注明:本文标准名称适用于塑壳断路器,第一幅配图是小型断路器,但并不影响基本概念的宣讲。
GB14048.2-2008低压开关设备和控制设备第2部分:断路器中定义,断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在所规定的非正常电路(短路)下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。
空开断路器的结构如图所示,因为其绝缘介质是空气,因此业界称为空气开关(简称空开)。这里给大家一个宏观的感觉,包括电源端和负载端的接线柱、电磁线圈(短路脱扣)、双金(过载脱扣),以及锁扣跳扣(完成开关接通和分断的机构)等。
断路器的基本参数
1.转换深度
低压电器中的空气开关内部是带动静触头的,这就涉及到一个概念那就是转换深度。我们知道当空开断路器分闸时,动静触头之间的电阻为无穷大;当空开断路器合闸时,动静触头之间的接触电阻几乎为零。
转换深度的定义是:空开断路器分闸时与合闸时的动静触头间电阻之比。可想而知,空开断路器具有高转换深度,使得电器合闸时电能损耗和温升小,分闸时电器介电性能好。但同时存在带载空开断路器分断时触头间的电弧,影响空开断路器的电气寿命和分断能力。
2.额定电流In
空开断路器在合闸时,上接电源端下接负载端,内部的载流部件上通有一定电流且载流部件会发热。那什么是空开断路器的额定电流呢?我们看GB14048.2-2008中的规定:额定电流等于约定自由空气发热电流。那什么又是约定自由空气发热电流?在GB14048.1-2006中的定义是:
简单的理解,额定电流In就是空开断路器在允许的温升下能够长时间通过的电流。温升这个参数非常重要,温升指空开断路器的运行温度和环境温度之差。可想而知,空开断路器的额定电流大小跟空开断路器的大小是成正比的,因此同样大小的空开断路器能承载各个规格的电流,其最大额定电流就是这个系列空开断路器的壳架。举例,家用空开断路器的C32,表明其壳架是32A,该系列的额定电流有6A、10A、16A、20A和32A,其中的C表示瞬时脱扣特性,后续再讲。
3.额定电压Ue
先介绍开距的概念,开距就是空开断路器动静触头在分闸状态时的距离,不同产品的国家标准是不同的,通常开距要大于等于4mm。这里顺带提一下空开断路器动静触头的三要素:开距、超程和终压力,也是在产品做国家强制性试验(3C)时的申请书上要注明的参数。
开距和空开断路器的介电性能有关。那什么是额定电压呢?国家标准上的定义只是说明了对于单极和多极电器的测量方式,简单的理解额定电压,就是空开断路器长时间正常工作的电压(相对地230V,相与相380V)。额定电压的最大值,就是额定绝缘电压Ui。额定绝缘电压Ui是与空开断路器的介电性能和爬电距离有关的参数。
4.短路能力
4.1额定短路接通能力Icm
空开断路器的额定短路接通能力Icm:在制造商规定的额定工作电压、额定频率和一定的功率因数下(交流)或时间常数(直流)下空开断路器的短路接通能力值,用最大预期峰值电流表示。对于交流空开断路器,其额定短路接通能力应不小于其额定极限短路分断能力乘以下表所列系数n的乘积。对于直流空开断路器,其额定短路接通能力应不小于其额定极限短路分断能力。
简单的理解,短路接通能力是空开断路器能够接通的最大电流值并且不会出现结构性破环。由于空开断路器是可以分断短路电流的,只有把断路器的电磁线圈拆除,使得它不具有短路电流的分断能力,这时才能测量额定短路接通能力Icm。在小型断路器和塑壳短路的制造生产中,制造厂商通常以额定短路分断能力来表明空开断路器的短路能力。
空开断路器的额定短路分断能力有两个指标:额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。国标规定Ics=25%或50%或75%或100%Icu。关于额定短路分断能力,且听下回分解。
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