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信平变压器:低压断路器分析与介绍

2018-03-03 08:54:13 德州信平电子有限公司 阅读

低压断路器

低压断路器(low-voltage circuit breaker)在交流电压1200V、 真流电压1500V及以下配电线路中能自动接通、承载和分断电路电流的开关电器,又称自动空气开关、自动开关、自动断路器。电路运行条件分为正常和非正常(如过载、短路、欠电压等)两种情况。一般用途的低压断路器可用于交流电路及直流电路中,有些断路器专为交流或直流电路而设计,因此它只能适用于一种电路。低压断路器的主要技术参数有额定电压、额定电流、脱扣器动作特性、分断能力、短时耐受电流、限流能力、操作性能(机械寿命和电寿命)、允通能力等。

结构

低压断路器由触头系统、灭弧系统、过电流脱扣器、操动机构、框架或外壳及附件等组成。

触头系统用于通断电路,并在接通位置时承载电流。有的低压断路接通位置时承载主电路电流,前者仅用于在接通位置时承载主电路电流,后者用于通断电路是产生并承受电弧。

灭弧系统用于熄灭触头电弧,该电弧在触头通断电流时产生的。

过电流流脱扣器与断路器机械传动机构相连,用以释放锁扣件使断路器分断。

操作机构包括断路器动作的机械操作与传动机构及防止合闸机构。防止合闸机构用于防止在联锁机构不允许合闸情况下误合闸。

框架或外壳把以上各部分组合在一起,通常为金属框架或塑料外壳。

附件作为断路器功能的派生补充,为断路器增加了控制手段和保护功能。内部附件包括负责触头、报警触头、分励脱扣器、欠电压脱扣器等;外部附件包括电动操动机构、释能电磁铁、转动操作手柄、加长手柄、手柄闭锁装置等。

工作原理

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图1所示为一个三极低压断路器原理示意图。断路器的主触头。串联于三相电路并处于接通状态,传动杆由锁扣传动杆由锁扣传动杆由锁扣钩住,分断弹簧受到拉伸。当电路电流超过一定时过电流脱扣器的衔铁吸合,顶杆向上运动将锁扣顶开,分断弹簧使触头分断。当电路电压降低至一定值时,失电压脱扣器的衔铁释放,将锁扣向上顶开,使触头分断。分励脱扣器由控制电源供电,可以根据操作人员的令或其他信号使线圈通电,其铁芯向上运动并驱动断路器触头分断。

低压断路器的分断能力较高,主要是其操动机构为典型的五连杆机构,其分合闸过程是一个瞬间的动作过程,包含高速的碰撞。低压断路器分闸时,操动机构处于图2(a)所示的位置,合闸时,作用到手柄11上的操作力通过弹簧7传递到连杆机构的4点,并带动机构快速运动,低压断路器快速合闸,达到图2(b)所示的位置。在短路电流产生而脱扣器未动作之前,如果电动斥力足够克服触头预压力和触头重力,动触头可被斥开一定的角度,当短路电流引起锁扣12转动时,在分断弹簧7作用下,跳扣13绕轴6逆时针转动,5点成为活点,同时连杆3一4、4一5脱离死区,变成五连杆机构,触头快速分断,低压断路器脱扣。由于五连杆机构有两个自由度,低压断路器在脱扣状态下,触头处于打开位置,如图2(c)所示,此时断路器无法闭合。

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图2 低压断路器处于分闸、合闸、脱扣状态时的操动机构示意图

(a)分闸状态;(b)合闸状态:(c)吸扣状态

1、2、6一转轴;3—4一下连杆;4一5一上连杆;

7一弹簧;8—弹赞与手柄连接点;9一触头:

10一锁扣与跳扣连接点;11一手柄;12—锁扣;13一跳扣

分类

低压断路器分类方法有多种:

①按用途可分为配电线路用、电动机用、照明线路用和漏电保护(剩余电流动作)用断路器等。

②按在短路情况下的使川类别可分为A类和B类。A类断路器在短路情况下无选择性保护所需要的人为短延时,因而无短时耐受电流要求;B类断路器在短路情况下,可实现选择性保护,有人为短延时,因此有短时耐受电流要求。

③按极数可分为单极、二极、二极、四极断路器。单极断路器用于交流单相线路,二极断路器用于单相或两相线路,三极断路器用于三相线路,四极断路器用于三相四线制线路;而用于直流电路的仅有单极和二极断路器。

④按结构形式可分为万能式(框架式)断路器、塑料外壳式断路器、小划断路器。万能式断路器和塑料外壳式断路器主要用于低压配电线路过载、短路或欠电压保护.也可用于不

频繁接通和分断电路,而小型断路器主要用于终端配电系统导线和家用电器过载与短路保护。

⑤按电流性质可分为交流、直流和交直流断路器。一般的低压断路器可在交流电路及直流电路中工作。在大功率直流电路中需使用直流快速断路器,这种断路器的动作时间极短.灵敏度高.限流能力强,能较好地保护硅整流装置。

⑥按有无限流作用分为限流式和非限流式。限流式断路器带有电动斥力快速脱扣机构,分断时间短.电路发生短路时,短路电流还没有上升到址大值,断路器触头已分断,它对短路电流有限流作用,大大减轻了短路电流对电气设备产生的破坏作用。非限流式断路器无法限制短路电流的增长,承受短路电流时间长,因此分断能力低。另外,低压断路器还可以按传动方式、脱扣器种类等分类。

发展趋势

低压断路器将向大容量、高性能和智能化方向发展。限流技术和灭弧技术使低压断路器的短路分断能力不断提高。缩短选择性保护时间,可以降低电气设备动稳定和热稳定要求,实现全范围选择性保护,从根本上避免低压配电系统越级跳闸和故障级断路器正常分断后上级断路器同时分闸的问题。微处理器的应用使低压断路器具有智能保护与控制功能。现场总线技术的应用使低压断路器成为网络电器,实现双向通信与远程监控功能。


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