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低壓斷路器的進出線方向不能接反,,是因為斷路器動觸頭側(cè),、靜觸頭側(cè)的操作機構(gòu)介電性能不同,斷路器動,、靜出頭上的電弧弧根移動方式不同導(dǎo)致的,。如果采用下部進線,則斷路器可能需要采取降容措施,,也即實際運行電流會小于額定電流,,除非斷路器對N線也有與相線一樣的保護功能,而且整定值也一致,,否則相線不建議與N線對調(diào),。 我們先看看低壓斷路器的上部進線和下部進線的示意圖:
圖1和圖2 虛線框內(nèi)的區(qū)域就是斷路器本體。注意看斷路器,,我們發(fā)現(xiàn)它是四極的,。在QF的虛線框內(nèi),有三條相線有半圓的短路保護圖符和半矩形的過載保護圖符,,表明這臺斷路器具有過載保護和短路保護功能,。 圖1和圖2中,N線所在的極里,,沒有任何保護,,斷路器在這里充其量只不過具有隔離開關(guān)功能而已,所以這臺斷路器的接線屬于3P+N的型式,。 請注意兩件事: ①進線方向建議從上往下,,也即采取上部進線方式。如果采用下部進線,,則斷路器可能需要采取降容措施,,也即實際運行電流會小于額定電流。 ②除非斷路器對N線也有與相線一樣的保護功能,,而且整定值也一致,,否則相線不建議與N線對調(diào)。 以下我們來看看為何低壓斷路器進線方向最好是從上往下,,而不是從下往上? 這個問題關(guān)系到兩個原因: ①斷路器動觸頭側(cè)和靜觸頭側(cè)的操作機構(gòu)介電性能不同 我們來看圖3,。圖3是微型斷路器的實物圖。它的上側(cè)是進線端,,下側(cè)是出線端,。我們從圖中可以看出,出線端的機械復(fù)雜程度超過進線端,。 圖3 ABB的S200低壓微型斷路器MCB的實物圖 進線側(cè)是斷路器的靜觸頭,,而出線側(cè)是斷路器的動觸頭,。靜觸頭的結(jié)構(gòu)相對簡單,散熱條件好一些,,因此靜觸頭側(cè)的介電性能也即絕緣性能優(yōu)于動觸頭側(cè),。 斷路器絕緣材料的介電性能與溫升有關(guān)。電流越大,,電器的溫升就越高,,介電性能相對會降低。 所以,,當(dāng)斷路器反向進線時需要適當(dāng)?shù)亟等?,降容后的運行電流一般為額定電流的75%。例如斷路器的額定電流是100A,,反向進線后其運行電流為75A,。對于品質(zhì)較好的斷路器,則無需降容,。這在斷路器的說明書或者樣本材料中會有說明,。 ②斷路器動、靜觸頭上的電弧弧根移動方式不同 對于低壓電器的觸頭來說,,一旦產(chǎn)生了電弧后,,電弧貼近電極的部分叫做弧根。電弧在弧根處急劇收縮,,并且在電極表面上形成的圓形的明亮光點,,此亮點叫做弧根斑點。www.diangon.com版權(quán)所有 對于陰極弧根來說,,陰極斑點是電子的發(fā)射處,,它的電流密度很大,可達104A/cm2,。因此電極材料迅速汽化,,形成金屬蒸汽進人弧隙,因而在陰極表面形成凹坑,;對于陽極弧根來說,,它是電子進入陽極的入口,面積比陰極斑點要大,,電流密度較小,,溫度較高,電極材料也達到沸點,。 當(dāng)斷路器跳閘瞬間,,這時的電路是有極性的,既可能是陽極,也可能是陰極,,具體極性由開斷瞬間來決定,。我們來看圖4和圖5。
在圖4和圖5所示開關(guān)電器的觸頭中,,上部是靜觸頭,,下部是動觸頭。圖4靜觸頭為負極或者陰極,,圖5表示靜觸頭為正極或者陽極,。我們來看其中的電弧運動,。圖4-1和圖5-1:動,、靜觸頭剛剛開斷,觸頭間出現(xiàn)電??;圖4-2和圖5-2:隨著觸頭間隙加大,電弧也被拉長,,其中部在電場力的作用下向滅弧室方向彎曲,;圖4-3和圖5-3:圖4-3中電弧弧根已經(jīng)離開觸頭,向滅弧室方向運動,;圖5-3中我們看到,,電弧的陽極區(qū)已經(jīng)離開觸頭,而陰極區(qū)卻滯留在動觸頭上,;圖5-4經(jīng)過一段時間后,,滯留在動觸頭(陰極)上的電弧陰極區(qū)才離開觸頭,并向滅弧室方向運動,。 什么原因呢,?由前所述,當(dāng)斷路器的觸頭打開時,,電弧出現(xiàn),,同時極間的電阻不斷增大。電弧在兩極上形成電弧斑點,。由于電弧的燒灼使得部分觸頭材料熔融氣化,,形成金屬性電弧。金屬性電弧是靠金屬蒸汽的離子來支撐的,,我們把它稱為金屬相電弧,。 金屬相電弧的特點是:金屬相電弧的直徑較大,電弧基本上不運動,;當(dāng)電弧隨著觸頭開距加大而拉長后,,在外磁場的作用下,周圍氣體進人電弧,使得電弧中心的溫度升高,,電流向中心集中,,電弧變細,電弧由金屬相電弧變?yōu)闅庀嚯娀?。這時,,電弧才具有運動的可能性。 我們知道,,低壓電器是有滅弧罩的,,電弧要進入滅弧罩,必定會遇見各種拐角和臺階,。這些拐角和臺階對于電弧的運動會產(chǎn)生什么影響呢? 一位很出名的學(xué)者,,叫做R.Michal。他研究了電弧弧根運動的機理,,得出的結(jié)論是: ①陽極電弧弧根具有跳躍通過阻擋物的能力,。也就是說,陽極電弧遇見臺階和間隙能一躍而過,。 ②陰極電弧弧根的運動必須是連續(xù)的,,它只能沿著阻擋物的表面運動。 當(dāng)電弧在遇見臺階時,,陰極電弧弧根要從臺階下方沿著立面攀升到臺階上方再繼續(xù)前進,,而陽極電弧弧根則直接越過,于是電弧必然會出現(xiàn)傾斜和停滯,。對于具體的斷路器來說,,如果采取下部進線,則電弧弧根運動的遲滯現(xiàn)象就更加明顯和突出,。 也就是說如果斷路器的進線方向為上進線,,對應(yīng)的觸頭是靜觸頭,則當(dāng)觸頭打開時,,不管陰極在靜觸頭還是動觸頭,,電弧都能相對順利地進入滅弧室。同時,,介電性能也更好,;反過來,斷路器的進線方向為下進線,,對應(yīng)的觸頭是動觸頭,,則電弧進人滅弧室的時間會比前者要遲滯,介電性能會略差,。 如此說來,,斷路器的上進線和下進線優(yōu)劣程度,,很大程度上與斷路器的制造技術(shù)相關(guān)。對于國產(chǎn)斷路器,,最好不要采取下進線,。如果一定要下進線,則必須降容,。對于進口或者合資生產(chǎn)的斷路器,,例如施耐德、西門子和ABB的斷路器,,則上下進線的容量是一致的,,無需降容。
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