斷路器(circuit breaker)其實就是一個開關,但該開關的狀態并不是人為控制的,而是由電路控制。在正常工作情況下,開關處于閉合狀態,而當電路發生嚴重的過載或者短路及欠電壓等故障時,該開關自動斷開,起到保護設備及線路作用。其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合,目前已經獲得廣泛的應用。
斷路器在判斷故障后會進行如下圖所示動作,以實現對電源線路及電動機等的保護。
斷路器分類
斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等構成,可分為萬能式斷路器和塑料外殼式斷路器兩大類,目前我國萬能式斷路器主要生產有DWI5、DWI6、DWI7(ME)、DW45等系列,塑料外殼式斷路器主要生產有DZ20、CMI、TM30等系列。
斷路器按其使用范圍還可分為高壓斷路器和低壓斷路器,但高低壓界線比較模糊,一般將電壓超過3kV的稱為高壓斷路器。而在我們日常生活中被廣泛使用的為低壓斷路器。
空氣斷路器本身就是斷路器的一種,它是框架斷式路器(萬能式斷路器)的別稱。 不能說包括哪些斷路器; 常用的空氣斷路器有微型斷路器(空氣開關)、塑殼式(裝置式)空氣斷路器和萬能式(框架式)空氣斷路器。一般來說,俗稱的空氣斷路器是指框架式(萬能式)斷路器。
斷路器通常有以下幾種:
MCCB (moulded case circuit breaker) 塑料外殼式斷路器,空氣作為滅弧介質,能開斷故障電流; MCB微型斷路器,空氣作為滅弧介質,能開斷故障電流;
ACB空氣斷路器,也叫框架斷路器,空氣作為滅弧介質,能開斷故障電流; VCB:真空斷路器,真空滅弧,能開斷故障電流;
VCS:真空隔離開關,隔離斷口用,不能開斷負荷電流和故障電流;
你提到的塑殼式斷路器就是MCCB (moulded case circuit breaker) 塑料外殼式斷路器;
何時選用MCB、MCCB、ACB、VCB,主要從安全性能出發,和負載有關,根據不同的使用要求,合理選擇做到物盡其用,避免浪費。如較大容量電動機,需要選用MCCB,主要原因是電動機需要過載、過流、速斷保護等高要求的保護,MCCB可以滿足其要求;
針對MCB,一般情況下小電流的(一般1~63A)、分斷能力要求不高的可以選用,如照明、插座、小容量電動機(包含使用電動機的負載,如風扇、小水泵等);
MCCB,主要針對較大電流(一般50A~630A)、分斷要求高、保護精確的負載,如施奈德的NSX系列,其分斷能力分為N、H型;同樣在某些情況下,50A的也可以選用MCB,亦負載情況而定;
ACB,一般630A以上的大電流選用,主要作為一個系統的總斷路器,如變壓器低壓段的總斷路器,因為分斷能力要求,而且大電流在發生故障時,其故障電流很大,MCCB容易造成事故及人身傷害;另外,ACB中的保護單元有很多種,可以根據不同需求配置不同的保護單元,做到物盡其用,避免浪費。不過最基本的保護單元配置的ACB,性能和MCCB雷同,從性價比來講還不如MCCB,畢竟ACB價格高。同樣在某些情況下,MCCB也有大容量的(如施耐德800A的),亦負載情況而定;
VCB,主要用在中壓系統上,作為系統的保護。ACB與VCB的差別就在于滅弧介質不同,其滅弧性能也不一樣,同樣也有SF6斷路器,就是充入六氟化硫作為滅弧介質,不同的滅弧介質其滅弧能力、滅弧效果也有很大區別,其區別較大,可以參考相關資料。
另外,針對前面提到的VCS,真空隔離開關,這里簡要說明一下隔離開關和斷路器的區別,主要區別在于斷路器可以帶負載閉合、分斷,而隔離開關不能,否則對操作人員和設備造成致命的傷害,原因是斷路器有滅弧裝置,可以瞬間熄滅電弧,而隔離開關沒有,如果帶負載分斷,產生的強烈電?。ㄖ饕a生大量的熱量)足以燒傷人身及設備;這里牽涉到電弧的概念,在設備運行中,回路中有電流流過,這在初中物理上就有提到,但是當人為干涉其運行,在閉合或分斷的瞬間,將產生數倍于額定運行電流的電流,如果沒有一個遮蓋裝置(就是前面提到的滅弧裝置),直接噴射出來對近距離內的人或物產生致命傷害。
