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斷路器 (25490 views - Electrical Engineering)

斷路器(英语:Circuit Breaker,簡稱CB),中国大陆常称之为空气开关,而香港稱為水氣掣或漏電斷路器,又稱為遮斷器,是一種過電流保護之裝置,可使用於室內配線上使用之總開關與分電流控制開關(ON/OFF POWER),亦可有效的保護電器的重要元件,主要用作短路保護和防止嚴重超載,工業機器上的馬達負載保護也會指定使用斷路器做為保護裝置之一。 在低壓用斷路器,最常見為無熔絲開關,較大型容量之低壓斷路器最常見的是空氣斷路器(Air Circuit Breaker,縮寫ACB)。
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斷路器

斷路器

斷路器英语:Circuit Breaker,簡稱CB),中国大陆常称之为空气开关,而香港稱為水氣掣漏電斷路器,又稱為遮斷器,是一種過電流保護之裝置,可使用於室內配線上使用之總開關與分電流控制開關(ON/OFF POWER),亦可有效的保護電器的重要元件,主要用作短路保護和防止嚴重超載,工業機器上的馬達負載保護也會指定使用斷路器做為保護裝置之一。

在低壓用斷路器,最常見為無熔絲開關,較大型容量之低壓斷路器最常見的是空氣斷路器Air Circuit Breaker,縮寫ACB)。

結構

當用手向上扳起把手,會執行啟動電流(circuit-close),當電路過載或短路時即自動跳脫,將事故原因排除之後,重新下扳再往上扳,否則無法達成再次閉路動作。

與普通電源開關不同點為增設彈簧與消弧裝置。彈簧作用為於啟斷(OPEN)或閉合(CLOSE)之操作過程中,預儲彈簧力量至臨界點後,瞬間彈離而快速接通或跳開接點,故其操作速度不受手操作速度之影響。消弧裝置為消除操作上內部接點所產生之火花之消弧室,任何接點打開負載電流均會產生電弧(即火花)。因電弧本身是極高溫之空氣柱游離所變成的導電體,它是應用安培右手定則,在消弧室之鐵片間構成一強磁場,再利用佛來明右手定則,將電弧之空氣導體快速推彎而拉長電弧,使火花更快速地熄滅。

若負載為電動機,正常啟動會有突起高額電流,因此應選用1.5倍~2倍額定電流之斷路器。

種類

低壓用

高壓、特別高壓用

  • 空氣斷路器(ACB)
  • 油斷路器(OCB)
  • 磁吹斷路器(MCB)
  • 氣體斷路器(GCB)
  • 真空斷路器(VCB)

油斷路器

以密封的絕緣油作為開斷故障的滅弧介質的一種開關設備,有多油斷路器和少油斷路器兩種形式;它較早應用於電力系統中,技術已經十分成熟,價格比較便宜,廣泛應用於各個電壓等級的電網中,油斷路器用來切斷和接通電源,並在短路時能迅速可靠地切斷電流的一種高壓開關設備。

磁吹型斷路器

利用磁场的作用使电弧熄灭的一种断路器。磁场通常由分断电流本身产生,电弧被磁场吹入灭弧片狭缝内,并使之拉长、冷却,直至最终熄灭。磁吹断路器的触头在空气中闭合和断开。

真空型斷路器

“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。 真空断路器是3~10kV,50Hz三相交流系统中的户内配电装置,可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用,特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所,断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。

少油量型斷路器

少油量型斷路器由於可耐受啟斷次數較少,相對所需維修頻度較高,目前皆已停產。

空氣斷路器

利用預先貯存的壓縮空氣來當消除電弧介質。壓縮空氣不僅作為消除電弧和絕緣介質,而且還作為傳動的動力。

由於新鮮的壓縮空氣流除了可 以帶走弧隙中熱量,降低弧隙溫度,還能直接帶走弧隙中的游離帶電質點,補充新鮮氣體介質,使去游離大大加強,弧隙介質強度迅速恢復,所以,空氣斷路器斷流容量大,滅弧時間短,而且快速自動重合閘時斷流容量不降低。

但是空氣斷路器也有金屬消耗量大,需要裝設壓縮空氣系統等輔助設備和價格較貴等缺點。通常用於110kV及以上的大容量電力系統中。

目前生產的空氣斷路器多採用常充氣式,即無論在合閘或分閘狀態,消弧室內部都充滿壓縮空氣,保證了接觸頭間必要的絕緣強度。這種型式結構簡單,空氣壓力利用好,氣耗量少。

熱動式

熱跳脫式一般是運用用雙金屬片的原理。內有兩片金屬銅片,當電流超過額定值時,兩片金屬片會因受熱而彎曲,進而跳脫接點而斷路已達到保護的目的。

熱動電磁式

使用雙金屬片遇熱彎曲的特性,做過載保護,原理同熱動式;另以電磁場吸持的方式做短路保護,如圖當線路短路時,因線路瞬時產生大電流,磁場大可迅速吸引可動鐵心,以觸動跳脫元件,將負載電流切斷,達到短路保護的目的。

完全電磁式

是以電生磁動的方式同時做過載及短路保護。在過載時,電流線圈產生的磁場尚不足以吸持可動鐵片。但卻能夠克服油管內的彈簧及油的阻尼作用,緩慢吸引油管內的可動鐵心,使可動鐵心漸漸往電流線圈的中心移動,造成磁路磁阻減少,磁場逐漸加強,直至有足夠磁力吸引可動鐵片,觸動跳脫元件,啟斷負載電流。至於短路時,因短路電流極大,線圈磁場大。因此不用等油管內的可動鐵心移入中心位置,即具有足夠的磁力直接吸引可動鐵片,觸動跳脫元件,啟斷負載電流。

氣體斷路器

氣體斷路器是以六氟化硫(SF6)為絕緣介質。由於氣體斷路器比油斷路器體積小,因此成為當代特高壓輸電系統主要使用之斷路器型式。

低電壓熱動電磁斷路器

高壓電斷路器[编辑]


相關規格[编辑]

  • 額定電壓:如AC 345kV、161kV、69kV

以下四種選用斷路器的數據在每個斷路器上都會標示在其斷路器上,若是有標示不全者,那此斷路器就為不合法規所規定。

  • 極數:以P表示,如三極為3P或TP(triple pole)
單相:SP, SPN, DP
三相:TP, TPN, FP
  • 額定電流(rated current,以AT表示):能可承載並使機構跳脫之電流容量
  • 框架容量(frame current,以AF表示):此開關的框架容量,表示本開關能承受的電流
  • 額定啟斷容量(Interrupt Current):以kA表示,表示當發生故障,可安全地切斷短路電流容量,且不傷及本體的瞬間最大承受電流容量。

相關條目[编辑]

外部連結[编辑]



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