空气开关为何叫空气开关?它跟空气有何关系?

赵昱斌


空气开关为何叫空气开关?它跟空气有何关系?


空气开关是断路器的一种。简单的说,空气断路器是依靠空气来作为绝缘介质和灭弧,所以把它叫作空气开关。断路器除了利用空气作为绝缘介质和灭弧以外,还有其他很多方式,这就要从断路器的灭弧装置说起。

电弧

在通电的情况下,当线路某处接通或断开,如果接通或断开的电流及电压达到某一值时,那么在接通及断开点就会产生电火花,也就是“电弧”。

电弧的温度非常高(一般都达到几千甚至上万摄氏度),并且电弧附带强光及辐射,而且会让电路处于导通状态,延长电路断开时间。电弧如此高的温度会烧蚀开关触点,降低开关寿命,甚至引起触头熔焊,所以要迅速熄灭电弧非常重要。

断路器灭弧分类

断路器基本上都是由触头系统、灭弧装置、脱扣装置、外壳等部分组成。

根据灭弧装置不同,把它分为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器、空气断路器等。

  • 油断路器是指断路器的触点泡在断路器油中,利用断路器油作为绝缘介质绝缘的断路器。

  • 压缩空气断路器是指利用压缩空气作为绝缘介质来熄灭电弧的断路器。

  • SF6断路器是利用六氟化硫气体作为灭弧介质的一种断路器。

  • 真空断路器指触头在真空中开断,利用真空作为灭弧介质的断路器。

  • 磁吹断路器是指利用磁场来熄灭电弧的断路器。

  • 空气断路器就是依靠空气作为绝缘介质来熄灭电弧。

油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器它们灭弧效果特别显著,但是缺点很明显,就是结构复杂,成本高,一般用于高压线路。空气断路器结构简单,成本低,所以广泛应用于低压配电系统中。

但是随着人们生活水平的提高,用电量及开关容量也越来越大,对电气设备灭弧要求也越来越高。空气断路器仅仅依靠电弧在空气中自然冷却是不够的,还需要利用其他手段。比如灭弧栅、拉长电弧、磁吹灭弧等。

灭弧方法1:拉长电弧

很多空开都采用转动式触头,这种方式可以大大提高断开间距,如下图所示。

当把手柄合闸以后,动触点向下运动,和静触点接通。可以看到它们之间的距离是非常大的。

除此之外,还有采用多断口方式来把电弧分割成几段短弧,使得断口两端的电压降低,从而达到熄灭电弧的目的。

灭弧方法2:灭弧栅

灭弧栅是低压灭弧中最常用的方法。灭弧栅片采用钢片制作,把钢片按照一定的间隔排列,然后用绝缘物质把钢片两端固定。如下图所示

当触头间打开或者接通时,在触头间会产生电弧,电弧在磁场收缩力的作用下被拉入灭弧栅片内,这样一个长电弧被分隔成多段短电弧。


灭弧方法3:磁吹灭弧

磁吹灭弧是利用磁场把电弧拉长、冷却,从而达到熄灭电弧的目的。如图所示

把静触头做成7字状,这样静触头触点的电流方向如下图所示。根据右手定则,那么红色箭头电流产生的磁场方向为:上端是垂直纸面向里,用×表示;下端是垂直纸面向外,用⚪表示。

那么左侧电弧在磁场中受力方向可以根据左手定则来判断,它的受力为垂直电弧向左;同样,右侧电弧受力垂直向右。当电流越大,磁场越强,受力也越大。

右手定则:通电导线都会产生磁场,磁场方向用右手定则判定。方法:用右手握住通电直导线,大拇指指向电流的方向,那么四指指向就是磁场的环绕方向。左手定则:通电导体在磁场中会受到作用力,作用力的方向用左手定则来判定。方法:伸开左手,四指和大拇指垂直并处于同一平面上。让磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,那么大拇指所指的方向就是电流受力方向。

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空气开关,估计大家都听过。我们每个家庭都有一个配电箱,而配电箱内中的开关都大多有两种,一种是带漏电的一种是不带漏电的,它们都是基本上会有空气开关的。那么现在有朋友问这样的一个问题:空气开关为何叫做空气开关?它与空气有什么关系?要想知道这个问题,我们先要的了解空气开关的分类,以及它的作用原理。下面家居杂坛就来给大家分析这个问题。

