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低压电器常用的灭弧方法(低压电器灭弧原理)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-03 15:14   点击:293  编辑:admin   手机版

1. 低压电器灭弧原理

低压断路器也称为自动空气开关,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网中一种重要的保护电器。 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点,所以目前被广泛应用。

低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。

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。

2. 低压电器灭弧的基本原理

磁吹灭弧的原理:在一个与触头串联的磁吹线因产生的磁场作用下,电弧受电磁力的作用而拉长,被吹入由固体介质构成的灭弧罩内,与固体介质相接触,电弧被冷却。

电磁式磁吹断路器利用分断电流流过专门的磁吹线圈产生吹弧磁场将电弧熄灭。这种结构需要专门设置磁吹线圈和磁极板等元件,其结构比较复杂,笨重,分断性能也较差,在早期的磁吹断路器中曾广泛采用。串联磁吹线圈的熄弧原理在低压直流磁吹断路器中也被采用。

3. 低压控制电器常用的灭弧方法

隔离开关是一种可以接入、安装和开断一切正常运作电源电路中的电流量,也可以在异常运作的电源电路中(负载、短路故障)按照规定的标准接入、安装一定時间和开断电流量的电器开关。

低压断路器经常在高低压配电柜和低压配电箱中做为电源总开关应用,而且当路线中发生过电流量(负载和短路故障)、断相、走电等常见故障时,能全自动断开路线,执行线路保护装置。

低压断路器在生产制造和应用层面遵循的国家行业标准是GB14048.2-2008,而家中应用的隔离开关其规范是IEC60898。

低压断路器,从结构特征可分成三种形式:第一种是气体绝缘层框架断路器,国际性上通用性名是Air circuit breaker,通称为ACB隔离开关;第二种是塑壳断路器,国际性上通用性名是Moulded case circuit breaker,通称为MCCB隔离开关;第三种是微型断路器,国际性上通用性名是Micro circuit breaker,通称为MCB隔离开关。家居配电设备应用的隔离开关归属于MCB,而且经常被称作空气漏电开关。

低压断路器还可分成配电设备型隔离开关和电机维护型隔离开关,也有专用型于照明灯具控制回路的隔离开关,及其漏电保护器等。

4. 低电压器常用的灭弧方法

1、拉长电弧 电弧拉长以后,电弧电压将会增大,从而改变电弧的伏安特性。在直流电弧中,其静伏安特性上移,电弧可以熄灭;在交流电弧中,由于燃弧电压的提高,电弧重燃困难。

2、灭弧罩 灭弧罩是让电弧与固体介质相接触以降低电弧温度,从而加速电弧熄灭的比较常用的装置。灭弧罩的结构形式多种多样,但其基本构成单元为“缝”。

3、油冷灭弧装置 油冷灭弧是将电弧置于液体介质(一般为变压器油)中,电弧将油气化、分解而形成油气。油气中主要成分是氢,在油中以气泡的形式包围电弧。

4、气吹灭弧装置 气吹灭弧是利用压缩空气来熄灭电弧的。压缩空气作用于电弧,可以很好地冷却电弧、提高电弧区的压力、很快带走残余的游离气体,所以有较高的灭弧性能。

5、横向金属栅片灭弧 横向金属栅片又称去离子栅,它利用的是短弧灭弧原理。它使用磁性材料的金属片置于电弧中,将电弧分成若干短弧,利用交流电弧的近阴极效应和直流电弧的近极压降来达到熄灭电弧的目的。

6、真空灭弧装置 真空灭弧是使触头电弧的产生和熄灭在真空中进行,它是依据零点熄弧原理,以真空为熄弧介质工作的。

7、采用多断口 高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口,使加于每个断口的电压降低,电弧易于熄灭。

8、断路器断口加装并联电阻 在高压大容量断路器中,广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。断路器每相假如有两对触头,一对为主触头,另一对为辅助触头,电阻并联在主触头上。当断路器在合闸位置时,主、辅触头都闭合。

9、采用新介质 利用灭弧性能优越的新介质,例如S六氟化硫断路器等。

5. 低压断路器灭弧原理

采用纵横吹原理。当断路器开断短路电流时,动静触头分离刹时产生电弧,电弧产生的高温使绝缘油变成气体,使灭弧室内的压力迅速增高,气体当即从上喷口和横喷口中吹触,并很快形成持续的纵横吹气流 ,尤其当动触头运动到第四块灭弧片以下时,气体又从下喷口吹出。

气体的强烈吹弧,使电弧迅速冷却和弯曲,在电流过零时电弧熄灭。

6. 低压电器灭弧原理图

用于控制和保护电路的电器

低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外,还具有一定的保护功能,如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多,按使用类别分,有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调),按灭弧介质分,有空气式和真空式(目前国产多为空气式)。低压断路器容量范围很大,最小为4A,而最大可达5000A。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。

低压断路器:低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器,简称断路器。它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,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能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,已获得了广泛的应用。

