2014年電氣工程師考試專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料:交流斷路器用于直流電路

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    一、交流斷路器用于直流電路

　　交流斷路器可以派生為直流電路的保護(hù)，但必須注意三點(diǎn)改變：

　　1、過(guò)載和短路保護(hù)。

　?、龠^(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)。采用熱動(dòng)式(雙金屬元件)作過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)時(shí)，其動(dòng)作源為I2R，交流的電流有效值與直流的平均值相等，因此不需要任何改制即可使用。但對(duì)大電流規(guī)格，采取電流互感器的二次側(cè)電流加熱者，則因互感器無(wú)法使用于直流電路而不能使用。

　　如果過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)脫扣器是采用全電磁式(液壓式，即油杯式)，則延時(shí)脫扣特性要變化，最小動(dòng)作電流要變大110%―140%，因此，交流全電磁式脫扣器不能用于直流電路(如要用則要重新設(shè)計(jì))。

　　②短路保護(hù)。

　　熱動(dòng)―電磁型交流斷路器的短路保護(hù)是采用磁鐵系統(tǒng)的，它用于經(jīng)濾波后的整流電路(直流)，需將原交流的整定電流值乘上一個(gè)1.3的系數(shù)。全電磁型的短路保護(hù)與熱動(dòng)電磁型相同。

　　2、斷路器的附件，如分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等;分勵(lì)、欠電壓均為電壓線圈，只要電壓值一致，則用于交流系統(tǒng)的，不需作任何改變，就可用于直流系統(tǒng)。輔助、報(bào)警觸頭，交直流通用。電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，用于直流時(shí)要重新設(shè)計(jì)。

　　3、由于直流電流不像交流有過(guò)零點(diǎn)的特性，直流的短路電流(甚至倍數(shù)不大的故障電流)的開(kāi)斷;電弧的熄滅都有困難，因此接線應(yīng)采用二極或三極串聯(lián)的辦法，增加斷口，使各斷口承擔(dān)一部分電弧能量。

　　二、欠電壓脫扣器

　　如果線路電壓降低到額定電壓的70%(稱(chēng)為崩潰電壓)，將使電動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)，照明器具暗淡無(wú)光，電阻爐發(fā)熱不足;而運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)其工作電壓降低至50%左右(稱(chēng)為臨界電壓)，就要發(fā)生堵轉(zhuǎn)(拖不動(dòng)負(fù)載，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn))，電動(dòng)機(jī)的電流急劇上長(zhǎng)，達(dá)6IN，時(shí)間略長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)將被燒毀。為了避免上述情況的產(chǎn)生，就要求在斷路器上裝設(shè)欠電壓脫扣器。欠電壓脫扣器的動(dòng)作電壓整定在(70%―35%)額定電壓。欠電壓脫扣器有瞬動(dòng)式和延時(shí)式(有1s、3s、5s…-.?)兩種。延時(shí)式欠電壓脫扣器使用于主干線或重要支路，而瞬動(dòng)式則常用于一般支路。對(duì)于供電質(zhì)量較差的地區(qū)，電壓本身波動(dòng)較大，接近欠電壓脫扣器動(dòng)作電壓上限值，這種情況不適宜使用欠電壓脫扣器。

　　三、安裝方式

　　斷路器的基本安裝方式是垂直安裝。但試驗(yàn)表明，熱動(dòng)式長(zhǎng)延時(shí)脫扣器橫裝時(shí)，雖然散熱條件有些不同，但它的動(dòng)作值變化不大，作為短路保護(hù)的電磁鐵，盡管反作用與重力有一些關(guān)系，橫裝時(shí)的誤差也不過(guò)5%―10%左右，因此，采用熱動(dòng)―電磁式脫扣器的塑殼斷路器也可以橫裝或水平安裝。但脫扣器如是全電磁式(油杯脫扣器)，橫裝時(shí)動(dòng)作值誤差高達(dá)20%―30%，鑒于此，裝油杯脫扣器的塑殼式斷路器只能垂直安裝。萬(wàn)能式(框架式)斷路器只能垂直安裝，這與它的手柄操作方向有關(guān)，與彈簧的儲(chǔ)能操作有關(guān)，且電磁鐵釋放、閉合裝置、欠電壓脫扣器等與重力關(guān)系比塑殼式的要大，另外，很多萬(wàn)能式斷路器還有抽屜式安裝，它們無(wú)法橫過(guò)來(lái)或水平操作。對(duì)此，所有的萬(wàn)能式斷路器都規(guī)定要垂直安裝，且要求與垂直面的傾斜角不大于5。。

