在交流低壓配電設備中,常用到的能夠使電路通斷的低壓電器有:斷路器、刀開關、熔斷器和接觸器,同時它們還具有對電路和設備的保護作用。下述對這4種電器做一簡單介紹,包括作用與分類等。
1、低壓斷路器
低壓斷路器也稱為低壓自動開關,主要作為不頻繁地接通或分斷電路之用。低壓斷路器具有過載、短路和失壓保護裝置,在電路發生過載、短路、電壓降低或消失時,斷路器可自動切斷電路,從而保護電力線路及電源設備。
低壓斷路器按滅弧介質可分為空氣斷路器和真空斷路器兩種;按用途分可分為配電用斷路器、電動機保護用斷路器、照明用斷路器和漏電保護用斷路器等。配電用斷路器又可分為非選擇型和選擇型兩種。非選擇型斷路器因為是瞬時動作,所以常用作短路保護和過載保護;選擇型斷路器又可用作兩段保護、三段保護和智能化保護。兩段保護為瞬時與短延時或長延時兩段。三段保護為瞬時、短延時和長延時三段。其中瞬時、短延時特性適用于短路保護,長延時特性適用于過載保護。智能化保護是后來研制成功的高科技保護手段,是用微機來控制各脫扣器進行監視和控制,保護功能多,選擇性能好。所以這種斷路器叫做智能型斷路器。
另外,作為配電用斷路器,按其結構形式又可分為塑料外殼式斷路器和萬能式斷路器兩大類,這兩類低壓斷路器目前使用較為普遍。典型產品有塑料外殼式(DZ 10型)和框架式(DW10型)兩類,它們均由觸頭系統、滅弧裝置、傳動機構、自由脫扣機構及各種脫扣器等部分組成。目前塑料外殼式的改進產品有AM 1型及H 型等,框架式改進產品有DW15、DWX15、DW40、3WE及ME、AH等。
2、低壓刀開關
刀開關是低壓電器中結構最簡單的一種,廣泛應用于各種配電設備和供電線路中,用來接通和分斷容量不太大的低壓供電線路以及作為低壓電源隔離開關使用。
低壓刀開關根據其工作原理、使用條件和結構形式的不同,可分為開啟式負荷開關(HK1、HK2、TSW系列等)、封閉式負荷開關(HH3、HH4系列等)、隔離刀開關(HS 13、HD11系列等)、熔斷器式刀開關(HR3系列等)和組合開關(HZ10系列等)。
3、熔斷器
熔斷器是一種最簡單的保護電器,在低壓配電電路中,主要用于短路保護。它串聯在電路中,當通過的電流大于規定值時,以它本身產生的熱量,使熔體熔化而自動分斷電路。熔斷器與其他電器配合,可以在一定的短路電流范圍內進行有選擇的保護。
低壓熔斷器種類很多,根據其構造和用途可分為開啟式、半封閉式和封閉式,封閉式熔斷器又可分為有填料和無填料熔斷器,有填料熔斷器中有螺旋式和管式,無填料熔斷器中有插入式和管式。常用的典型產品有RT0/RT10/RT11系列有填料封閉管式熔斷器,RM10系列封閉管式熔斷器,RL1/RL2系列螺旋式熔斷器,PZ1-100、QSA、NT系列熔斷器以及引進的aM、gM系列熔斷器。
1)熔斷器的結構和主要參數
熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管或熔座兩部分構成。熔體是熔斷器的主要部分,常做成絲狀或片狀。熔體的材料有兩種,一種是低熔點材料,如鉛、鋅、錫以及錫鉛合金等;另一種是高熔點材料,如銀和銅。熔管是熔體的保護外殼,在熔體熔斷時兼有滅弧的作用。
每一種熔體都有兩個參數,即額定電流與熔斷電流。額定電流是指長時期通過熔斷器而不熔斷的電流值。熔斷電流通常是額定電流的兩倍,關于熔斷器性能的一般規定詳見下表3-1。熔斷器具有反時限的保護特性。熔斷器對過載反應是很不靈敏的,當發生輕度過載時,熔斷時間很長,因此,熔斷器不能作為過載保護元件。
表3-1:熔斷器性能的一般規定
熔管有3個參數:額定工作電壓、額定電流和斷流能力。額定工作電壓是從滅弧角度提出的,當熔管的工作電壓大于額定電壓時,在熔體熔斷時,可能出現電弧不能媳滅的危險。熔管的額定電流是由熔管長期工作所允許溫升決定的電流值,所以熔管中可裝入不同等級額定電流的熔體,但所裝入熔體的額定電流不能大于熔管的額定電流值。斷流能力是表示熔管在額定電壓下斷開電路故障時所能切斷的最大電流值。
2)熔斷器的選用原則
選用熔斷器,一般應符合下表3-2所給出的6條原則。
表3-2:選用熔斷器一般應符合的原則
4、接觸器
接觸器適用于遠距離頻繁接通和分斷交、直流主電路及大容量控制電路。接觸器不僅能接通和切斷電路,而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大,適用于頻繁操作和遠距離控制。接觸器按主觸點連接回路的形式分為交流接觸器和直流接觸器兩種。按操作機構分為電磁式接觸器和永磁式接觸器。接觸器主要由主觸頭、滅弧系統、電磁系統、輔助觸頭和支架等組成。交流接觸器主要有CJ0、CJ10、 CJ12、 CJ12B系列以及眾多的合資品牌。直流接觸器主要有CZ0系列。
接觸器的工作原理是:當接觸器線圈通電后,線圈電流會產生磁場,產生的磁場使靜鐵心產生電磁吸力吸引動鐵心,并帶動交流接觸器點動作,常閉觸點斷開,常開觸點閉合,兩者是聯動的。當線圈斷電時,電磁吸力消失,銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放,使觸點復原,常開觸點斷開,常閉觸點閉合。
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