斷路器

斷路器的工作原理

自動開關（開關、斷路器）是設計用於在正常模式下傳導電路電流並自動保護電網和設備免受緊急模式（短路電流、過載電流、電壓降低或消失、方向改變）影響的電氣開關設備電流，在緊急情況下強發電機磁場的出現等），以及標稱電流的不頻繁換向（每天 6-30 次）。

由於其簡單、方便、維護安全和短路電流保護的可靠性，這些裝置被廣泛用於低功率和高功率的電氣裝置中。

斷路器是手動開關設備，但許多類型都有電磁或電動機驅動，從而可以遠程操作它們。

工作原理

機器通常手動關閉（通過驅動器或遠程控制），並在違反正常操作（發生過流或電壓降低）時自動關閉。在這種情況下，每台機器都配備了過壓脫扣器，在某些型號中還配備了欠壓脫扣器。

根據所執行的保護功能，斷路器分為自動機：過流、欠壓和逆功率。

斷路器用於在短路和過載電流超過設定限值時自動斷開電路。通過更換開關和保險絲，它們在異常情況下提供更可靠和選擇性的保護。

如果環境條件與正常情況不同（空氣濕度高於 85% 並含有有害蒸汽雜質），則應將斷路器放置在防塵防潮和耐化學腐蝕結構的箱櫃中。

分類

斷路器分為：

• 安裝斷路器具有保護性絕緣（塑料）外殼，可安裝在公共場所；

• 通用 - 它們沒有這種情況，旨在安裝在配電設備中；

• 動作迅速（自身反應時間不超過5毫秒）；

• 慢（從 10 到 100 毫秒）；

速度由操作原理（極化電磁或感應動力原理等）以及電弧快速熄滅的條件提供。類似的原理也用在限流機上；

• 短路電流區域的選擇性可調響應時間；

• 只有當被保護電路中的電流方向改變時才被激活的具有反向電流的斷路器；

• 極化自動機器僅在電流沿正向上升時才關閉電路，非極化 - 任何方向的電流。

設計

機器的設計特點和操作原理由其用途和範圍決定。

機器的開關可以通過電動馬達或電磁驅動器手動完成。

手動驅動器用於高達 1000 A 的額定電流並提供有保證的最終開關容量，無論合閘手柄的移動速度如何（操作員必須果斷地執行開關操作：開始 - 結束）。

電磁和電動機驅動器由電壓源供電。驅動器的控制電路必須具有防止重複短路的保護功能，而將機器打開到限制短路電流的過程必須在電源電壓為標稱值的 85-110% 時停止。

在出現過載和短路電流時，無論控製手柄是否保持在合閘位置，斷路器都會跳閘。

機器的一個重要部件是脫扣器，它控制被保護電路的設定參數並作用於脫扣器，使斷路器脫扣。此外，該版本允許遠程關閉機器。最常見的版本有以下類型：

• 用於防止短路電流的電磁保護；

• 熱過載保護；

• 合併；

• 響應參數穩定性高，易於調諧的半導體。

不帶脫扣器的斷路器可用於開斷無電流的電路或不頻繁開斷額定電流。

工業生產的系列斷路器，設計用於不同的氣候帶，放置在不同工作條件的地方，工作在環境的機械應力和爆炸性不同的條件下，具有不同的 對觸摸和外部影響的防護等級.

