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    斷路器的結構及其原理

    提示:

    斷路器在功能上相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合,是一種可以自動切斷線路故障的保護電器。在線路、電氣設備及電動機發生嚴重過載、短路及欠(失)電壓等故障時,能自動切斷電路(俗稱自動跳閘),或在正常情況下用來作不頻繁的切換電路。它與接觸器不同的是斷路器能自動切斷短路電流,但其允許操作的


      斷路器在功能上相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合,是一種可以自動切斷線路故障的保護電器。在線路、電氣設備及電動機發生嚴重過載、短路及欠(失)電壓等故障時,能自動切斷電路(俗稱自動跳閘),或在正常情況下用來作不頻繁的切換電路。它與接觸器不同的是斷路器能自動切斷短路電流,但其允許操作的頻率較低。

        1.結構

        斷路器主要由三個基本部分組成,即觸頭、滅弧系統和各種脫扣器。其具體結構見圖1-6

      圖1-6斷路器的結構示意圖

        1-6斷路器的結構示意圖

        1-主觸頭2-自由脫扣機構

      3-過電流脫扣器4-分勵脫扣器

    5-熱脫扣器6-欠電壓脫扣器7-按鈕

        (1)主觸頭及滅弧系統

        主觸頭及滅弧系統是斷路器的執行機構,用于通斷主電路。主觸頭由耐弧合金制成,其滅弧系統采用滅弧柵片。

        (2)脫扣器

        脫扣器是斷路器的感測元件,當電路出現故障時,脫扣器通過自由脫扣器機構使觸頭分斷。根據所感測信號的不同,脫扣器又分為以下幾種:

       1)失(欠)電壓脫扣器失(欠)電壓脫扣器線圈并接于電路中。正常工作時,其銜鐵吸合,當電路電壓過低或消失時,銜鐵打開并帶動自由脫扣器,使斷路器跳閘,主觸頭分斷,從而實現失(欠)電壓保護的目的。

        2)過電流脫扣器過電流脫扣器線圈串接于電路中。當電路出現瞬時過電流或短路電流時,銜鐵動作并帶動自由脫扣機構,使斷路器跳閘,主觸頭分斷,從而實現瞬時過電流或短路保護的目的。

        3)熱(過載)脫扣器當電路出現過載電流時,熱脫扣器的雙金屬片彎曲并帶動自由脫扣器,使斷路器跳閘,主觸頭分斷,從而實現過載保護的目的。

        在實際使用中并非每種斷路器均具有上述所有脫扣器,要根據斷路器的使用場合來選擇。

        (3)自由脫扣機構和操作機構

        自由脫扣機構和操作機構是斷路器的機械傳動部件。其作用是由脫扣器線圈接受信號后,由操作機構實現斷路器的自動跳閘和手動合閘的任務。斷路器觸頭的瞬時通斷時間與手柄的操作速度無關。

        2.工作原理

        由圖1-6可知,當線路正常工作時,斷路器的過電流脫扣器3的線圈所產生的吸力不能將它的銜鐵吸合。如果線路發生短路或產生很大的瞬時過電流時,過電流脫扣器的吸力增加,將其銜鐵吸合,把自由脫扣機構2的搭鉤頂開,切斷主觸頭1,實現短路或瞬時過電流保護的目的;如果線路上電壓下降或失去電壓時,欠電壓脫扣器6的吸力減小或失去吸力,其銜鐵被彈簧拉開,把自由脫扣機構2的搭鉤頂開,切斷主觸頭1,實現欠(失)電壓保護的目的。

        當線路發生過載時,過載電流流過發熱元件,使雙金屬片受熱彎曲,將自由脫扣機構2的搭鉤頂開,切斷主觸頭1,實現過載保護。

        3.特點及選用

        (1)特點

        斷路器與使用刀開關和熔斷器相比,其體積小、重量輕、安裝方便、操作安全。特別是當線路發生過電流、短路、過載時,斷路器自動跳閘進行保護,且將三相電源同時切斷,避免電動機的斷相運行;故障排除后可重復多次使用。但是,其結構較復雜。

        (2)選用

        1)斷路器的額定電壓和額定電流要大于線路的正常工作電壓和工作電流。

        2)斷路器的極限通斷能力要大于或等于線路最大短路電流。

        3)斷路器的欠(失)電壓脫扣器線圈的額定電壓要等于線路的額定電壓。

        4)斷路器的過電流脫扣器線圈的額定電流要大于或等于線路的最大負載電流。

        5)斷路器的過載脫扣器的整定電流要與所控制的電動機的額定電流或負載電流一致。

        常用的斷路器有D215系列、D247系列等,在數控機床上應用較多。

        斷路器的圖形符號和文字符號見圖1-7

     圖1-7斷路器符號

    1-7斷路器符號

        4.帶漏電保護的斷路器

        帶漏電保護的斷路器是為了防止在低壓線路中發生人體觸電或漏電造成火災、爆炸事故的一種開關電器。其作用是當發生人體觸電或設備漏電時,迅速切斷供電電路,從而避免人體和設備受到危害。常見的類型有電磁式電流動作型、電壓動作型和晶體管(集成電路)電流動作型。

        帶漏電保護的斷路器其結構是在原有的塑料外殼式斷路器中(或在其外部)增加一個能檢測漏電流的感受元件(零序電流互感器)和漏電脫扣器。當檢測元件接收到信號時,漏電脫扣器斷開主電路的主觸頭,起到保護作用。檢測元件和漏電脫扣器的保護動作電流為30~100m A,保護動作時間為0.03~ 0.1s

        安裝帶漏電保護的斷路器時,應將其接在電能表和熔斷器后面,并按規定的標志接線。投入使用后,要定期(3~6個月)進行校驗,即在通電的狀態下,按動試驗按鈕檢查漏電保護作用是否正常,以確保用電的安全。

        帶漏電保護的斷路器的原理見圖1-8

     圖1-8漏電保護斷路器原理圖

    1-8漏電保護斷路器原理圖

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    (責任編輯: 艾特貿易網 )

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