低壓開關(guān)設備及控制設備低壓斷路器分析

黃文俊

（廈門士林電機有限公司，福建 廈門 361000）

低壓開關(guān)設備及控制設備低壓斷路器分析

黃文俊

（廈門士林電機有限公司，福建 廈門 361000）

隨著社會不斷進步，科技持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運輸?shù)刃袠I(yè)間的聯(lián)系日漸緊密，低壓開關(guān)設備與控制設備低壓斷路器的應用頻繁增多，發(fā)揮著不可替代的作用。因此，本文作者站在客觀角度，從不同角度入手客觀探討了低壓開關(guān)設備、控制設備低壓斷路器。

低壓開關(guān)設備；控制設備；低壓斷路器；分析

在新形勢下，開關(guān)是一種常見的電器之一，主要用到分合電路中，組合開關(guān)、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)等都是其組成要素，低壓開關(guān)設備的應用也比較多。在科技持續(xù)發(fā)展中，低壓開關(guān)與控制設備的智能時代隨即到來，監(jiān)控精確度特別高，保護動作靈敏，能夠自動修復等。為了更好地發(fā)揮其各方面性能，我國還需要進一步深入研究低壓開關(guān)設備與控制設備低壓斷路器，提高相關(guān)設備的傳導抗擾度，降低設備運行中故障發(fā)生率，提高其利用價值。

一、低壓開關(guān)設備

1.刀開關(guān)

低壓開關(guān)設備又被稱之為低壓隔離器。以刀開關(guān)為例，在眾多低壓電器中，刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)并不復雜，應用范圍也特別廣，屬于手動電器之一，大都用來隔離電源。閘刀、靜插座、絕緣底板等都是其組成要素。以用途為例，刀開關(guān)可分為不同的類型，比如，閘刀開關(guān)、鐵殼開關(guān)、組合開關(guān)，以極數(shù)為例，可分為單極、雙極、三極。對于刀開關(guān)來說，其主要技術(shù)參數(shù)體現(xiàn)在不同方面。首先，刀開關(guān)的額定電壓。在日常運行過程中，刀開關(guān)可承受的最大電壓被叫做額定電壓，為交流380V、直流220V或者440V。其運行被允許的最大工作電流為額定電流。就小電流刀開關(guān)來說，其額定電流可以分為5個等級，比如，10A、15A、60A，而大電流刀開關(guān)的額定電流可分為6個等級，比如，100A、400A、1500A。在額定電壓作用下，刀開關(guān)可分斷的最大電流便是分斷能力，通常情況下，刀開關(guān)都到只能分斷那些小于額定電流數(shù)值的電流。其次，分斷能力、電動穩(wěn)定電流與熱穩(wěn)定電流。如果同時使用刀開關(guān)、熔斷器，刀開關(guān)的分斷能力會發(fā)生變化，和配合的熔體以及熔斷器相關(guān)。在運行過程中，在一定短路電流峰值作用下，刀開關(guān)會產(chǎn)生一定的動點作用，出現(xiàn)變形現(xiàn)象，會影響觸刀的自動彈出，而對應的短路電流具體峰值便是其電動穩(wěn)定電流，和額定電流相比，刀開關(guān)的電動穩(wěn)定電流特別大。如果線路發(fā)生短路現(xiàn)象，刀開關(guān)在某時間段所通過的最大短路電流便是熱穩(wěn)定電流，隨著溫度升高，其并不會發(fā)生熔焊現(xiàn)象。最后，操作次數(shù)。刀開關(guān)的操作次數(shù)有兩個指標，即機械次數(shù)、電次數(shù)。在不帶電情況下，刀開關(guān)達到的操作次數(shù)被稱之為機械次數(shù)，也就是刀開關(guān)的機械使用壽命；在帶電情況下，刀開關(guān)達到的操作次數(shù)被稱之為電次數(shù)，也就是刀開關(guān)的電氣使用壽命。

在選擇刀開關(guān)的過程中，相關(guān)人員要注重其結(jié)構(gòu)與額定電流，全方位分析刀開關(guān)多樣化的作用以及安裝方式，看其是否需要帶滅弧裝置。如果需要將刀開關(guān)應用到分斷負載電流中，則需要采用帶滅弧裝置，根據(jù)裝置安裝的具體形式，優(yōu)化選擇操作方法，采用適宜的接線方法。就額定電流來說，不能小于分斷電路中負載電流總和，全面分析啟動電流，明確電動機負載，也就是說刀開關(guān)的額定電流必須大于一級開關(guān)。

2.熔斷器式刀開關(guān)、膠蓋刀開關(guān)

就刀熔開關(guān)來說，在使用過程中，相關(guān)人員經(jīng)常將小容量刀開關(guān)的熔絲或者熔斷器安裝到刀開關(guān)周圍，減少體積的同時，使其使用更加便利。就熔斷器式刀開關(guān)來說，屬于隔離開關(guān)，動觸點為熔斷體以及帶有熔斷體的載熔件，HR5、HR6系列的應用特別多，用于配電線路、電動機電器中，其短路電流必須高，額定電壓交流為660V，發(fā)熱電流為630A。就膠蓋刀開關(guān)來說，用于其中的電路額定電壓為單相220V、三相380V、交流為50Hz。

