課題三 低壓開關

低壓開關主要實現隔離、轉換及接通和分斷電路的功能。在電力拖動中，低壓開關多數用作電氣控制線路的電源開關和局部照明電路的控制開關，有時也可用來控制小容量電動機的啟動、停止和正反轉。

常用的低壓開關有負荷開關、組合開關、倒順開關和低壓斷路器，其圖形符號和文字符號如圖2-7所示。

一、低壓斷路器

低壓斷路器又叫自動空氣開關或自動空氣斷路器，簡稱斷路器。它集控制和多種保護功能于一體。在控制線路工作正常時，它作為電源開關接通和分斷電路；當控制線路中發生短路、過載和失壓等故障時，它能自動跳閘，切斷故障電路，從而保護線路和電氣設備。

低壓斷路器具有操作安全、安裝使用方便、工作可靠、動作值可調、分斷能力較強、兼作多種保護、動作后不需要更換元件等優點，因此得到了廣泛應用。

常用低壓斷路器有塑殼式、萬能式等類型，如圖2-8所示。在電力拖動系統中常用的是DZ系列塑殼式低壓斷路器，下面以DZ5-20型低壓斷路器為例介紹。

1. 低壓斷路器結構及工作原理

DZ5系列低壓斷路器的結構如圖2-9所示。它由觸點系統、滅弧裝置、操作機構、熱脫扣器、電磁脫扣器及絕緣外殼等部分組成。

DZ5系列斷路器有三對主觸點，一對輔助常開觸點和一對輔助常閉觸點。使用時三對主觸點串聯在被控制的三相電路中，用以接通和分斷主回路的大電流。按下綠色“合”按鈕時接通電路；按下紅色“分”按鈕時切斷電路。當電路出現短路、過載、欠壓等故障時，斷路器會自動跳閘切斷電路。

熱脫扣器用于過載保護，整定電流的大小由電流調節裝置調節。

電磁脫扣器用于短路保護，瞬時脫扣整定電流的大小由電流調節裝置調節。出廠時，電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流一般整定為10IN（IN為斷路器的額定電流）。

欠壓脫扣器用于零壓和欠壓保護。具有欠壓脫扣器的斷路器，在欠壓脫扣器兩端無電壓或電壓過低時不能接通電路。

2. 低壓斷路器的符號及型號含義

DZ5系列低壓斷路器的型號及含義如圖2-10所示。

如型號DZ5-20/330表示三相塑殼式斷路器，設計序號為5，斷路器額定電流為20A。該斷路器采用復式脫扣器，且不帶附件。

DZ5系列低壓斷路器適用于交流頻率50Hz，額定電壓380V，額定電流至50A的電路。保護電動機用斷路器用于電動機的短路和過載保護；配電用斷路器在配電網絡中用來分配電能和用于對線路及電源設備的短路和過載保護。

DZ5-20型低壓斷路器的主要技術參數見表2-10。

知識拓展

DZ15系列、DZ47系列低壓斷路器簡介

DZ15系列低壓斷路器適用于交流50Hz、額定電壓為220V或380V、額定電流至100A的電路，作為配電、電機的過載及短路保護用，亦可用于線路不頻繁轉換及電動機不頻繁啟動的線路。圖2-11所示為DZ15系列塑料外殼式斷路器型號意義，表2-11所示為DZ15系列斷路器主要技術參數。

DZ47系列低壓斷路器適用于交流50Hz/60Hz，單極230V、二極以上400V線路的過載、短路保護，同時也可以用于正常情況下不頻繁通斷電器裝置和照明線路。圖2-12所示為DZ47系列低壓斷路器型號意義，表2-12所示為DZ47系列低壓斷路器主要技術參數。

3. 低壓斷路器的選用

低壓斷路器的選用原則如下。

（1）低壓斷路器類型的選擇：應根據使用場合和保護要求進行選擇。如一般選用塑殼式；短路電流很大時選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護要求時選用框架式；控制和保護含半導體器件的直流電路時選用直流快速斷路器等。

（2）低壓斷路器的額定電壓、額定電流應大于或等于控制線路、設備的正常工作電壓、工作電流。

（3）熱脫扣器的整定電流應等于所控制負載的額定電流。

（4）電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流應大于負載電路正常工作時的峰值電流。用于控制電動機的斷路器，其瞬時脫扣整定電流Iz可按下式選取：

Iz≥KIst

式中，K——安全系數，可取1.5～1.7；

Ist——電動機的啟動電流。

（5）欠壓脫扣器的額定電壓應等于控制線路的額定電壓。

（6）低壓斷路器極限通斷能力大于或等于控制線路最大短路電流。

例題解析

【例2-2】 用低壓斷路器控制一臺型號為Y132S-4的三相異步電動機，電動機的額定功率為5.5kW，額定電壓為380V，額定電流為11.6A，啟動電流為額定電流的7倍，試選擇斷路器的型號和規格。

【解析】 （1）確定斷路器的種類：根據電動機的額定電流、額定電壓及對保護的要求，初步確定選用DZ5-20型低壓斷路器。

（2）確定熱脫扣器額定電流：根據電動機的額定電流查表2-10，選擇熱脫扣器的額定電流為15A，相應的電流整定范圍為10～15A。

（3）校驗電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流：電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流為Iz=10×15=150A，而KIst=1.7×11.6×7=138A，滿足Iz≥KIst，符合要求。

（4）確定低壓斷路器的型號規格：根據以上分析計算，應選用DZ5-20/330型低壓斷路器。

4. 低壓斷路器的安裝與使用

（1）低壓斷路器應垂直于配電板安裝，電源引線應接到上端，負載引線接到下端。

（2）低壓斷路器用作電源總開關或電動機的控制開關時，在電源進線側必須加裝刀開關或熔斷器等，以形成明顯的斷開點。

（3）低壓斷路器在使用前應將脫扣器工作面的防銹油脂擦干凈；各脫扣器動作值一經調整好，不允許隨意變動，以免影響其動作值。

（4）使用過程中若遇分斷短路電流，應及時檢查觸點系統；若發現電灼燒痕，應及時修理或更換。

（5）斷路器上的積塵應定期清除，并定期檢查各脫扣器動作值并給操作機構添加潤滑劑。

二、其他常用低壓開關簡介

其他常用低壓開關示意圖、特點及主要應用場合見表2-13。

三、低壓開關常見故障及處理方法

低壓開關常見故障及處理方法見表2-14。