塑壳断路器的原理及应用

1、alfanso,低压断路器的原理 及应用,alfanso,概述,低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作,alfanso,分类,低压断路器主要分为： 框架断路器（acb air circuit breaker） 塑料外壳式断路器（mccb mould case circuit） 小型断路器（mcb miniture circuit breaker） 漏电断路器（rcd,alfan

2、so,塑料外壳式断路器（mccb,一般为63a以上，1250a以下。额定绝缘电压800v，额定工作电压690v。采用热固性塑料作为外壳（一般为酚醛树脂或dmc），具有短路及过载保护功能的断路器。 遵循gb 14048.2标准,alfanso,小型断路器（mcb,一般为1a-63a（现做到125a），额定电压230/400v，采用热塑性塑料（一般为尼龙料）为外壳，一般为家用或者类似场合使用的断路器。 在63a及其以下额定电流下，遵循gb 10963。1；在63a以上到125a额定电流的产品则需同mccb，遵循gb 14048。2标准,alfanso,漏电断路器,漏电断路器在mccb中一般分为两种

3、型式，一种为一体式的，及漏电和空开装于一个整体的外壳中，这种型式的漏电部分是不可拆卸。 另外一种则是拼装式的，这种型式漏电部分是以附件型式分离于空开主体，可拆卸,alfanso,漏电断路器,漏电断路器在mcb中也分为拼装和一体两种型式。 一体式特点是价格便宜，但体积偏大（偏长）。 拼装式的特点是可拆卸，方便，但价格偏贵，按极数可分为：1p+n,2p,3p,3p+n, 4p.其中1p+n,2p，3p+n，4p的漏电附件在外观上基本一样，只有接线端上有所不同,alfanso,应用,低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护,alfanso,结构,低压断

4、路器一般由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成,alfanso,触头系统,触头(静触头和动触头)在断路器中用来实现电路接通或分断,alfanso,触头的基本要求,1)能安全可靠地接通和分断极限短路电流及以下的电路电流； (2)长期工作制的工作电流； (3)在规定的电寿命次数内，接通和分断后不会严重磨损,alfanso,常用断路器的触头型式,对接式触头、桥式触头和插入式触头。对接式和桥式触头多为面接触或线接触，在触头上都焊有银基合金镶块(即触点)。大型断路器每相除主触头外，还有副触头和弧触头,alfanso,触头参数,开距：当cb处于断开状态时，动触点和静触点的最短距离。 超程：当cb处于闭

5、合状态时，动触点超出静触点的距离。 终压力：cb处于闭合状态时，使动触头和静触头刚好分开的力。 接触面：cb处于闭合状态时，动触点和静触点吻合的面积。 同步性：2极以上产品，在cb闭合时，每极触头接触时的时间差,alfanso,开距,开距其实是一种电气间隙，为保证cb在断开时动静触头间不会产生击穿以损坏设备。故开距是产品检验的一个重要参数。理论上大于标准中相应规定值即可。实际中一般都超出此值。 检验方法：在cb断开时，用游标或者标准卡件放入动静触头之间，对照检验卡片给出参数，超出这个数值既可,alfanso,超程,超程的主要作用是保证动静触头在多次分断或者大电流分断后，触头处于磨损或者烧损的情

6、况下，依然能够保证触头之间能良好接触。避免事故。 检验方法：先在外壳上定一基准点，再在cb闭合的情况下，测量基准点到动触头的距离，然后断开cb，拆除静触头，最后再在cb闭合的情况下测量基准点到动触头的距离并与检验卡片参数对照看是否合格,alfanso,终压力,终压力是确保cb接触稳定，温升高低（主要表现为接触电阻大小），以及icu/ics大小等的总要参数。 终压力的测量：在cb闭合的情况下，在同相进出线端接通峰鸣器，再在动触点后挂一圆线然后用一弹簧测力计给予垂直动触头向上的拉力并同时注意读数，当恰好处于蜂鸣器停止鸣叫时的读数即为这一相触头的终压力，最后与检验卡片要求相对照，符合即可,alfan

7、so,接触面,接触面最要目的是为了保证动静触头的接触面积，减小电流密度，从而降低温升和接触电阻。 检测方法：将cb进行合闸，再对动静触点接触情况进行目测，一般要求接触面达到动静触点最小面积的90%以上即可,alfanso,灭弧系统,灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电弧。灭弧系统包括两个部分：一为强力弹簧机构，使断路器触头快速分开；一为在触头上方设有灭弧室,alfanso,操动机构,断路器操动机构包括传动机构和脱扣机构两大部分,alfanso,传动机构,按断路器操作方式不同可分为：手动传动、杠杆传动、电磁铁传动、电动机传动；按闭合方式可分为：贮能闭合和非贮能闭合。 一般在mcb和mccb

