一.總體介紹
1.概述
空氣開關(guān)即空氣斷路器，主要用于保護(hù)交流500v或直流400v以下的低壓配電網(wǎng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中常用的一種配電電器，可用于不頻繁接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路
當(dāng)工作電流超過額定電流、短路、失壓等情況下，自動(dòng)切斷電路。
相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。
2.空開分類
自動(dòng)空氣開關(guān)的分類:
1.按極數(shù)分：單極．兩極和三極
2.按保護(hù)形式分：電磁脫扣器式．熱脫扣器式．復(fù)合脫扣器式（常用）和無脫扣器式。
3.按全分?jǐn)鄷r(shí)間分：一般和快速式（先于脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，脫扣時(shí)間在0.02秒以內(nèi)）。
4.按結(jié)構(gòu)型式分：塑殼式、框架式、限流式、直流快速式、滅磁式和漏電保護(hù)式。
電力拖動(dòng)與自動(dòng)控制線路中常用的自動(dòng)空氣開關(guān)為塑殼式。如dz5－20系列。
3.符號(hào)
4.參數(shù)識(shí)別
dz－－“自動(dòng)”的反拼音10－－設(shè)計(jì)序號(hào)100－－額定電流3－－－表示極數(shù)即三相3－－－脫扣形式（0－－無脫扣器，1－－熱脫扣器式，2－－電磁脫扣器式，3－－復(fù)式）0－－－有無輔助觸頭（0－－無輔助觸頭，2－－有輔助觸頭）ie=60a－－－過電流調(diào)節(jié)
目前家庭使用dz系列的空氣開關(guān)，常見的有以下型號(hào)/規(guī)格：c16、c25、c32、c40、c60、c80、c100、c120等規(guī)格，其中c表示脫扣電流，即起跳電流，例如c32表示起跳電流為32安，一般安裝6500w熱水器要用c32，安裝7500w、8500w熱水器要用c40的空開
二.主要組成部分
1. 組成
主要由觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置、脫鉤器和操作機(jī)構(gòu)等組成，操作機(jī)構(gòu)又有脫扣機(jī)構(gòu) 、復(fù)位機(jī)構(gòu)和鎖扣機(jī)構(gòu)。
1.1 .1 觸點(diǎn)系統(tǒng)
觸點(diǎn)有主觸點(diǎn)和滅弧觸點(diǎn)，大電流的斷路器還有副觸點(diǎn)，這三種觸點(diǎn)并聯(lián)接在電路中。正常工作時(shí)主觸點(diǎn)承載負(fù)載電
流；開斷時(shí)滅弧觸點(diǎn)熄滅電弧，保護(hù)主觸點(diǎn)。當(dāng)電路接通時(shí)滅弧觸點(diǎn)先接通，主觸點(diǎn)后接通，斷開電路時(shí)順序相反。副觸點(diǎn)的工作在主觸點(diǎn)和滅弧觸點(diǎn)之間，也起保護(hù)主觸點(diǎn)的作用。
1. 1.2 滅弧裝置：
滅弧裝置大多為柵片式，滅弧罩采用三聚氰胺耐弧塑料壓制，兩壁裝有絕緣隔板，防止相間非弧，滅弧室上方裝設(shè)三聚
氰胺玻璃布板制成的滅弧柵片，以縮少飛弧距離。
1. 1.3 自由脫扣機(jī)構(gòu)：
自由脫扣是指斷路器在合閘狀態(tài)或合閘過程中，脫扣器能作用于脫扣機(jī)構(gòu)使其斷開。
1. 1.4 脫扣器：
脫扣器又稱保護(hù)裝置，是用來接收操作命令或電路非正常情況的信號(hào)，以機(jī)械動(dòng)作或觸發(fā)電路的方法，脫扣機(jī)構(gòu)的動(dòng)
作部件，它包括過電流脫扣器、失壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器和熱脫扣器，另外還可以裝設(shè)半導(dǎo)體或帶微處理器的脫扣器。
2.脫扣器種類
2.1 電磁脫扣器
正常電流----電磁鐵生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力-----斷路器正常運(yùn)行
短路-----電流超過正常電流的若干倍電磁鐵產(chǎn)生的電磁力大于反作用力彈簧的作用力------自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭-----短路保護(hù)作用。
脫扣器
2.2 熱脫扣器
1.正常電流時(shí)，發(fā)熱元件發(fā)熱，使雙金屬片彎曲至一定程度(剛好接觸到傳動(dòng)機(jī)構(gòu))，并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，雙金屬片不再繼續(xù)彎曲。
2. 若出現(xiàn)過載現(xiàn)象時(shí)，線路中電流增大，雙金屬片將繼續(xù)彎曲，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭，主觸頭在分閘彈簧的作用下分開，切斷電路起到過載保護(hù)的作用。
2.3 失壓脫扣器
1.當(dāng)電源側(cè)停電或電源電壓過低時(shí)，電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力，銜鐵被向上拉，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)使斷路器掉閘，起到欠壓及零壓保護(hù)。
2.當(dāng)電源電壓為額定電壓的75%～105%時(shí)，失壓脫扣器保證吸合，使斷路器順利合閘；
3.當(dāng)電源電壓低于額定電壓的40%時(shí)，失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分?jǐn)唷?br>
3.脫扣釋義
脫扣就是指斷路器跳閘
瞬時(shí)脫扣（電磁脫扣）=快速跳閘=短路保護(hù)
復(fù)式脫扣（熱磁脫扣）=瞬時(shí)脫扣+延時(shí)脫扣=快速跳閘+延時(shí)跳閘=（短路保護(hù)+過載保護(hù)）
民用的大多用瞬時(shí)脫扣器，工業(yè)的大多用復(fù)式脫扣器。
三.空開原理
a.過電流脫扣器：釋放銜合—短路或嚴(yán)重過載—銜鐵吸合—斷開主電路b.欠壓脫扣器：欠電壓或斷電—銜鐵釋放—主觸點(diǎn)斷開c.熱脫扣器：一般性過載—雙金屬片受熱上彎曲—自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作—斷開主電路
四.空氣開關(guān)的選擇
自動(dòng)空氣開關(guān)的一般選用原則是：
（１）根據(jù)線路對(duì)保護(hù)的要求確定斷路器的類型和保護(hù)形式 --確定選用框架式、裝置式或限流式等。
（2）自動(dòng)空氣開關(guān)的額定電壓 ）≥線路額定電壓。
