一。總體介紹
1.概述：
空氣開關(guān)即空氣斷路器，主要用于保護交流500V或直流400V以下的低壓配電網(wǎng)和電力拖動系統(tǒng)中常用的一種配電電器，可用于不頻繁接通和分斷負載電路
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)中一種重要的保護電器。
2.空開分類
自動空氣開關(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.按全分斷時間分：一般和快速式（先于脫扣機構(gòu)動作，脫扣時間在
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
漏電保護式。
電力拖動與自動控制線路中常用的自動空氣開關(guān)為塑殼式。如DZ5－
20系列。
3.符號
4.參數(shù)識別——DZ10-100/330 Ie=60A ？
DZ－－“自動”的反拼音 10－－設(shè)計序號 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/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
主要由觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、脫鉤器和操作機構(gòu)等組成，操作機構(gòu)又有脫扣機構(gòu)、復(fù)位機構(gòu)和鎖扣機構(gòu)。
1.1觸點系統(tǒng)
觸點有主觸點和滅弧觸點，大電流的斷路器還有副觸點，這三種觸點并聯(lián)接在電路中。正常工作時主觸點承載負載電流；開斷時滅弧觸點熄滅電弧，保護主觸點。當(dāng)電路接通時滅弧觸點先接通，主觸點后接通，斷開電路時順序相反。副觸點的工作在主觸點和滅弧觸點之間，也起保護主觸點的作用。
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。
1.3自由脫扣機構(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構(gòu)使其斷開。
1.4脫扣器：
脫扣器又稱保護裝置，是用來接收操作命令或電路非正常情況的信號，以機械動作或觸發(fā)電路的方法，脫扣機構(gòu)的動作部件，它包括過電流脫扣器、失壓脫扣器、分勵脫扣器和熱脫扣器，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------自由脫扣機構(gòu)釋放主觸頭-----短路保護作用。
2.2熱脫扣器
1.正常電流時，發(fā)熱元件發(fā)熱，使雙金屬片彎曲至一定程度（剛好接觸到傳動機構(gòu)），并達到動態(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，線路中電流增大，雙金屬片將繼續(xù)彎曲，通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(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，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，通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)使斷路器掉閘，起到欠壓及零壓保護。
2.當(dāng)電源電壓為額定電壓的75%～105%時，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，失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分斷。
3.脫扣釋義
?脫扣就是指斷路器跳閘
?瞬時脫扣（電磁脫扣）=快速跳閘=短路保護
?復(fù)式脫扣（熱磁脫扣）=瞬時脫扣+延時脫扣=快速跳閘+延時跳閘
=（短路保護+過載保護）
民用的大多用瞬時脫扣器，工業(yè)的大多用復(fù)式脫扣器。
三?？臻_原理
a.過電流脫扣器：釋放銜合—短路或嚴重過載 — 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 — 自由脫扣機構(gòu)動作 — 斷開主電路
四。空氣開關(guān)的選擇
自動空氣開關(guān)的一般選用原則是：
（１）根據(jù)線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式--確定選用框架式、裝置式或限流式等。
（2）自動空氣開關(guān)的額定電壓≥線路額定電壓。
（3）自動空氣開關(guān)的額定電流≥線路計算負載電流。
（4）熱脫扣器的整定電流＝所控制負載的額定電流。
（5）電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流≥負載電路正常工作時的峰值電流。
（6）動空氣開關(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、下級斷路器的保護特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下方且不相交。
（8）斷路器的長延時脫扣電流應(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
1.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，需要拉開刀閘，使得回路有一個明顯的斷開點，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）
熔斷器俗稱保險絲，是進行短路保護的電器。當(dāng)電路發(fā)生短路，負載電流超過額定電流許多倍時，熔體立既熔斷，保護電路及用電設(shè)備不遭損壞。在一定的電流值以上，電流越大，動作越快。
a.外型結(jié)構(gòu)
c.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．熔斷器的電流分斷能力比空開高；空開有時會出現(xiàn)斷路動作失敗。因為有這樣一種情況：當(dāng)電流突然增大到一定值時，空開內(nèi)部接觸點。
3.空開內(nèi)部的接觸點接觸不良，可能會引起打火現(xiàn)象，使接觸點氧化，增加接觸電阻，嚴重的可能使空開因發(fā)熱導(dǎo)致接觸點焊死失效，而熔絲無此問題。