8、中，传动机构多采用4连杆变5连杆，通过过死点方式进行稳定闭合的方式。一般均为储能闭合,alfanso,自由脱扣机构,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。 在cb中主要表现为锁扣，跳扣，再扣以及牵引杆之间的互锁联系上。 自由脱扣机构要求闭合稳定且脱扣力小。脱扣力的大小将直接影响cb的瞬时及其延时特性。 在检验时也要求对脱扣力进行相应的检验，看时候符合要求,alfanso,保护装置,断路器的保护装置由各种脱扣器来实现,alfanso,脱扣器型式,欠压脱扣器、过电流脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路脱扣器,alfanso,过电流脱扣器,防止过载和负载侧短路

9、。 一般分为瞬时脱扣及延时脱扣,alfanso,瞬时脱扣器,瞬时脱扣一般为电磁式脱扣，一般在63a以下均用多匝线圈吸合式电磁铁（一般为螺管直动式或者螺管拍合式）。通过调节线圈的匝数来调节其电磁吸力的大小来调节瞬时倍数。 在63a以上多用u形拍合式，即将磁轭（静铁芯）直接铆接在导电件（即接线的大铜排）上，动铁芯上端可直接带动牵引杆脱扣（可以理解为只有一匝线圈的电磁铁），动铁芯的回复力一般由一扭簧提供，可通过调节扭簧力大小来调节瞬时倍数,alfanso,延时脱扣器,按延时脱扣器的方式，断路器可以分为纯电磁式和热磁式两种,alfanso,纯电磁式,纯电磁式也称油杯式，一般用于63a以下壳架其特点是，

10、瞬时和延时均由一螺管电磁铁实现，瞬时主要依靠外部线圈吸力，延时则是由油杯内铁芯的特性实现。 纯电磁式的特点是其延时脱扣特性基本不受环境温度的影响,alfanso,油杯结构特点,油杯由外壳，反力弹簧，动铁芯，以及甲基硅油组成。铜质外壳内充满甲基硅油（浓稠，流动性差，故可对铁芯运动产生阻力，达到延时的效果）。 由于铁芯的位置对线圈产生磁场力的大小有较大影响，故通过调节油杯的高度即可调节延时脱扣的时间,alfanso,热磁式,即瞬时用电磁式脱扣，延时用热双金属片脱扣方式。 热双金属片由膨胀系数小和膨胀系数大的两种合金压制在一起，故在受热情况下双金将会弯曲从而带动牵引杆脱扣。 在不同的额定电流下双金的

11、选用也不一样，具体要根据双金的比弯曲等调节,alfanso,欠压脱扣器,监视工作电压的波动，当电网电压降低至70%35%额定电压或电网发生故障时，断路器可立即分断，在电源电压低于35%额定电压时，能防止断路器闭合。带延时动作的欠压脱扣器，可防止因负荷陡升引起的电压波动，而造成断路器不适当地分断。延时时间可为1s、3s和5s,alfanso,分励脱扣器,用于远距离遥控或热继电器动作分断断路器,alfanso,断路器的选用,额定电流在600a以下，且短路电流不大时，可选用塑壳断路器；额定电流较大，短路电流亦较大时，应选用万能式断路器。 家用一般用mcb，c型。现多选用rcbo（即小型漏电断路器,a

12、lfanso,一般选用原则,1)断路器额定电流负载工作电流； (2)断路器额定电压电源和负载的额定电压； (3)断路器脱扣器额定电流负载工作电流； (4)断路器极限通断能力电路最大短路电流； (5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流1.25； (6)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压,alfanso,生产实际问题及解决,触头系统 短路 过载,alfanso,触头系统,触点选择，不同的额定电流下有不同的触点材料，在大电流下为银基触点配对，在小电流下则多用铜基或者铜基-银基配对。 铜基触点的优点在于价格便宜，触点硬度高，但易氧化，灭弧性能差。银基触点的特点是灭弧性

13、能好，但价格较高,alfanso,终压力的调节方法,终压力主要是由触头弹簧来调节的，触头弹簧一般为扭簧，卡于转轴与触头之间。 终压力的调节方法：用一小一字起卡入弹簧和触头之间，用力改变扭簧角度即可；如若差距过大则需要更换弹簧。 有部分断路器，特别是大安培额定电流下，触头终压力由压簧给出，通过调节螺丝即可调节终压力大小,alfanso,短路保护,cb电校的最常规项目就是瞬时和延时特性，这两个特性也是断路器最为重要的特性。 cb根据用途不同也分为两种类型，一种为配电保护型，另一种为电机保护型,alfanso,配电保护型,mccb规定是10in20%误差下脱扣，即要求8倍额定电流下瞬时脱扣机构不动作

