空气开关基础知识

低压断路器基础知识

1.1 低压断路器

低压断路器应用广泛的一种控制设备，它也称自动断路器，简称低压断路器或空开。它除了具有全负荷分断能力外，还具有短路保护、过载保护和失欠压保护等功能。它还具有很好的灭弧能力。常用作配电箱中的总开关或分路开关。1.1.1 低压断路器机内附件

低压断路器机内附件是安装在断路器内部的附属装饰，包括分励脱扣器、欠电压脱扣器、辅助开关和报警开关等四种。

1.1.2 低压断路器机外附件

低压断路器机外附件是安装在断路器外部的附属装置，包括辅助手柄、外部操作手柄、电操机构、手柄闭锁装置、插入式安装台和辅助接点装置等。

1.1.3 工作原理

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。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相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁，主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压保护。

1.1.4 空气开关脱扣器类型：

空开脱扣器的类型主要有：热磁式、压磁式、电磁式、电子式。

热磁脱扣器－指用热双金属片和电磁螺线管组合成的脱扣器，热双金属片负责过载长延时保护，电磁螺线管负责短路保护，一般整定值的可调节范围很小并且动作特性受周围环境温度的影响较大。

电子式脱扣器－指采用互感器感测电压电流参数再通过微处理器处理后给断路器发出脱扣指令，一般电子式脱扣器有很宽的整定值可调范围，脱扣特性稳定并受环境的影响较小，可提供多种保护特性入过载长延时，短路短延时，短路瞬动，接地故障，测电流电压功率等电路参数，还可以配合通讯装置做到遥控遥调遥测遥信，还可以整合一些电动机及发电机保护的功能，当然具体的还要看各个不同厂家给出的具体参数。

电磁式－一般只有电磁螺线管脱扣器，只能实现短路保护，一般用于电动机保护的场合。电动机保护一般只需要断路器提供短路保护而过载则由热继电器提供，短路脱扣的整定值在12倍的额定电流左右，以避开电动机的启动冲击电流。

压磁式的脱扣器不太了解，估计现在已经很少采用了。

另外在漏电断路器的漏电保护模块中的漏电脱扣器也分为电子式和电磁式，漏电电子式是电流互感器＋电子线路板，电磁式是电流互感器＋电磁继电器。电子式的较灵敏但受到线路电压和干扰的影响大容易误脱扣，电磁式在抗干扰能力上较强。

1.1.5 断路器的选用原则

根据短路电流选择断路器，断路器的选用原则是：

断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。

断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。断路器有三个重要的短路电流分段能力指标，分别为：极限短路分断能力(Icu)、运行短路分断能力(Ics)和短时耐受电流(Icw)。国内低压断路器的运行短路分断能力Ics绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。我国国家标准GB140482规定，Ics可以是Icu数值的25%、50%、75%和100%。设计人员在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了，有些设计者认定要按断路器的运行短路分断能力(Ics)≥线路预期短路电流来设计，其实是一种误解，也是不必要的。现在国内许多断路器生产厂家，对同一壳架等级电流的短路分断能力分为若干级，它们的价格也相差很大。设计人员在设计选用时，不必人为地加上所谓保险系数，以免造成浪费。断路器附件的选用断路器的附件作为断路器功能的派生和补充，为断路器增加了控制手段和扩大了保护功能，操作和安装方

式更多。主要有：

辅助开关和报警开关。它们都是用于显示断路器当前状态的机内附件。它们的区别在于辅助开关主要用于断路器的分合状态的显示，但无法区别断路器是否是故障脱扣。而报警开关能显示断路器的故障脱扣状态，主要用于断路器因故障而断开时的状态显示。

欠电压脱扣器。欠电压脱扣器是一种保护性附件，当电源电压下降到欠电压脱扣器额定电压的35%～70%时，欠电压脱扣器能使断路器脱扣；当电源电压低于欠电压脱扣器额定电压的35%时，欠电压脱扣器能保证断路器不合闸；当电源电压高于欠电压脱扣器额定电压的85%时，欠电压脱扣器能保证断路器正常工作。