3.漏電保護器
漏電電流動作保護器簡稱漏電保護器，又叫漏電保護開關(guān)。
作用：設(shè)備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電進行保護。
主要四部分： 1.檢測元件：零序電流互感器，被保護的相線、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)電動勢，中間環(huán)節(jié)進行信號處理。
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)的作用是對漏電信號進行放大和處理，并輸出到執(zhí)行機構(gòu)。
3.執(zhí)行機構(gòu)：接收指令信號，實施動作，自動切斷故障處的電源。
4.試驗裝置：定期檢查其是否完好、可靠，試驗裝置就是通過試驗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作。
一般環(huán)境選擇動作電流不超過30mA，動作時間不超過0.1s.，這兩個參數(shù)保證了人體如果觸電時，不會使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險效應(yīng)。在浴室、游泳池等場所漏電保護器的額定動作電流不宜超過10mA。在觸電后可能導(dǎo)致二次事故的場合，應(yīng)選用額定動作電流為6mA的漏電保護器。
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電流互感器，這時感應(yīng)電流為零。?當(dāng)電路中發(fā)生觸電
或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時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感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較，如大于動作電流，即使靈敏繼電器動作，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。
兩者外觀的區(qū)別在于：漏電開關(guān)有一個橘黃色的測試按鈕“T”以及合閘前按下的按鈕，而空氣開關(guān)沒有。
1、單極為什么會有400V？
2、C型是什么？后面有說。
2極的反而沒有400V？
1、兩條銅線是什么作用呢？是配合移動機構(gòu)。
2、最下面紅色圓圈內(nèi)的銀色金屬桿可能做微小的圓周運動，直接驅(qū)動動觸頭。
3、此空氣斷路器能實現(xiàn)短路脫扣、過載脫扣，功能越多結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。
4、這是空氣斷路器還是漏電斷路器？在這里看不出來。
1、短路脫扣是采樣了L3的線電壓，如果是L1、L2相間短路呢？本圖給出的只是單相原理圖，實際應(yīng)用中三相相同。
2、斷路器的過載保護功能的實現(xiàn)是利用雙金屬隨著溫度升高而定向按規(guī)律彎曲的原理，正常電流（1.13In）彎曲角度不大，因此推力不足以使脫扣機構(gòu)脫扣，當(dāng)達過載電流（1.45In）彎曲角度大，推力足以推動脫扣機構(gòu)使開關(guān)斷開，這就是過載保護的原理。
3、斷路器的短路保護功能是由瞬時脫扣器（電磁系統(tǒng)）來實現(xiàn)的，電磁力與電流和匝數(shù)之積成正比，由于瞬時脫扣器線圈匝數(shù)少（一般只有10匝以下），雖然瞬時脫扣器串接在電路中，電路正常工作時，由于匝數(shù)少，正常工作電流產(chǎn)生的吸力不足以克服彈簧的反作用力，因此線路能正常工作，但對于短路電流來說，由于產(chǎn)生的電流與正常工作的電流相比相差幾倍以至幾十倍或更大，線圈匝數(shù)沒變，但電流增加幾倍以至幾十倍，因此吸力也增加了幾倍以至幾十倍（線圈里通的是交流電流，產(chǎn)生的是交變磁場，怎么推動固定方向的銜鐵呢？）
現(xiàn)在可以解釋空氣開關(guān)或者漏電保護開關(guān)面板上的C型的含義了。
空氣開關(guān)或者漏電開關(guān)又稱斷路器。斷路器中有兩種脫扣器（其實是四種），一種是過電流脫扣器（又稱延時脫扣器），由雙金屬片機構(gòu)組成，用于過負載保護。一種是瞬時脫扣器，由電磁機構(gòu)組成，用于短路瞬時保護。
瞬時脫扣特性分C、D兩種。設(shè)斷路器額定電流為In，C型的整定電流為5～10In，D型的整定電流為10～14In。一般起動電流不大的用電設(shè)備如家電選C型，起動電流大的用電設(shè)備如重載電動機選D型，以免起動時斷路器誤動作。D型開關(guān)可以躲過短時沖擊電流，一般用于電機電源開關(guān)。C型開關(guān)一般用于控制電源及無沖擊電流負荷電源開關(guān)。
對于微型斷路器來講，其實共有四種磁脫扣曲線類型的斷路器，脫扣曲線分別為A、B、C、D
A型脫扣曲線：磁脫扣電流為（2-3）In，適用于保護半導(dǎo)體電子線路，帶小功率電源變壓器的測量回路或線路長且電流小的系統(tǒng)
B型脫扣曲線：磁脫扣電流為（3-5）In，適用于保護住戶配電系統(tǒng)，家用電器的保護和人身安全保護
C型脫扣曲線：磁脫扣電流為（5-10）In，適用于保護配電線路以及具有較高接通電流的照明線路
D型脫扣曲線：磁脫扣電流為（10-20）In，適用于保護具有很高沖擊電流的設(shè)備，如變壓器，電磁閥等。
下次可以注意一下刀閘電機電源空氣開關(guān)是否為D型
當(dāng)無漏電流或漏電流達不到動作電流時，零序電流以感應(yīng)出的電壓不足以觸發(fā)可控硅G極（控制極），此時A極（陽極）與K極（陰極）之間相當(dāng)于一個大電阻達1M（1M=1000000歐姆）以上，脫扣器線圈一般為幾十歐姆（30-60歐姆左右），脫扣器線圈與可控硅等效于串聯(lián)狀態(tài)。由于可控硅的等效電阻遠遠大于脫扣器線圈的電阻值，因此幾乎全部電壓加在可控硅的A與K兩端，脫扣器同乎無壓降，微小的電壓不能帶動脫扣器工作，因此保護器處于守侯狀態(tài)，斷路器處于正常合閘狀態(tài)。當(dāng)零序電流互感器感應(yīng)出的電壓能觸發(fā)可控硅G極時，此時A與K兩端完全導(dǎo)通，電阻幾乎為0，全部壓降加在脫扣線圈兩端，脫扣器線圈產(chǎn)生足夠大的吸力，帶動脫扣機構(gòu)動作，從而切斷電源，實現(xiàn)自我保護。