开关的分类

  • 开关,包括我们常见的断路器,隔离开关,熔断器等等。而我们所说的空气开关,它也是断路器,是断路器的一种。

  • 断路器按照其使用的范围,也就是安装的部位,又可以分为高压断路器和低压断路器。我们家庭中使用的空气开关又属于低压断路器中的一种。
  • 如果我们按照开关的灭弧方式来进行划分的话,那么断路器又可以划分为多油断路器,少油断路器,六氟化硫断路器,真空断路器,压缩空气断路器,空气断路器,SF6组合电器。
  • 所以说空气开关是根据断路器灭弧的方式来划分,从而得出的一个名称。

空气开关

  • 空气开关应用在我们的家庭中,只要电路中电流超过了空气开关的额定电流以后,空气开关就会自动断开,然后切断电源。这样就可以有效地防止电路由于电流过大而烧毁的影响。空气开关有过载,短路的功能,还有欠电压保护功能。

  • 空气开关在自动断开开关的时候,此时会有一个电弧的产生,而空气开关就是采用空气作为灭弧的介质来进行自动切断电路的。所以说空气开关主要是根据它们灭弧的方式来进行命名的,空气开关灭弧的介质就是空气。

空气开关的灭弧原理

  • 上面给大家说了,空气开关灭弧介质就是空气,那么它是如何利用空气来进行灭弧的呢?空气开关灭弧是很复杂的一个过程,下面家居杂坛给大家总结一下,让大家可以清晰的能够理解。

  • 由于某种原因导致空气开关跳闸,在空气开关动作也就是跳闸的一瞬间,空气开关的触头就会分离,而分离的触头之间就会产生一个电弧,此时电弧电流产生的磁场与空气开关的灭弧栅感应出来的磁场方向是相反的,可以互相吸引。于是,电弧就会被吸磁场的引力拉向灭弧栅,这样一来电弧就会被拉长,直到进入灭弧栅后,就可以被迅速的冷却熄灭。就是这样一个过程,把产生的电弧进行灭掉。

空气开关的脱扣方式

  • 空气开关的脱扣方式,其实主要就是有三种。第一种就是电磁脱扣。第二种是热脱扣。第三种是复式脱扣。

  • 短路保护对应的是电磁脱扣。电磁脱扣指的是空气开关中,当线圈中经过负载电流的时候,其电磁铁吸力比较小。而经过短路电流的时候,吸力比较大,从而使衔铁动作来托带动脱扣器,从而脱扣进行断电。

  • 过载保护对应的是热脱扣。热脱扣也就是指空气开关中,当电路中发生过载的时候,其过载电流可以使开关内的元器件产生一定的热量,而这些产生的热量会导致双金属片变形,从而使脱扣器脱扣,之后就可以断开电路。

  • 复合式脱扣,空气开关中内复合式脱扣一般都是采用的金属片。当电路知道电流达到一定的负荷电流之后,就会产生热量,而这些热量同样的会使受金属片变形,从而可以导致脱气脱扣,这样可以断开电源。同时空气开关中的线圈中流过较大的短路电流的时候,脱扣器也进行动作。所以复式脱扣器既可以起到短路保护,也会起到过载保护。


空气开关其它的一些知识

  • 空气开关是我们低压电网中非常常用的一种,而且特别重要的一种电器。它集控制和多种保护于一体。除了能完成接通和断开电路,还能够对电路和电气设备发生短路,过载以及欠电压等进行保护。此外还可以用于不频繁的启动电机。

  • 我们家庭常用的都是普通的空气开关,那么这些空气开关的内部脱扣曲线,基本上都是在出厂时都已经确定了。所以说这些空气开关的灭弧能力也是确定的。但是如果有专业的人士可以通过对空气开关内部弹簧进行微调,可以提升灭弧的速度,但是是无法提升灭弧的能力的。

结束语

关于空气开关为何叫空气开关,它与空气有什么关系,家居杂坛都为大家做出了详细的分析。其实归结为一点,就是由于它是采用的空气作为灭弧的介质才被称为空气开关。希望我的回答能够对大家有所帮助!如果大家还有不同的意见,也欢迎大家分享出来,以供我们共同交流探讨学习,谢谢大家!(以上都是家居杂坛原创,图片源自网络,侵权联系删除)


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空气开关是普通用户接触到最多的电气元件之一,于是就有不少朋友开始疑惑:这个名字好奇怪,为什么要以“空气”为名呢?

