「實用」如何看懂家用最簡單的電路圖?

下圖中,在空氣開關、漏電保護開關等設備上,這些符號的含義是什麼?如何簡單理解?

「實用」如何看懂家用最簡單的電路圖?

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1.什麼是開關?什麼是斷路器?它們的符號是什麼?

在國家標準GB14048.3-2008《低壓開關設備和控制設備 第3部分:隔離器、隔離開關……》中對開關有一個定義,如下:

「實用」如何看懂家用最簡單的電路圖?

原來,開關是一種機械裝置,它能夠接通和分斷正常的運行電流,並且當發生短路時,開關能夠在一定時間內承受短路電流的衝擊。

我們來看看開關的符號,如下:

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圖1中,左圖就是開關的符號。我們看到符號中有動觸頭,有靜觸頭和它的導電排,當然還有動觸頭的導電排。

圖1中,右圖是隔離開關,它的本質還是開關,在電路中起到隔離的作用。隔離開關的下方往往會配套熔斷器。

我們看圖2:

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我們從圖2中看到以下幾個特點:

特點1:它有兩極,也就是說閘刀開關是由2個開關組合而成的;

特點2:它配套了熔絲,作為過載和短路保護;

特點3:當閘刀開關帶載拉開時,動靜觸頭之間會拉出電弧。當閘刀開關動靜觸頭之間的距離越來越大時,電弧的弧長加大,散熱越加強烈,於是電弧迅速熄滅。閘刀開關就利用長弧隙來滅弧。

閘刀開關曾經是居家配電的主力電器,而現在它們逐漸淘汰了。淘汰的原因很簡單:閘刀開關的安全性太差,還容易出現電弧來傷害人身安全。代替閘刀開關的電器就是斷路器。

我們看圖3:

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我們先來認識斷路器。

從圖3的1圖中看到,在開關的靜觸頭處出現了一個X,這就是斷路器的符號。

在圖3的2圖中,我們看到有2個斷路器符號左右排列,並且用虛線把斷路器的動觸頭連接起來。這就是2極斷路器,也即2P斷路器。這裡的P就是英文POLE(極)的首字母。

斷路器根據受控電流的大小分為框架斷路器ACB、塑殼斷路器MCCB和微型斷路器MCB。框架斷路器的電流範圍是800A到6300A,塑殼斷路器的電流範圍是10A到1600A,微型斷路器的額定電流範圍是5A到63A。

微型斷路器是居家配電的主力軍。微型斷路器的簡稱是微斷,它的俗稱就是空氣開關。

我們看圖4:

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與圖2中的熔絲一樣,斷路器具有線路保護功能。斷路器是通過一種“扣”來實現控制的。

當我們把微斷的手柄扳上(圖中上部藍色的扳手向右方運動),微斷右下方的動觸頭與靜觸頭就實現了閉合,線路被接通。同時,微斷的脫扣器也被置位,維持住這種閉合狀態,相當於褲腰帶的扣針插入孔中。

男士的褲腰帶上有一個到兩個的扣,使用時把釦針插入到褲帶的孔中,就實現了扣緊。要鬆開時,只需要把釦針從孔中脫出,褲腰帶自然就鬆開了。

當線路中發生過載或者短路時,電流很大,於是微斷執行過載保護的熱脫扣器動作,或者執行短路保護的磁脫扣器動作,微斷的動觸頭和靜觸頭打開,由此切斷了線路。其作用就類似於將褲腰帶的扣針從孔中拔出。

圖4中下方紅色的裝置是滅弧罩,用於消除微斷動靜觸頭打開時的電弧。

我們再看圖3的3圖和4圖。

3圖中,我們看到微斷具有2個極,每個極中都有脫扣器,我們把這種微斷叫做兩極微斷,或者叫做2P空氣開關。

4圖中,我們看到微斷也有2個極,但不同的是,左邊一個極中有脫扣器,右邊一個極中沒有脫扣器。區別於2P微斷,我們把它叫做1P+N微斷,或者叫做1P+N空氣開關。

1P和2P的微斷見圖5:

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由於1P+N微斷的N極沒有脫扣器,所以它只是起到普通開關的隔離作用。也因此,它只能用於線路的中性線N(零線)的合分操作,而1P+N的P極則用於線路的相線(火線)的合分操作。這種秩序安排絕對不能弄錯。

圖6是1P+N的微斷:

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由圖6中可見,1P+N的微斷比2P的微斷略薄,但比1P的微斷要厚,剛好介於兩者之間。

說明一下:

第一:居家配電系統中一般來說是沒有零線的,只有N線。具體原因是什麼,請參閱我的系列文章,以及大量的帖子說明。限於篇幅,這裡不做說明。

第二:注意到圖5和圖6的開關符號,它和我前面的描述是一致的,與題主的的圖也是一致的。

2.什麼是漏電保護開關(以下簡稱漏電開關或者RCD)?漏電開關的符號是什麼?

