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低壓電氣和低壓電器技術(shù)

字體:[ ] 瀏覽次數(shù):1070次 發(fā)布時(shí)間:2016-05-27 關(guān)閉


開關(guān)如果僅僅從字面意義來理解,就是能夠執(zhí)行開與關(guān)操作的電器裝置。

 

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB 14048.3-2008《低壓開關(guān)電器和控制電器 第3部分:隔離器、隔離開關(guān),……》中有如下說明:


有了這個(gè)定義,我們來仔細(xì)研究一下開關(guān),到底它需要怎樣的工作參數(shù)來執(zhí)行它接通、承載和分?jǐn)嚯娏鞯娜蝿?wù)。我們來看下圖:


這就是閘刀開關(guān)。我們看到它有左右兩個(gè)電極,以及中間長(zhǎng)長(zhǎng)的閘刀。這些電極和閘刀都是用導(dǎo)電材料制作的,一般是銅。

在初中讀物理時(shí),我們就知道導(dǎo)電的金屬材料具有一個(gè)特性,就是電阻。而且我們還學(xué)過歐姆定律。也即導(dǎo)體的電阻R在數(shù)值上等于導(dǎo)體兩端的電壓U與流過導(dǎo)體的電流的比值。

更多的時(shí)候,我們把開關(guān)稱呼為開關(guān)電器,簡(jiǎn)稱為開關(guān)。下圖是ABB的微型斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。微型斷路器也叫做空氣開關(guān):


圖中左上部我們能看到類似線圈一樣的東西,而它的右上方就是觸頭系統(tǒng)。也即用于完成開斷和閉合操作的開關(guān)作用的主體部件。

好,現(xiàn)在我們把知識(shí)點(diǎn)略微擴(kuò)大和加深。

第一個(gè)概念:轉(zhuǎn)換深度

要想實(shí)現(xiàn)開關(guān)的功能,我們很容易想到,當(dāng)開關(guān)打開時(shí),它的觸頭之間的電阻為無窮大。例如上圖中左側(cè)電極與中間極之間的電阻;當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),它的觸頭之間的電阻為零。例如上圖中中間極與右側(cè)電極之間的電阻。

轉(zhuǎn)換深度的h定義是:開關(guān)打開時(shí)的電阻與開關(guān)閉合時(shí)的電阻之比。


表中的試驗(yàn)電流就是型式試驗(yàn)時(shí)模擬的短路電流,表的最右側(cè)就是峰值系數(shù)n。


現(xiàn)在我們來看看ABB的Emax框架斷路器的技術(shù)參數(shù),如下:


================================

先提個(gè)醒:斷路器屬于開關(guān)電器的一種,但它能主動(dòng)地切斷短路電流。因此,在這一點(diǎn)上與一般的開關(guān)不同。但如果把斷路器改變?yōu)楦綦x開關(guān)時(shí),它的特性就與一般的開關(guān)無異了。

此外,斷路器的額定電流、額定電壓等參數(shù),與開關(guān)相同。

表中,我們看見了額定不間斷電流Iu,這個(gè)值就是額定電流Ie,并且我們可以發(fā)現(xiàn),它是由一系列值構(gòu)成的,但其中有最大值,這個(gè)最大值就是框架電流;

我們還看到了額定工作電壓Ue,也即額定電壓。它的值等于690V。顯然,這種斷路器顯然可以使用在230V和400V的工作條件下;

我們還看到了斷路器的額定短時(shí)耐受電流Icw。這個(gè)值定義了這種開關(guān)承受短路熱沖擊的能力;

由于斷路器是可以開斷短路電流的,只有把斷路器的脫扣器拆除,使得它不具有短路電流的開斷能力,這時(shí)才能測(cè)量短路接通能力Icm。不過,這時(shí)的斷路器已經(jīng)成為可以抽出的隔離開關(guān)了。

我們從表中隔離開關(guān)這一欄中看到短路接通能力Icm的值,同時(shí)也看到了短時(shí)耐受電流Icw的值?,F(xiàn)在我們來計(jì)算兩者之比,如下:

看最左邊一欄,有Icm/Icw=88.2/42=2.1,而這時(shí)的Icu也即極限短路分?jǐn)嗄芰Φ扔?2kA。Icu的值就相當(dāng)于短路電流的穩(wěn)態(tài)值。查閱文中給出的峰值系數(shù)表,我們看到對(duì)應(yīng)于42kA的峰值系數(shù)就是2.1。

寫到這里,我們?cè)摽偨Y(jié)一下了:

開關(guān)是一種可以接通和分?jǐn)噙\(yùn)行電流的機(jī)械裝置,又被稱為開關(guān)電器。

開關(guān)不能主動(dòng)地切斷短路電流,只能被動(dòng)地承受短路電流的沖擊。因此,各類開關(guān),特別是隔離開關(guān),嚴(yán)禁在帶載情況下開斷線路,以免出現(xiàn)電弧傷及人身安全。

開關(guān)至少具有四個(gè)參數(shù),即:額定電流、額定電壓、額定短時(shí)耐受電流和額定短路接通能力。它們之間存在大小關(guān)系:Ie<Icw<Icm,并且Icm/Icw=n,n是峰值系數(shù)。

最后,我們來看下圖:



這是2000A雙電源互投隔離開關(guān)(ATSE)中的頂級(jí)產(chǎn)品,在移動(dòng)基站、各大銀行計(jì)算機(jī)中心和數(shù)據(jù)中心、機(jī)場(chǎng)空中管制中心等重大工程中,都有它的身影。

看起來很不起眼,是不是?笑!確實(shí)如此。不過,它的性能可是很了不得哦。

最后,和大家說說明確開關(guān)基本參數(shù)的重要性。

我們常??匆娕潆娋€路中出現(xiàn)大容量電器用于小電流控制,或者在高分?jǐn)嗳萘康牡胤接玫头侄稳萘康拈_關(guān)來代替。我們總認(rèn)為線路過載和短路是很難發(fā)生的。事實(shí)上一旦發(fā)生事故,這些都是要命的事。

因此,把開關(guān)電器的基本參數(shù)弄明白,絕對(duì)是必要的。


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