想要搞懂这个问题,我们首先要知道三个名词之间的关系:开关-断路器-空气开关(空气断路器)。

开关,所有能够手动分断电路的东西,都能被叫做开关。开关里面,我们最熟悉的应该就是控制灯具所用的墙壁开关了。

断路器,属于开关的一种。电路在开闭的过程中,很容易打火——电火花,学名叫做“电弧”。电弧轻则损耗开关触点,重则伤人,是电气中的大忌。所以我们需要在开关上进行“灭弧”,具有灭弧能力的开关,就叫做“断路器”。

空气开关——断路器属于开关的一种,所以“空气开关”又叫“空气断路器”。断路器的灭弧方法有很多种,其中有一种方法是把电弧拉长,让电弧在空气中自然冷却,直至熄灭。我们可以看看它的灭弧装置(灭弧罩)▼

就是这个红色的小部件,上面有一排金属片。开关触点处产生电弧后,会被吸引到这些金属片上。每两个金属片之间都可以产生一段新的电弧,然后再向后面的金属片上传导——直至把电弧拉扯到与整个灭弧罩的长度相同。

长度增加了,散热速度也就快了。你可以把电弧理解成火苗,没有了足够的热量,它就无法继续存在了。

空气开关是成本最低廉的一种灭弧方式,没有之一。但它并不是万能的,比如有些电路的电压比较高,产生的电弧很大,空气开关就不能用了;有些场所一点火星都见不得,自然也不能使用空气开关……

所以除了空气开关以外,还有许多灭弧方式。比如真空灭弧(真空开关),是让触点直接在真空环境下接触,没有空气,压根无法产生电弧;比如油浸开关,是利用冷却油包裹电弧,达到冷却的目的等等。


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空气开关是普通用户接触到最多的电气元件之一,于是就有不少朋友开始疑惑:这个名字好奇怪,为什么要以“空气”为名呢?

用空气绝缘的(就是说有一定的空气间隙)就叫做“空气断路器”俗称“空气开关” 。

它的灭弧介质就是空气。

断路器的工作原理其实就是灭弧原理,断路器开断电路时,在开断瞬间动静触头间会产生电弧,断路器能否开断电路,就是看能否熄灭断开电路时触头间产生的电弧。

想要搞懂这个问题,我们首先要知道三个名词之间的关系:开关-断路器-空气开关(空气断路器)。

开关,所有能够手动分断电路的东西,都能被叫做开关。开关里面,我们最熟悉的应该就是控制灯具所用的墙壁开关了。

断路器,属于开关的一种。电路在开闭的过程中,很容易打火——电火花,学名叫做“电弧”。电弧轻则损耗开关触点,重则伤人,是电气中的大忌。所以我们需要在开关上进行“灭弧”,具有灭弧能力的开关,就叫做“断路器”。

空气开关——断路器属于开关的一种,所以“空气开关”又叫“空气断路器”。断路器的灭弧方法有很多种,其中有一种方法是把电弧拉长,让电弧在空气中自然冷却,直至熄灭。我们可以看看它的灭弧装置(灭弧罩)▼

就是这个红色的小部件,上面有一排金属片。开关触点处产生电弧后,会被吸引到这些金属片上。每两个金属片之间都可以产生一段新的电弧,然后再向后面的金属片上传导——直至把电弧拉扯到与整个灭弧罩的长度相同。

长度增加了,散热速度也就快了。你可以把电弧理解成火苗,没有了足够的热量,它就无法继续存在了。

空气开关是成本最低廉的一种灭弧方式,没有之一。但它并不是万能的,比如有些电路的电压比较高,产生的电弧很大,空气开关就不能用了;有些场所一点火星都见不得,自然也不能使用空气开关……

所以除了空气开关以外,还有许多灭弧方式。比如真空灭弧(真空开关),是让触点直接在真空环境下接触,没有空气,压根无法产生电弧;比如油浸开关,是利用冷却油包裹电弧,达到冷却的目的等等。