有關特定類型設備的信息、它們的標準版本和標準尺寸在規範和技術文件中給出。通常，這樣的文件是工廠的技術條件（TU）......在某些情況下，為了統一幾個企業廣泛使用和生產的產品，文件的級別會提高（有時會達到國家標準水平）。

斷路器由以下主要部件組成：

• 聯繫人系統；

• 滅弧系統；

• 解放；

• 控制機制；

• 免費釋放機制。

觸頭系統由固定在外殼中的固定觸頭和鉸接在控制機構槓桿半軸上的活動觸頭組成，通常提供單路斷路。

滅弧裝置安裝在斷路器的每個極上，旨在將電弧局限在有限的體積內。它是一個帶有去離子鋼板網格的電弧室。也可以提供纖維板形式的火花抑制器。

自由釋放機構是一種鉸鍊式 3 或 4 連桿機構，可在自動和手動操作中提供觸點系統的釋放和停用。

電磁過流脫扣器是電樞電磁鐵，可在短路電流超過電流設置時自動脫扣斷路器。帶液壓延時裝置的電磁電流脫扣器具有反時限以防止過載電流。

熱過載緩解是熱雙金屬板。在過載電流下，該板的變形和力確保斷路器自動跳閘。延遲隨著電流的增加而減小。

半導體脫扣器由測量元件、半導體繼電器塊和作用於機器自由釋放機構的輸出電磁鐵組成。電流互感器 (AC) 或帶磁扼流圈 (DC) 的放大器用作測量元件。

半導體電流脫扣器允許調整以下參數：

• 額定放電電流；

• 在短路電流（中斷電流）範圍內設置工作電流；

• 擁堵區的響應時間設置；

• 短路電流區域的響應時間設置（用於選擇性開關）。

許多斷路器使用組合脫扣器，這些組合脫扣器使用熱元件來防止過載電流和電磁元件來防止短路電流而沒有時間延遲（中斷）。

斷路器還具有內置在斷路器中或從外部連接到斷路器的附加組件。它們可以是獨立的、零電壓和低壓、自由和輔助觸點、手動和電磁遠程驅動、自動停機信號、將斷路器鎖定在“斷開”位置的裝置。

分勵脫扣器是由外部電壓源供電的電磁鐵。次級和零級發布可以是延時和非延時的。借助分流或欠壓脫扣器，可以遠程關閉機器。

運行條件

這些開關具有不同的觸摸和外部影響防護等級（IPOO、IP20、IP30、IP54）。在這種情況下，用於連接外部電線的端子的防護等級可能低於開關外殼的防護等級。

這些開關有 5 個氣候版本和 5 個放置類別，用字母 U、UHL、T、M、OM 和數字 1、2、3、4、5 進行編碼。

這些開關設計用於在以下條件下連續運行：

• 安裝在海拔不超過 1000 米的地方（AP50 和 AE1000 系列的開關——海拔不超過 2000 米）；

• 環境空氣溫度從 — 40（沒有露水和霜）到 + 40 °C（對於 AE1000 系列開關 — 從 +5 到 + 40 °C）；

• 環境相對濕度在 20°C 時不超過 90%，在 40°C 時不超過 50%；

• 環境 - 非爆炸性，不含足以破壞斷路器操作的灰塵（包括導電灰塵），以及濃度足以破壞金屬和絕緣的腐蝕性氣體和蒸汽；

• 開關安裝位置——防水、防油、防乳化液等；

• 缺乏直接暴露於太陽和放射性輻射；

• 缺乏劇烈的衝擊（打擊）和強烈的震動；允許開關安裝點以高達 100 Hz 的頻率和不超過 0.7 g 的加速度振動。

GOST 17516.1-90 確定了電氣產品在外部環境機械因素影響方面的工作條件組。根據目錄數據，斷路器設計用於 M1、M2、MZ、M4、Mb、M9、M19、M25 組。

在安全方面，斷路器符合 GOST 12.2.007.0-75 和 GOST 12.2.007.6-75，《電氣安裝規則》的要求，並確保《安裝技術操作規則》確定的運行條件由用戶 « 和 » 由用戶 « 操作電氣裝置的安全規則，由國家能源監督局於 12.21.94 批准。關於漏電保護，斷路器符合 GOST 12.1 的要求。 038-82。

非工作性工作（工作休息期間的儲存和運輸）符合 GOST 15543-70 和 GOST 15150-69。

另請閱讀此主題： 斷路器、斷路器、RCD——有什麼區別？