通斷能力低壓斷路器

低壓斷路器又稱自動開關，它是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。它可用來分配電能，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，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件，一獲得了廣泛的應用 。

漏電過流保護器本身有實驗按鈕，按下該鈕保護器自然中斷電路，如果不能切斷，及時更換保護器。其他方式不可取，否則會損壞用電器具或電流表。

接通與分斷能力試驗是用來考核或研究開關電器在非正常工作情況下接通與分斷電路的能力。這是一種模擬性試驗，主要模擬電路中發(fā)生各種過載和短路故障時，電路中安裝的開關電器是否及時可靠接通或分斷此故障。由于在非正常情況下，開關電器工作時，開斷電路的電壓和電流都大于生弧電壓和生弧電流，所以在用于開斷電路的觸點之間不可避免地產生電弧。因此，要求電器必須能可靠迅速地熄滅電弧，否則電弧會使觸點燒損或燒毀電器的其他部件進而發(fā)生火災。另外，開關電器在接通電路時，由于閉合過程中的動靜觸點之間產生碰撞造成觸點機械振動，會產生電弧放電，在電弧高溫作用下，使觸點金屬表面熔化，導致觸點損傷，嚴重時會產生熔焊現(xiàn)象，使電器不能再分斷，故必須考核電器的接通和分斷能力以保證電器可靠地工作。?

通斷能力的測試線路包括主電路、飛弧檢測電路及試驗參數(shù)測試電路。試驗主要根據(jù)機械工業(yè)部JB1284-85，JB2455-85，JB4012-85等標準中的規(guī)定條款，先建立一個模擬環(huán)境，包括測試電壓、測試電流、回路的功率因數(shù)、回路的時間常數(shù)、回路暫態(tài)恢復電壓的振蕩頻率f和振蕩系數(shù)γ等，并調整之；其次測量通斷時（標準中規(guī)定的參數(shù)條款下）回路的各種電壓，電流波形和數(shù)值（連續(xù)50次，通斷時間約為400?ms，間隔10?s），從而判斷產品的質量好壞。另外，由于電器接通試驗、通斷試驗和短路分斷試驗均要求空載試驗電壓的某一相角時合閘，故還有一個選相合閘電路。?

主回路線路一般分為單極電器交流單相或直流通斷、雙極電器交流單相或直流通斷、三極通斷試驗及相應短路通斷試驗 。

額定運行短路分斷能力(Ics)，是指在一定的試驗參數(shù)(電壓、短路電流和功率因數(shù))條件下，經一定的試驗程序，能夠接通、分斷的短路電流，經此通斷后，還要繼續(xù)承載其額定電流的分斷能力，它的試驗程序為O—t（線上）CO—t(線上)CO。短時耐受電流(Icw),是指在一定的電壓、短路電流、功率因數(shù)下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力，Icw 是在短延時脫扣時，對斷路器的電動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的考核指標，它是針對B類斷路器的，通常Icw的最小值是：當In≤2500A時，它為12In或5kA，而In>2500A時，它為30kA(DW45_2000的Icw為400V、50kA，DW45_3200的Icw為400V、65kA)。運行短路分斷能力的試驗條件極為苛刻(一次分斷、二次通斷)，由于試后它還要繼續(xù)承載額定電流(其次數(shù)為壽命數(shù)的5%)，因此它不單要驗證脫扣特性、工頻耐壓，還要驗證溫升。IEC947_2(以及1997新版IEC60947_2)和我國國家標準GB140482規(guī)定，Ics可以是極限短路分斷能力Icu數(shù)值的25%、50%、75%和100%(B類斷路器為50%、75%和100%，B類無25%是鑒于它多數(shù)是用于主干線保護之故)。

小型斷路器正朝著分斷能力高、體積小和模數(shù)化的趨勢發(fā)展。國內小型斷路器產品的分斷能力大部分處于4.5～6kA，而且分斷能力可靠性不高，制約了小型斷路器的發(fā)展。如何在維持現(xiàn)有生產工藝與技術不變的情況下，通過對小型斷路器的相關結構進行優(yōu)化改進來提高其分斷能力及可靠性成為關注的焦點。因此，我們可以以電弧的產生機理來考慮如何通過工藝改進達到提高分斷性能的目的。的機理。小型斷路器在分斷過程中，動靜觸頭的接觸面積逐漸減少，其接觸電阻和電流密度增大導致溫度升高，動靜觸頭在高溫加熱下被熔融而形成液態(tài)金屬橋。隨著動靜觸頭的分離，液態(tài)金屬橋的溫度繼續(xù)升高，直到被拉斷并氣化形成金屬蒸氣，此時釋放到動靜觸頭間的金屬蒸氣創(chuàng)造了熱電離的條件，在動靜觸頭間的電子與離子碰撞會產生電離，而且原子與原子的碰撞以及熱輻射都會產生電離。當所加電源高于起弧電壓時就會使熔融的液態(tài)金屬橋產生電弧。迅速的熄滅電弧是提高小型斷路器分斷性能的重要技術指標，現(xiàn)從以下幾方面來對小型斷路器的分斷性能進行探討。電弧的產生機理小型斷路器在閉合和斷開電路時都可能產生電弧，但是為了實際應用的需要，我們大多數(shù)情況下僅僅關注和研究小型斷路器在斷開電路時產生電弧。

20世紀以來，人們經歷了由磁吹滅弧到氣吹滅弧的認識，更加深入地研究了增大電弧運動驅動力的途徑。通過設計合理的出氣孔大小來保證滅弧柵內外壓力差，也可以達到驅動電弧運動和冷卻電弧，并且減小電弧的停滯時間，從而達到有效分斷電弧的作用。出氣孔面積減小有利于吹弧，但是滅弧室壓力過大會導致外殼炸破等情況。此外，實踐證明過度減少出氣孔的面積將導致電弧的背后擊穿現(xiàn)象，因此可適當增加出氣孔的橫截面積，并通過與緩沖區(qū)的配合來促進電弧的迅速熄滅。 2100433B

選擇斷路器的一個重要原則是斷路器的短路分斷能力≥線路的預期短路電流，這個斷路器的短路分斷能力通常是指它的極限短路分斷能力。無論A類或B類斷路器，它們的運行短路分斷能力絕大多數(shù)是小于它的極限短路分斷能力Icu的。A類：DZ20系列Ics=50%～77%Icu，CM1系列Ics=58%～72%Icu，TM30系列Ics=50%～75%Icu，(個別產品Ics=Icu)。B類：DW15系列Ics=60%左右的Icu，(個別的如630AIcs=Icu，但短路分斷能力僅400V時30kA)，DW45系列Ics=62.5%～80%Icu。不管是A類或B類斷路器，只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)標準規(guī)定的Icu 百分比值都是合格產品。

所有斷路器的短路分斷能力(無論是Icu還是Ics)都是周期分量有效值。在短路試驗中的“C0”的C(close接通)的電流是峰值電流Ich。在試驗站進行短路分斷試驗時，電壓、短路電流(有效值)和功率因數(shù)(cos)已調整好，它的接通電流也就被確定了。接通電流試驗(“C”試驗)，是以峰值電流來考核觸頭和其他導電體承受的電動斥力和熱穩(wěn)定性的能力，有什么樣的有效值電流(分斷電流)，在其相應的功率因數(shù)下，便有什么樣的峰值電流，使用者毋須去考慮峰值電流這個參數(shù)。