断路器结构的设计

1 1 总体结构布置 万能式低压断路器采用平面布置 即所有的零部件 如触头系统 操作机构 各种脱扣器 安装支架 主轴 脱扣轴等都铺开布置在一块绝缘底版上 这种布置方式的优点是容易接 触到每一个部件 便于装配和调整 也便于更换易零部件 便于维修 其缺点是安装面积 较大 降低了断路器的经济指标 断路器设计为并联回路且为横向布置 1 1 各部件的配置 断路器所需要的部件是根据产品技术任务书的规定进行安装 即按需要而配置 例如 需 要电动操作 则需要配制电磁铁或电动机操作机构 又如要求远距离脱扣的话 则需加装 分励脱扣器 需要达到欠电压保护的话 则需加装欠电压脱扣器 所必须的部件如何配置 合理 要认正对待 但是很难有一个通用的 固定的原则 一般来说 可考虑以下几个方 面 1 安装和取下方便 2 需要调整的部件 要容易触及并看的见 3 各部件的各部件的接线要方便 特别是辅助开关的接线应能在面进行操作接线 4 操作机构要操作方便 便于安装 5 任何部件都不应有悬空的端子 2 断路器零部件的设计 2 万能式低压断路器主要由导电系统 灭弧室 操作机构 脱扣器和手柄直接传动操作机构 等组成 每一功能部分都设计成独立的模块式部件 安装 维护十分方便 2 1 灭弧室设计 灭弧室置于断路器的上方 采用复式灭弧原理 灭弧室壁用绝缘材料压制而成 灭弧室内 有灭弧栅片和灭焰栅片 引弧片等 灭弧室的出口为狭缝状 可把游离区限制在 80mm 以 内 加之抽屉式断路器上方装有罩壳 也就是说实现了零飞弧区 保证在电器成套装置中 安全可靠使用 灭弧室内装有许多由厚度约为 2mm 的钢板冲成的横向栅片 栅片外表面镀铜以增大灭弧 能力和防止生锈 每一栅片上冲有三角形缺口 缺口的位置稍许偏在栅片中心线的一边 安装时 将上下栅片的缺口错开 栅片之间的间隙取 4mm 当装在缺口附近的动 静触头 分开并产生电弧时 由于栅片的存在 电弧电流在周围空间产生的磁通路径发生畸变 这 样就产生一种将电弧拉向栅片的吸力 栅片缺口的错开的作用先为减少电弧开始进入栅片 时的阻力 由于栅片本生有吸引电弧进入的能力 所以这种灭弧室不需要磁吹线圈 2 2 断路器操作机构的设计 断路器的分 合闸操作有手动和电动两种 采用弹簧储能闭合 闭合速度与操作速度无关 手动储能时扳动操作手柄 通过棘轮带动储能袖 使主弹簧压缩处于储能状态 当按动合 闸按钮或接通闭合电磁铁 使释能脱扣轴解锁后 弹簧能量迅速释放 推动连杆机构 使 断路器合闸 分断断路器时 按动分闸按钮或接通分励脱扣器 使分断脱扣轴解锁 分断 弹簧即可拉动操作机构的连杆使动触头回到分断位置 1 传动机构 断路器的传动机构采用杠杆传动 3 在选择和设计时注意到如图 2 1 所示 手柄和杠杆传动的最大操作力不超过 250N 闭和断路器的冲击应尽量小 2 自由脱口机构 自由脱扣机构的功能是实现传动机构和触头系统之间的联系 自由脱扣机构再扣时 传动 机构应带动触头系统一致运动 并使触头闭合 当脱扣之后 即解脱了传动机构与触头系 统之间的联系 传动机构的运动与触头系统之间的联系 传动机构的运动与触头系统无关 并且在发生脱扣的瞬间与传动机构的位置无关并有自由再扣能力 3 机构的特性和计算 机构由许多杠杆 传动环节组成 机构的运动特性 2 f 1 或 S f 1 式中 1 主动轴的转角 4 2 被动轴的转角 S 动触头的行程 反力特性曲线计算 反力特性表示为主动轴转角与反作用力的关系 Ff f1 或转角与反作用力矩的关系 Mf f2 脱扣力的计算 计算脱扣力为设计各种脱扣器提供依据 5 2 3 抽屉座的设计 断路器的安装有固定式和抽屉式两种型式 固定式断路器安装时 主回路与电网直接连接 抽屉式断路器主回路通过抽屉座的隔离触头与电网接通断路器 本体可以从抽屉座中卸下 便于断路器投入运行后定期维护和维修 抽屉座主要由基座 隔离触头 侧板 导轨 指 示件 摇手柄等部组成 抽屉座有三个位置 利用手柄操作 可使断路器处于连接 试验 分离三种状态 连接位置保持主回路与二次回路接通 试验位置时 主回路分离 二次回 路仍保持接通 便于对断路器进行一些必要的操作试验 分离位置时 主回路与二次回路 均断开 2 4 限制器 限制器是断路器的一种辅助功能附件 按功能不同有两种 一种为合闸限制器 即结断路 器任何合闸命令都能防止断路器闭合 另一种为分间限制器 即在某种特定条件下 当各 6 种可能发生的脱扣命令出现时 均能阻止处于闭合状态的断路器脱扣分断 限制器的操作 旋钮设置于断路器的面罩外 可以按需要将其锁定在 合闸 或 不合闸 合闸限制器 脱扣 或 不脱扣 分闸限制器 位置 由于两种限制器设置在同一操作位置 故两者 只能任选其一 2 5 机械联锁装置 机械联锁装置是一种用于多路电源供电系统中 防止 2 台或 2 台以上断路器同时接通的装 置 其结构有两种型式 一种为利用连杆传动的机械联锁 另一种为钢丝教铀牵动联锁 对垂直叠装断路器两种型式都适用 水平安装的断路器只能用钢丝联锁 两种型式都可以 对最多至 3 台断路器进行联锁操作 即当其中任何一台断路器处于合闸状态时 其余两台 均不能进行合闸操作 下图为两台断路器垂直和水平联锁示意 图 2 2 短路器垂直 水平连锁示意图 7 图 2 3 万能式断路器的结构 1 1 操作机构 2 动弧触头 3 灭弧室 4 静弧触头 5 电磁脱扣器 6 互感器 7 热继电器或半导体脱扣器 8 欠电压脱扣器 9 分励脱扣器 10 脱扣轴 11 分合指示窗 12 失压延时装