斷路器幾乎人盡皆知,連菜市場買菜的老奶奶都知道微型斷路器叫做空氣開關。那麼斷路器運行的原理是什麼?我估計知道的人就不太多了。
我來給大家講講斷路器運行的原理吧。
高壓斷路器和低壓斷路器很不一樣,高壓斷路器功能更加單一,而低壓斷路器則把繼電保護融入到斷路器的脫扣器中,實現了斷路器的過載保護和短路保護。
我們就以低壓斷路器的運行原理來展開讨論吧。
1.斷路器的四大脫扣器
首先要明确:什麼叫做斷路器的“扣”和“脫扣”?
我們常見的各種開關,例如普通的小電源開關,當我們把它撥到閉合位置,它的觸頭就處于閉合狀态;反之,當我們把它撥到打開位置,它的觸頭就處于開斷狀态。例如下面的這把閘刀開關:
圖1 普通的閘刀開關
斷路器則不同。我們把斷路器撥到閉合位置,雖然它的主觸頭已經閉合,但斷路器操動機構中執行開斷操作的複位彈簧處于張緊狀态,被一個小小的扣給擋住了。隻要把這個扣給解除,那麼複位彈簧就會帶動斷路器的主觸頭執行開斷操作,其結果就是斷路器的開斷。
下圖是某款微型斷路器實物圖片:
圖2 微型斷路器圖片
圖2就是微型斷路器MCB的實物圖片。我們看到,它與閘刀開關的結構截然不同。
在斷路器内部,有四種最基本的脫扣器。我們看下圖:
圖3 斷路器的四個最基本脫扣器
圖3中,中間的是斷路器的主電路,我們看到了它的三極主觸頭。
注意:圖中的主觸頭畫在打開位置。這是電氣制圖的原則:電氣制圖必須按電路元件不加電也不受力的狀态繪制。
注意到主觸頭被脫扣杆給控制着,隻要脫扣杆向右運動,則主觸頭就會複位。
我們在圖3的下方看到了熱脫扣器、磁脫扣器,還有左側的欠壓脫扣器和右側的分勵脫扣器。熱脫扣器用于過載保護,它的主體是雙金屬片;磁脫扣器用于短路保護;欠壓脫扣器用于當電壓低于設定門限時斷路器執行保護,而分勵脫扣器則用于按鈕控制斷路器分閘。
熱脫扣器、磁脫扣器、欠壓脫扣器和分勵脫扣器是低壓斷路器中的最基本脫扣方式。
2.斷路器的脫扣曲線
我們看下圖:
圖4 斷路器的熱脫扣曲線和磁脫扣曲線
圖4中,紅色和藍綠色的曲線就是過載保護熱脫扣器的曲線,其中紅色的是斷路器運行後的熱态曲線,藍綠色的是斷路器剛上電運行時的冷态曲線。
我們知道,負載所消耗的功率P與電流的關系是:
。我們把式子移相變形,得到:
,式1
式1就是斷路器的反時限特性曲線方程式,它用于斷路器執行過載保護。
圖4中右下角的黃色曲線就是磁脫扣器的定時限保護。定時限保護的表達式為:
,式2
式2告訴我們,隻要電流超越動作門限,磁脫扣器就會動作,且不加以延遲。‘
下圖是ABB的某款斷路器脫扣器的動作特性描述:
圖5 某款斷路器脫扣器特性說明
圖5中的特性叫做LSIG保護特性,也即四段保護。
四段保護常用于TN-S和TT系統,不能用于TN-C系統。為何?
對于普通的微型斷路器MCB,它的保護特性如下:
圖6 微型斷路器的脫扣特性
對比圖6,我們看看電子式斷路器脫扣器的曲線:
圖7 某款電子式斷路器脫扣器的曲線
圖7中,我們看到長延時L和短路短延時S參數是反時限的,而短路瞬時I參數是定時限的。
給大家一個建議:去結合實際仔細研究線路保護,弄清楚它的實質。另外,S參數專門用于構建上下級選擇性保護配合關系。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!