斷路器

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兩極(2P)10A小型斷路器

斷路器英語Circuit Breaker,簡稱CB),又稱為遮斷器,而香港一般稱為「水氣掣」,為一種過電流保護之裝置,可使用於室內配線上使用之總開關與分電流控制開關(ON/OFF POWER),亦可有效的保護電器的重要元件,主要用作短路保護和防止嚴重超載,工業機器上的馬達負載保護也會指定使用斷路器做為保護裝置之一。

在低壓用斷路器,最常見為無熔絲開關,較大型容量之低壓斷路器最常見的是空氣斷路器Air Circuit Breaker,縮寫ACB)。

結構[編輯]

圖中為斷路器內部,圖中1-8分別為:
  1. 把手
  2. 線螺管機械機構
  3. 接觸裝置(當接觸時允許電流通過並且在當移開時能斷脫電流)
  4. 接點(連接負載)
  5. 雙金屬片
  6. 調整螺絲(允許製造商能準確的調整觸發電流大小的裝置並且裝配出廠)
  7. 電磁螺線管
  8. 消弧裝置

當用手向上扳起把手,會執行啟動電流(circuit-close),當電路過載或短路時即自動跳脫,將事故原因排除之後,重新下扳再往上扳,否則無法達成再次閉路動作。

與普通電源開關不同點為增設彈簧與消弧裝置。彈簧作用為於啟斷(OPEN)或閉合(CLOSE)之操作過程中,預儲彈簧力量至臨界點後,瞬間彈離而快速接通或跳開接點,故其操作速度不受手操作速度之影響。消弧裝置為消除操作上內部接點所產生之火花之消弧室,任何接點打開負載電流均會產生電弧(即火花)。因電弧本身是極高溫之空氣柱游離所變成的導電體,它係應用安培右手定則,在消弧室之鐵片間構成一強磁場,再利用佛來明右手定則,將電弧之空氣導體快速推彎而拉長電弧,使火花更快速地熄滅。

若負載為電動機,正常啟動會有突起高額電流,因此應選用1.5倍~2倍額定電流之斷路器。

種類[編輯]

低壓用[編輯]

  • 配線用斷路器:為一種低壓過電流保護之斷路器,在美國稱為molded-case circuit breaker(MCCB),而日本則稱為No-Fuse Breaker,簡稱NFB(無熔絲斷路器)。
  • 漏電斷路器

高壓、特別高壓用[編輯]

  • 空氣斷路器(ACB)
  • 油斷路器(OCB)
  • 磁吹斷路器(MCB)
  • 氣體斷路器(GCB)
  • 真空斷路器(VCB)

油斷路器[編輯]

以密封的絕緣油作為開斷故障的滅弧介質的一種開關設備,有多油斷路器和少油斷路器兩種形式;它較早應用於電力系統中,技術已經十分成熟,價格比較便宜,廣泛應用於各個電壓等級的電網中,油斷路器用來切斷和接通電源,並在短路時能迅速可靠地切斷電流的一種高壓開關設備。

磁吹型斷路器[編輯]

真空型斷路器[編輯]

少油量型斷路器[編輯]

少油量型斷路器由於可耐受啟斷次數較少,相對所需維修頻度較高,目前皆已停產。

空氣斷路器[編輯]

利用預先貯存的壓縮空氣來當消除電弧介質。壓縮空氣不僅作為消除電弧和絕緣介質,而且還作為傳動的動力。

由於新鮮的壓縮空氣流除了可 以帶走弧隙中熱量,降低弧隙溫度,還能直接帶走弧隙中的游離帶電質點,補充新鮮氣體介質,使去游離大大加強,弧隙介質強度迅速恢復,所以,空氣斷路器斷流容量大,滅弧時間短,而且快速自動重合閘時斷流容量不降低。

但是空氣斷路器也有金屬消耗量大,需要裝設壓縮空氣系統等輔助設備和價格較貴等缺點。通常用於110kV及以上的大容量電力系統中。

目前生產的空氣斷路器多採用常充氣式,即無論在合閘或分閘狀態,消弧室內部都充滿壓縮空氣,保證了接觸頭間必要的絕緣強度。這種型式結構簡單,空氣壓力利用好,氣耗量少。

熱動式[編輯]

熱跳脫式一般是運用用雙金屬片的原理。內有兩片金屬銅片,當電流超過額定值時,兩片金屬片會因受熱而彎曲,進而跳脫接點而斷路已達到保護的目的。

電磁式[編輯]

完全電磁式[編輯]

氣體斷路器[編輯]

氣體斷路器是以六氟化硫(SF6)為絕緣介質。由於氣體斷路器比油斷路器體積小,因此成為當代特高壓輸電系統主要使用之斷路器型式。

低電壓熱動電磁斷路器[編輯]

高壓電斷路器[編輯]

位於Manitoba, Canada車站的12000安培(A)3相115,000伏(V) 斷路器

相關規格[編輯]

  • 額定電壓:如AC 345kV、161kV、69kV

以下四種選用斷路器的數據在每個斷路器上都會標示在其斷路器上,若是有標示不全者,那此斷路器就為不合法規所規定。

  • 極數:有單相二極與三相三極兩種,以P表示,如二極為2P(相數不重要,以極數為主)
  • 額定電流(rated current,以AT表示):能可承載並使機構跳脫之電流容量
  • 框架容量(frame current,以AF表示):此開關的框架容量,表示本開關能承受的電流
  • 額定啟斷容量(Interrupt Current):以kA表示,表示當發生故障,可安全地切斷短路電流容量,且不傷及本體的瞬間最大承受電流容量。

相關條目[編輯]

外部連結[編輯]