2011年8月,我收到了G270324空气开关失效分析处理,由于生产无法提供失效样品,故本次失效分析没有开展,但是空气开关是公司常用的元器件,为了使空气开关相关失效问题能快速得以解决,故此我将空气开关作为自己学习的目的,以下为我学习的技术论述。
一、空气开关的定义
空气开关是一种只要有短路现象,开关形成回路就会跳闸的开关。
二、空气开关的原理
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额定电流值,电
磁脱扣器产生足够大的吸引力,将衔铁吸合并撞击杠杆,是搭钩绕转轴座向上转动,与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三幅主触头分断,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松动,但能使热元件产生一定的热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆搭钩与锁扣脱开,将主触头分断,切断电源。
空气开关原理图
1、过热保护
用到热胀冷缩的原理。
当家中的电器过多(相当于电阻并联),会导致路段的电阻减少,电压保持在220V的稳定电压,所以根据U=I*R,可以电流会变大,电流变大会产生大量的热,同时空气开关中的空气也会膨胀,因此在有限的空气内空气膨胀带来一定的推力,当推力达到足够大时会把开关断路,就是所谓的跳闸了。
2、过流保护
当线路发生断路或严重过载电流时,断路电流超过瞬时脱扣额定的电流值,
电磁脱扣器产生足够大的吸力,是衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕轴座向上转动与脱钩脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。
3、欠压保护
电压正常时,电磁吸力吸住衔铁,电压严重下降或断电时,电磁吸力释放铅铁在弹簧力的作用下向上并撞击杠杆,使搭钩绕轴座向上转动与锁扣脱开,脱扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。
三、空气开关的分类
1、按极性分:单极、双极和三级;
2、按保护形式分:电磁脱扣式、热脱扣式、复式脱扣式(常用)和无脱扣器式;
3、按全分段时间分:一般式和快速式;
4、按结构分:塑壳式、框架式、限流式、直流快速式、灭磁式、漏电保护式。
四、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(如熔断器)等优点。
自动空气开关具有过载合短路两种保护功能,当电路发生电路过载、短路、失压等故障时能自动跳闸,正常情况下可以用来不频繁地接通合断开电路以及控制电机的启动和制止。
五、自动空气开关的选型
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,它集控制盒多种保护功能与一身。
自动开关有DW(框架式和万能式)和DZ(塑料外壳式和装置式)两种:
1、DW主要用作配电网络的保护开关及正常工作下不频繁转换电路用;
2、DZ及可以做保护开关,也可以做电机、照明电路的控制开关。
空气开关选型应注意的问题:
1、根据用途选用自动空气开关的形式和极性;
2、根据最大工作电路选择开关的额定电流;
3、根据需要选用脱扣器的类型、种类和规格;
4、要注意上下级开关的保护特性、合理配合、防止越级跳闸。
六、空气开关的其他说明
1、空气开关没达到过载电流时不会跳闸,而空气开关带漏电的开关,一般有漏电或者短路就必跳无疑;
2、空气开关插孔有火花:到负载合闸不会引起火花的,空气开关有很好的灭弧能力,应该是线没有接稳,或接触不良,空开的接线端有无松动等;
3、若是开关的导线连接处闪,说明线没有压紧;
4、若是开关的内部闪,说明开关质量不好,触头可能接触不良,应及时更换;
5、空气开关内部的接触点如果接触不良(有可能有非正规操作和高湿度环境引起),可能会引起打火现象,使接触点氧化、增加接触电阻,严重的话可能使开关因发热导致接触点焊死失效。