低压断路器热脱扣稳定性的研究.pdf

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1、·研究与分析·电器与能效管理技术(2015No．1)低压断路器热脱扣稳定性的研究胡金利(上海西门子线路保护系统有限公司，上海201514)摘要：介绍了低压断路器的热脱扣特性及其执行元件，分析了热脱扣特性的缺陷。探讨了双金属的计算公式，推导了双金属能量计算及应用，验证了双金属能量法在热脱扣测试稳定性研究中的运用，提出并验证了双金属初始位置对热脱扣稳定性的影响。胡金利(1975一)，关键词：低压断路器；双金属；能量法；双金属初始位置男，高级工程师，主中图分类号：TM561文献标志码：A文章编号：2095—8188(2015)01-0017-04要从事低压断路器、剩余电流动作Stu

2、dyonThermalTestStabilityfor断路器、隔离开关LowVoltageCircuitBreaker等的研究和制造。HUjinli(ShanghaiSiemensLineProtectionSystemCo．，Ltd．，Shanghai201514，China)Abstract：Thispaperintroducedlowvoltagecircuitbreaker’Sthermaltrippingcharacteristicanditsoperatingpart，analyzedthedefectsofthermaltest，studiedbimetal’S

3、calculationformula，deducedbimetal’Senergycalculation，verifiedbimetal’Senergymethodologyandapplicationinthermaltrippingstabilityandimprovement，introducedandtestedbimetal’Sinitialpositionanditsinfluenceonthermaltrippingstability．Keywords：lowvoltagecircuitbreaker；bimetal；methodologyofenergy；in

4、itialpositionofbimetal在1．051时约定时间内脱扣(或在等效电流的0引言等效时间外早脱扣)和电流在1．31时约定时间热脱扣特性是低压断路器一项重要指标。其内不脱扣(或在等效电流的等效时间内不脱稳定性一直是断路器进一步提高生产效率和降低扣)。实际生产中等效电流越大，相应等效时间成本的重要因素。越短，生产效率越高，对热脱扣稳定性的要求断路器的热脱扣特性是按GB14048．2—2008越高。《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》的工业化生产过程中，在相对稳定的外部条要求设计。在基准温度下，断路器通以约定不脱扣件(如环境温度的变化、测试设备的可靠性、测电流(

5、1．051．)时，从冷态开始，在小于约定时间内试电流的恒定、测试条件等)和断路器没有故障不能脱扣；在约定时间结束后，立即使电流上升至约定脱扣电流(1．3，n)，在小于约定时间内脱扣I】j。(如机构故障、脱扣力异常、主回路的焊接缺陷等)前提下，且热脱扣调试的等效时间已没有进在大批量工业化生产中，生产企业采用调试在等效电流下的等效时间来提高生产效率。一步优化的空间条件下，一般认为断路器热脱从成本考虑，绝大多数低压断路器采用双金扣性缺陷是由于双金属零部件造成的，如双金属元件作为热脱扣特性的执行元件，在断路器过属零部件的设计缺陷和质量波动。传统的解决载时驱动操作机构脱扣单元使断路器分

6、闸，起到方法一般是更改双金属设计和改善双金属质过载保护的作用。量。改善双金属质量包括加强原材料质量控制、增加双金属的稳定性处理、改善双金属焊接1热脱扣特性的缺陷分析质量等，但改善热脱扣稳定性的效果一般都很断路器的热脱扣特性缺陷一般分为电流有限。一17—电器与能效管理技术(2015No．1)·研究与分析·2双金属的特性计算和分析在双金属的质量改进和控制时，除了测量尺寸和电阻外，生产企业很难对双金属零部件的其他关键参数，如温曲率、比弯曲、弹性模量等进行夕定性测量和分析，从而很难判断双金属是否存在质量缺陷或波动。在双金属的改进设计时，可以对双金属曲率、挠度、推力、内应力以及尺寸进行

7、计算4。，再通过与双金属原材料技术参数对比选择合适的双金属牌号，然后经过样品试制验证、功能试验和小批量试制，在满足要求的情况下投人生产。双金属的曲率计算式为c：2(1)D，=，2=TK2Ebl&2双金属的挠度计算式为=(6)O0d：2K—／~l'r(2)=-_D双金属的推力计算式为F：—KEb62．r(3)双金属的内应力计算式为F=-5-(Ol2一1)(一)(4)式中：双金属的比弯曲；，室温和加热后的温度；6——双金属片的厚度；Z——双金属的长度；——双金属的温升；E——双金属片的弹性模数；6——双金属