低壓斷路器基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)
低壓斷電器是低壓電力系統(tǒng)中的主要電器設(shè)備之一。低壓斷路器可在正常負(fù)荷下接通或斷開(kāi)電路,當(dāng)電路中發(fā)生短路故障或過(guò)載時(shí),低壓斷路器可自動(dòng)掉閘電路起到保護(hù)氣線(xiàn)路和電氣設(shè)備的作用,并可防止事故范圍擴(kuò)大。
低壓電路器可用于低壓配電裝置中做總開(kāi)關(guān)和支路開(kāi)關(guān),也可用于電動(dòng)機(jī)不頻繁的起動(dòng)控制。
一、低壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)
低壓電路器由脫扣器、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、基架和外殼等部分組成。
1、脫扣器
脫扣器是低壓斷路器中用來(lái)接受信號(hào)的元件。若線(xiàn)路中出現(xiàn)不正常情況或由操作人員或繼電保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)時(shí),脫扣器會(huì)根據(jù)信號(hào)的情況通過(guò)傳遞元件使觸頭動(dòng)作掉閘切斷電路。低壓斷路器的脫扣器一般有過(guò)流脫扣器、熱脫扣器、失壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器等幾種。它們的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。
圖1 低壓斷路器的脫扣器
低壓斷路器投入運(yùn)行時(shí),操作手柄已經(jīng)使主觸頭閉合,自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸頭鎖定在閉合位置,各類(lèi)脫扣器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
(1)電磁脫扣器
電磁脫扣器與被保護(hù)電路串聯(lián)。線(xiàn)路中通過(guò)正常電流時(shí),電磁鐵產(chǎn)生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力,銜鐵不能被電磁鐵吸動(dòng),斷路器正常運(yùn)行。當(dāng)線(xiàn)路中出現(xiàn)短路故障時(shí),電流超過(guò)正常電流的若干倍,電磁鐵產(chǎn)生的電磁力大于反作用力彈簧的作用力,銜鐵被電磁鐵吸動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭。主觸頭在分閘彈簧的作用下分開(kāi)切斷電路起到短路保護(hù)作用。
(2)熱脫扣器
熱脫扣器與被保護(hù)電路串聯(lián)。線(xiàn)路中通過(guò)正常電流時(shí),發(fā)熱元件發(fā)熱使雙金屬片彎曲至一定程度(剛好接觸到傳動(dòng)機(jī)構(gòu))并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),雙金屬片不再繼續(xù)彎曲。若出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象時(shí),線(xiàn)路中電流增大,雙金屬片將繼續(xù)彎曲,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)釋放主觸頭,主觸頭在分閘彈簧的作用下分開(kāi),切斷電路起到過(guò)載保護(hù)的作用。
(3)失壓脫扣器
失壓脫扣器并聯(lián)在斷路器的電源測(cè),可起到欠壓及零壓保護(hù)的作用。電源電壓正常時(shí)扳動(dòng)操作手柄,斷路器的常開(kāi)輔助觸頭閉合,電磁鐵得電,銜鐵被電磁鐵吸住,自由脫扣機(jī)構(gòu)才能將主觸頭鎖定在合閘位置,斷路器投入運(yùn)行。當(dāng)電源側(cè)停電或電源電壓過(guò)低時(shí),電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力,銜鐵被向上拉,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)使斷路器掉閘,起到欠壓及零壓保護(hù)作用。
電源電壓為額定電壓的75%~105%時(shí),失壓脫扣器保證吸合,使斷路器順利合閘。當(dāng)電源電壓低于額定電壓的40%時(shí),失壓脫扣器保證脫開(kāi)使斷路器掉閘分?jǐn)唷?/P>
一般還可用串聯(lián)在失壓脫扣器電磁線(xiàn)圈回路中的常閉按鈕做分閘操作。
(4)分勵(lì)脫扣器
分勵(lì)脫扣器用于遠(yuǎn)距離操作低壓斷路器分閘控制。它的電磁線(xiàn)圈并聯(lián)在低壓斷路器的電源側(cè)。需要進(jìn)行分閘操作時(shí),按動(dòng)常開(kāi)按鈕使分勵(lì)脫扣器的電磁鐵得電吸動(dòng)銜鐵,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu),使低壓斷路器掉閘。
在一臺(tái)低壓斷路器上同時(shí)裝有兩種或兩種以上脫扣器時(shí),則稱(chēng)這臺(tái)低壓斷路器裝有復(fù)式脫扣器。
2、觸頭系統(tǒng)