　　四、上下進(jìn)線

　　如果導(dǎo)電連接(軟聯(lián)結(jié))，脫扣器與動(dòng)、靜觸頭，滅弧室，出弧口等不在一個(gè)平面，如DZ5―20、TL一100C、TL―225B以及DWl5―1600、2500、4000和DW45等型號(hào)的斷路器，它們既可上進(jìn)線(斷路器的“ON’’上端接電源線，“OFF"下端接負(fù)載)，也可下進(jìn)線(“ON"上端接負(fù)載，“OFF"下端接電源)。但是大多數(shù)塑殼式斷路器(如HSMl、DZ20、TO、TG、H系列等)只能上進(jìn)線而不能下進(jìn)線，DWl5―630也是僅能上進(jìn)線。其原因是：在短路電流被分?jǐn)鄷r(shí)，上進(jìn)線的動(dòng)觸頭上沒(méi)有暫態(tài)恢復(fù)電壓的作用，分?jǐn)嗟臈l件較好。下接線時(shí)，因動(dòng)觸桿的前面(上進(jìn)線時(shí)是后面)有軟聯(lián)結(jié)、雙金屬、發(fā)熱元件等，動(dòng)觸頭上有恢復(fù)電壓，分?jǐn)鄺l件就嚴(yán)酷，燃弧時(shí)間要長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致相間擊穿短路。由于動(dòng)觸頭多半是利用一公共軸聯(lián)動(dòng)，其后緊連接著軟聯(lián)結(jié)和脫扣器，如果它們之間由于短路斷開(kāi)產(chǎn)生電離氣體或?qū)щ妷m埃而使其絕緣下降，就容易造成相間短路。只能上進(jìn)線的斷路器，倘因安裝條件限制，必須下進(jìn)線，則要降低短路分?jǐn)嗄芰?，一般?0%―30%，預(yù)期短路電流大的多降，小的少降。

　　五、成套裝置

　　斷路器被安裝于成套裝置，如配電柜、分電屏等，當(dāng)這些柜、屏通電后，其內(nèi)的各種電器產(chǎn)品(如刀開(kāi)關(guān)、接觸器、斷路器等)和接線銅排都要發(fā)熱，以致柜體內(nèi)的環(huán)境溫度可達(dá)50―60℃。斷路器的動(dòng)作特性、溫升試驗(yàn)和環(huán)境溫度都有關(guān)系，例如HSM1、TO、TC.、CMl系列整定溫度都是+40。C，環(huán)境溫度高于+40。C，斷路器要早動(dòng)作，而環(huán)境溫度低于+40。C，過(guò)載電流下也可能不會(huì)動(dòng)作，因此，斷路器制造廠的樣本和說(shuō)明書(shū)都提供了溫度補(bǔ)償曲線(或不同溫度下的整定電流值)。不采用熱動(dòng)式過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)的脫扣器(如電子脫扣器或智能化脫扣器)，則電子元件的工作點(diǎn)會(huì)隨著溫度的升高發(fā)生飄移。據(jù)此，提出降容系數(shù)的問(wèn)題。我們查閱了國(guó)內(nèi)外資料和對(duì)HSMl塑殼式斷路器的試驗(yàn)(將斷路器置于50―60。C的烘箱中)，各種殼架等級(jí)電流和額定電流在高溫下的動(dòng)作值表明，它們的額定工作電流值的降容系數(shù)在0.8―0.9之間。我們又對(duì)一種電子脫扣元件進(jìn)行了測(cè)試(在+60。C下)，其額定電流在1600A及以上的降容系數(shù)在0.8―0.95左右。