塑壳断路器中气吹式后备保护的原理

塑壳断路器是低压电器领域中重要的电器元件之一。其主要作用是在电流超过跳脱设定后可以自动切断电流,并在排除线路故障后可以再次接通。切断电流的方式为短路脱扣和过载脱扣。现国内外塑壳断路器由于体积越来越小,往往没有后备保护装置,因此当有短路电流通过热磁式塑壳断路器本体时,往往需要二级传动,力的传递需要比较长的时间,故脱扣时间就比较长。当有短路电流通过电子式塑壳断路器时,需要进行感应信号、判断、执行等一系列环节来触发断路器脱扣,所需的时间相对于热磁式更长,对分断能力和可靠性。有很大的隐患1。为了有效避免这一问题,通常采用后备保护的方式进行快速脱扣,气吹式及电磁铁式是常用的两种后备保护。本文通过分析气吹式后备保护和电磁铁式后备保护在用于塑壳断路器中的比较,来说明其各自的优缺点。

1气吹式后备保护

1.1气吹的工作原理

当有短路电流通过断路器本体时,若电动斥力大于动触头终压力,动触头斥开后所产生的电弧使模块内部急剧升温,的终导致模块内部气体膨胀产生压力,该压力经过模块内部开的小口作用于脱扣结构,当该压力大于脱扣结构反力簧所设定的值脱扣结构使断路器脱扣。

1.2气吹的一般结构

根据以上气吹的原理,主要是将气体压力集中在一起,且该作用于打击脱扣杆足够大时,使断路器分断。为了保证断路器瞬时脱扣稳定,动触头终压力需耐受至少14.4In(In为额定电流)所产生的电动斥力,因此触头参数一般至少设定为15 In。本文以630A塑壳断路器为例,壳架电流为630A时,打击杆行程大于5mm,打击力大于7N(为了保证脱扣可靠,打击力一般控制在2倍脱扣力以上)。