低压开关设备及控制设备低压断路器分析

2016-12-01黄文俊

中国新技术新产品 2016年21期

关键词：脱扣器开关设备额定电流

黄文俊

（厦门士林电机有限公司，福建厦门 361000）

低压开关设备及控制设备低压断路器分析

黄文俊

（厦门士林电机有限公司，福建厦门 361000）

随着社会不断进步，科技持续发展，农业、商业、交通运输等行业间的联系日渐紧密，低压开关设备与控制设备低压断路器的应用频繁增多，发挥着不可替代的作用。因此，本文作者站在客观角度，从不同角度入手客观探讨了低压开关设备、控制设备低压断路器。

低压开关设备；控制设备；低压断路器；分析

在新形势下，开关是一种常见的电器之一，主要用到分合电路中，组合开关、负荷开关、隔离开关等都是其组成要素，低压开关设备的应用也比较多。在科技持续发展中，低压开关与控制设备的智能时代随即到来，监控精确度特别高，保护动作灵敏，能够自动修复等。为了更好地发挥其各方面性能，我国还需要进一步深入研究低压开关设备与控制设备低压断路器，提高相关设备的传导抗扰度，降低设备运行中故障发生率，提高其利用价值。

一、低压开关设备

1.刀开关

低压开关设备又被称之为低压隔离器。以刀开关为例，在众多低压电器中，刀开关的结构并不复杂，应用范围也特别广，属于手动电器之一，大都用来隔离电源。闸刀、静插座、绝缘底板等都是其组成要素。以用途为例，刀开关可分为不同的类型，比如，闸刀开关、铁壳开关、组合开关，以极数为例，可分为单极、双极、三极。对于刀开关来说，其主要技术参数体现在不同方面。首先，刀开关的额定电压。在日常运行过程中，刀开关可承受的最大电压被叫做额定电压，为交流380V、直流220V或者440V。其运行被允许的最大工作电流为额定电流。就小电流刀开关来说，其额定电流可以分为5个等级，比如，10A、15A、60A，而大电流刀开关的额定电流可分为6个等级，比如，100A、400A、1500A。在额定电压作用下，刀开关可分断的最大电流便是分断能力，通常情况下，刀开关都到只能分断那些小于额定电流数值的电流。其次，分断能力、电动稳定电流与热稳定电流。如果同时使用刀开关、熔断器，刀开关的分断能力会发生变化，和配合的熔体以及熔断器相关。在运行过程中，在一定短路电流峰值作用下，刀开关会产生一定的动点作用，出现变形现象，会影响触刀的自动弹出，而对应的短路电流具体峰值便是其电动稳定电流，和额定电流相比，刀开关的电动稳定电流特别大。如果线路发生短路现象，刀开关在某时间段所通过的最大短路电流便是热稳定电流，随着温度升高，其并不会发生熔焊现象。最后，操作次数。刀开关的操作次数有两个指标，即机械次数、电次数。在不带电情况下，刀开关达到的操作次数被称之为机械次数，也就是刀开关的机械使用寿命；在带电情况下，刀开关达到的操作次数被称之为电次数，也就是刀开关的电气使用寿命。

在选择刀开关的过程中，相关人员要注重其结构与额定电流，全方位分析刀开关多样化的作用以及安装方式，看其是否需要带灭弧装置。如果需要将刀开关应用到分断负载电流中，则需要采用带灭弧装置，根据装置安装的具体形式，优化选择操作方法，采用适宜的接线方法。就额定电流来说，不能小于分断电路中负载电流总和，全面分析启动电流，明确电动机负载，也就是说刀开关的额定电流必须大于一级开关。

2.熔断器式刀开关、胶盖刀开关

就刀熔开关来说，在使用过程中，相关人员经常将小容量刀开关的熔丝或者熔断器安装到刀开关周围，减少体积的同时，使其使用更加便利。就熔断器式刀开关来说，属于隔离开关，动触点为熔断体以及带有熔断体的载熔件，HR5、HR6系列的应用特别多，用于配电线路、电动机电器中，其短路电流必须高，额定电压交流为660V，发热电流为630A。就胶盖刀开关来说，用于其中的电路额定电压为单相220V、三相380V、交流为50Hz。

