空气开关是习惯叫法,实际是低压空气断路器,空气断路器只在低压领域使用,因此进一步省略叫低压断路器或断路器。

低压断路器按结构分为三种,框架断路器(ACB)、塑料外壳断路器(MCCB)、微型断路器(MCB)。框架断路器的保护功能较多,又称为万能断路器,第二种简称塑壳断路器,第三种也有叫小型断路器的。

小型断路器的特点是模块化导轨安装,把一个极的断路器单独成形,也就是单极(1P)断路器,再根据需要组合成二极(2P)、三极(3P)、四极(4P)断路器。

小型断路器的最大额定电流63A,后又扩展到125A。

只有小型断路器才分B型、C型、D型。

(有的厂家有A型)

塑壳断路器分配电线路保护型与电动机线路保护型及电动机保护型,万能式断路器可根据用户需要调整为何种用途。常用的国产DZ47s系列小型断路器只有B型、C型、D型三种,这种断路器除了有短路、过载保护功能外,与漏电保护模块可组合成漏电断路器。还可加装六种不同功能的附件,包括辅助触头、报警触头、分励脱扣器、过电压脱扣器、欠电压脱扣器及过欠压脱扣器。

断路器的主要功能之一,是作电气线路的短路保护,防止线路因短路而烧坏。当短路电流达到断路器的瞬时脱扣整定电流值时,断路器脱扣分断俗称跳闸,使故障线路断开电源。

短路电流常常超过线路允许承载电流的数倍甚至十至二十倍。

根据断路器瞬时脱扣整定电流倍数的不同,把小型断路器分成了B、C、D三种类型。

下图表2是DZ47s系列小型断路器过电流保护特性。

表中In表示断路器的额定电流。

从表中可见,B、C、D三种类型断路器的不脱扣电流分别是3In、5In、10In,脱扣电流分别是5In、10In、14In。

也就是说对B型断路器,当通过电流达到额定电流的3-5倍时瞬时脱扣;对C型是5-10倍时瞬时脱扣;对D型是10-14倍时瞬时脱扣。

当通过电流为额定电流的1.45倍时,三种类型的断路器都会在1小时内脱扣,这个就是长延时脱扣器,作过载保护的。瞬时脱扣器是作短路保护的。对小型断路器长延时脱扣器是双金属片结构,利用双金属片发热弯曲而脱扣,故又叫热脱扣器。瞬时脱扣器是电磁结构,利用大电流产生电磁吸力而脱扣,故又叫电磁脱扣器,也有叫磁脱扣器的。

横座标是过电流倍数,纵座标是动作时间。

三种类型断路器的不同点,就是发生短路故障时,动作电流不同而已。那么在实际使用中根据线路短路电流的大小,选用相应类型的断路器,一般线路可选用C型,如果线路较长,短路电流在5倍额定电流以内,就要采用B型,而D型主要用在电动机线路中。

电动机线路为什么要用D型断路器呢?

电动机的起动电流是额定电流的5-7倍,其实在电动机的技术手册中,没有起动电流这个参数,只有堵转电流是5-7倍额定电流这个参数。堵转电流是指电动机接入额定电压,转速为零时的电流,而电动机在起动时,接入额定电压的瞬间,会有一个很大的冲击电流,也叫合闸涌流,虽然持续时间很短不足0.1秒,但其最大值达到了堵转电流的2倍,这才是电动机真正的起动电流。也就是说起动电流的峰值达10-14倍电动机额定电流。

这就是电动机线路上要用D型断路器的原因,如果用C型断路器,动作值是额定电流的5-10倍,而电动机的起动电流峰值达额定电流的10-14倍,那么一起动就跳闸了。下图是一个D16断路器,表示D型额定电流16A。

现有一台7.5kW的三相异步电动机,如何选用断路器呢?7.5kW电机额定电流约15A,那么应该用D16断路器。但实际应用中有时起动时还是会跳闸,换了一个同型号的断路器起动时再也不跳闸了,为什么?前一个断路器有问题吗?

可以说两个D16断路器都是正常的,那为何一个在起动时会跳闸呢?问题出在10-14倍动作电流值上。由于制造上的误差,对一种类型断路器的脱扣电流值,只能限定在一定范围内,而不能精准到一个数值上,象D型就在10-14倍这个范围内都是合格的。那么有一只断路器,瞬时脱扣值有可能在12倍额定电流,而另一只断路器的瞬时脱扣值可能在14倍额定电流上。电动机起动电流峰值在13倍额定电流的话,前者起动时就会跳闸,后者就不会跳闸。

因此在电动机线路上选用小型断路器时,除了要选用D型外,额定电流也要适当放大。