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美國AB羅克韋爾斷路器處于合閘位置,按下試驗按鈕
AB斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?;芈窏l件下的電流并能在規(guī)定的時間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷異常回路條件下的電流的開關(guān)裝置。AB斷路器按其使用范圍分為高壓AB斷路器與低壓AB斷路器,高低壓界線劃分比較模糊,一般將3kV以上的稱為高壓電器。
AB斷路器可用來分配電能,不頻繁地啟動異步電動機,對電源線路及電動機等實行保護,當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路,其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考R勋@得了廣泛的應(yīng)用。
電的產(chǎn)生、輸送、使用中,配電是一個極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備,低壓AB斷路器則是一種使用量大面廣的電器。
AB斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。
當(dāng)短路時,大電流(一般10至12倍)產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧,脫扣器拉動操作機構(gòu)動作,開關(guān)瞬時跳閘。當(dāng)過載時,電流變大,發(fā)熱量加劇,雙金屬片變形到一定程度推動機構(gòu)動作(電流越大,動作時間越短)。
有電子型的,使用互感器采集各相電流大小,與設(shè)定值比較,當(dāng)電流異常時微處理器發(fā)出信號,使電子脫扣器帶動操作機構(gòu)動作。
AB斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路,以及切斷故障電路,防止事故擴大,保證安全運行。而高壓AB斷路器要開斷1500V,電流為1500-2000A的電弧,這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓AB斷路器必須解決的問題。
吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離,另一方面通過吹弧拉長電弧加強帶電粒子的復(fù)合和擴散,同時把弧隙中的帶電粒子吹散,迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強度。
低壓AB斷路器也稱為自動空氣開關(guān),可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路,也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和,是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器。
低壓AB斷路器具有多種保護功能(過載、短路、欠電壓保護等)、動作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω摺⒉僮鞣奖?、安全等?yōu)點,所以被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓AB斷路器由操作機構(gòu)、觸點、保護裝置(各種脫扣器)、滅弧系統(tǒng)等組成。
低壓AB斷路器的主觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后,自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián),欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時,過電流脫扣器的銜鐵吸合,使自由脫扣機構(gòu)動作,主觸點斷開主電路。當(dāng)電路過載時,熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲,推動自由脫扣機構(gòu)動作。當(dāng)電路欠電壓時,欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用,在正常工作時,其線圈是斷電的,在需要距離控制時,按下起動按鈕,使線圈通電。
AB斷路器的特性主要有:額定電壓Ue;額定電流In;過載保護(Ir或Irth)和短路保護(Im)的脫扣電流整定范圍;額定短路分?jǐn)嚯娏鳎üI(yè)用AB斷路器Icu;家用AB斷路器Icn)等。
額定工作電壓(Ue):這是AB斷路器在正常(不間斷的)的情況下工作的電壓。
額定電流(In):這是配有專門的過電流脫扣繼電器的AB斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限承受的最大電流值,不會超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。
短路繼電器脫扣電流整定值(Im):短路脫扣繼電器(瞬時或短延時)用于高故障電流值出現(xiàn)時,使AB斷路器快速跳閘,其跳閘極限Im。
額定短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu或Icn):AB斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏魇茿B斷路器能夠分?jǐn)喽槐粨p害的最高(預(yù)期的)電流值。標(biāo)準(zhǔn)中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值,計算標(biāo)準(zhǔn)值時直流暫態(tài)分量(總在最壞的情況短路下出現(xiàn))假定為零。工業(yè)用AB斷路器額定值(Icu)和家用AB斷路器額定值(Icn)通常以kA均方根值的形式給出。
