断路器的作用(断路器的作用和原理)

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一次弄清楚,什么是隔离开关、断路器、熔断器、漏电保护器

一、隔离开关、断路器、熔断器、漏电保护器

1.隔离开关: 隔离开关具有明显断开点,不能分断电流,作为检修时分断电路使用。隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备,主要用来断开无负荷电流的电路,隔离电源,在分闸状态时有明显的断开点,以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它没有专门的灭弧装置,不能切断负荷电流及短路电流。因此,隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作,严禁带负荷操作,以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器,电流不超过5A的空载线路,才能用隔离开关进行直接操作。刀闸与隔离开关不同。

断路器:断路器用于接通和分断电路,能断开短路电流,作为短路保护和过载保护元件,可以理解为具有灭弧装置,可以带负荷断开电路的隔离开关。断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。空气开关为断路器的一种,以空气作为绝缘介质的断路器。

熔断器:熔断器是指当电流超过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。俗称的保险丝。

漏电保护器:漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护,具有过载和短路保护功能,可用来保护线路或电动机的过载和短路。

张工说安全:

弄懂一个问题,主要由三个方面,是什么(what)?为什么(why)?和怎么做(how)?常见的配电箱里电器装置,首先知道是什么,为什么要装这种装置,安装完后怎么做才能起作用。弄懂这三点,自然就弄懂了配电箱。

刀闸和隔离开关同属刀型开关。无论外形、结构原理、操作方法都很相似。但它们有截然不同之点,必须严格区分。刀闸是一种最简单的开关电器,用于开断500伏以下电路,它只能手动操作。由于电路开断时常有电弧,所以,装有灭弧装置或快断触头。为了增大灭弧能力,其刀一般都较短。隔离开关有高压、低压、单极、三极、室内、室外之分,它没有专门的灭弧装置,不能用来接通、切断负荷电流和短路电流,只能在电气线路切断的情况下,才能进行操作。其主要作用是隔离电源,使电源与停电电气设备之间有一明显的断开点,所以不必考虑灭弧。为了保证可靠地隔离电源,防止过电压击穿或相间闪络,其刀一般做得较长,相间距离也较大。总之,隔离开关不能当作刀闸使用,而刀闸也只允许在电压不高的情况下用来隔离电路,且必须与熔断器等串联使用。

因此在JGJ46-2005规范中明确,当断路器具有可见断点时,可不设隔离开关。

断路器的工作原理及选型要点

1断路器的作用及工作原理

断路器是一种用于安全保障的电器产品,微型断路器又称MCB。断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机实行保护,当线路发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。

在低压配电系统中,断路器用来代替过去常用的保险丝和刀开关。断路器具有自动脱扣功能,带有消磁灭弧装置,在很多配电箱中,低压断路器已经取代了熔断器,因为熔断器是一次性的,一旦熔断器熔丝烧断就得重新更换熔丝,增加了维护成本。而断路器的保护是采用跳闸形式,在排除故障以后只需要通过合闸动作就能恢复正常供电,在维护和恢复上比熔断器方便许多。

断路器的工作原理是利用双金属片向上的热膨胀和弯曲触发杠杆,使断路器跳闸,实现过载保护。过载保护有一定的时差。当线路发生短路和严重过载状况时,电流通过感应线圈产生强烈的磁场,推动杠杆迅速跳闸。

如果欠压后电能跟不上,电压就会降低的很厉害,根据P=UI公式可知,U变小,I会变大,U越小线路上电流I会越大。根据焦耳定律,电流上升越厉害,线路上器件发热量就越多,器件温度会越来越高,可能导致起火等事故。因此,线路有必要设置一个临界电压,在线路电压下降到这个临界电压时,通过保护设备或者类似功能的器件,将线路切断,从而保障整个回路上的器件设备不会烧坏,这个就叫欠压保护。在断路器中,当网络电压降低到某一规定值时,失压脱扣器的电磁铁的吸力变小,因此杠杆转动作用于脱扣机构,使得断路器断开,保护线路。

2断路器和空气开关的区别

空气开关属于断路器产品中的一种。通常来说空气开关指的就是微型断路器。小型电动机、办公或者家用的电路,他们的总电源开关都是空气开关。

断路器一般指的是安装在三相四线总电路的总开关。控制的区域比较大,往往控制的都是一个楼层或者一个单元,甚至是更大的区域。

断路器一般至少是三匹,主要安装在主电源主电路上。

3断路器上的参数

Ue:额定工作电压,也就是线路的工作电压。大部分低压断路器的Ue额定工作电压是三种:220V、380V、690V。高的额定工作电压可以使用到低的额定工作电压。比如断路器Ue额定工作为690V,那么这台断路器可以运用到220V和380V中。而Ue额定工作为380V的断路器不可以使用到690V的线路中。

Uimp:表示额定耐受冲击电压为8kV,也就是断路器能保证安全而不被损坏的短时最高电压。

f:代表额定频率为50Hz。

CAT: 使用类别有A、B之分。A类断路器一般作为分配电柜的进线,或终端断路器,有短路故障时要求速断,没有承载短路电流的要求。B类主要用作低压进线总开关,有短路短延时保护。

Icu:指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的极限短路电流。ICU=15KA,当电路中发生15KA故障电流时,断路器可以安全的切断电路,而不会发生触头粘接、爆炸等状况,当线路发生这么大的短路电流断路器动作后,应该更换新的。