分励脱扣器。分励脱扣器是一种实现断路器的远距离分闸的附件，当分励脱扣器的外施电压为分励脱扣器额定控制电压的70%～110%时，就能可靠地分断断路器。

电操机构。电操机构也是一种远距离操作断路器的附件，既可用来实现断路器的远距离分闸操作，也能实现断路器的合闸操作。电操机构有电动操作机构和电磁操作机构两种：电动操作机构由电动机驱动，一般适用于630安及以上大容量框架式断路器的操作；电磁操作机构由电磁铁驱动，适用于100安、225安等小容量断路器。此外还有辅助手柄、手柄闭锁装置、机械联锁装置等附件。1.1.6 空气开关的极性和表示方法

单极（1P） 220V 切断火线

双极（2P） 220V 火线与零线同时切断

三级（3P） 380V 三相线全部切断

四级（4P） 380V 三相火线一相零线全部切断。

单极+中性线（1P＋N） 220V火线与保护线一起切断

三极+中性线（3P＋N） 380V三相火线与保护线全部切断

1.1.7 选择空气开关安培计算法（空调举例）

1匹=735W≈750W

1.5匹=1.5×750W=1125W

2匹=2×750W=1500W

2.5匹=2.5×750W=1875 W 此计算法以此类推。

(1)例：3匹空调器应选择多少A的空气开关？（220V电压）

750W×3匹=2250W×3倍（冲击电流）=6750W÷220V=30.68A≈32A。

(2)例5匹空调应选择多少A的空气开关？( 380V电压)

750W×5匹=3750W×3倍（冲击电流）=1125W÷380V=29.60≈32A(功率÷电压=安培)

注：空气开关在额定负载时平均操作使用寿命20000次。一般在为客户选配配电箱的过程中，应本着照明小，插座中、空调大的选配原则。可根据客户的要求和装修个性的差异性，结合实际情况进行灵活的配电方案。

1.2 公司小型断路器的简单介绍

1.2.1 主要竞争对手：

–法国施耐德电器公司（Schneider Electric)

–瑞士ABB电器公司

–澳洲奇胜电气（Clipsal)

–金钟-默勒(ClOCK-MOLLER)

–德国西门子电器公司(Siemens)

–海格电气（Haiger)

–日本三菱电器公司(Mitsubishi)

–罗格朗（Legrand)

–正泰电器公司(CHNT)

–德力西电器公司(Delixi)

1.2.2 主要竞争对手产品性能对比：

1.2.3 SIMTONE 小型断路器介绍：

– 按极数分:有I, I+N, II, III, III+N, IV 共6类

– 按瞬时脱扣类型分:C 型和ICP 型,其中C 型满足欧洲EN60898/IEC898/GB10963标准,ICP 型满足西班牙标准UNE

20-317-88;C 型和ICP 型主要区别在于热磁特性不同。

– C 型:用于照明保护

● 极数:I, I+N, II, III, III+N, IV 共6类

● 额定电流:6,8,10,16, 20,25,32,40,50A 共9种

– ICP 型:功率控制断路器，用于家庭用电功率控制

● 极数:I, I+N, II, III, III+N 共5类

● 额定电压：

230 V ........ I, I+N

230/400 V ........ I 400 V ........ II, III, III+N, IV

● 额定频率：50 Hz 和60 Hz

● 订货要求：型号、类型（照明保护采用C 型）、极数、额定电流（A ）、数量等

1.2.4 C 型标志内容:

230/400V~ 68125-36 额定电流

额定电压

产品编号

短路分断电流 限流等级

N 认证标志

制造厂的名称

或商标名 N C E

1.2.5 技术方案

1.2.5.1 脱扣系统

过载保护脱扣部分：由双金属片组成，利用双金属片不同的热膨胀系数。

瞬时脱扣部分：利用电磁场原理，让动芯在电磁力的作用下带动撞针撞击脱扣件动作。

1.2.5.2 外壳部分

由高强度的阻燃性工程塑料制造，通过耐不正常热和火试验（960℃/30s）。

1.2.5.3 触头系统

由动、静触头及银触点组成，银触点材料具有高导电、高导热性、高再结晶温度和熔化温度。

1.2.5.4 灭弧系统

由灭弧罩和金属栅片组成，灭弧罩采用工程塑料制造，金属栅片具有高导电、高导热性、高结晶温度和熔化温度。

1.2.5.5 机构系统

由传动机构和脱扣机构组成，要求脱扣速度快、强度高、磨擦力小。

1.2.6 主要性能指标

1、介电性能测试

2、机电寿命：4000次循环试验

3、热脱扣性能

4、磁脱扣性能

5、额定分断能力

以上指标均达到或大于国家标准GB10963的要求。