说说开关电源中的空开和熔丝那点事

最近,咱们壮乡小伙子的“蓝瘦,香菇”着实火了一把,好熟悉的味道。今颠,第一翅,咱好好聊聊空开和熔丝的那点事。

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打开开关电源机柜的门,空开和熔丝是我们无法忽视的电气设备,它是直流配电单元中不可或缺的组件(当然,它们不仅仅用在直流配电单元),这里,咱们就仔细刨刨空开和熔丝的那些事。

在电源系统中,交流电被整流模块整流成稳定的直流电后会被引到直流配电单元,通过空开分配给不同的负载设备使用,每一个空开或直流熔丝都是一路直流输出,并具有电路保护作用。如下图所示,空开和熔丝是低压配电网络中非常重要的一种电气设备,其主要作用是通过不同工作原理,接通负荷电路和切断故障电路,防止事故扩大,保证系统和设备安全工作。

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其实,空开全称叫做空气开关,是断路器中的一种,是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。它集控制和多种保护功能于一身,除能够完成接触和分断电路外,尚能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等情况。日常生活中,最显著的特征表现是“跳闸”,电路修复后,可以拨上开关继续使用。

而俗称熔丝,则是低压熔断器中的一种,它串联在电路中,用作过载和短路保护,当电路或电气设备发生短路或严重过载时,熔断器中的熔体发生熔断,切断电流,从而对电路和设备起到保护作用。日常生活中,最显著的特征表现是“熔断”,熔体熔断后,需要更换熔断器。

在通信基站,空开和熔丝是十分常见的电气设备,用于整个通信系统的电路保护及相关设备的保护,如下图所示,空开和熔丝用于开关电源直流分配单元的分路保护。

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空气开关:一种小型断路器,使用空气或惰性气体来熄灭开关过程产生的电弧以及进行电流隔断故而得名。

1、常见的小型断路器

在日常通信勘察中,咱们常见的空开厂家包括良信(Nader)、施耐德(Shinaider)、ABB、德力西(DELIXI)、西门子(SIEMENS)、正泰(CHNT)等等。如下图所示:

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2、小型断路器结构

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成,通过电路作用和机械辅助的方式进行电流切断的,如下图所示。其中:

(1)触头系统主要是指断路器主电路分、合机构机械上连动的触头,用于断路器分合状态显示,控制断路器的分合,对其相关电器实施控制或连锁。包括辅助触头和报警触头等。

( 2)灭弧系统的主要作用是熄灭触点在切断电路时产生的电弧,由于断路器技术参数和制造工艺不同,灭弧方式也各不相同,一般低压断路器的灭弧系统常采用灭弧栅片和窄片相结合的复式结构。

(3)开关的脱扣机构是一套连杆装置。按照保护作用的不同,脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。当主触点通过操作机构闭合后,就被锁钩锁在合闸的位置。如果电路中发生故障,则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开,于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。

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其中,小型断路器附件分解如下图所示:

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3、小型断路器的工作原理

小型断路器脱扣方式主要分为热动、电磁和复式脱扣等,其主要工作原理如下:

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(1)当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元件产生一定热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触头分断,切断电源。

(2)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整定电流值,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使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副主触头分断,切断电源。

低压熔断器:一种通过熔化内部熔体切断电路的一种用电保护设备。

不同于断路器通过电流底磁效应实现断路保护和电流热效应实现过载保护,熔断器利用电流流经导体会使导体发热,达到导体的熔点后使得导体融化而断开电路,从而保护电器和线路不受损坏。

1、常见的低压熔断器

咱们在基站中常见的熔断器厂家包括西安熔断器制造公司、上海电器陶瓷厂等公司生产的产品。如下图所示:

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2、低压熔断器结构

熔断器由绝缘底座(或支持件)、触头、熔体等组成,熔体是熔断器的主要组成部分,熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线,当电路发生短路或过载时,电流过大,熔体因过热而熔化,从而切断电路。

熔体一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属,常做成丝状、栅状或片状,具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点。在熔体熔断切断电路的过程中会产生电弧,为了安全有效地熄灭电弧,一般均将熔体安装在熔断器壳体内,采取相关措施,快速熄灭电弧。如下图所示:

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3、空开和熔断器的主要区别

(1)熔断器是一次性失效器件,熔断后须更换熔体;空开属于多次失效器件,可多次反复使用。

(2)熔断器选择性好,上下级能有选择性切断故障电流;但是保护功能单一,只有一段过电流反时限特性。

(3)有反时限特性的长延时脱扣器和瞬时电流脱扣器两段保护功能,分别作为过载和短路防护用。但是,价格较高,适用于配电线路首端和重要场所的分干线使用。