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断路器的基本结构和工作原理

2019-05-08 10:04  文章来源:未知浏览次数:
 
    断路器的结构比较复杂,一般由触头系统、灭弧装置、脱扣装置和操动机构等四部分组成。智能断路器有电子脱扣单元,是断路器中技术含量最高的部分,对断路器性能的影响也最大。

    1·触头系统

    断路器的触头系统包括主触头和辅助触头。主触头接在主电路中,辅助触头接在控制电路中。主触头中通过的电流很大,它应能通断负载电流和分断短路电流,并且具有多次接通、分断电路后不致引起触头烧损和温升超过允许值的能力。触头在切断电路时会产生电弧,因此往往将触头分为工作触头和灭弧触头(即双挡触头)。工作触头和灭弧触头并联。接通电路时,灭弧触头先接通,工作触头后接通;电路断开时,工作触头先断开,灭弧触头后断开。因此,在接通和断开电路时,电弧只产生在灭弧触头上。产生电弧时温度很高,所以采用耐高温的银钨合金或陶冶合金制作灭弧触头,触头上还有可更换的黄铜灭弧端。
    工作触头不承受电弧,只承载很大的工作电流,故要求电阻小、容易散热,一般用电导率高的纯银制作。采用双触头,可用价格比较便宜的灭弧触头保护比较贵重的工作触头。灭弧触头损坏
不能使用时,可以更换。
    额定电流大于1000A的断路器,除工作触头和灭弧触头外,还增加了副触头。接通电路时,灭弧触头、副触头和工作触头按顺序接通,断开电路时顺序相反。这样一旦灭弧触头失效,副触头即可代替灭弧触头,保护工作触头。
    断路器常用的触头形式有三种:插入式、桥式和对接式。插入式触头能通过巨大的短路电流,有电动补偿作用,能防止触头弹开,适用于不产生电弧的接触处。有的触头设计成梳状,每个触头由10片小触头并联而成,这样可以减小触头上的电动力(例如M系列断路器)。桥式触头有两个触点(即两个断口),有助于灭弧,可以简化灭弧结构,但必须保证两断点触头同时接通或断开,否则电弧将产生在一个断口处。这种触头用在小容量断路器上。对接式触头有一对动静触头,它用在大容量的断路器上。

    2·灭弧装置

    在电路发生短路时,短路电流比额定电流大得多,此时断路器要能分断电路,必须有很强的灭弧能力。断路器的动触头能够快速分闻,工作触头上还装有特殊的灭弧罩。灭弧罩的外壳由耐弧的绝缘材料(如石棉、水泥或陶土等)制成。罩内有一排与电弧方向垂直、互相绝缘的镀铜钢片制成的灭弧栅,栅片上有不同形状的槽,交错布置成“宫”字形状。触头断开时产生的电弧,受电弧电流产生的磁场作用,被吸入灭弧罩中,由灭弧栅片分割成一段一段的短弧。由于短弧电压低、热量小,而钢片又能迅速散热,所以能很快灭弧,切断电路。
    法国生产的M系列断路器(现在也在中法合资的企业生产了),在灭弧罩上面(即断路器顶部)装有电弧隔离罩,因而不需要再留飞弧距离。它的灭弧罩为纵缝式,气孔向上,底部和两侧均为绝缘材料,而且底部有空气隔离层。

    3·自动脱扣装置

    断路器有一套比较复杂的自动脱扣装置和传动杠杆,所以能在发生短路等故障时自动跳闸,切断电源,起到保护作用。脱扣装置有四种,详细了解可访问《断路器脱扣装置的种类有哪些?