空气开关,又名空气断路器,是断路器的一种。只要电路中电流超过额定电流就会自动断开,它集控制和多种保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外,还可对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护,同时可用于不频繁地启动电动机。
1、基本定义

空气开关,又名空气断路器,是断路器的一种,它是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。
2、工作原理
热动式脱扣:当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元件产生一定热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触头分断,切断电源。
电磁式脱扣:当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流超过瞬时脱扣整定电流值,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。
复式脱扣:同时具备热动和电磁两种脱扣方式,综合了两者的优点,提高了保护的可靠性和准确性。
3、主要作用
短路保护:当电路中发生短路故障时,空气开关能迅速检测到短路电流,并立即跳闸,切断电路,防止短路电流对电器设备和线路造成损坏,避免引发火灾等安全事故。
过流保护:如果电路中的电流超过了空气开关的额定电流,达到过载的程度,空气开关会在一定时间后自动跳闸,以保护电路中的电器设备不过载运行,延长设备的使用寿命。

欠压保护:当电源电压低于设定的欠电压值时,空气开关会自动跳闸,避免电器设备在欠压状态下运行不稳定,甚至损坏设备。
过压保护:当电源电压过高时,空气开关也会跳闸,防止电器设备因过压而损坏。
4、主要附件
电动操作机构:用于远距离自动分闸和合闸断路器,有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种。
辅助触头:主要用于断路器分、合状态的显示,接在断路器的控制电路中通过断路器的分合,对其相关电器实施控制或联锁。
报警触头:用于断路器事故的报警触头,且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作,主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣,报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置,接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等,显示或提醒断路器的故障脱扣状态。
分励脱扣器:是一种用电压源激励的脱扣器,它的电压可与主电路电压无关,是一种远距离操纵分闸的附件,当电源电压等于额定控制电源电压的70%110%之间的任一电压时,就能可靠分断断路器,是短时工作制,线圈通电时间一般不能超过1S。
5、常见分类

按极数分:可分为单极、两极、三极、四极等,单极空气开关通常用于控制220V相线电源,双极空气开关用于220V相线和零线同时通断,三极空气开关用于380V三相异步电机接线等。
按保护形式分:有电磁脱扣器式、热脱扣器式、复合脱扣器式(常用)和无脱扣器式。
按全分断时间分:可分为一般和快速式(先于脱扣机构动作,脱扣时间在0.02秒以内)。
按结构型式分:有塑壳式、框架式、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式。
6、主要参数
额定电压:是指空气开关在规定的环境温度下所能无限承受的最大电压值,一般为220V/380V等。
额定电流:指空气开关在规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值,如10A、16A、20A、32A、40A、63A等。
脱扣电流:指在规定时间内通过空气开关且引起空气开关脱扣的最小电流值,分为过电流脱扣电流和短路脱扣电流。
短路能力:指空气开关在短路情况下能够承受的最大电流值,一般用短路分断能力来表示,单位为KA。
7、应用场景
家庭用电:可用于控制照明、插座等支路的电源,当某个支路出现短路或过载故障时,相应的空气开关会自动跳闸,不影响其他支路的正常用电,客厅的插座回路、卧室的照明回路等都可以分别由不同的空气开关来控制。
工业领域:广泛应用于各种工厂、矿山、建筑等场所的电气设备控制和保护,如电机的启动和停止控制、配电箱中的总开关和分开关等,对于一些重要的生产设备,还可以选择具有漏电保护功能的空气开关,以确保操作人员的安全。
FAQs
1、问:空气开关跳闸后,应该如何检查和处理?
答:首先应检查是否有明显的电线破损、电器故障等外部原因,如果没有外部问题,再考虑是否是空气开关本身的问题,如老化、损坏等,可以尝试重新合闸一次,看是否能够正常恢复供电,如果合闸后又立即跳闸,建议更换新的空气开关或请专业电工进行检修。
2、问:如何选择合适的空气开关?
答:应根据电路的额定电压、额定电流、负载性质以及所需的保护功能等因素来选择,家庭照明回路可选用10A或16A的空气开关;插座回路根据负载大小可选择16A或20A的空气开关;空调等大功率电器回路则需要选择20A或更大的空气开关,还需要考虑空气开关的质量、品牌、性价比等因素。
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