空氣開關和漏電保護器可以安裝一起嗎?兩者有何區別?總算明白了

​空氣開關的基本原理:

空氣開關的意思就是空氣絕緣的斷路器,它的符號是MCB,意思就是微型斷路器。

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我們看下圖:

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圖中,我們把MCB中用於短路保護的部件叫做磁脫扣器,把MCB中用於過載保護的部件叫做熱脫扣器。

磁脫扣器的核心就是線圈和它的鐵芯。當線圈中流過短路電流時,電磁線圈產生的磁場和磁通作用在鐵芯端面的銜鐵上,使得MCB執行脫扣跳閘。

至於熱脫扣器,它的核心是雙金屬片。我們設想雙金屬片的一面是鐵片,另一面是銅片。鐵片和銅片的熱膨脹係數不一樣,導電性越好,熱膨脹係數就越高。於是當電流流過雙金屬片發熱體後,雙金屬片發熱彎曲。等延續了一段時間後,雙金屬片彎曲的力度和程度足夠時,它推動空氣開關執行脫扣跳閘。

空氣開關其實是低壓熱磁式斷路器中的一種。我們看下圖,此圖是熱磁式斷路器的結構模式圖:

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我們設斷路器的額定電流是I,斷路器的動作時間t與電流I之間的關係是:

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我們把上面公式中的關係叫做反時限關係。我們看到,電流越大,斷路器的動作時間就越短。

我們看下圖:

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圖中有4種不同的MCB脫扣特性,即B特性、C特性、D特性和K特性。我們以B特性為例來討論。

我們看到,當短路電流小於3倍額定電流In時(3In),空氣開關的短路保護不動作;當短路電流大於3In後,空氣開關動作。

我們看下圖:

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此圖就是上圖中提到的B特性曲線圖,注意過載保護的電流值從1.13In開始。

我們再來看漏電保護器的工作原理:

漏電保護器的符號是RCD。

我們看下圖:

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圖中,我們看到了零序電流互感器的鐵芯,其中穿過了一條相線L和一條中性線N。由於相線電流IL和中性線電流IN的N中大小相等方向相反,即IL+IN=0,所以在正常狀態下,零序電流互感器鐵芯中不會出現磁通,RCD當然不會動作。

當發生漏電時,漏電流Id從地線PE中流出,此時的電流關係為:

IL+Id+IN=(IL+IN)+Id=Id,RCD的鐵芯中出現磁通,它的副邊繞組會產生動作電壓,並驅動RCD中的操控機構動作。操控機構的動作推動了與RCD相接的前接MCB,執行線路開斷操作。

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此可見,RCD不能獨立,必須與MCB共同組成系統,執行漏電保護操作。

上圖的右圖中,如果用電設備的外殼未接地,則RCD不會執行漏電保護。

對於帶零線的接地系統TN-C,它只有火線和零線,沒有地線。當用電設備發生漏電時,RCD的零序電流互感器不會產生磁通,因而不會動作。所以,RCD不適用於TN-C接地系統。

不過,當人體觸及火線時,由於觸電產生的電流經由大地返回電源,使得RCD的零序電流互感器中流過了等效漏電流Id,漏電保護器RCD就會動作。從這個觀點看,RCD還是可以用於TN-C接地系統的。當然,在TN-C-S和TN-S接地系統中,RCD的保護在先,防範了人體觸電事故。在TN-C接地系統中,則人體觸電在先,RCD的保護在後。可見,對於TN-C接地系統,最好自己構建一條地線,構成TN-C接地系統下的TT系統,確保用電安全。

一般地,對於人身安全防護,漏電動作電流是30毫安;對於防止電氣火災,漏電動作電流大於100毫安;對於兼有人身安全防護和消防防護,漏電動作電流在30到100毫安之間。

我們看下圖:

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給出了RCD的動作電流範圍,從30毫安一直到500毫安,這些不同規格的RCD可以用於不同的漏電保護情況。

最後,我們看一套典型的居家配電箱照片:

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由此可見,兩者是可以安裝在一起。



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