（3）自動(dòng)空氣開關(guān)的額定電流 ）≥線路計(jì)算負(fù)載電流。
（4）熱脫扣器的整定電流＝所控制負(fù)載的額定電流。
（5）電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流 ）≥負(fù)載電路正常工作時(shí)
（6）動(dòng)空氣開關(guān)欠電壓脫扣器的額定電壓＝線路額定電壓。
（7）配電線路中的上、下級(jí)斷路器的保護(hù)特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級(jí)的保護(hù)特性應(yīng)位于上級(jí)保護(hù)特性的下方且不相交。
（8）斷路器的長延時(shí)脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。
五.空開與刀開關(guān)、熔斷器及漏電器
刀開關(guān)（qk）
也稱閘刀開關(guān)，安裝在回路的最前面，當(dāng)該回路需要檢修時(shí)，需要拉開刀閘，使得回路有一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)，以保證安全；刀開關(guān)分為單刀、雙刀、三刀三種，擲向可分為單擲、雙擲兩種。
2. 熔斷器（fu）
熔斷器俗稱保險(xiǎn)絲，是進(jìn)行短路保護(hù)的電器。當(dāng)電路發(fā)生短路，負(fù)載電流超過額定電流許多倍時(shí)，熔體立既熔斷，保護(hù)電路及用電設(shè)備不遭損壞。在一定的電流值以上，電流越大，動(dòng)作越快。
熔斷器符號(hào)
空開與熔斷器的區(qū)別
主要的區(qū)別為：
1．熔斷器屬于一次失效器件；空開屬于多次失效器件，可以多次重復(fù)使用。
2．熔斷器的電流分?jǐn)嗄芰Ρ瓤臻_高；空開有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷路動(dòng)作失敗。因?yàn)橛羞@樣一種情況：當(dāng)電流突然增大到一定值時(shí)，空開內(nèi)部接觸點(diǎn)。
3. 空開內(nèi)部的接觸點(diǎn)接觸不良，可能會(huì)引起打火現(xiàn)象，使接觸點(diǎn)氧化，增加接觸電阻，嚴(yán)重的可能使空開因發(fā)熱導(dǎo)致接觸點(diǎn)焊死失效，而熔絲無此問題。
3.漏電保護(hù)器
漏電電流動(dòng)作保護(hù)器簡稱漏電保護(hù)器，又叫漏電保護(hù)開關(guān)。作用：設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)以及對(duì)有致命危險(xiǎn)的人身觸電進(jìn)行保護(hù)。
主要四部分：
1.檢測元件：零序電流互感器，被保護(hù)的相線、中性線穿過環(huán)形鐵心構(gòu)成一次線圈n1，纏繞繞組構(gòu)成二次線圈n2。沒有漏電，電流向量和等于零，因此在n2上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢。漏電，相線、中性線的電流向量和不等于零，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，中間環(huán)節(jié)進(jìn)行信號(hào)處理。
2. 中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器，中間環(huán)節(jié)的作用是對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行放大和處理，并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接收指令信號(hào)，實(shí)施動(dòng)作，自動(dòng)切斷故障處的電源。
4.試驗(yàn)裝置：定期檢查其是否完好、可靠，試驗(yàn)裝置就是通過試驗(yàn)按鈕和限流電阻的串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置能否正常動(dòng)作。
一般環(huán)境選擇動(dòng)作電流不超過30ma，動(dòng)作時(shí)間不超過0.1s.，這兩個(gè)參數(shù)保證了人體如果觸電時(shí)，不會(huì)使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險(xiǎn)效應(yīng)。
在浴室、游泳池等場所漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流不宜超過10ma。在觸電后可能導(dǎo)致二次事故的場合，應(yīng)選用額定動(dòng)作電流為6ma的漏電保護(hù)器
零序電流
在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即ia+ib+ic=0。如果在三相四線中接入一個(gè)電流互感器，這時(shí)感應(yīng)電流為零。
當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí)，回路中有漏電電流流過，這時(shí)穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：
ia+ib+ic=i(漏電電流）。這樣互感器二次線圈中就有一個(gè)感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動(dòng)作電流值相比較，如大于動(dòng)作電流，即使靈敏繼電器動(dòng)作，作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。
電力拖動(dòng)
利用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的過程的統(tǒng)稱。由于電動(dòng)機(jī)易于控制且可靠，故易實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。
電力拖動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、控制設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械四個(gè)基本部分組成。電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)的原動(dòng)機(jī),通過它將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,通過對(duì)電能的控制以產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。