14、，12倍额定电流下瞬时脱扣机构动作。 mcb分为b,c,d三型，（在gb10963-2003中，已取消d型），b型为3倍不动作5倍动作；c型为5倍不动作，10倍动作；d型为10倍不动作20倍动作（特殊场合可以要求50倍动作，但是在实际中一般给出为10倍不动作，14倍动作,alfanso,电机保护型,mccb按gb14048.4规定，电机保护型cb，可调型为8倍动作，15倍不动作；不可调型为12in20%误差，即10倍不动作，14倍动作。 mcb不存在电机保护型，一般说明书上均会注明不适用电机保护。但在实际应用中，一般会用d型mcb用作电机保护,alfanso,瞬时调节方法,对于螺管吸合式cb，

15、调节衔铁高度，即调节气隙的大小即可。 对于u型拍合式cb，调节衔铁弹簧（一般为扭簧）的角度，即调节衔铁弹簧的扭力来调节瞬时倍数,alfanso,延时特性,对于mccb，配电保护型，要求1.05倍额定电流冷态情况下，63a 1小时内不动作，63a 2小时内不动作。然后在热态1.30倍额定电流下， 63a 1小时内动作，63a 2小时内动作。 对于mcb，63a以上，同mccb，63a以下则为1.13倍额定电流冷态下，1小时内不动作，然后在热态1.45倍额定电流下，1小时内动作,alfanso,延时调节方法,对于纯电磁式cb，由于调节气隙将会对瞬时产生影响，故在偏差范围不大的情况下微调衔铁高度，倘

16、若偏差较大，则需根据实际情况作出是否更换油杯或者调节油杯高度的处理。 对于热磁式cb，由于其延时特性和瞬时特性调节并无明显冲突，故只需调节双金属片的上的调节螺丝即可,alfanso,关于同壳架cb的区别,在同一壳架下，可以涵括很多不同额定电流的型号，仔细观察可以发现，绝大多数cb在同一壳架下，不同安培下，其导线/导电件截面大小、电磁铁弹簧线径及匝数、双金属片型号及点焊/铆接位置均会有所差别,alfanso,导线/导电件截面不同,导线/导电件截面对cb的影响主要表现在温升上，同电流情况，截面积越小电流密度越高，故发热越高（交流下的集肤效应暂不考虑）。对于不同电流下截面积大小在国标中有具体规定。

17、由于考虑成本原因，加之如今铜价大幅上涨，故在实际应用中往往在保证温升情况下对导线截面积进行消减，已达到节约成本的目的,alfanso,电磁铁区别,对于螺管式电磁铁，通常的区别在于匝数不同，电流越小，匝数越多。 对于u型拍合式电磁铁，一般为衔铁弹簧线径和圈数不同（即力值不同）。在安培数差别较大时，磁轭形式和厚度也有所不同（通常同一壳架下形式一样,alfanso,双金属片区别,不同安培下选用的双金比弯曲和温度特性不同。 又由于电流不同，cb发热情况不同，故双金受热方式也分为直热式和徬热式。一般在小安培电流下采用直热式，在大安培电流下采用徬热式。在发热不够的情况下可通过加高点焊/铆接位置或加电阻丝的

18、方式进行补偿,alfanso,机构动作原理,mccb以及mcb基本为四连杆变五连杆，通过过死点进行闭合，以及通过破坏死点的方式使机构回位断开。 一般超程的大小可以由过死点角度来控制,alfanso,终压力特点,加大终压力可以减小接触电阻从而降低cb温升。 加大终压力可能会引起触头闭合时弹跳。 加大终压力会对cb的icu/ics产生影响,alfanso,mccb中n,s,h区别,在mccb中同壳架同安培的cb也可分为n,s,h即经济型，标准型和高分断型。 这三种类型在外观上无差别，其具体差别主要表现于icu/ics的不同即灭弧系统的不同，由于越高的分断其icu/ics越高即需耐受的电流越大，对灭弧有着越高的要求，故越高分断，其触头，触点，灭弧室均有较大区别，一般在高分断型cb中会加装产气装置以及用分断更好的银点来加强灭弧,alfanso,icu/ics的含义,这两个数值是体现断路器性能的重要数据，数值越高，说明此断路器性能越好。 然而在终端配电中，由于受变压器性能的限制，一般短路最大电流不会超过10ka，故在mcb中，这个数值超过10ka在应用中没有太多含义,alfanso,漏电值大小的应用场合,一般漏电电