低壓斷路器的原理及應(yīng)用講義

1、alfanso低壓斷路器的原理 及應(yīng)用alfanso概述低壓斷路器(曾稱自動開關(guān))是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器可以手動直接操作和電動操作，也可以遠(yuǎn)方遙控操作。 alfanso分類低壓斷路器主要分為：框架斷路器（ACB air circuit breaker）塑料外殼式斷路器（MCCB mould case circuit）小型斷路器（MCB miniture circuit breaker）漏電斷路器（RCD）alfanso塑料外殼式斷路

2、器（MCCB）一般為63A以上，1250A以下。額定絕緣電壓800V，額定工作電壓690V。采用熱固性塑料作為外殼（一般為酚醛樹脂或DMC），具有短路及過載保護(hù)功能的斷路器。遵循GB 14048.2標(biāo)準(zhǔn)。alfanso小型斷路器（MCB）一般為1A-63A（現(xiàn)做到125A），額定電壓230/400V，采用熱塑性塑料（一般為尼龍料）為外殼，一般為家用或者類似場合使用的斷路器。在63A及其以下額定電流下，遵循GB 10963。1；在63A以上到125A額定電流的產(chǎn)品則需同MCCB，遵循GB 14048。2標(biāo)準(zhǔn)。漏電斷路器漏電斷路器在MCCB中一般分為兩種型式，一種為一體式的，及漏電和空開裝于一個(gè)整

3、體的外殼中，這種型式的漏電部分是不可拆卸。另外一種則是拼裝式的，這種型式漏電部分是以附件型式分離于空開主體，可拆卸。alfanso漏電斷路器漏電斷路器在MCB中也分為拼裝和一體兩種型式。一體式特點(diǎn)是價(jià)格便宜，但體積偏大（偏長）。拼裝式的特點(diǎn)是可拆卸，方便，但價(jià)格偏貴，按極數(shù)可分為：1P+N,2P,3P,3P+N, 4P.其中1P+N,2P，3P+N，4P的漏電附件在外觀上基本一樣，只有接線端上有所不同。alfansoalfanso應(yīng)用低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機(jī)械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護(hù)。 alfanso結(jié)構(gòu) 低壓斷路器一般由觸頭、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)和保護(hù)裝置

4、等組成。alfanso觸頭系統(tǒng) 觸頭(靜觸頭和動觸頭)在斷路器中用來實(shí)現(xiàn)電路接通或分?jǐn)唷?alfanso觸頭的基本要求 (1)能安全可靠地接通和分?jǐn)鄻O限短路電流及以下的電路電流； (2)長期工作制的工作電流； (3)在規(guī)定的電壽命次數(shù)內(nèi)，接通和分?jǐn)嗪蟛粫?yán)重磨損。 alfanso常用斷路器的觸頭型式 對接式觸頭、橋式觸頭和插入式觸頭。對接式和橋式觸頭多為面接觸或線接觸，在觸頭上都焊有銀基合金鑲塊(即觸點(diǎn))。大型斷路器每相除主觸頭外，還有副觸頭和弧觸頭。 alfanso觸頭參數(shù)開距：當(dāng)CB處于斷開狀態(tài)時(shí)，動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)的最短距離。超程：當(dāng)CB處于閉合狀態(tài)時(shí)，動觸點(diǎn)超出靜觸點(diǎn)的距離。終壓力：CB處

