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空气开关上的参数都代表着什么?

2023-05-25 14:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

一大早还在晨练中,就看见同事把这个15年的老帖子发给我了。仔细一看,原来是讲家装空气开关的参数。已经是下午了,我抽空回答吧。

1.空气开关的定义和结构

空气开关,它的准确名称是微型断路器,简称微断,符号是MCB。微断的用途是合分供配电线路,执行线路的过载保护和短路保护。下图是微断的内部结构:

图1:微断的内部结构

图1中的热脱扣器就是执行过载保护的结构件,磁脱扣器是执行短路保护的结构件。

热脱扣器其实就是双金属片,它把两种不同的金属(例如铁片和铜片)铆接在一起。电流流过双金属片时会产生发热,由于两种金属的热膨胀系数不同,发热效应使得双金属片弯曲。若电流超过过载电流并持续一段时间,弯曲的双金属片会推动微断脱扣器执行开断操作,线路被切断。注意到这里有两个因素,其一是过载电流I的大小,其二是过载电流持续的时间t,动作值与 I^2t 有关,我们把这种动作特性叫做反时限特性。

磁脱扣器是一段线圈,其导线很粗。当短路电流流过线圈时,线圈磁路产生的电磁作用力使得微断脱扣器执行开断操作,线路被切断。注意到电磁作用力的动作时间是固定的,其实就是脱扣器的机构操动时间,我们把这种动作特性叫做定时限特性。

2.空气开关的脱扣特性

我们看下图:

图2:微断的动作特性

图2中有B、C、D和K特性曲线。注意这些曲线的纵坐标是时间,横坐标是电流。

我们把B特性曲线展开如下:

图3:微断的B特性曲线

过载保护的曲线方程是: t=\frac{K}{I^2} ,这里的t是脱扣时间,它与电流的平方成反比。我们看到电流越大,动作时间就越短,也即反时限特性。从图2和图3中我们看到,当电流在1.13倍额定电流以下时,冷态的微断是不会动作的;当电流在1.45倍以上时,热态的微断一定会动作。这里的冷态指的是微断刚刚送电运行,热态指的是微断已经运行了一段时间。

短路保护的曲线方程是: t=K ,我们看到脱扣时间t与电流无关,故叫做定时限。在图3中,垂直线其实是电流调整值,动作是水平线。

我们从图2中能看到B特性和C特性的动作值及动作时间。一般地,B特性微断用于照明负载的保护,例如客厅的吊顶灯或者灯带,而C特性微断则用于一般负载的保护,例如厨电和热水器等等。对于起动电流较大的负载,例如空调,可以采用D特性参数的微断。

至于微断的P,它指的是微断的极,是英文POLE(极)的首字母。

我们看下图:

图4;微断的极(P)

图4从左至右为1P、2P、3P和4P的微断,其中1P和2P用于单相负载的线路保护,而3P和 4P则用于三相负载的线路保护。

3.空气开关的应用

我们看下图:

图5:居家配电系统

图5的右侧我们看到了居家配电系统,它的进线空开QF采用2P的微断,而出线侧空开全部采用1P的微断。注意看进线空开QF下方的椭圆形符号是漏电保护器RCD。

图5的左侧我们看到来自小区电力变压器的三条火线L1、L2和L3,还有一条零线PEN。在户外,零线重复接地,然后分开为中性线N和地线PE。注意相线L来自火线L3,它随同中性线N、地线PE一同入户。

注意:户内不再有火线和零线,只有相线、中性线和地线。不要把中性线N与零线PEN相混淆,它们性质不同,使用时是有区别的。零线、中性线和地线与配电网的接地形式有关,有零线的接地系统叫做TN-C,用电设备采取保护接零措施,且零线在任何情况下不得断开,也不得进开关;有中性线的接地系统叫做TN-C-S或者TN-S,用电设备采取保护接地(接PE线)措施,中性线N可以断开,也可以进开关。所以,图5中的进线微断才可以使用2P开关。

微断还有其它2个主要参数,这里一并指出:

1)额定电流Ie,它是指微断允许的最大允许电流。

一般地,流过微断的运行电流不得超过额定电流。

2)极限短路分断能力Icu,它是指微断允许开断的最大短路电流值。

一般地,居家配电系统的短路电流最大值在6kA以下,故微断的极限短路分断能力不得低于6kA。

其它参数题主未提及,这里就不介绍了。

最后简单介绍一下如何选择微断。

首先统计出居家内所有电器的功率,再计算出总电流。把总电流乘以需用系数Kd,Kd的值在0.4到0.6之间选取,居家面积越大人口越少,Kd的值就越低。总电流乘以需用系数后得到的电流叫做计算电流Ijs。一般地,进线微断的额定电流取值为大于或等于Ijs即可。

分开关微断的选配按负载实际电流乘以1.15倍选取即可。

回答完毕。



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