低壓開關(guān)設(shè)備及控制設(shè)備低壓斷路器分析

黃文俊

（廈門士林電機(jī)有限公司，福建 廈門 361000）

低壓開關(guān)設(shè)備及控制設(shè)備低壓斷路器分析

黃文俊

（廈門士林電機(jī)有限公司，福建 廈門 361000）

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，科技持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)間的聯(lián)系日漸緊密，低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備低壓斷路器的應(yīng)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(shè)備、控制設(shè)備低壓斷路器。

低壓開關(guān)設(shè)備；控制設(shè)備；低壓斷路器；分析

在新形勢(shì)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(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)等都是其組成要素，低壓開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用也比較多。在科技持續(xù)發(fā)展中，低壓開關(guān)與控制設(shè)備的智能時(shí)代隨即到來(lái)，監(jiān)控精確度特別高，保護(hù)動(dòng)作靈敏，能夠自動(dòng)修復(fù)等。為了更好地發(fā)揮其各方面性能，我國(guó)還需要進(jìn)一步深入研究低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備低壓斷路器，提高相關(guān)設(shè)備的傳導(dǎo)抗擾度，降低設(shè)備運(yùn)行中故障發(fā)生率，提高其利用價(jià)值。

一、低壓開關(guān)設(shè)備

1.刀開關(guān)

低壓開關(guān)設(shè)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(fù)雜，應(yīng)用范圍也特別廣，屬于手動(dòng)電器之一，大都用來(lái)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(duì)于刀開關(guān)來(lái)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(yùn)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(yùn)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(lái)說，其額定電流可以分為5個(gè)等級(jí)，比如，10A、15A、60A，而大電流刀開關(guān)的額定電流可分為6個(gè)等級(jí)，比如，100A、400A、1500A。在額定電壓作用下，刀開關(guān)可分?jǐn)嗟淖畲箅娏鞅闶欠謹(jǐn)嗄芰?，通常情況下，刀開關(guān)都到只能分?jǐn)嗄切┬∮陬~定電流數(shù)值的電流。其次，分?jǐn)嗄芰Α㈦妱?dòng)穩(wěn)定電流與熱穩(wěn)定電流。如果同時(shí)使用刀開關(guān)、熔斷器，刀開關(guān)的分?jǐn)嗄芰?huì)發(fā)生變化，和配合的熔體以及熔斷器相關(guān)。在運(yùn)行過程中，在一定短路電流峰值作用下，刀開關(guān)會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)點(diǎn)作用，出現(xiàn)變形現(xiàn)象，會(huì)影響觸刀的自動(dòng)彈出，而對(duì)應(yīng)的短路電流具體峰值便是其電動(dòng)穩(wěn)定電流，和額定電流相比，刀開關(guān)的電動(dòng)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(shí)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(huì)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(gè)指標(biāo)，即機(jī)械次數(shù)、電次數(shù)。在不帶電情況下，刀開關(guān)達(dá)到的操作次數(shù)被稱之為機(jī)械次數(shù)，也就是刀開關(guān)的機(jī)械使用壽命；在帶電情況下，刀開關(guān)達(dá)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(yīng)用到分?jǐn)嘭?fù)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(lái)說，不能小于分?jǐn)嚯娐分胸?fù)載電流總和，全面分析啟動(dòng)電流，明確電動(dòng)機(jī)負(fù)載，也就是說刀開關(guān)的額定電流必須大于一級(jí)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(lái)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(shí)，使其使用更加便利。就熔斷器式刀開關(guān)來(lái)說，屬于隔離開關(guān)，動(dòng)觸點(diǎn)為熔斷體以及帶有熔斷體的載熔件，HR5、HR6系列的應(yīng)用特別多，用于配電線路、電動(dòng)機(jī)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(lái)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(shè)備低壓斷路器

就低壓電路控制器來(lái)說，以往被稱之為自動(dòng)空氣開關(guān)，和IEC有著相同的標(biāo)準(zhǔn)，具有手動(dòng)開關(guān)作用，自動(dòng)失壓、短路保護(hù)等。在運(yùn)行過程中，低壓斷路器可以有效分配電能，實(shí)時(shí)保護(hù)電動(dòng)機(jī)、電源線路。一旦系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障問題，比如，過載、短路，欠電壓，低壓斷路器便會(huì)自動(dòng)將電源切斷，和負(fù)荷開、熔斷器等的組合，可以有效保護(hù)電源，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

1.低壓斷路器工作原理

就低壓斷路器來(lái)說，種類特別多，但其結(jié)構(gòu)與保護(hù)原理大都相同，并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。操動(dòng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)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(hù)的三相電路串聯(lián)，接通并分?jǐn)嗷芈?。在線路運(yùn)行過程中，低壓斷路器可以順利接通、分?jǐn)嗾５暮奢d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(hù)線路、電氣設(shè)備、電動(dòng)機(jī)，發(fā)生故障問題的時(shí)，可以自動(dòng)切斷線路，保護(hù)線路。在其主觸點(diǎn)閉合之后，主觸點(diǎn)會(huì)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(yùn)行中，出現(xiàn)短路、過載問題，其中的過電流脫扣器會(huì)銜鐵吸合，主觸點(diǎn)便會(huì)和主電路斷開。具體來(lái)說，在正常運(yùn)行過程中，在搭鉤作用下，電磁脫扣器線圈會(huì)產(chǎn)生一定的吸力，但并不能實(shí)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(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，銜鐵吸合順利實(shí)現(xiàn)。欠電壓脫扣器線圈和電路并聯(lián)，線路正常運(yùn)行中，其產(chǎn)生的電磁吸力可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧的拉力，順利實(shí)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(huì)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(huì)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(wàn)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(fù)載正常情況的額定電壓，脫扣器額定電流不能小于負(fù)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(yùn)行下的額定電壓。

2.2低壓斷路器正常工作條件

在設(shè)計(jì)低壓斷路器過程中，設(shè)計(jì)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(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(duì)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(yùn)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(yùn)輸和儲(chǔ)存溫度條件允許，其環(huán)境溫度為-25℃～55℃。其次，空氣相對(duì)濕度。在低壓斷路器運(yùn)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(dòng)作。如果環(huán)境空氣溫度為40℃，空氣相對(duì)濕度必須小于0.5。最后，沖擊與振動(dòng)、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(dòng)的場(chǎng)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(xiǎn)介質(zhì)中工作，不存在腐蝕金屬、導(dǎo)體塵埃等。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在使用低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備低壓斷路器中，使用者必須綜合分析應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)具體情況，綜合考慮各因素基礎(chǔ)上，優(yōu)化利用，降低低壓開關(guān)設(shè)備及其控制設(shè)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(jì)效益，減少運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

[1]劉世勛，劉忠革.低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的傳導(dǎo)抗擾度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法的研究[J].電氣開關(guān)，2016（2）：61-62+68.

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