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斷路器的工作原理

發(fā)布時(shí)間: 2012-10-18  點(diǎn)擊次數(shù): 2182次

一旦房屋配線(xiàn)中的電流流量過(guò)大,這種簡(jiǎn)單的電路裝置就會(huì)切斷電源,直至故障被排除。如果沒(méi)有斷路器(或其替代品——保險(xiǎn)絲),家庭用電就會(huì)非常不方便,原因在于,僅僅是線(xiàn)路問(wèn)題和設(shè)備故障就可能會(huì)造成火災(zāi)和其他事故。
斷路器類(lèi)型及其工作原理:

基本型:

  zui簡(jiǎn)單的電路保護(hù)裝置是保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲只是一根很細(xì)的導(dǎo)線(xiàn),加上一個(gè)保護(hù)套之后接入電路。電路閉合后,所有電流必須流經(jīng)保險(xiǎn)絲——保險(xiǎn)絲處的電流與同一電路上其他各點(diǎn)的電流相同。設(shè)計(jì)這種保險(xiǎn)絲,是為了讓它在溫度達(dá)到某一水平時(shí)能夠熔斷。燒毀保險(xiǎn)絲可以造成開(kāi)路,從而防止過(guò)量電流破壞房屋配線(xiàn)。

  保險(xiǎn)絲的問(wèn)題是,它只能發(fā)揮一次作用。每當(dāng)保險(xiǎn)絲被燒斷后,就必須換一個(gè)新的。 斷路器 能起到與保險(xiǎn)絲相同的作用,卻可以反復(fù)使用。 只要電流達(dá)到危險(xiǎn)水平,它就能立刻造成開(kāi)路 。

工作原理:

電路中的火線(xiàn)與開(kāi)關(guān)兩端相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)置于接通狀態(tài)時(shí),電流從底部終端流出,依次流經(jīng)電磁體、移動(dòng)接觸器、靜態(tài)接觸器,zui終從頂部終端流出。

 

  電流能磁化電磁體。電磁體產(chǎn)生的磁力隨電流的增強(qiáng)而增強(qiáng),如果電流降低,磁力也會(huì)減弱。當(dāng)電流躍升到危險(xiǎn)水平時(shí),電磁體會(huì)產(chǎn)生足夠大的磁力,以拉動(dòng)一根與開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)裝置相連的金屬桿。這會(huì)使移動(dòng)接觸器傾斜并離開(kāi)靜態(tài)接觸器,繼而切斷電路。電流也就中斷了。

  雙金屬條設(shè)計(jì)依據(jù)的是相同的原理,區(qū)別在于這里無(wú)需給電磁體能量,而是讓金屬條在高電流下自行彎曲,繼而啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置。還有些斷路器靠填充易爆物來(lái)移置開(kāi)關(guān)。當(dāng)電流超過(guò)某一水平時(shí),就會(huì)點(diǎn)燃易爆材料,繼而驅(qū)動(dòng)活塞打開(kāi)開(kāi)關(guān)。

增強(qiáng)型:

  更先進(jìn)的斷路器摒棄了簡(jiǎn)單的電氣設(shè)備,轉(zhuǎn)而使用電子器件(半導(dǎo)體設(shè)備)來(lái)監(jiān)測(cè)電流水平。接地故障斷路器(GFCI)是一種新型斷路器。這種斷路器,不僅能預(yù)防房屋配線(xiàn)損毀,而其能保護(hù)人免遭電擊。

工作原理:

GFCI 會(huì)不斷監(jiān)測(cè)電路中零線(xiàn)和火線(xiàn)上的電流。一切正常時(shí),兩條線(xiàn)上的電流應(yīng)當(dāng)*相同。一旦火線(xiàn)直接接地(例如有人不慎觸碰火線(xiàn)),火線(xiàn)上的電流會(huì)突然猛增,而零線(xiàn)則不會(huì)。GFCI 在檢測(cè)到這種情況后會(huì)立即切斷電路,以防止觸電傷亡事故。由于 GFCI 無(wú)需等到電流上升到危險(xiǎn)水平就能采取行動(dòng),因而其反應(yīng)速度要比傳統(tǒng)斷路器快得多。