短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs):AB斷路器的額定分?jǐn)嗄芰Ψ譃轭~定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運行短路分?jǐn)嗄芰煞N。國標(biāo)《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓AB斷路器》(GB14048.2—94)對AB斷路器額定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌慕忉專?/p>
1、AB斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件,不包括AB斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/p>
2、AB斷路器的額定運行短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件,包括AB斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/p>
3、額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼灣绦驗镺—t—CO。
其具體試驗是:把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值(例如380V ,50kA),而試驗按鈕未合,被試AB斷路器處于合閘位置,按下試驗按鈕,AB斷路器通過50kA短路電流,AB斷路器立即開斷(open簡稱O),AB斷路器應(yīng)完好,且能再合閘。t為間歇時間,一般為3min,此時線路仍處于熱備狀態(tài),AB斷路器再進行一次接通(close簡稱C)和緊接著的開斷(O),(接通試驗是考核AB斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性)。此程序即為CO。AB斷路器能分?jǐn)?,則其極限短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/p>
4、AB斷路器的額定運行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cn)的試驗程序為O—t—CO—t—CO。它比Icn的試驗程序多了一次CO,經(jīng)過試驗,AB斷路器能分?jǐn)?、熄滅電弧,就認(rèn)定它的額定運行短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/p>
因此,可以看出,額定極限短路分?jǐn)嗄芰cn指的是低壓AB斷路器在分?jǐn)嗔薃B斷路器出線端最大三相短路電流后還可再正常運行并再分?jǐn)噙@一短路電流一次,至于以后是否能正常接通及分?jǐn)?,AB斷路器不予以保證;而額定運行短路分?jǐn)嗄芰cs指的是AB斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時可多次正常分?jǐn)唷?/p>
IEC947—2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓AB斷路器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:A類AB斷路器(指僅有過載長延時、短路瞬動的AB斷路器)的Ics可以是25%、50%、75%和100%。B類AB斷路器(有過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護的AB斷路器)的Ics可以是Ics的50%、75%和100%。因此可以看出,額定運行短路分?jǐn)嗄芰κ且环N比額定極限短路分?jǐn)嚯娏餍〉姆謹(jǐn)嚯娏髦怠?[1]
一般來說,具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段保護功能的AB斷路器,能實現(xiàn)選擇性保護,大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主保護開關(guān)。不具備短路短延時功能的AB斷路器(僅有過載長延時和短路瞬動二段保護),不能作選擇性保護,它們只能使用于支路。IEC92《船舶電氣》指出:具有三段保護的AB斷路器,偏重于它的運行短路分?jǐn)嗄芰χ?,而使用于分支線路的AB斷路器,應(yīng)確保它有足夠的極限短路分?jǐn)嗄芰χ怠?/p>
無論是哪種AB斷路器,雖然都具備Icu和Ics這兩個重要的技術(shù)指標(biāo)。但是,作為支線上使用的AB斷路器,可以僅滿足額定極限短路分?jǐn)嗄芰纯?。較普遍的偏頗是寧取大,不取正合適,認(rèn)為取大保險。但取得過大,會造成不必要的浪費(同類型AB斷路器,其H型—高分?jǐn)嘈?,比S型—普通型的價格要貴1.3倍~1.8倍)。因此支線上的AB斷路器沒有必要一味追求它的運行短路分?jǐn)嗄芰χ笜?biāo)。而對于干線上使用的AB斷路器,不僅要滿足額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ囊?,同時也應(yīng)該滿足額定運行短路分?jǐn)嗄芰Φ囊螅绻麅H以額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu來衡量其分?jǐn)嗄芰细衽c否,將會給用戶帶來不安全的隱患。