5、于閉合狀態(tài)時(shí)，使動觸頭和靜觸頭剛好分開的力。接觸面：CB處于閉合狀態(tài)時(shí)，動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)吻合的面積。同步性：2極以上產(chǎn)品，在CB閉合時(shí)，每極觸頭接觸時(shí)的時(shí)間差。alfanso開距開距其實(shí)是一種電氣間隙，為保證CB在斷開時(shí)動靜觸頭間不會產(chǎn)生擊穿以損壞設(shè)備。故開距是產(chǎn)品檢驗(yàn)的一個(gè)重要參數(shù)。理論上大于標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)規(guī)定值即可。實(shí)際中一般都超出此值。檢驗(yàn)方法：在CB斷開時(shí)，用游標(biāo)或者標(biāo)準(zhǔn)卡件放入動靜觸頭之間，對照檢驗(yàn)卡片給出參數(shù)，超出這個(gè)數(shù)值既可。alfanso超程超程的主要作用是保證動靜觸頭在多次分?jǐn)嗷蛘叽箅娏鞣謹(jǐn)嗪?，觸頭處于磨損或者燒損的情況下，依然能夠保證觸頭之間能良好接觸。避免事故。檢驗(yàn)方法：先在外

6、殼上定一基準(zhǔn)點(diǎn)，再在CB閉合的情況下，測量基準(zhǔn)點(diǎn)到動觸頭的距離，然后斷開CB，拆除靜觸頭，最后再在CB閉合的情況下測量基準(zhǔn)點(diǎn)到動觸頭的距離并與檢驗(yàn)卡片參數(shù)對照看是否合格。alfanso終壓力終壓力是確保CB接觸穩(wěn)定，溫升高低（主要表現(xiàn)為接觸電阻大?。约癐cu/Ics大小等的總要參數(shù)。終壓力的測量：在CB閉合的情況下，在同相進(jìn)出線端接通峰鳴器，再在動觸點(diǎn)后掛一圓線然后用一彈簧測力計(jì)給予垂直動觸頭向上的拉力并同時(shí)注意讀數(shù)，當(dāng)恰好處于蜂鳴器停止鳴叫時(shí)的讀數(shù)即為這一相觸頭的終壓力，最后與檢驗(yàn)卡片要求相對照，符合即可。alfanso接觸面接觸面最要目的是為了保證動靜觸頭的接觸面積，減小電流密度，從而

7、降低溫升和接觸電阻。檢測方法：將CB進(jìn)行合閘，再對動靜觸點(diǎn)接觸情況進(jìn)行目測，一般要求接觸面達(dá)到動靜觸點(diǎn)最小面積的90%以上即可。alfanso滅弧系統(tǒng) 滅弧系統(tǒng)用來熄滅觸頭間在斷開電路時(shí)產(chǎn)生的電弧。滅弧系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：一為強(qiáng)力彈簧機(jī)構(gòu)，使斷路器觸頭快速分開；一為在觸頭上方設(shè)有滅弧室。 alfanso操動機(jī)構(gòu) 斷路器操動機(jī)構(gòu)包括傳動機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)兩大部分 alfanso傳動機(jī)構(gòu) 按斷路器操作方式不同可分為：手動傳動、杠桿傳動、電磁鐵傳動、電動機(jī)傳動；按閉合方式可分為：貯能閉合和非貯能閉合。 一般在MCB和MCCB中，傳動機(jī)構(gòu)多采用4連桿變5連桿，通過過死點(diǎn)方式進(jìn)行穩(wěn)定閉合的方式。一般均為儲能閉

8、合。alfanso自由脫扣機(jī)構(gòu) 自由脫扣機(jī)構(gòu)的功能是實(shí)現(xiàn)傳動機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)之間的聯(lián)系。 在CB中主要表現(xiàn)為鎖扣，跳扣，再扣以及牽引桿之間的互鎖聯(lián)系上。自由脫扣機(jī)構(gòu)要求閉合穩(wěn)定且脫扣力小。脫扣力的大小將直接影響CB的瞬時(shí)及其延時(shí)特性。在檢驗(yàn)時(shí)也要求對脫扣力進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，看時(shí)候符合要求。alfanso保護(hù)裝置 斷路器的保護(hù)裝置由各種脫扣器來實(shí)現(xiàn)。 alfanso脫扣器型式 欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。過電流脫扣器還可分為過載脫扣器和短路脫扣器。 alfanso過電流脫扣器 防止過載和負(fù)載側(cè)短路 。一般分為瞬時(shí)脫扣及延時(shí)脫扣。alfanso瞬時(shí)脫扣器瞬時(shí)脫扣一般為電磁式脫扣，一般在63

