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电气-接触器与空气开关

目录:

1)各种弧光 2)直流电弧的特性及熄弧方法3)交流电弧的特性及熄弧方法

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交流接触器的电磁铁芯有涡流,所以电磁铁芯一个接一个地叠加在一起。过零瞬间防止电磁释放,并在电磁铁芯上添加短路环,线圈匝数小,电流大,线径粗。当启动接触器的电源是交流电时,必须使用交流接触器。

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直流接触器电磁铁芯是整个铁芯,线圈细长,匝数特别多。当启动接触器的电源为直流时,必须使用直流接触器。

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低压控制电器是电力拖动和自动控制系统中最常用的一种。作为连接、断开线路或频繁控制电机等设备的执行元件。也可用于容性负载的通断控制。

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1)线圈烧毁

如果工作电源电压过高,超过额定电压的110%可能会烧坏线圈。

工作电源电压过低,低于额定值的85%也可能烧坏接触器线圈,这是由于接触器电路电抗值小、电流过大引起的。

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1)八小时工作制

2)短时工作制

3)间歇周期工作制

4)不间断工作制度是保持主触点闭合并承载一个稳定电流持续时间超过8小时(几周甚至几年),不断电流。当接触器长时间保持不变时,容易接触氧化和灰尘积聚,导致散热条件恶化,相对绝缘降低,容易爬电甚至短路。当工作条件要求接触器在此类工作系统中工作时,必须使用或特设交流接触器,选择灰尘不易聚集、爬电间距大的型号。灰尘和腐蚀性气体的环境应特别注意这一问题。此外,永磁交流接触器可以考虑,但价格昂贵。

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传统的交流接触器会燃烧线圈,因为线圈和铁芯在工作时会发热,尤其是电压、电流和磁隙增大时,而永磁交流接触器不可能燃烧线圈。接触烧蚀主要由分闸、合闸时产生的电弧引起。与传统接触器相比,永磁交流接触器除了具有相同的电磁功能外,还具有永磁功能,因此关闭速度远快于传统交流接触器,经过检测,永磁交流接触器合闸时间一般小于20ms,而传统接触器合闸速度一般在60ms左右。分闸时,永磁交流接触器除分闸弹簧的作用外,还具有磁极相斥力的作用,这两种作用使分闸的速度较传统接触器快很多,经检测,永磁交流接触器分闸时间一般小于25ms,而传统接触器分闸速度一般在80ms以上。此外,线圈和铁芯的发热会降低主触头容量,电压波动导致的吸力不够或振颤会使传统接触器主触头发热、拉弧甚至熔焊。永磁交流接触器触头寿命与传统交流接触器触头相比,在同等条件下寿命提高3-5倍。

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上图空气开关过电流时双金属片受热形变,向右运动顶住1,2脱扣逆时针运动,3在回位弹簧的作用下向左运动,触点分断。

如果发生瞬间大电流,扼流圈感应电流达到动作程度,4往左运动,顶1的下端,2脱扣逆时针运动,3在回位弹簧的作用下向左运动,触点分断。

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1)各种弧光

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2)直流电弧的特性及熄弧方法

空气被击穿电离后,由于温度极高,大约为6000K,因而产生大量的热。这些热既能用来电焊,但也能对开关电器产生破坏作用。电弧其实是一条炽热的等离子体气体。电弧气体越热,它的等效电阻就越小,电弧电流也就越大。因此电弧的伏安特性曲线具有负阻特性,如下图,这一点非常重要。

图1采取电阻灭弧的方法,对应于方法1;图2采取在电感线圈的反向电动势回路中增加泄放二极管和电阻串联的方式,此法亦为方法1;图3采用阻容吸收的方式,图4与图2类似,常用于晶体管开关电路;图5是配电和继保线路中常见方式,采取同类触点串联,使得短弧变为长弧,以对电弧降温熄弧。

说到直流熄弧,一定要谈到灭弧栅。如下:

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3)交流电弧的特性及熄弧方法

上图是电阻性负载的电压和电流波形图,下图是电感性负载的电压和电流波形图。注意到感性负载时电压超前电流90度。

区别于直流电弧,交流电弧在电流过零的时刻,电弧会自动熄灭,而在电流过零后,如果条件具备,则又重新起弧。

这种在电流过零前后电弧熄灭的情况,被称为交流电弧的零休现象。见下图:

对于以空气作为绝缘介质的低压电器来说,用三聚氰胺作为电弧隔板时,电弧的热量会使得这种材料释放出类似六氟化硫特性的气体,如氢气和氮气,由此加强介质恢复强度,使得交流电弧不再重燃。

近阴极效应由于时间短,对于中压的长弧不起任何作用,但对于低压电弧来说,能起到很好的限制起弧和限流作用。

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