Ics:是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还可以继续承载其额定电流的分断能力。简单的说,超过其运行分断能力,经复位后还可以继续使用。断路器的分断能力越大越好,但是分断能力越高,价格越贵。通常50KA就满足很多低压线路使用,特殊场合则可以考虑更大分断能力,如100KA的分断能力。分断能力有35KA、50KA、60KA、80KA等多种规格,国内的小型断路器其极限短路能力一般在4-6KA之间。

Ii:额定瞬时短路电流整定值。ln是断路器额定电流。li=10ln指的是断路器在短路时,当短路电流达到断路器额定电流10倍时,断路器就可以跳开。断路器额定电流值的10倍数值就是短路保护的整定值。

+40℃ 代表以上的参数是在此温度工作时的技术参数。

NXB-63:NXB是产品系列号,63是断路器的壳架电流。

C63:C代表跳闸电流,跳闸特性为C曲线。当线路中的电流大于该值时,断路器将自动跳闸,从而起到保护电路的作用。C63代表的是这个断路器脱扣曲线为C型、额定电流为63A。

400V~50HZ:指断路器额定电压是交流400V,频率为50HZ。

6000A :是这款断路器的极限分断电流为6000A。

4断路器的选型及接线

在照明回路中为了减少工程造价,通常选用1P的断路器。比如用1P断路器来控制照明回路的火线。

1P断路器

1P断路器只可以通断火线,安全性能较低。换句话说,无论1P断路器是断开还是闭合,该断路器所在回路内的零线始终是接通的。只能够对火线进行保护,对于零线上发生的过载和短路故障则无能为力。断开1P断路器后,由于没有断开零线,依旧存在用电危险。

1P+N断路器可以接通和断开火线、不能够断开零线。有些型号可以同时断开火线和零线,但都只有火线具有过载及短路保护,零线没有过载和短路保护。

1P+N断路器

从1P+N断路器上的电气符号可以看出,1-2端子之间画了一个“×”和“-”,而N端子之间仅有一个“-”,说明N端子仅具有断开功能,没有过载及短路保护。1P+N只保护火线,通断零线。1P+N断路器,虽然同时接入了零火线,但只能对火线进行保护,其零线只有通断的作用。1P+N断路器如果N极接成了火线,发生接地故障时,由于N极没有短路及过载保护,它是不会跳闸的。

2P断路器接线头有二个,一个接相线一个接零线。常用于需要同时断开两根线的场合。比如单相220V插座、单相380V焊机等。2P断路器可以同时保护零火线,安全性最高。

2P断路器

从2P断路器上面的符号可以看出,1-2和3-4端子之间都画了一个“×”和“-”,说明相线和零线都具有过载及短路保护。

3P断路器常用于需要同时断开三根相线的场合。因为地线不需要经过开关,所以3P断路器主要用于三相用电设备。比如三相电机、三相焊机、三相烤炉等。

3P断路器

3P断路器一般用于380V的电器。零线能不能断开取决于零线是不是保护线功能。如果零线具有保护线,就不允许断开,三相线路只能采用3P断路器,单相线路只能采用1P+N断路器。如果零线不具有保护线功能,那么三相线路就允许采用4p断路器,单相线路允许采用2p断路器。

3P+N断路器是带零线端子的三极开关,而且零线始终不开断,闭合开关过程只是开关三根相线。

3P+N带漏电保护断路器

4P断路器接线头有四个,三个接相线,一个接零线,这种开关适用于控制三相四线制线路。

4P断路器

4P断路器常用于需要同时断开四根线的场合,主要用于低压配电线路。比如楼层总开关、车间总开关、三相五线用电设备总开关等。如果零线不具有保护线功能,那么三相线路就允许采用4p断路器,单相线路允许采用2p断路器。4P断路器和3P+N断路器相比,4P安全系数更可靠。

DZ47系列小型断路器主要分为ABCD四个型号。由于它们的脱扣器类型不同,所以使用的场合也不一样。

A型:脱扣电流范围 2In-3In ,适用于半导体保护。

B型:脱扣电流范围 3In-5In ,适用于一般住宅线路。

C型:脱扣电流范围 5In-10In ,适用于大电流电器设备、照明灯。

D型:脱扣电流范围 10In-20In ,适用于产生脉冲电流设备。比如电动机、变压器、电容器等。

断路器的A、B、C、D型如果选择错了,不仅不能起到保护作用,还可能会造成重大问题。这是目前设计和使用中最混乱的问题,应引起重视。

要控制一条线的通断就选1P断路器,比如控制电灯回路的火线。要控制两条线的通断就选2P断路器,比如控制插座零火线等。要控制三条线的通断就选3P断路器,比如控制电机三相火线等。要控制四条线路通断就选4P断路器,比如低压配电盘总开关等。如果需要漏电保护功能,就选漏电断路器。380v的电力负载按照1kw约2.0A计算,比如5.5kw的三相电机大概11A的电流。

220V的阻性负载按照1kw约4.5A计算,比如10kw的单相设备大概45A的电流。

断路器额定电压≥线路额定电压

断路器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器脱扣器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器极限通断能力≥线路中最大短路电流

为了确保安全性和可靠性,电气组件的额定工作电流通常应大于所需最大负载电流的2倍。另外,在设计和选择电气元件时,有必要考虑将来电气负载增加的可能性,为将来的需求留出空间。

由于每个公司生产的断路器产品型号都不尽相同,一般说几极几A的就可以了。

5断路器跳闸的原因分析

断路器跳闸通常有四个原因:过载保护,电路短路,泄漏和欠压。可以将插座上的用电器逐一拔下, 每拔下来一个就合闸一次,如果不再跳闸,证明该用电器内部有漏电或接地。

如果所有用电设备均已取下,断路器依然跳闸,则证明该漏电断路器下属回路内有漏电。

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