9、A以下均用多匝線圈吸合式電磁鐵（一般為螺管直動式或者螺管拍合式）。通過調(diào)節(jié)線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié)其電磁吸力的大小來調(diào)節(jié)瞬時(shí)倍數(shù)。在63A以上多用U形拍合式，即將磁軛（靜鐵芯）直接鉚接在導(dǎo)電件（即接線的大銅排）上，動鐵芯上端可直接帶動牽引桿脫扣（可以理解為只有一匝線圈的電磁鐵），動鐵芯的回復(fù)力一般由一扭簧提供，可通過調(diào)節(jié)扭簧力大小來調(diào)節(jié)瞬時(shí)倍數(shù)。alfanso延時(shí)脫扣器按延時(shí)脫扣器的方式，斷路器可以分為純電磁式和熱磁式兩種。alfanso純電磁式純電磁式也稱油杯式，一般用于63A以下殼架其特點(diǎn)是，瞬時(shí)和延時(shí)均由一螺管電磁鐵實(shí)現(xiàn)，瞬時(shí)主要依靠外部線圈吸力，延時(shí)則是由油杯內(nèi)鐵芯的特性實(shí)現(xiàn)。純電磁式的特點(diǎn)是

10、其延時(shí)脫扣特性基本不受環(huán)境溫度的影響。alfanso油杯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)油杯由外殼，反力彈簧，動鐵芯，以及甲基硅油組成。銅質(zhì)外殼內(nèi)充滿甲基硅油（濃稠，流動性差，故可對鐵芯運(yùn)動產(chǎn)生阻力，達(dá)到延時(shí)的效果）。由于鐵芯的位置對線圈產(chǎn)生磁場力的大小有較大影響，故通過調(diào)節(jié)油杯的高度即可調(diào)節(jié)延時(shí)脫扣的時(shí)間。alfanso熱磁式即瞬時(shí)用電磁式脫扣，延時(shí)用熱雙金屬片脫扣方式。熱雙金屬片由膨脹系數(shù)小和膨脹系數(shù)大的兩種合金壓制在一起，故在受熱情況下雙金將會彎曲從而帶動牽引桿脫扣。在不同的額定電流下雙金的選用也不一樣，具體要根據(jù)雙金的比彎曲等調(diào)節(jié)。alfanso欠壓脫扣器 監(jiān)視工作電壓的波動，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低至70%35%額定

11、電壓或電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，斷路器可立即分?jǐn)?，在電源電壓低?5%額定電壓時(shí)，能防止斷路器閉合。帶延時(shí)動作的欠壓脫扣器，可防止因負(fù)荷陡升引起的電壓波動，而造成斷路器不適當(dāng)?shù)胤謹(jǐn)?。延時(shí)時(shí)間可為1s、3s和5s。 alfanso分勵脫扣器 用于遠(yuǎn)距離遙控或熱繼電器動作分?jǐn)鄶嗦菲鳌?alfanso斷路器的選用 額定電流在600A以下，且短路電流不大時(shí)，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時(shí)，應(yīng)選用萬能式斷路器。 家用一般用MCB，C型?，F(xiàn)多選用RCBO（即小型漏電斷路器）alfanso一般選用原則 (1)斷路器額定電流負(fù)載工作電流； (2)斷路器額定電壓電源和負(fù)載的額定電壓； (3)斷路器脫扣器

