2024年4月2日发(作者：)

工 业 技 术

2011 NO.07

TECHNOLOGICAL PIONEERS

科技创业家

简述自动空气开关的工作原理与选种

郑子华

(黑龙江福康生物科技有限公司 黑龙江省密山市 158307)

摘 要:自动空气开关又称自动空气断路器,是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器,它集控制和多种保护功能于一身。

除了能完成接触和分断电路外,尚能对电路或电气设备发生的短路．严重过载及欠电压等进行保护,同时也可以用于不频繁地启动电动机。

自动空气开关具有操作安全．使用方便．工作可靠．安装简单．动作后(如短路故障排除后)不需要更换元件(如熔体)等优点。因此,在工业．住

宅等方面获得广泛应用。本文介绍了空气开关的作用、特点、原理、分类等,并根据用途的不同重点介绍了如何选择空气开关。

关键词:自动空气开关 选型 分类 原理

配电线路、电动机和家用电器等的自

动空气开关,因保护对象(如变压器、电线

电缆、电动机和家用电器等)的承受过载电

流的能力(包括电动机的起动电流和起动

时间等)有差异,选用的自动空气开关的保

护特性不同。本文就针对用途的不同介绍

了自动空气开关的选型。

1 自动空气开关工作原理介绍

空气开关也就是断路器,在电路中作

接通、分断和承载额定工作电流,并能在线

路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下

进行可靠的保护。空气开关的动、静触头及

触杆设计成平行状,利用短路产生的电动

斥力使动、静触头断开,分断能力高,限流

特性强。短路时,静触头周围的芳香族绝缘

物气化,起冷却灭弧作用,飞弧距离为零。

空气开关的灭弧室采用金属栅片结构,触

头系统具有斥力限流机构,因此,空气开关

具有很高的分断能力和限流能力。具有复

式脱扣器。反时限动作是双金属片受热弯

曲使脱扣器动作,瞬时动作是铁芯街铁机

构带动脱扣器动作。

(1)当线路发生短路或严重过载电流

时,短路电流超过瞬时脱扣整定电流值,电

磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合

并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上转动与

锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三

副主触头分断,切断电源。

(2)当线路发生一般性过载时,过载电

流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元

件产生一定热量,促使双金属片受热向上

弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触

头分断,切断电源。

主触点通过操作机构(手动或电动)使

之闭合的,其触点系统由于装有灭弧装置

因而不仅能接通或切断正常的工作电流,

还能在发生故障时迅速切断比正常工作电

流大好几倍的故障电流,从而能有效地保

护电路中的电气设备开关的脱扣机构是一

套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合

后,就被锁钩锁在合闸的位置。如果电路中

发生故障,则有关的脱扣器将产生作用使

脱扣机构中的锁钩脱开,于是主触点在释

放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用

的不同,脱扣器可以分为过电流脱扣器及

失压脱扣器等类型。

(3)在正常情况下,过电流脱扣器的衔

铁是释放着的;一旦发生严重过载或短路

故障时,与主电路串联的线圈就将产生较

强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁

钩,使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰

万方数据

相反,在电压正常时,电磁吸力吸住衔铁,线电缆)进行保护。电动机在起动瞬间有一

主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或个5～7倍Ied,持续时间为10s的起动电流,

断电时,衔铁就被释放而使主触点断开。当即使C特性在电磁脱扣电流设定为5～10倍

电源电压恢复正常时,必须重新合闸后才Ied,可以保证在电动机起动时避过浪涌电

能工作,实现了失压保护。流。　　

但对热保护来讲,其过载保护的动作

2 自动空气开关的分类

值整定于1.45Ied,也就是说电动机要承受

按极数分:单极．两极和三极45%以上的过载电流时微型空气开关才能

a．按保护形式分:电磁脱扣器式．热脱脱扣,这对于只能承受<20%过载的电机定

扣器式．复合脱扣器式(常用)和无脱扣器子绕组来讲,是极容易使绕组间的绝缘损

式。坏的,而对于电线电缆来讲是可承受的。因

b．按全分断时间分:一般和快速式(先此电动机保护型自动空气开关一般选择塑

于脱扣机构动作,脱扣时间在0.02秒以内)。壳式空气开关。

c．按结构型式分:塑壳式．框架式。限流

式．直流快速式．灭磁式和漏电保护式。

5 家用保护型空气开关的选择

家用保护型空气开关一般选择微型空

3 自动空气开关的选择

气开关(MCB)。并应当像选用塑壳空气开关

1配电用空气开关的选择和框架空气开关一样,计算最大短路容量

配电用空气开关是指在低压电网中专后再选择。

门用于分配电能的空气开关,包括电源总

空气开关和负载支路空气开关。在选用这

6 空气开关选型原则

一类空气开关时,需特别注意下列选用原1、自动空气开关的额定工作电压≥线

则:路额定电压

(1)空气开关的长延时动作电流整定值2、自动空气开关的额定工作电流≥线

≤导线容许载流量。对于采用电线电缆的路计算负载电流

情况,可取电线电缆容许载流量的80%。3、热脱扣器的整定电流＝所控制负载

(2)3倍长延时动作电流整定值的可返的额定电流

回时间≥线路中最大起动电流的电动机的4、电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流>

起动时间。负载电流正常工作时的峰值电流。

(3)短延时动作电流整定值I1为:5、欠压脱扣器的额定电压＝线路额定

I1=1.1(Ijx+1.35kIed)电压

式中:Ijx———线路计算负载电流6、短路器的极限通断能力≥电路最大

(A);短路电流

k———电动机的起动电流倍数;由于每个厂家的型号不同,本文不一

Ied———电动机额定电流(A)。一介绍。

(4)瞬时电流整定值I2为:

I2=1.1(Ijx+klkIedm)

7 自动空气开关选择时要注意事项

式中:kl———电动机起动电流的冲击1、根据用途选择自动空气开关的型式

系数,一般取kl=1.7～2;和极数

Iedm———最大的一台电动机的额定2、根据最大工作电流来选择自动空气

电流。开关的额定电流

(5)短延时的时间阶段,按配电系统的3、根据需要选择脱扣器的类型、附件

分段而定。一般时间阶段为2～3级。每级之的种类和规格

间的短延时时差为0.1～0.2s,视空气开关4、要注意上下级开关的保护特性,合

短延时机构的动作精度而定,其可返回时理配合,防止越级跳闸

间应保证各级的选择性动作。选定短延时由于自动空气开关除了控制的功能之

阶梯后,最好按被保护对象的热稳定性能外更主要的还是它的多种保护功能,所以

加以校核。正确的选择自动空气开关对我们每个人来

说是至关重要的。

4 电动机保护型空气开关的选择

微型空气开关不能用于对电动机的保

护,只可作为替代熔断器对配电线路(如电

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