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断路器

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1 功能  2 工作原理 

断路器

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断路器(英文名称:circuit-breakercircuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。目前,已获得了广泛的应用。 断路器按其使用范围分为高压断路器低压断路器

1. 断路器功能

断路器是电力系统中控制和保护用的电工设备。其功能主要有:①控制功能。根据运行需要,用断路器把一部分电力设备和线路投入或退出运行。②保护功能。在电力设备或线路发生故障时,通过电流互感器继电保护系统发出的分闸信号,使断路器自动分断,将故障部分迅速切除,保证电力系统无故障部分的正常运行。

断路器又叫空气开关,它的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。在电器超载或非正常运行情况下,如果出现故障,断路器会自动断开开关,起到保护电器和线路的作用;另外断路器带有漏电保护装置,具有漏电保护的功能。

断路器可以用来分配电能,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断路器能够自动切断电路,它的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。


2 断路器工作原理

断路器工作原理是当短路时,大电流产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作,电流越大,动作时间越短。断路器有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。

高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离,另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散,同时把弧隙中的带电粒子吹散,迅速恢复介质的绝缘强度。

低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲,推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要距离控制时,按下起动按钮,使线圈通电。


3 结构组成

断路器由导电回路可分触头灭弧装置、绝缘部件、底座、传动机构、操动机构等组成。

导电回路用来承载电流;可分触头是使电路接通或分断的执行元件;灭弧装置则是用来迅速、可靠地熄灭电弧,使电路最终断开。与其他开关相比,断路器的灭弧装置的熄弧能力最强,结构也比较复杂。

触头的分合运动是靠操动机构作功并经传动机构传递力来带动的。其操作方式可分为手动、电动、气动和液压等。有些断路器(如油断路器、六氟化硫断路器等)的操动机构并不包括在断路器的本体内,而是作为一种独立的产品提供断路器选配使用。


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