低压断路器由什么组成?低压断路器有哪些保护功能

发布日期:2022-11-20
低压断路器由什么组成?低压断路器有哪些保护功能

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低压断路器由什么组成?低压断路器有哪些保护功能

低压断路器由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、基架和外壳等部分组成。

1、脱扣器

脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时,脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有过流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器等几种。

低压断路器投入运行时,操作手柄已经使主触头闭合,自由脱扣机构将主触头锁定在闭合位置,各类脱扣器进入运行状态。

(1)电磁脱扣器

电磁脱扣器和被保护电路串联。线路中通过正常电流时,电磁铁产生的电磁力小于反作用力弹簧的拉力,衔铁不能被电磁铁吸动,断路器正常运行。当线路中出现短路故障时,电流超过正常电流的若干倍,电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力,衔铁被电磁铁吸动通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头。主触头在分闸弹簧的作用下分开切断电路起到短路保护作用。

(2)热脱扣器

热脱扣器和被保护电路串联。线路中通过正常电流时,发热元件发热使双金属片弯曲至一定程度(刚好接触到传动机构)并达到动态平衡状态,双金属片不再继续弯曲。若出现过载现象时,线路中电流增大,双金属片将继续弯曲,通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头,主触头在分闸弹簧的作用下分开,切断电路起到过载保护的作用。

(3)失压脱扣器

失压脱扣器并联在断路器的电源测,可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄,断路器的常开辅助触头闭合,电磁铁得电,衔铁被电磁铁吸住,自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置,断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时,电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力,衔铁被向上拉,通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸,起到欠压及零压保护作用。

电源电压为额定电压的75[%]~105[%]时,失压脱扣器保证吸合,使断路器顺利合闸。当电源电压低于额定电压的40[%]时,失压脱扣器保证脱开使断路器掉闸分断。

一般还可用串联在失压脱扣器电磁线圈回路中的常闭按钮做分闸操作。

(4)分励脱扣器

分励脱扣器用于远距离操作低压断路器分闸控制。它的电磁线圈并联在低压断路器的电源侧。需要进行分闸操作时,按动常开按钮使分励脱扣器的电磁铁得电吸动衔铁,通过传动机构推动自由脱扣机构,使低压断路器掉闸。

在一台低压断路器上同时装有两种或两种以上脱扣器时,则称这台低压断路器装有复式脱扣器。

2、触头系统

低压断路器的主触头在正常情况下可以接通分断负荷电流,在故障情况下还必须可靠分断故障电流。主触头有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式。主触头的动、静触头的接触处焊有银基合金触点,其接触电阻小,可以长时间通过较大的负荷电流。在容量较大的低压断路器中,还常将指式触头做成两挡或三挡,形成主触头、副触头和弧触头并联的形式。

两接触头的结构示意图如图2所示,分为弧触头和主触头。弧触头用耐弧金属材料制成,主触头和弧触头在断路器分、合闸时有不同的作用和操作次序。开关合闸时,弧触头承担合闸的电磨损;开关分闸时,弧触头承担电路分断时的强电弧,起保护主触头的作用;主触头承担长期通过负荷电流的任务。所以在合闸时弧触头先闭合、主触头后闭合;分闸时主触头先断开、弧触头后断开(如图2所示)。

大容量的断路器中为了更好地保护主触头又增设了副触头,即为三接触头,合闸时的动作顺序为弧触头先闭合,然后副触头闭合,最后弧触头闭合;分闸时的操作顺序为弧触头先分断,然后副县触头分断,最后主触头分断。

3、灭弧装置

低压断路器中的灭弧装置一般为栅片式灭罩,灭弧室的绝缘壁一般用钢板纸压制或用陶土烧制。

低压断路器保护功能

①过载长延时保护。采用热动式(双金属元件)作过载长延时保护时,其动作源为I2R,交流的电流有效值与直流的平均值相等,因此不需要任何改制即可使用。但对大电流规格,采取电流互感器的二次侧电流加热者,则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。

如果过载长延时脱扣器是采用全电磁式(液压式,即油杯式),则延时脱扣特性要变化,最小动作电流要变大110%—140%,因此,交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路(如要用则要重新设计)。 

②短路保护。  热动—电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的,它用于经滤波后的整流电路(直流),需将原交流的整定电流值乘上一个1.3的系数。全电磁型的短路保护与热动电磁型相同。

 低压断路器,从它的结构、用途所具有的功能来分,就有万能式(又称框架式,国际上通称ACB)和塑料外壳式[国际上通称MCCB,MCB(小型)]两大类,它们相同的作用是:

(1)在正常情况下,作不频繁合、分电路或起动、停止电动机

(2)在线路或电动机发生过载、短路或欠电压(电压不足)等故障时,能自动切断电路,予以保护。

根据保护对象的不同,断路器又分为四个类型:

(1)配电保护型——保护电源和电气线路(电线、电缆)和设备;

(2)电动机保护型——专作电动机的不频繁起动,运行中中断,以及在电动机发生过载、短路和欠电压时的保护;

(3)家用和类似家用场所保护型——对照明线路、家用电器等的保护;

(4)剩余电流(漏电)保护型——用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器

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