我們現在來看看什麼叫做漏電開關。我們看圖7:

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圖7的1圖中,我們看到相線中流過向下的電流I,根據右手螺旋定則,於是鐵芯中就會出現磁通,感應繞組當然也會有感應電流。

這裡的鐵芯和感應繞組叫做零序電流互感器,它的原理非常類似變壓器。

我們再看2圖,我們把相線和中性線同時穿過零序電流互感器鐵芯,由於I1=I2,並且它們的方向相反,所以鐵芯中就不會出現磁通,感應繞組中當然也沒有感應電流。

如果因為某種原因,使得I1>I2,則鐵芯中的磁通就會出現,感應繞組中也會出現感應電流。

我們令Ig=I1-I2,則Ig叫做剩餘電流,其實就是漏電流。

在線路中用作剩餘電流保護的電器叫做剩餘電流保護裝置,也叫做漏電保護裝置,它的符號是RCD。

我們看圖8:

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注意看圖8中單極漏電保護器的附圖,我們看到圖的上方有一隻2P或者1P+N的微斷,下方橢圓形的符號表示零序電流互感器,互感器右側的方框連接到微斷右側的田字形符號中,表示聯動。田字形符號代表微斷的脫扣器,右側的符號表示可以手動合閘,而下方的虛線連接到零序電流互感器表示可以受漏電測量裝置的驅動跳閘。

零序電流互感器橢圓符號的左側是試驗裝置,其中畫了一隻電阻,以及按鈕,用於表示試驗的原理。

我們看到,這裡的符號與題主的符號完全一致,只是方向不同而已。

3.網友的圖3和圖4兩幅圖的異同點分析

我們看圖9:

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通過圖9可以看出,原來只是畫法的問題,並沒有本質的區別。

至於為何要如此畫,去問製造商,不要問我。

4.家裝電路中微斷和漏電保護器的聯動運用

我們看圖10:

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我們仔細看圖10。

在圖10的上方,我們看到電源引來兩根線,一根是相線或者火線L,另一根是零線PEN。

注意,零線的符號PEN表示它是保護中性線,它是地線PE與中性線N的組合。

在戶外電錶箱處,零線再次接地,然後分開為中性線N和保護線PE入戶。從此以後,就再也沒有零線了,居家配電線路中只有相線L、中性線N和保護線PE。

三條線入戶後,它們首先引入居家配電箱。L線和N線接到微斷主開關QF1中,地線PE則經過擴展後引至插座。

注意到QF1微斷的下方有零序電流互感器的符號,並且零序互感器的左側用虛線連接到微斷QF1的動觸頭上,這表示兩者在安裝上已經一體化了。

圖11是實際進線微斷與漏電開關的接線:

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在圖10中主開關QF1的下方是箱內的母線,包括有相線母線,有N線母線和PE線母線。

再次提醒:

在這裡已經沒有零線了,只有N線和PE線。如果這裡還有零線,則當漏電時漏電開關不會動作!從圖7我們很容易理解這一點:發生漏電後,設備的外殼是接零線而不是接地線的,因此零線的電流與相線的電流大小相當方向相反,零序電流互感器不會出現磁通,當然也不會驅動漏電保護。

至於人體的觸電,漏電開關還是會動作的。原因很簡單,觸電電流直接經過大地迴流,而不是通過零線迴流。

圖10的母線下方,就是接往各個用電負荷的出線開關了。

注意:出線開關不得再次接漏電保護器。原因很簡單,保護人身安全的漏電開關的動作電流都是30毫安的,如果上下級都安裝漏電保護器,則發生漏電時既可能上級斷路器跳閘保護,也可能下級斷路器跳閘保護,也可能都跳閘保護。這樣一來,很容易造成誤動不算,還會引起其它迴路斷電,把事故擴大化。

裝設漏電保護器的原則是:要麼在進線迴路安裝,要麼在出線迴路安裝,但一定不能兩處都安裝。

在圖10中,負載是兩種燈具。左邊QF2的是吊燈,右邊的QF3的是檯燈。吊燈因為安裝在天花板上,人接觸不到,因此一般不接地線。檯燈安裝在桌面上,並且從插座取電,它的金屬外殼必須接地,因此要接地線。


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