二、控制设备低压断路器

就低压电路控制器来说，以往被称之为自动空气开关，和IEC有着相同的标准，具有手动开关作用，自动失压、短路保护等。在运行过程中，低压断路器可以有效分配电能，实时保护电动机、电源线路。一旦系统设备出现故障问题，比如，过载、短路，欠电压，低压断路器便会自动将电源切断，和负荷开、熔断器等的组合，可以有效保护电源，避免造成严重的经济损失。以不同需要为例，低压断路器可分为两类，即继电器、脱扣器，低压断路器借助脱扣器顺利实现保护功能。

1.低压断路器工作原理

就低压断路器来说，种类特别多，但其结构与保护原理大都相同，并没有本质上的区别。操动结构、保护系统、灭弧装置、触头是其组成要素。低压断路器的主触头和被保护的三相电路串联，接通并分断回路。在线路运行过程中，低压断路器可以顺利接通、分断正常的荷载电流、过载电流等，甚至是短路电流。在较少操作的低压配电线路、开关柜作用下，作为电源开关，有效保护线路、电气设备、电动机，发生故障问题的时，可以自动切断线路，保护线路。在其主触点闭合之后，主触点会被脱扣结构锁在合闸上，过电流脱扣器线圈和电源处理并联状态。如果电路运行中，出现短路、过载问题，其中的过电流脱扣器会衔铁吸合，主触点便会和主电路断开。具体来说，在正常运行过程中，在搭钩作用下，电磁脱扣器线圈会产生一定的吸力，但并不能实现衔铁吸合。但如果线路出现短路、电流过大等故障问题，电磁脱扣器的吸力会进一步增强，衔铁吸合顺利实现。欠电压脱扣器线圈和电路并联，线路正常运行中，其产生的电磁吸力可以远远大于弹簧的拉力，顺利实现衔铁吸合。随着线路不断下降，欠电压脱扣器的吸力也会逐渐减小，衔铁将被弹簧拉开，和杠杆接触，搭钩将被顶开，主触头被断开。如果电路出现过载现象，热脱扣器的热元件温度会迅速升高，双金属片弯曲变形。如果电路出现欠电压现象，欠电压脱扣器的衔铁释放。

2.低压断路器的选用

2.1低压断路器选用原则

通常情况下是，塑壳断路器作用于小短路电流中，额定电流不超过600A，可采用万能式断路器。在选用低压断路器中，必须遵循相关的原则，额定电流与电压不能小于负载正常情况的额定电压，脱扣器额定电流不能小于负载工作电流，也不过大，和断路器相比，电路短路电流要小于起极限通断电流，线路末端单相至少为1.25A，其欠压脱扣器额定电压不能小于或者大于电路正常运行下的额定电压。

2.2低压断路器正常工作条件

在设计低压断路器过程中，设计人员必须全面、客观地分析主客观影响因素，根据低压断路器的性质、特点，优化设计，避免其结构组件不受到外界因素的影响，提高断路器的工作性能。首先，周围空气温度。在周围空气温度方面，研究者主要研究最高与最低温度对低压断路器造成的影响，外界座高温度必须低于低压断路器内部各组成元件的最高温度，其运行环境温度必须在-5℃～+40℃间，日平均温度必须小于35℃。如果运输和储存温度条件允许，其环境温度为-25℃～55℃。其次，空气相对湿度。在低压断路器运行中，电器表面极易受到温度变化的影响，影响其使用寿命，甚至出现误动作。如果环境空气温度为40℃，空气相对湿度必须小于0.5。最后，冲击与振动、污染恶劣环境。在使用低压断路器过程中，相关人员要尽可能将其安置到没有冲击振动的场所，避免其处于恶劣环境中，要定期检查、维修低压断路器，避免其内部零部件脱落，尽可能让低压断路器在零爆炸危险介质中工作，不存在腐蚀金属、导体尘埃等。