个、两个或四个断路器,这取决于它们需要处理的电压水平。由于SF6是一种温室气体,这些通常被认为是不环保的。

  4. 真空断路器:

    虽然真空断路器已经存在了半个多世纪,但它仍在发展中。由于它们体积紧凑、可靠性高、维护成本低,几乎只用于中压电路。

    电弧中断发生在具有对称放置的陶瓷绝缘体的钢室中,在那里保持非常高的真空。

断路器操作机构

断路器操作机构断路器

  1. 热断路器:

    热断路器使用热量作为流经电路的电流的衡量标准,一旦超过一定温度就断开。两条不同的金属条连接在一起,形成一条完整的电路。随着电流的增加,金属加热并以不同的速度膨胀,导致金属条变形并拨动开关,从而断开电源。

    一旦断路器足够冷却,就可以手动操作开关以恢复对电路的电源供应。这些类型的断路器不是瞬时的,在过载和断开之间有一个滞后期

  2. 电磁断路器:

    这些断路器依靠电力产生的电磁能量来跳闸并断开电源。断路器连接到开关上,由弹簧固定。当电流流过断路器时,产生的电磁场变强。

    一旦它超过了断路器的最大额定容量,磁力就会克服弹簧的势能,开关就会跳闸。磁性断路器几乎在电路过载时就断开,不像热断路器,它们也可以立即复位。

  3. 混合断路器:

    混合断路器结合了磁性断路器和热式断路器,可以结合两者的优点。他们使用磁性断路器来瞬时保护免受浪涌和短路的影响,以及热断路器来防止长时间重载造成的过热。

电压等级

每一种断路器的设计都是为了处理一定的电压范围,所以它们也可以根据电压额定值进行分类:

  1. 高压断路器:

    虽然目前还没有一个全球标准,但根据国际电工委员会(IEC)的规定,用于控制大功率输电线路的断路器的额定电压为72.5千伏及以上。单极断路器允许单相断开,可以提高稳定性,减少整体故障时间。高压直流(HVDC)断路器用于处理可再生能源产生和输入的电力。

    这些类型的断路器通常使用电磁操作或断开断路器,由于负载重,它们包含复杂的灭弧介质,如SF6和CO2。由于安全性对于较高电压至关重要,高压断路器几乎总是使用各种故障保险,其中包括:

    带保护继电器的电流互感器

    过载和接地故障保护

    附件保持在线电位(活槽)或地电位(死槽)

  2. 中压(MV)断路器:

    1 ~ 72 KV的断路器属于中压断路器。额定值较低的断路器(如室内使用的断路器)通常安装在金属封闭的开关柜中,而保护馈线免受变电站影响的较大断路器则单独作为组件安装。

    中压断路器的参数由国际标准管理,如IEC 62271,几乎总是使用保护继电器和电流传感器,而不是热或磁断断机构。中压断路器可根据其灭弧介质进一步分类:

    真空断路器额定电流超过6300a,额定电压高达40.5KV。它们通常使用时间更长,需要的维护更少。

    空气断路器也额定电流为6300a及以上,尽管它们通常包含可调节的跳闸电平和延迟。它们通常用于工业应用的主配电。

    由于石油泄漏对环境的影响越来越大,SF6断路器比油灭弧介质更受欢迎

  3. 低压断路器:

    低压断路器用于最大电压约1000Vac时,包括微型断路器(MCB)。它们最常用于家庭和办公室,可以分层安装在总机或开关柜上,方便访问、复位和更换。塑壳断路器采用热过载或磁过载传感器,额定电压可达2500a。

    低压断路器有三种类型:

    B型在承受满载电流的3 ~ 5倍时会跳闸

    C型可以处理较重的负载,在满载电流的5到10倍之间

    D型具有最大的负载处理能力,在满载电流的10到20倍之间。

断层的打扰者

断路器的设计用于处理不同的故障,这取决于它们的预期用途:

  1. 接地故障电流断路器:

    这些用于为可能无意中与水接触的电路提供额外的保护。GFCIs测量电流流入和流出电路,以检测任何电流泄漏或接地故障,这些故障发生在电器落入水中或人直接接触带电电路时。

  2. 电弧故障断路器:

    电弧一直都在发生,即使你按下开关。afci是智能断续器,可以区分正常电弧和异常强电弧。如果断路器检测到有潜在危险的电弧,它会迅速断开电路电源,防止短路和火灾危险

    确保你知道两者的区别AFCI vs GFCI以及在哪里正确使用它们。

小型断路器

mcb是低压电路中最常用的断路器。在单个电路中,可以有多个较小的电路,每个电路都由MCB控制,因此在发生故障时,只有受影响的电路断开。它们比保险丝更可靠、更灵敏,而且更容易操作,因为它们可以在故障排除后重新打开。

断路器的安装方法

有各种各样的方法用于安装和安装断路器,每一种设计都是为了满足特定的要求。安装方法可分为以下几种:

  1. 固定安装:

    最经济的安装方式是将断路器连接到负载架上,并用螺栓固定在外壳内。这种安装也允许断路器在前面安装。这些单位是可靠的,通常额定高达600伏特。电线或分段母线提供电力,在拆卸和更换断路器之前需要关闭电源。

  2. 可拆卸安装:

    另一种前置安装类型,可拆卸断路器价格适中,可靠性好。这个由两部分组成的装置的特点是,一个底座是螺栓和硬线连接到框架上的,其中一个带有绝缘部件的断路器被插入,与它电配合。这种安装方法也适用于600伏或更低的电压,可以轻松拆卸和更换断路器,但需要先关闭负载。

  3. 拉拔安装:

    与可拆卸断路器一样,牵引式安装断路器具有两部分设计-一个螺栓和硬线底座与一个电配对的插入式断路器。主要的区别是,这些断路器可以用于所有电压,他们是最昂贵的变种。为了安全起见,拉拔式断路器是联锁式的,因此当单个单元被拆除时,电源会自动关闭,而不是断开安装在大型机箱中的所有断路器的电源。

    这些单位也相当大和笨重,他们的重量使他们很难用手操作。在安装和拆卸时,通常使用顶升螺钉将其移动,然后将其吊到可以承受额外重量的支架上。它们可以在不断开电源的情况下进行更换,但测试和拆卸需要关闭负载。

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