一、工作原理
断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。当短路时,大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时间越短)。有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。而高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。
二、组成部分
内部附件
辅助触头:与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头,主要用于断路器分、合状态的显示,接在断路器的控制电路中通过断路器的分合,对其相关电器实施控制或联锁。例如向信号灯、继电器等输出信号。塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头,225A及以上为桥式触头结构,约定发热电流为3A;壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭,约定发热电流为6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。
报警触头:用于断路器事故的报警触头,且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作,主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣,报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置,接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等,显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多,因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1A。
分励脱扣器:分励脱扣器是一种用电压源激励的脱扣器,它的电压与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70%-110%之间的任一电压时,就能可靠性的分断断路器。分励脱扣器是短时工作制,线圈通电时间一般不能超过1S,否则线就会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁,在分励脱扣线圈串联一个微动开关,当分励脱扣器通过衔铁吸合,微动开关从常闭状态转换成常开,由于分励脱扣器电源的控制线路被切断,即使人为的按住按钮,分励线圈始终不会再通电这就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后,微动开关重新处于常闭位置。
欠电压脱扣器:欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时,使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器,当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70%至35%范围内,欠电压脱扣器应运作,欠电压脱扣器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35%时,欠电压脱扣器应能防止断路器闭合;电源电压等于或大于85%欠电压脱扣器的额定工作电压时,在热态条件下,应能保证断路器可靠闭合。因此,当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时,能自动断开断路器切断电源,使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时,欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧,欠电压脱扣器通电后,断路器才能合闸。
外部附件
电动操作机构:这是一种是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件,电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种,电动机操作机构为塑壳式断路器壳架等级额定电流400A及以上断路器,电磁铁操作机构适用于塑壳断路器壳架等级额定电流225A及以下断路器,无论是电磁铁或电动机,它们的吸合和转动方向都是相同,仅由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分,断路器在用电动机构操作时,在额定控制电压的85%-110%之间的任一电压下,应能保证断路器可靠闭合。
转动操作手柄:适用于塑壳断路器,在断路器的盖上装转动操作手柄的机构,手柄的转轴装在它的机构配合孔内,转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔,旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头,把手的圆形或方形座用螺钉固定的门上,这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动,来确保断路器的合闸或分闸。同时转动手柄能保证断路器处于合闸时,柜门不能开启;只有转动手柄处于分闸或再扣,开关板的门才能打开。在紧急情况下,断路器处于"合闸"而需要打开门板时,可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。
加长手柄:是一种外部加长手柄,直接装于断路器的手柄上,一般用于600A及以上的大容量断路器上,进行手动分合闸操作。
手柄闭锁装置:是在手柄框上装设卡件,手柄上打孔然后用挂锁锁起来。主要用于断路器处于合闸。
工作状态时,不容许其他人分闸而引起停电事故,或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时,以防被人误将断路器合闸。
三、工作条件
周围空气温度:周围空气温度上限+40℃;○周围空气温度下限-5℃;周围空气温度24h的平均值不超过+35℃。
海拔:安装地点的海拔不超过2000m。
大气条件:大气相对湿度在周围空气温度为+40℃时不超过50%;在较底温度下可以有较高的相对湿度;最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度+25℃,并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝露。
污染等级:污染等级为3级。
控制回路:
1、应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的完好性,以保证断路器的正常工作;
2、应能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态,并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号;
3、合闸和跳闸完成后,应能使命令脉冲解除,即能切断合闸或跳闸的电源;
4、在无机械防跳装置时,应加装电气防跳装置;
5、断路器的事故跳闸信号回路,应按“不对应原理”接线;
6、对有可能出现不正常工作状态或故障的设备,应装设预告信号;
7、弹簧操作机构、手动操作机构的电源可为直流或交流,电磁操作机构的电源要求用直流。
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