直流斷路器的工作原理:

主回路包含一個(gè)支撐動(dòng)觸頭的下部連接排,一個(gè)上部連接排和表面鍍銀的觸頭。合閘裝置由一個(gè)帶合閘線(xiàn)圈的大塊罐狀磁鐵組成。該磁鐵容納了一個(gè)動(dòng)磁芯、觸頭壓力彈簧和
一個(gè)磁芯復(fù)位彈簧;所有這些部件均被安裝在操作桿上。撥叉單元安裝在操作桿的頂端。 過(guò)流脫扣裝置包含一個(gè)由層壓的薄片構(gòu)成的銜鐵,一個(gè)連到由彈簧控制的操作桿上的動(dòng)
磁芯,由于該桿的作用可以設(shè)定脫扣整定值。 五對(duì)輔助接點(diǎn)均為由動(dòng)觸頭控制的換向觸頭。它們位于合閘裝置下部的塑料盒內(nèi)。 滅弧室包括角板,隔板和去離子板,以上這些都
安裝在兩塊滅弧板之間。 當(dāng)斷路器由于過(guò)流或正常的分閘命令而分閘的話(huà),推進(jìn)機(jī)構(gòu)將會(huì)帶動(dòng)動(dòng)觸頭分閘。該推進(jìn)機(jī)構(gòu)同樣作用于 5個(gè)換向輔助接點(diǎn)。
 

斷路器的保護(hù)及選擇要點(diǎn):
額定電流在600A以下,且短路電流不大時(shí),可選用塑殼斷路器;額定電流較大,短路電流亦較大時(shí),應(yīng)選用式斷路器。
一般選用原則為:
(1)斷路器額定電流≥負(fù)載工作電流;
(2)斷路器額定電壓≥電源和負(fù)載的額定電壓;
(3)斷路器脫扣器額定電流≥負(fù)載工作電流;
(4)斷路器極限通斷能力≥電路zui大短路電流;
(5)線(xiàn)路末端單相對(duì)地短路電流/斷路器瞬時(shí)(或短路時(shí))脫扣器整定電流≥1.25;
(6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線(xiàn)路額定電壓。

目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)的四極塑料外殼式斷路器有六種型式:
1)斷路器的N極不帶過(guò)電流脫扣器,N極與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起合分電路;
2)斷路器的N極不帶過(guò)電流脫扣器,N極始終接通,不與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起斷開(kāi);
3)斷路器N極帶過(guò)電流脫扣器,N極與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起合分電路;
4)斷路器的N極帶過(guò)電流脫扣器,N極始終接通,不與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起斷開(kāi);
5)斷路器的N極裝設(shè)中性線(xiàn)斷線(xiàn)保護(hù)器,N極與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起合分電路;

6)斷路器的N極裝設(shè)中性線(xiàn)斷線(xiàn)保護(hù)器,N極始終接通,不與其他三個(gè)相線(xiàn)極一起斷開(kāi)。
 

注:1)和2)型式適用于中性線(xiàn)電流不超過(guò)相線(xiàn)電流的25%的正常狀態(tài)(變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Yyno),其中2)型適用于TN_C系統(tǒng)(PEN線(xiàn)不允許斷開(kāi));3)和4)型式適用于三相負(fù)載不平衡,且負(fù)載中有大量電子設(shè)備(諧波成份很大),導(dǎo)致N線(xiàn)的電流等于或大于相線(xiàn)電流,N線(xiàn)過(guò)載而無(wú)法借助三個(gè)相線(xiàn)的過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作來(lái)切斷過(guò)載故障的情況;4)型適合TN_C系統(tǒng) ;5)和6)型式適合于在中性線(xiàn)斷線(xiàn)時(shí),切斷三相及中線(xiàn)以保護(hù)單相設(shè)備避免損毀和間接觸電事故的發(fā)生,6)型適合于TN_C系統(tǒng)。
 

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