脱扣器工作原理

一、自动空气开关的作用

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。 二、自动空气开关的特点

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。 三. 自动空气开关的分类

1． 按极数分：单极．两极和三极

2． 按保护形式分：电磁脱扣器式．热脱扣器式．复合脱扣器式（常用）和无脱扣器式。 3． 按全分断时间分：一般和快速式（先于脱扣机构动作，脱扣时间在0.02秒以内）。 4． 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。 电力拖动与自动控制线路中常用的自动空气开关为塑壳式。如DZ5－20系列。 四、空气开关的结构

以DZ5－20型自动空气开关为例，其外形及结构如图（一）（二）所示。

DZ5－20型自动空气开关其结构采用立体布置，操作机构在中间。外壳顶部突出红

色分断按钮和绿色停止按钮，通过贮能弹簧连同杠杆机构实现开关的接通和分断；壳内底座上部为热脱扣器，由热元件和双金属片构成，作过载保护，还有一电流调节盘，用以调节整定电流；下部为电磁脱扣器，由电流线圈和铁芯组成，作短路保护用，也有一电流调节装置，用以调节瞬时脱扣整定电流；主触头系统在操作机构的下面，由动触头和静触头组成，用以接通和分断主电路的大电流并采用栅片灭弧；另外，还有常开和常闭触头各一对，可以作为信号指示或控制电路用；主．辅触头接线柱伸出壳外，便于接线。 五、自动空气开关的工作原理

如图（三）所示，1、2为自动空气开关的三副主触头（1为动触头，2为静触头），它们串联在被控制的三相电路中。当按下接触按钮14时，外力使锁扣3克服反力弹簧16的斥力，将固定在锁扣上面的动触头1与静触头2闭合，并由锁扣锁住搭钩4，使开关处于接通状态。

当开关接通电源后，电磁脱扣器．热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应，开关运行正常。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6产生足够大的吸力，将衔铁8吸合并撞击杠杆7，使搭钩4绕转轴座5向上转动与锁扣3脱开，锁扣在反力弹簧16的作用下将三副主触头分断，切断电源。

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13产生一定热量，促使双金属片12受热向上弯曲，推动杠杆7使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。

欠电压脱扣器11的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反，当线路电压正常时电压脱扣器11产生足够的吸力，克服拉力弹簧9的作用将衔铁10吸合，衔铁与杠杆脱离，锁扣与搭钩才得以锁住，主触头方能闭合。当线路上电压全部消失或电压下降至某一数值时，欠电压脱扣器吸力消失或减小，衔铁被拉力弹簧9拉开并撞击杠杆，主电路电源被分断。同样道理，在无电源电压或电压过低时，自动空气开关也不能接通电源。

正常分断电路时，按下停止按钮15即可。

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。断路器的动、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。断路器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，断路器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。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种。

漏电保护的原理是什么？

漏电保护的原理是，电气设备漏电时，将出现异常的电流和电压信号，即剩余电流和设备外壳的对地电压。漏电保护装置就是通过检测机构取得这两种异常信号，经过中间机构的转换和传递，然后促使执行机构动作，并通过开关设备断开电源

漏电保护器，用以对低压电网直接触电和间接触电进行有效保护，也可以作为三相电动机的缺相保护。它有单相的，也有三相的。

由于其以漏电电流或由此产生的中性点对地电压变化为动作信号，所以不必以用电电流值来整定动作值，所以灵敏度高，动作后能有效地切断电源，保障人身安全。

根据保护器的工作原理，可分为电压型、电流型和脉冲型三种。电压型保护器接于变压器中性点和大

地间，当发生触电时中性点偏移对地产生电压，以此来使保护动作切断电源，但由于它是对整个配变低压网进行保护，不能分级保护，因此停电范围大，动作频繁，所以已被淘汰。脉冲型电流保护器是当发生触电时使三相不平衡漏电流的相位、幅值产生的突然变化，以此为动作信号，但也有死区。目前应用广泛的是电流型漏电保护器，所以下面主要介绍电流型的保护器。 一、电流型漏电保护器的分类

按动作结构分，可分为直接动作式和间接动作式。直接动作式是动作信号输出直接作用于脱扣器使掉闸断电。间接动作式是对输出信号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。一般直接动作式均为电磁型保护器，电子型保护器均为间接动作式。 在型式上，按保护器具有的功能大体上可分为三类：