12、額定電流負(fù)載工作電流；(4)斷路器極限通斷能力電路最大短路電流； (5)線路末端單相對地短路電流/斷路器瞬時(shí)(或短路時(shí))脫扣器整定電流1.25； (6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓。 alfanso生產(chǎn)實(shí)際問題及解決觸頭系統(tǒng)短路過載alfanso觸頭系統(tǒng)觸點(diǎn)選擇，不同的額定電流下有不同的觸點(diǎn)材料，在大電流下為銀基觸點(diǎn)配對，在小電流下則多用銅基或者銅基-銀基配對。銅基觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于價(jià)格便宜，觸點(diǎn)硬度高，但易氧化，滅弧性能差。銀基觸點(diǎn)的特點(diǎn)是滅弧性能好，但價(jià)格較高。alfanso終壓力的調(diào)節(jié)方法終壓力主要是由觸頭彈簧來調(diào)節(jié)的，觸頭彈簧一般為扭簧，卡于轉(zhuǎn)軸與觸頭之間。終壓力的調(diào)節(jié)方法：用

13、一小一字起卡入彈簧和觸頭之間，用力改變扭簧角度即可；如若差距過大則需要更換彈簧。有部分?jǐn)嗦菲?，特別是大安培額定電流下，觸頭終壓力由壓簧給出，通過調(diào)節(jié)螺絲即可調(diào)節(jié)終壓力大小。alfanso短路保護(hù)CB電校的最常規(guī)項(xiàng)目就是瞬時(shí)和延時(shí)特性，這兩個(gè)特性也是斷路器最為重要的特性。CB根據(jù)用途不同也分為兩種類型，一種為配電保護(hù)型，另一種為電機(jī)保護(hù)型。alfanso配電保護(hù)型MCCB規(guī)定是10In20%誤差下脫扣，即要求8倍額定電流下瞬時(shí)脫扣機(jī)構(gòu)不動作，12倍額定電流下瞬時(shí)脫扣機(jī)構(gòu)動作。MCB分為B,C,D三型，（在GB10963-2003中，已取消D型），B型為3倍不動作5倍動作；C型為5倍不動作，10倍

14、動作；D型為10倍不動作20倍動作（特殊場合可以要求50倍動作，但是在實(shí)際中一般給出為10倍不動作，14倍動作）alfanso電機(jī)保護(hù)型MCCB按GB14048.4規(guī)定，電機(jī)保護(hù)型CB，可調(diào)型為8倍動作，15倍不動作；不可調(diào)型為12In20%誤差，即10倍不動作，14倍動作。MCB不存在電機(jī)保護(hù)型，一般說明書上均會注明不適用電機(jī)保護(hù)。但在實(shí)際應(yīng)用中，一般會用D型MCB用作電機(jī)保護(hù)。alfanso瞬時(shí)調(diào)節(jié)方法對于螺管吸合式CB，調(diào)節(jié)銜鐵高度，即調(diào)節(jié)氣隙的大小即可。對于U型拍合式CB，調(diào)節(jié)銜鐵彈簧（一般為扭簧）的角度，即調(diào)節(jié)銜鐵彈簧的扭力來調(diào)節(jié)瞬時(shí)倍數(shù)。alfanso延時(shí)特性對于MCCB，配電保護(hù)

15、型，要求1.05倍額定電流冷態(tài)情況下，63A 1小時(shí)內(nèi)不動作，63A 2小時(shí)內(nèi)不動作。然后在熱態(tài)1.30倍額定電流下， 63A 1小時(shí)內(nèi)動作，63A 2小時(shí)內(nèi)動作。對于MCB，63A以上，同MCCB，63A以下則為1.13倍額定電流冷態(tài)下，1小時(shí)內(nèi)不動作，然后在熱態(tài)1.45倍額定電流下，1小時(shí)內(nèi)動作。alfanso延時(shí)調(diào)節(jié)方法對于純電磁式CB，由于調(diào)節(jié)氣隙將會對瞬時(shí)產(chǎn)生影響，故在偏差范圍不大的情況下微調(diào)銜鐵高度，倘若偏差較大，則需根據(jù)實(shí)際情況作出是否更換油杯或者調(diào)節(jié)油杯高度的處理。對于熱磁式CB，由于其延時(shí)特性和瞬時(shí)特性調(diào)節(jié)并無明顯沖突，故只需調(diào)節(jié)雙金屬片的上的調(diào)節(jié)螺絲即可。alfanso關(guān)于