另外,關于環境問題,斷路器使用對環境有要求,主要體現在溫度、濕度、腐蝕狀況等,通常情況下,斷路器都能滿足,但是對于一些特殊情況,溫度高、濕度大、腐蝕嚴重的環境(這個也不難判斷,如果人感覺不舒服,特別留意一下;試想一下,人感覺舒適的環境,斷路器不會有問題,畢竟人對環境感覺還是很靈敏的),在選用斷路器時就要特別關注一下斷路器的環境要求。這些參數在斷路器的參數中都可以查到。
就價格而言,一般情況下同樣容量的,MCB〈MCCB〈ACB〈VCB,因此實際操作中,對于要求不高的場所,選用性價比高的;
以上我提到的例子,都是施耐德品牌。這里品牌問題,主要是根據預算多少和實際可承受的風險,如果是總系統的,在預算還可以的情況下,建議選用施奈德或ABB的,可靠性高。很少在運行中產生誤動作等異常情況,影響生產造成較大的經濟損失,畢竟施奈德和ABB屬于一線品牌,價格自然不菲。國產中,有些斷路器性能還可以,要求不高的話可以選用,如德力西、常熟開關廠、正泰等,這里指的可是正品貨,而不是山寨貨。
補充回答:
斷路器是高壓開關中最重要和結構比較復雜的一種。斷路器按照滅弧原理不同,可分為油斷路器、氣吹斷路器和真空斷路器等。
氣吹斷路器又可分為空氣斷路器和六氟化硫斷路器,采用氣體滅弧,所以不存在變壓器油的火災危險性。 空氣斷路器是利用高壓空氣滅弧的一種斷路器,壓縮空氣壓力可分為1,人2.0、2。5MP,等,造價為油斷路器的1.5~2倍,而且要有壓縮空氣設備。所以,空氣斷路器主要用于電壓較高和技術性能要求較高的地方。
低壓斷路器
低壓斷路器也稱為自動空氣開關,可用來控制不頻繁啟動的電動機,是低壓配電網中一種重要的保護電器。低壓斷路器的主觸點是依靠手動操作或電動合閘的。在主觸點閉合后,自由脫扣機構便將主觸點鎖在合閘的位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯,而欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯。當電路發生短路或嚴重過載時,過電流脫扣器的銜鐵吸合,使得自由脫扣機構動作,主觸點斷開主電路。當電路發生過載時,熱脫扣器的熱元件發熱使得雙金屬片發生變形,當其變形到一定程度時便推動自由脫扣機構動作,斷開開關。當電路欠電壓時,欠電壓脫扣器的銜鐵釋放,也會使得自由脫扣機構動作,斷開開關。
高壓斷路器
高壓斷路器相對于低壓斷路器而言,由于要斷開的電弧在拉長后仍可燃燒不熄滅,因此滅弧是其要完成的核心工作。滅弧主要是在冷卻電弧減弱游離的同時,通過吹弧拉長電弧,加強帶電粒子的復合和擴散運動,并把弧隙中的帶電粒子吹散,從而可以迅速恢復介質的絕緣強度,起到保護作用。
基本型
最簡單的電路保護裝置是保險絲,也就是將一根很細的導線加上保護套后接入電路。而這種保險絲在溫度達到某一水平后即可熔斷,造成開路。斷路器也是一種電路保護裝置,但可以反復使用,不像保險絲一樣,只能發揮一次作用?;拘蛿嗦菲鞯?a target="_blank">工作原理如下:
電流能磁化電磁體,電磁體產生的磁力隨電流的增強而增強,當電流增大到危險水平時,電磁體產生的磁力也相應增大,拉動與開關聯動裝置相連的金屬桿,使開關斷開,從而中斷電流,保護電路。雙金屬條也是利用類似的原理來實現對電路的保護的,在高電流下,金屬條發生變形,變形到一定程度時便會啟動聯動裝置來斷開開關。有的斷路器還依靠填充易爆物來實現對開關的控制,當電流超過某一點時,便會點燃易爆材料,斷開開關。
增強型
增強型斷路器摒棄了簡單的電氣設備,使用半導體設備來監測電流水平。例如接地故障斷路器(GFCI),它不僅能避免房屋的配線受損,還能保護人們免遭點擊。GFCI會不斷地監測電路中零線和火線上的電流,當兩者相同時,處于正常工作狀態,而若兩者電流不同(如有人不慎觸碰火線造成的火線上電流急劇增大,而零線上電流不變),則會立即切斷電路,防止事故發生。由于GFCI無需等到電流上升到危險水平就能采取行動,故其反應速度比傳統斷路器快得多。
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