在家庭電路系統中,有一個非常重要的部件,那就是空氣開關。空氣開關也稱空氣斷路器,是保護家庭電路安全非常重要的一個部件。在電路發生過載、短路時,空氣開關可以有效的保護線路和電源。那麼它為什麼被稱為空氣開關呢?它跟空氣又有什麼關係呢?
其實在回答這個問題之前我們要先了解電弧以及滅弧。當我們在合閘或斷閘的時候,經常會發現一團亮光,其實這就是簡單的電弧。在電器觸頭以及周圍的介質中有大量可被遊離的電子,在一定電壓和電流下開斷開關時,觸頭間隙會產生一團溫度極高、亮度極強並能導電的氣體,這就是電弧。它對觸頭有很大的破壞作用,比如我們經常會看到接觸點發黑被燒等,除此之外,它還會使斷開電路的時間延長,這是很危險的。因此人們就想到方法將電弧消滅,這就是滅弧。滅弧介質通常由氣體和液體,而空氣開關就是以空氣為滅弧介質的,因此,空氣開關是以它的滅弧介質命名的。
在大家理解了為什麼叫空氣開關後,我們就要講一講空氣開關的結構與原理了。空開主要是用於防止過載和短路,而兩種保護作用是透過不同的機制實現的。空開主要由以下幾部分組成,即觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等組成。其中滅弧系統即滅弧罩,用以熄滅分離觸點時產生的火花。操作機構即控制開關,透過機械移動可以開啟或關閉空開。脫扣觸動機制有兩套,一套為熱脫扣器,是兩種不同的金屬片。一套是電磁脫扣器,是一套螺旋管線圈。
當我們合上開關時,電流透過螺旋管線圈達到雙金屬片,然後進入負載端。當電路中的電流處於正常狀態時,斷路器中發熱量並不會太大,不會超過斷路器發熱量的門限限制值,斷路器會一直正常工作,不會跳閘。
當電路發生過載時,電流會變大,此時發熱量急劇增加。當發熱量達到一定值時,雙金屬片就會變形,而不同材質的金屬片會以不同的速度發生變形,一個金屬片會比另一個金屬片彎曲的快,此時雙金屬片就會分離。當金屬片變形到一定程度時,就會觸動脫口機構中的槓桿,從而使斷路器脫扣,從而達到超負載保護的作用。
當電路發生短路時,斷路器中的電流會增大10倍到12倍,此時螺旋管線圈產生的磁場增大,其產生的吸力可以克服反力彈簧的力,從而拉動脫扣器脫扣,電路瞬間被斷開。
我們前面提到,在觸點斷開的瞬間會產生電火花,這些火花則可能損壞元件,因此需要將其儘快熄滅。此時,滅弧罩就起到了作用。滅弧罩安裝著若干絕緣板的金屬板,在絕緣板的作用下,金屬板被分割成若干小塊。電火花會朝著滅弧罩的方向行進,但是由於絕緣板的存在,火花被分解成若干小塊,導板之間的距離增加,電火花無法長時間維持,從而被熄滅。
在這其中很多人會將空開和漏電保護器混淆。漏電保護器其實是多了一個漏電保護的功能,即發生漏電時,斷路器可以瞬間斷開,保護人的生命安全。其實在外形上很容易區分兩者,漏電保護器上有一個很明顯的按鈕,旁邊寫著每月按一次。
安全用電是對我們自己人身安全的保護,也是對他人生命安全的尊重。所以大家不要為了省幾個錢而忽略的空開。