二、控制設備低壓斷路器

就低壓電路控制器來說，以往被稱之為自動空氣開關(guān)，和IEC有著相同的標準，具有手動開關(guān)作用，自動失壓、短路保護等。在運行過程中，低壓斷路器可以有效分配電能，實時保護電動機、電源線路。一旦系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障問題，比如，過載、短路，欠電壓，低壓斷路器便會自動將電源切斷，和負荷開、熔斷器等的組合，可以有效保護電源，避免造成嚴重的經(jīng)濟損失。以不同需要為例，低壓斷路器可分為兩類，即繼電器、脫扣器，低壓斷路器借助脫扣器順利實現(xiàn)保護功能。

1.低壓斷路器工作原理

就低壓斷路器來說，種類特別多，但其結(jié)構(gòu)與保護原理大都相同，并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。操動結(jié)構(gòu)、保護系統(tǒng)、滅弧裝置、觸頭是其組成要素。低壓斷路器的主觸頭和被保護的三相電路串聯(lián)，接通并分斷回路。在線路運行過程中，低壓斷路器可以順利接通、分斷正常的荷載電流、過載電流等，甚至是短路電流。在較少操作的低壓配電線路、開關(guān)柜作用下，作為電源開關(guān)，有效保護線路、電氣設備、電動機，發(fā)生故障問題的時，可以自動切斷線路，保護線路。在其主觸點閉合之后，主觸點會被脫扣結(jié)構(gòu)鎖在合閘上，過電流脫扣器線圈和電源處理并聯(lián)狀態(tài)。如果電路運行中，出現(xiàn)短路、過載問題，其中的過電流脫扣器會銜鐵吸合，主觸點便會和主電路斷開。具體來說，在正常運行過程中，在搭鉤作用下，電磁脫扣器線圈會產(chǎn)生一定的吸力，但并不能實現(xiàn)銜鐵吸合。但如果線路出現(xiàn)短路、電流過大等故障問題，電磁脫扣器的吸力會進一步增強，銜鐵吸合順利實現(xiàn)。欠電壓脫扣器線圈和電路并聯(lián)，線路正常運行中，其產(chǎn)生的電磁吸力可以遠遠大于彈簧的拉力，順利實現(xiàn)銜鐵吸合。隨著線路不斷下降，欠電壓脫扣器的吸力也會逐漸減小，銜鐵將被彈簧拉開，和杠桿接觸，搭鉤將被頂開，主觸頭被斷開。如果電路出現(xiàn)過載現(xiàn)象，熱脫扣器的熱元件溫度會迅速升高，雙金屬片彎曲變形。如果電路出現(xiàn)欠電壓現(xiàn)象，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。

2.低壓斷路器的選用

2.1低壓斷路器選用原則

通常情況下是，塑殼斷路器作用于小短路電流中，額定電流不超過600A，可采用萬能式斷路器。在選用低壓斷路器中，必須遵循相關(guān)的原則，額定電流與電壓不能小于負載正常情況的額定電壓，脫扣器額定電流不能小于負載工作電流，也不過大，和斷路器相比，電路短路電流要小于起極限通斷電流，線路末端單相至少為1.25A，其欠壓脫扣器額定電壓不能小于或者大于電路正常運行下的額定電壓。

2.2低壓斷路器正常工作條件

在設計低壓斷路器過程中，設計人員必須全面、客觀地分析主客觀影響因素，根據(jù)低壓斷路器的性質(zhì)、特點，優(yōu)化設計，避免其結(jié)構(gòu)組件不受到外界因素的影響，提高斷路器的工作性能。首先，周圍空氣溫度。在周圍空氣溫度方面，研究者主要研究最高與最低溫度對低壓斷路器造成的影響，外界座高溫度必須低于低壓斷路器內(nèi)部各組成元件的最高溫度，其運行環(huán)境溫度必須在-5℃～+40℃間，日平均溫度必須小于35℃。如果運輸和儲存溫度條件允許，其環(huán)境溫度為-25℃～55℃。其次，空氣相對濕度。在低壓斷路器運行中，電器表面極易受到溫度變化的影響，影響其使用壽命，甚至出現(xiàn)誤動作。如果環(huán)境空氣溫度為40℃，空氣相對濕度必須小于0.5。最后，沖擊與振動、污染惡劣環(huán)境。在使用低壓斷路器過程中，相關(guān)人員要盡可能將其安置到?jīng)]有沖擊振動的場所，避免其處于惡劣環(huán)境中，要定期檢查、維修低壓斷路器，避免其內(nèi)部零部件脫落，盡可能讓低壓斷路器在零爆炸危險介質(zhì)中工作，不存在腐蝕金屬、導體塵埃等。

結(jié)語

總而言之，在使用低壓開關(guān)設備與控制設備低壓斷路器中，使用者必須綜合分析應用現(xiàn)場具體情況，綜合考慮各因素基礎上，優(yōu)化利用，降低低壓開關(guān)設備及其控制設備低壓斷路器故障發(fā)生率，確保各方面工作順利開展，提高不同行業(yè)、領(lǐng)域的經(jīng)濟效益，減少運營成本，促進社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。

[1]劉世勛，劉忠革.低壓開關(guān)設備和控制設備的傳導抗擾度現(xiàn)場測試方法的研究[J].電氣開關(guān)，2016（2）：61-62+68.

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