1) 断路器附件

2) 微型断路器:微型断路器,简称MCB,是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器

3) 塑壳断路器:塑壳断路器能够自动切断电流在电流超过跳脱设定后。塑壳指的是用塑料绝缘体来作为装置的外壳,用来隔离导体之间以及接地金属部分。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元,而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。

4) 框架断路器

5) 智能型万能断路器

7. 低压开关电器常用的灭弧方法

用空气绝缘的(就是说有一定的空气间隙)就叫做“空气断路器”俗称“空气开关”。它的灭弧介质就是空气。

断路器的工作原理其实就是灭弧原理,断路器开断电路时,在开断瞬间动静触头间会产生电弧,断路器能否开断电路,就是看能否熄灭断开电路时触头间产生的电弧。

8. 低压电器的灭弧装置有哪些

(1)利用气体或油熄灭电弧。

在开关电器中利用各种形式的灭弧室使气体或油产生巨大的压力并有力地吹向弧隙,电弧在气流或油流中被强烈地冷却和去游离,并且其中的游离物质被未游离物质所代替,电弧便迅速熄灭。

气体或油吹动的方式有纵吹和横吹两种,纵吹使电弧冷却变细,然后熄灭;横吹是把电弧拉长切断而熄灭。

不少断路器采用纵横混合吹弧方式,以取得更好灭弧效果。

  (2)采用多断口。

高压断路器常制成每相有两个或多个串联的断口,使加于每个断口的电压降低,电弧易于熄灭。

  (3)断路器断口加装并联电阻。

在高压大容量断路器中,广泛利用弧隙并联电阻来改善它们的工作条件。

断路器每相假如有两对触头,一对为主触头,另一对为辅助触头,电阻并联在主触头上。

当断路器在合闸位置时,主、辅触头都闭合。

当断开电路时,主触头先断开,这时并联在主触头断口上的电阻在主触头断开过程中起分流作用,有利于主触头断口灭弧。

主触头的电弧熄灭后,并联电阻串联在电路中,有效地降低触头上的恢复电压数值及电压恢复速度。

另外,并联电阻对切断小电感电流或电容电流时,可限制过电压产生。

  (4)采用新介质。

利用灭弧性能优越的新介质,例如SF6(六氟化硫)断路器和真空断路器等。

  (5)利用金属灭弧栅熄灭电弧。

用铁磁物质制成金属灭弧栅,当电弧发生后,立刻把电弧吸引到栅片内,将长弧分割成一串短弧,当电弧过零时,每个短弧的附近会出现150~250伏的介质强度,如果作用于触头间的电压小于各个介质强度的总和时,电弧就立即熄灭。

这种灭弧方法在低压开关中用得很多。

9. 低压电器灭弧原理图解

电弧当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于10—20伏,电流不小80~100mA,电器的触头间便会产生电弧。

大多数交流开关电器的灭弧方法中,都利用了交流电流过零时电弧暂时熄灭这一特性。

1.速拉灭弧

当交流电流经过零值的瞬间,拉大触头间距离,当触头间所加电压不足以击穿其间距时,电弧就不会重新点燃。触头的分离速度越快,电弧熄灭就越快,通常在高压断路器中装设强力的跳脱弹簧来加快触头分开的速度。

2.吹弧灭弧

法利用外力(如气流、油流或电磁力)来吹动电弧,使电弧加速冷却,同时拉长电弧,降低电弧中的电场强度,加速电弧的熄灭,按吹弧的方向来分,有横吹和纵吹两种。当低压刀开关迅速拉开刀阐时,不仅迅速拉长了电弧,同时使本身回路电流产生的电动力作用于电弧,吹动电弧,使其拉长电弧直到电弧熄灭。如果开关利用专门吹弧线圈来吹动电弧,使电弧移动,电弧移动的力实际上是电弧电流在线圈磁场中产生的电动力。也有的开关利用铁磁物质(钢片等),来吸动电弧。

3.冷却灭弧法

降低电弧的温度,使正负离子的复合增强,有助于电弧迅速熄灭,这是一种基本的灭弧方法。4.短弧灭弧法利用金属片将长弧切成若干短弧,则电弧上的压降将近似地增大若干倍。当外施电压小于电弧上的压降时,则电弧就不能维持而迅速熄灭。通常采用钢灭弧栅,让电弧进入钢片,一是利用了电动力吹弧,二是利用了铁磁吸弧,同时钢片对电弧还有冷却作用。

5.狭缝灭弧法

电弧在固体介质所形成的窄沟内燃烧,将电弧冷却,同时电弧在狭缝窄沟中燃烧,压力增大,有利于电弧的熄灭。有的熔丝在熔管内充填石英砂,就是利用这种狭沟灭弧原理,还有一种用耐弧的绝缘材料(陶瓷类)制成灭弧栅,也是利用了这种灭弧原理。

6.真空灭弧法

真空具有较高的绝缘强度,如果将开关触头装置置于真空容器,则在电流过零时,即能熄灭电弧。为防止产生过电压,应当不使触头分开时,电流突变为零。一般应在触头间产生少量金属蒸汽,形成电弧通道。当交流电流自然下降过零前后,这些等离子态的金属蒸汽便在真空中迅速飞散而熄灭电弧。

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