（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功能。 图1为漏电缆电器的结构示意图。它分组装式和分装两种。 图1电流型漏电继电器的结构示意图

组装式主要部件有零序电流互感器、漏电脱扣器、试验回路、触头系统和塑料外壳。触头系统有动断触头、动合触头各一，用以将执行信号送向执行机构。试验回路包括试验按钮和模拟漏电阻抗的电阻，用以在运行中试验漏电继电器动作是否正常和灵敏。分装式是将漏电脱扣器分离出来，再由外部接线连接。

（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电器和开关的结合体。

（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。

二、电流型漏电保护器的工作原理

图2为漏电保护器的工作原理图。图中LH为零序电流互感器，它由坡莫合金为材料的铁芯，和绕在环状铁芯上的二次线圈组成检测元件。电源相线和中性线穿过圆孔成为零序互感器的一次线圈。互感器的后部出线即为保护范围。 图2漏电保护器的工作原理图

正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回，破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信号给执行元件动作掉闸，切断电源。

由工作原理可见，当三相对地阻抗差异大，三相对地漏电流相量和达到保护器动作值时，将使断路器

掉闸或送不上电。同时三相漏电流和触电电流相位不一致或反相，会降低保护器的灵敏度。 电流型漏电保护器可实施分级保护，以达到选择性动作。漏电保护器动作方框图见图3。 图3 电流型漏电保护器动作方框图

三、电流型漏电保护器的额定值 （1）额定频率为50HZ。

（2）额定电压Un为220V，380V。

（3）辅助电源电压Usn为：直流为 12、24、40、60、110、220V；交流为12、48、220、380V。 （4）额定电流In为6、10、16、2O、25、32、4O、 50、（60）、63、100、（125）、160、200、250A。带括号的不优先推荐采用。

（5）额定漏电动作电流In·dz为0.006、0.01、（0.015）、0.03、（0 .05）、（0.075）、0.1、（0.2）、0.3、0.5、1、3、5、10、20A。带括号的值不优先采用。 （6）额定漏电不动作电流的优选值为0.5I n·dz。 （7）漏电保护器的最大分断时间：

l）* 直接接触保护。当动作电流I n·dz≤0.03A时，若保护器流过的零序电流为1倍I n·dz时为0.2s，2倍时为0.1s，流过0.25A时为0.04s；

2）间接接触防护。流过l倍时为0.2S，2倍时为O.1S，5倍时为0.04s；

延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其In·dz＞0.03A。延时保护延时时间的优选值为0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s。 四、应用范围

漏电保护器的应用范围如下：

（1）无双重绝缘，额定工作电压在110V以上时的移动电具。 （2）建筑工地。 （3）临时线路。 （4）家庭。

防止直接接触带电体保护的动作电流直为30mA，0.1s内动作。 可按需要安装间接接触保护的漏电保护器。 五、安装要求

（1）被保护回路电源线，包括相线和中性线均应穿入零序电流互感器。

（2）穿入零序互感器的一段电源线应用绝缘带包扎紧，捆成一束后由零序电流互感器孔的中心穿入。这样做主要是消除由于导线位置不对称而在铁芯中产生不平衡磁通。

（3）由零序互感器引出的零线上不得重复接地，否则在三相负荷不平衡时生成的不平衡电流，不会全部从零线返回，而有部份由大地返回，因此通过零序电流互感器电流的向量和便不为零，二次线圈有输出，可能会造成误动作。

（4）每一保护回路的零线，均应专用，不得就近搭接，不得将零线相互连接，否则三相的不平衡电流，或单相触电保护器相线的电流，将有部分分流到相连接的不同保护回路的零线上，会使二个回路的零序电流互感器铁芯产生不平衡磁动势。

（5）保护器安装好后，通电，按试验按钮试跳。 六、运行维护

漏电保护器运行维护注意事项如下：

（1）应制订制度，专人维护，定期试跳，并做好运行记录。

（2）遇有问题，应分析处理，不得擅自退出运行，或有意识使其失效。

（3）在正常运行时跳闸，若原因为电动机启动或大电流冲击，则采取交替启动，适当调整定位，或带短延时躲过冲击。若系下雨等原因使漏电流增加造成，则可临时调节灵敏度。

* 直接接触保护为人体直接接触带电体的保护。间接接触保护为人体接触由于漏电等故障，使金属外壳带电的保护。

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