16、同殼架CB的區(qū)別在同一殼架下，可以涵括很多不同額定電流的型號，仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)CB在同一殼架下，不同安培下，其導(dǎo)線/導(dǎo)電件截面大小、電磁鐵彈簧線徑及匝數(shù)、雙金屬片型號及點(diǎn)焊/鉚接位置均會有所差別。alfanso導(dǎo)線/導(dǎo)電件截面不同導(dǎo)線/導(dǎo)電件截面對CB的影響主要表現(xiàn)在溫升上，同電流情況，截面積越小電流密度越高，故發(fā)熱越高（交流下的集膚效應(yīng)暫不考慮）。對于不同電流下截面積大小在國標(biāo)中有具體規(guī)定。由于考慮成本原因，加之如今銅價(jià)大幅上漲，故在實(shí)際應(yīng)用中往往在保證溫升情況下對導(dǎo)線截面積進(jìn)行消減，已達(dá)到節(jié)約成本的目的。alfanso電磁鐵區(qū)別對于螺管式電磁鐵，通常的區(qū)別在于匝數(shù)不同，電流越小，

17、匝數(shù)越多。對于U型拍合式電磁鐵，一般為銜鐵彈簧線徑和圈數(shù)不同（即力值不同）。在安培數(shù)差別較大時(shí)，磁軛形式和厚度也有所不同（通常同一殼架下形式一樣）。alfanso雙金屬片區(qū)別不同安培下選用的雙金比彎曲和溫度特性不同。又由于電流不同，CB發(fā)熱情況不同，故雙金受熱方式也分為直熱式和徬熱式。一般在小安培電流下采用直熱式，在大安培電流下采用徬熱式。在發(fā)熱不夠的情況下可通過加高點(diǎn)焊/鉚接位置或加電阻絲的方式進(jìn)行補(bǔ)償。alfanso機(jī)構(gòu)動作原理MCCB以及MCB基本為四連桿變五連桿，通過過死點(diǎn)進(jìn)行閉合，以及通過破壞死點(diǎn)的方式使機(jī)構(gòu)回位斷開。一般超程的大小可以由過死點(diǎn)角度來控制。alfanso終壓力特點(diǎn)加大

18、終壓力可以減小接觸電阻從而降低CB溫升。加大終壓力可能會引起觸頭閉合時(shí)彈跳。加大終壓力會對CB的Icu/Ics產(chǎn)生影響。MCCB中N,S,H區(qū)別在MCCB中同殼架同安培的CB也可分為N,S,H即經(jīng)濟(jì)型，標(biāo)準(zhǔn)型和高分?jǐn)嘈?。這三種類型在外觀上無差別，其具體差別主要表現(xiàn)于Icu/Ics的不同即滅弧系統(tǒng)的不同，由于越高的分?jǐn)嗥銲cu/Ics越高即需耐受的電流越大，對滅弧有著越高的要求，故越高分?jǐn)?，其觸頭，觸點(diǎn)，滅弧室均有較大區(qū)別，一般在高分?jǐn)嘈虲B中會加裝產(chǎn)氣裝置以及用分?jǐn)喔玫你y點(diǎn)來加強(qiáng)滅弧。alfansoIcu/Ics的含義這兩個(gè)數(shù)值是體現(xiàn)斷路器性能的重要數(shù)據(jù)，數(shù)值越高，說明此斷路器性能越好。然而在終端配電中，由于受變壓器性能的限制，一般短路最大電流不會超過10KA，故在MCB中，這個(gè)數(shù)值超過10KA在應(yīng)用中沒有太多含義。alfanso漏電值大小的應(yīng)用場合