AB斷路器是一種基本的低壓電器,AB斷路器具有過載、短路和欠電壓保護功能,有保護線路和電源的能力。
主要技術(shù)指標(biāo)是額定電壓、額定電流。AB斷路器根據(jù)不同的應(yīng)用具有不同的功能,品種、規(guī)格很多,具體的技術(shù)指標(biāo)也很多。
AB斷路器自由脫扣:AB斷路器在合閘過程中的任何時刻,若是保護動作接通跳閘回路,AB斷路器能可靠地斷開,這就叫自由脫扣。帶有自由脫扣的AB斷路器,可以保證AB斷路器合閘短路故障時,能迅速斷開,可以避免擴大事故的范圍。
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輔助觸頭:與AB斷路器主電路分、合機構(gòu)機械上連動的觸頭,主要用于AB斷路器分、合狀態(tài)的顯示,接在AB斷路器的控制電路中通過AB斷路器的分合,對其相關(guān)電器實施控制或聯(lián)鎖。例如向信號燈、繼電器等輸出信號。塑殼AB斷路器殼架等級額定電流100A為單斷點轉(zhuǎn)換觸頭,225A及以上為橋式觸頭結(jié)構(gòu),約定發(fā)熱電流為3A;殼架等級額定電流400A及以上可裝兩常開、兩常閉,約定發(fā)熱電流為6A。操作性能次數(shù)與AB斷路器的操作性能總次數(shù)相同。
報警觸頭:用于AB斷路器事故的報警觸頭,且此觸頭只有當(dāng)AB斷路器脫扣分?jǐn)嗪蟛艅幼鳎饕糜贏B斷路器的負(fù)載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時而自由脫扣,報警觸頭從原來的常開位置轉(zhuǎn)換成閉合位置,接通輔助線路中的指示燈或電鈴、蜂鳴器等,顯示或提醒AB斷路器的故障脫扣狀態(tài)。由于AB斷路器發(fā)生因負(fù)載故障而自由脫扣的機率不太多,因而報警觸頭的壽命是AB斷路器壽命的1/10。報警觸頭的工作電流一般不會超過1A。
分勵脫扣器:分勵脫扣器是一種用電壓源激勵的脫扣器,它的電壓與主電路電壓無關(guān)。分勵脫扣器是一種遠(yuǎn)距離操縱分閘的附件。當(dāng)電源電壓等于額定控制電源電壓的70%-110%之間的任一電壓時,就能可靠性的分?jǐn)郃B斷路器。分勵脫扣器是短時工作制,線圈通電時間一般不能超過1S,否則線就會被燒毀。塑殼AB斷路器為防止線圈燒毀,在分勵脫扣線圈串聯(lián)一個微動開關(guān),當(dāng)分勵脫扣器通過銜鐵吸合,微動開關(guān)從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開,由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷,即使人為的按住按鈕,分勵線圈始終不會再通電這就避免了線圈燒損情況的產(chǎn)生。當(dāng)AB斷路器再扣合閘后,微動開關(guān)重新處于常閉位置。
欠電壓脫扣器:欠電壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時,使AB斷路器有延時或無延時斷開的一種脫扣器,當(dāng)電源電壓下降(甚至緩慢下降)到額定工作電壓的70%至35%范圍內(nèi),欠電壓脫扣器應(yīng)運作,欠電壓脫扣器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的35%時,欠電壓脫扣器應(yīng)能防止AB斷路器閉合;電源電壓等于或大于85%欠電壓脫扣器的額定工作電壓時,在熱態(tài)條件下,應(yīng)能保證AB斷路器可靠閉合。因此,當(dāng)受保護電路中電源電壓發(fā)生一定的電壓降時,能自動斷開AB斷路器切斷電源,使該AB斷路器以下的負(fù)載電器或電氣設(shè)備免受欠電壓的損壞。使用時,欠電壓脫扣器線圈接在AB斷路器電源側(cè),欠電壓脫扣器通電后,AB斷路器才能合閘。 [1]
外部附件
電動操作機構(gòu):這是一種是用于遠(yuǎn)距離自動分閘和合閘AB斷路器的一種附件,電動操作機構(gòu)有電動機操作機構(gòu)和電磁鐵操作機構(gòu)兩種,電動機操作機構(gòu)為塑殼式AB斷路器殼架等級額定電流400A及以上AB斷路器,電磁鐵操作機構(gòu)適用于塑殼AB斷路器殼架等級額定電流225A及以下AB斷路器,無論是電磁鐵或電動機,它們的吸合和轉(zhuǎn)動方向都是相同,僅由電動操作機構(gòu)內(nèi)部的凸輪的位置來達到合、分,AB斷路器在用電動機構(gòu)操作時,在額定控制電壓的85%-110%之間的任一電壓下,應(yīng)能保證AB斷路器可靠閉合。
轉(zhuǎn)動操作手柄:適用于塑殼AB斷路器,在AB斷路器的蓋上裝轉(zhuǎn)動操作手柄的機構(gòu),手柄的轉(zhuǎn)軸裝在它的機構(gòu)配合孔內(nèi),轉(zhuǎn)軸的另一頭穿過抽屜柜的門孔,旋轉(zhuǎn)手柄的把手裝在成套裝置的門上面所露出的轉(zhuǎn)軸頭,把手的圓形或方形座用螺釘固定的門上,這樣的安裝能使操作者在門外通過手柄的把手順時針或逆時針轉(zhuǎn)動,來確保AB斷路器的合閘或分閘。同時轉(zhuǎn)動手柄能保證AB斷路器處于合閘時,柜門不能開啟;只有轉(zhuǎn)動手柄處于分閘或再扣,開關(guān)板的門才能打開。在緊急情況下,AB斷路器處于"合閘"而需要打開門板時,可按動轉(zhuǎn)動手柄座邊上的紅色釋放按鈕。
加長手柄:是一種外部加長手柄,直接裝于AB斷路器的手柄上,一般用于600A及以上的大容量AB斷路器上,進行手動分合閘操作。
手柄閉鎖裝置:是在手柄框上裝設(shè)卡件,手柄上打孔然后用掛鎖鎖起來。主要用于AB斷路器處于合閘。
工作狀態(tài)時,不容許其他人分閘而引起停電事故,或AB斷路器負(fù)載側(cè)電路需要維修或不允許通電時,以防被人誤將AB斷路器合閘。