空气开关与漏电保护器的区别

空气开关与漏电开关共性:都是开关,

空气开关与漏电开关差别:空气开关是发生短路事故或故障才动作跳闸,而漏电保护开关是人身发生触电时才动作跳闸;空气开关容量可大可小,而漏电保护开关容量不易做大,一般单相居多。


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空气开关是我们对这种开关的俗称,我们专业术语称它为低压断路器(air circuit-breaker)。这种开关一般作为终端配电保护开关,可在楼宇配电系统中 用作房间配电保护开关的第三级和第四级即房间内各种设备,比如各种插座、照明灯具、家用电器等作为它们的保护开关。所以它在家庭和低压控制电路中使用的非常广泛。我们之所以称它为空气开关这主要是根据它在断开电路时所采用的一种灭弧措施而得名。那么下面我就和朋友们对这个低压自动保护电器做一番全面的剖析。

空气开关的由来与空气的关系

我们这里所说的空气开关是由于:这种开关的可分断的触头是在大气压力的空气中进行分断和闭合的所以我们就因为这种原因而把它称之为“空气开关”,简言之就是它能在空气中分断。

空气开关在断开和闭合的时候都会形成电弧,电弧的成因是由于触头在断开或闭合的瞬间触头间会建立一个强大的电场,电场电离了空气而产生的弧光放电显现,由于家用空气开关一般触点接触面比较小(大约0.5 mm²),而电弧的温度又非常的高,空气开关在经常处于开关状态的话会使触点的性能变差,为了保护触点在空气断路器中都设置了空气开关室灭弧栅,起到空气灭弧作用,空气开关的内部结构图如下图所示的那样。

从图中我们可以看到,空气开关灭弧室为了更有效的断开电弧,把整个空气灭弧室用金属片隔离成一段一段的,可以把电弧分割成若干小段这样让一条长电弧,变成多条短电弧,分散地吸引到这些金属片上,最终引起多条短电弧的总长度会直接加长,抑制了电弧产生更利于灭弧,同时还利用了金属散热快的特点直接让电弧散热加快就无法维持电弧的存在了,这也是低压电器常用的一种灭弧的方法,其结构名称如下图所示。

空气开关的短路和严重过载等其它保护作用

空气开关除了刚在说的其名字的由来和可以灭弧用作手动开关以外,其实它的主要作用还有对控制线路或负载起到短路保护、严重过载保护以及失压和欠压的保护等功能。当线路中的用电器发生短路或者严重过载时它能自动断开电路起到保护的作用,它的这个功能相当于熔断器和热继电器二者的作用,在小电流短路的场合空气开关的动作速度往往比熔断器熔断的速度还快,并且空开分断后不需要更换任何元件使用非常方便。所以它在家庭或者一些低压配电系统中使用十分广泛。

空气开关可以与漏电保护器(RCD)配合使用

在家庭用的空气断路器中我们常常会看到它会与一个附件联合安装使用,这个附件就是我们俗称的漏电保护器(RCD),它的保护用途有30毫安的,主要是当剩余电流大于30毫安时用来保护人身安全的,16A或10A的空气断路器常配备这种规格的漏电保护器联合使用。

另外漏电保护器还有100毫安、300毫安、500毫安、1000毫安等规格可以与不同规格的空气开关配合使用,可以做到预防电气火灾的作用。

以上就是我对这个问题的看法,欢迎大家参与讨论这个话题,敬请关注电子及工控技术。


电子及工控技术


作为一名家居领域的原创作者,很高兴向大家分享我的观点。

因为绝缘介质的不同而做的分类。比如说,用油做戒严开关叫做多油断路器。用空气做绝缘就叫做空气断路器俗称空气开关。

它的灭弧介质是空气。

断路器的工作原理就是灭弧原理。断路器,断开电路时在断开瞬间,动静触头,将会产生电弧。断路器能否断开电路就是能否熄灭断开电路,使触头间产生的电弧。

断路器可分为空气断路器,压缩空气当中的解真空断路器,六氟化硫断路器,有断路器的。

以上是我个人的观点,希望大家多多点赞,评论支持。



改写生活


空气开关.

大电流开关防止开关时出现的瞬间大电弧对人身设备造成伤害加入了惰性气体灭弧的开关

家里的配电箱那叫低压断路器.不叫空气开关.有些夜电工五金店老板瞎叫的


风殇雪寒


因为你离不开空气。


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