低壓斷路器的主觸頭在正常情況下可以接通分?jǐn)嘭?fù)荷電流,在故障情況下還必須可靠分?jǐn)喙收想娏鳌V饔|頭有單斷口指式觸頭、雙斷口橋式觸頭、插入式觸頭等幾種形式。主觸頭的動(dòng)、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸點(diǎn),其接觸電阻小,可以長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)較大的負(fù)荷電流。在容量較大的低壓斷路器中,還常將指式觸頭做成兩擋或三擋,形成主觸頭、副觸頭和弧觸頭并聯(lián)的形式。
圖2 低壓斷路器的主觸頭和弧觸頭
兩接觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示,分為弧觸頭和主觸頭。弧觸頭用耐弧金屬材料制成,主觸頭和弧觸頭在斷路器分、合閘時(shí)有不同的作用和操作次序。開(kāi)關(guān)合閘時(shí),弧觸頭承擔(dān)合閘的電磨損;開(kāi)關(guān)分閘時(shí),弧觸頭承擔(dān)電路分?jǐn)鄷r(shí)的強(qiáng)電弧,起保護(hù)主觸頭的作用;主觸頭承擔(dān)長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流的任務(wù)。所以在合閘時(shí)弧觸頭先閉合、主觸頭后閉合;分閘時(shí)主觸頭先斷開(kāi)、弧觸頭后斷開(kāi)(如圖2所示)。
大容量的斷路器中為了更好地保護(hù)主觸頭又增設(shè)了副觸頭,即為三接觸頭,合閘時(shí)的動(dòng)作順序?yàn)榛∮|頭先閉合,然后副觸頭閉合,最后弧觸頭閉合;分閘時(shí)的操作順序?yàn)榛∮|頭先分?jǐn)啵缓蟾笨h觸頭分?jǐn)啵詈笾饔|頭分?jǐn)唷?BR>3、滅弧裝置
低壓斷路器中的滅弧裝置一般為柵片式滅罩,滅弧室的絕緣壁一般用鋼板紙壓制或用陶土燒制。
二、低壓斷路的保護(hù)特性
為起到良好的保護(hù)作用,低壓斷路器的保護(hù)特性必須與被保護(hù)線(xiàn)路及設(shè)備的允許過(guò)載特性相匹配。低壓斷路器的保護(hù)特性是由它們所裝的脫扣器型式?jīng)Q定的。曲線(xiàn)Ⅰ是熱脫扣器的保護(hù)特性。過(guò)電流較小時(shí)斷路器保護(hù)動(dòng)作所需的時(shí)間長(zhǎng)。過(guò)電流較大是斷路器保護(hù)動(dòng)作所需時(shí)間短。這種保護(hù)特性稱(chēng)反時(shí)限保護(hù)特性,即斷路器動(dòng)作時(shí)間與過(guò)電流值的大小成反比。曲線(xiàn)Ⅱ-BDF為電磁脫扣器的保護(hù)特性,具有瞬時(shí)動(dòng)作的性質(zhì),即只要過(guò)電流達(dá)到一定數(shù)值,斷路器將瞬時(shí)動(dòng)作。同時(shí)裝有以上兩種脫扣器的斷路器具有曲線(xiàn)Ⅰ和曲線(xiàn)Ⅱ相交而成的保護(hù)特性(曲線(xiàn)ABDF),稱(chēng)為兩段式保護(hù)特性,即過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬時(shí)動(dòng)作的特性。這樣才能使保護(hù)對(duì)象工作在允許過(guò)載特性之下,防止保護(hù)對(duì)象受到不能承受的短路電流沖擊而損壞。
還有些低壓斷路器具有有三段保護(hù)特性(曲線(xiàn)abc),即過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)(曲線(xiàn)bcd段)、特大短路瞬時(shí)動(dòng)作。這樣可以充分利用電氣設(shè)備的允許過(guò)載能力,盡可能地縮小故障停電的范圍。
三、低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)
1、額定電壓
(1)額定工作電壓
斷路器的額定工作電壓是指與能斷能力及使用類(lèi)別相關(guān)的電壓值。對(duì)多相電路是指相間的電壓值。
(2)額定絕緣電壓
斷路器的額定絕緣電壓是指設(shè)計(jì)斷路器的電壓值,電氣間隙和爬電距離應(yīng)參照這些值而定。除非型號(hào)產(chǎn)品技術(shù)文件另有規(guī)定,額定絕緣電壓是斷路器的最大額定工作電壓。在任何情況下,最大額定工作電壓不超過(guò)絕緣電壓。
2、額定電流
(1)斷路器殼架等級(jí)額定電流用尺寸和結(jié)構(gòu)相同的框架或塑料外殼中能裝入的最大脫扣器額定電流表示。
(2)斷路器額定電流
斷路器額定電流就是額定持續(xù)電流。也就是脫扣器能長(zhǎng)期通過(guò)的電流。對(duì)帶可調(diào)式脫扣器的斷路器是可長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。
例如DZ10-100/330型低壓斷路器殼架額定電流為100A,脫扣器額定電流等級(jí)有15A,20A,25A,30A,40A,50A,60A,80A,100A等九種。其中最大的額定電流100A與殼架等級(jí)額定電流一致。
3、額定短路分?jǐn)嗄芰?BR>斷路器在規(guī)定條件下所能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?BR>四、低壓斷路器型號(hào)意義
低壓斷路器型號(hào)的意義如圖3所示。
圖3 低壓斷路器型號(hào)的意義
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