如何选择合适的断路器

断路器是电流流过的各类设备或网络的重要安全装置。 顾名思义,如果在电路中检测到任何危险的异常电流、电压或温度水平,断路器就会断开电路并停止电流流动。 一般来说,在工业环境中,电力通过断路器箱,在断路器箱中被分为几个电路。 然后,电路中的每一个都将有一个断路器与其串联,这样,如果检测到异常,断路器可以立即采取行动,而无需任何中间系统。 如果没有断路器,可能存在火灾、烟雾、设备损坏和触电的风险。 因此,断路器执行与保险丝相同的基本功能,但与保险丝不同的是,其操作不涉及其破坏,随后可以重置。 例如,断路器可以使用由简单的机械装置(如弹簧)提供的存储能量进行操作,或者它可以利用过电流本身的热或磁效应来分离其内部电连接器。 有多种断路器可供选择,其属性因电压、安装、外部设计、位置和适合特定应用的开关机制而异。

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  • 如何选择断路器?

    选择断路器时需要考虑众多因素。

    首先是基本电气特性相关设备的基本电气特性,例如:  

    • 是使用交流电还是 直流电
    • 电压, 其决定因素是电路中任意两根导线上的最高电压。
    • 短路电流水平 ,会触发设备对其进行保护。

    其他因素包括设备运行的环境类型,包括环境温度。 会影响保护断路器免受湿度、温度和灰尘等因素影响所需的箱体或保护装置的类型。

    断路器有多种类型,其中一个主要区别在于使用的介电材料(或真空情况下的非材料) ,以熄灭遇到的任何放电。 其中包括空气、真空、油或六氟化硫SF6气体。 每一种都适合特定的应用:

    • 用于低压应用的空气 
    • 真空用于更高的电压 
    • 中高压用油
    • SF6用途最广,广泛用于大多数中压至高压应用,因为具有以下优点
      • 高介电强度
      • 热稳定性和导电性 
      • 密度高(约为空气的五倍) 
      • 惰性 
      • 无毒
      • 能够在火花源停止后迅速重组

    选择断路器的步骤包括确定负载类型。 关键因素在于负载是静态的还是动态的:

    • 如果负载是静态的,即使在全功率情况下,其电流也不会超过额定电流。
    • 如果负载是动态的,设备启动时的电流可能会高于额定值。

    前一类设备通常是加热器,后一类是电机或变压器。

    鉴于使用有问题或不适当的设备可能会造成极大的危险,选择断路器的另一个重要考虑因素是确保断路器是由信誉良好的供应商真正生产的,而不是假冒产品。 表明设备在这方面不合格的视觉线索可能包括不良的表面光洁度,如外壳缺陷、金属零件腐蚀和难以辨认的标记。 在欧洲,所有符合要求的设备都必须贴有CE标志。 其他需要考虑的因素还可能包括产品的重量(确保与之前购买的合规产品一致),以及由公认实验室或权威机构提供的型式试验证书以证明合规性。

    就物理结构而言,断路器有多种类型,包括差动式热式电子式。 每种设备都有各自的性能特点和适合的应用领域(更多详细信息,请参阅以下章节)。

  • 为什么选择差动式断路器?

    EATON差动断路器

    EATON差动断路器

    差动装置测量回路中的电流,因此,如果检测到输入和输出电流之间的任何差异,就会跳闸。

    因此,差动式断路器将在差异接近零时启动,而这种差异通常可能是由高阻抗故障引起的,例如其他类型的设备可能无法检测到的低效绝缘。 

    通常用于保护发电机和变压器。

  • 为什么选择热式断路器?

    Doepke热断路器

    Doepke热断路器

    热敏器件利用过量电流产生的热量来提高与电路串联的双金属片的温度。 

    热量导致带材变形,进而触发断路器。 

    这类装置的缺点是运行速度相对较慢,但也有一个额外的好处,就是可以用作所保护设备的主开关。

  • 为什么选择电子断路器?

    电子设备包括自动操作的开关,该开关响应于来自负载的反馈而起作用。 

    开关将由一个串联电阻器触发,该电阻器将检测任何过剩电流,进而导致电阻器两端的电压相应降低。 

    这类设备的优势在于,由于其工作原理是基于电流感应,而非慢得多的热膨胀,因此几乎能在瞬间做出反应。

  • 与保险丝相比,使用断路器有哪些优势?

    断路器的明显替代品是保险丝,似乎具有相对低成本和简单的优点。 技术标准通常会决定您是需要使用断路器还是保险丝,虽然断路器更昂贵、更复杂,但其优势有几个方面。 包括: 

    • 保险丝的状况很难估计,而且可能会随着时间的推移而退化,而断路器则可以定期进行测试,以确保其始终处于最佳工作状态。
    • 断路器对过载情况的反应速度比保险丝快得多,因此在保护因长时间暴露在过量电流下而损坏的设备方面,断路器本质上更为有效。
    • 断路器比保险丝更容易安装,也更安全,因为断路器与电路的连接点位于设备的背面。 这意味着处理这些电路的人员将受到保护,不会直接接触电路本身。
    • 单个保险丝的低成本并不一定意味着整套保护系统的低成本。 首先,三相电气系统需要三个保险丝。 当一个保险丝熔断时,三个保险丝都必须更换,这意味着需要储备备用保险丝。 保险丝还需要较大的外壳,用于散热。 最后,保险丝不能像断路器那样兼作开关,因此电路需要购买和安装额外的开关装置。
    • 断路器在充当安全装置或开关时,不仅仅能断开电路。 还可以执行其他功能,如提供接地故障保护,并具有远程控制、状态指示、功率测量和网络通信等功能。
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