一、工作原理
將剩余電流動(dòng)作斷路器手柄扳向接通位置,通過(guò)接通機(jī)械機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)觸頭向靜觸頭運(yùn)動(dòng)并與靜觸頭可靠接觸,接通電路。
1、當(dāng)線路發(fā)生“過(guò)載”故障時(shí),“過(guò)載電流”使“熱雙金屬片”發(fā)熱彎曲并推動(dòng)“杠桿”使得“機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)”復(fù)位,“動(dòng)觸頭”迅速離開(kāi)“靜觸頭”,從而實(shí)現(xiàn)分?jǐn)嗑€路的功能;
2、當(dāng)線路發(fā)生“短路”故障時(shí),“短路電流”使“瞬時(shí)脫扣器”動(dòng)作,鐵芯頂桿推動(dòng)杠桿使得鎖定機(jī)構(gòu)復(fù)位,實(shí)現(xiàn)分?jǐn)喙δ埽?br>3、當(dāng)線路發(fā)生“剩余電流”(漏電)或“觸電”故障時(shí),“零序互感器”輸出的信號(hào)觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,使剩余電流動(dòng)作斷路器在極短時(shí)間內(nèi)切斷電源,從而實(shí)現(xiàn)剩余電流保護(hù)功能。
二、保護(hù)原理
1、過(guò)載保護(hù)
(1)保護(hù)元件:熱雙金屬片。(如上小型斷路器實(shí)物圖所示)
(2)熱雙金屬片:是一種由復(fù)合材質(zhì)制成的隨溫度變化而發(fā)生形變的雙金屬片。原理是:由于各組元層的熱膨脹系數(shù)不同,當(dāng)溫度變化時(shí),膨脹系數(shù)較高的主動(dòng)層(由錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳等制成)的形變要大于膨脹系數(shù)較底的被動(dòng)層(由鎳鐵合金等制成)的形變,從而使雙金屬片的整體就會(huì)向被動(dòng)層一側(cè)彎曲,則這種復(fù)合材料的曲率發(fā)生變化從而產(chǎn)生形變。
(3)保護(hù)原理:熱雙金屬片串接在開(kāi)關(guān)電氣的線路中,當(dāng)線路發(fā)生過(guò)載故障時(shí),流過(guò)雙金屬片上的過(guò)載電流會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能,雙金屬片發(fā)熱變形彎曲,當(dāng)彎曲到一定程度時(shí)(整定值),彎曲的雙金屬片推動(dòng)“杠桿”使得“機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)”復(fù)位,“動(dòng)觸頭”迅速離開(kāi)“靜觸頭”,從而實(shí)現(xiàn)分?jǐn)嗑€路的功能,保護(hù)線路、設(shè)備的安全和防止發(fā)生電氣火災(zāi)。
2、短路保護(hù)
(1)保護(hù)元件:瞬時(shí)脫扣器(電磁式脫扣器、電磁鐵)
(2)瞬時(shí)脫扣器:即沒(méi)有人為延時(shí)動(dòng)作的脫扣器。此種瞬時(shí)特性的過(guò)電流保護(hù)通常能無(wú)選擇性地迅速切除短路故障。
(3)保護(hù)原理:瞬時(shí)脫扣器的線圈串接在開(kāi)關(guān)電氣的線路中,當(dāng)線路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)電流時(shí),過(guò)電流超過(guò)瞬時(shí)脫扣整定值,電磁脫扣器的線圈產(chǎn)生足夠大的磁力,克服鐵芯原有的彈簧力,吸合鐵芯,鐵芯頂桿推動(dòng)杠桿使得鎖定機(jī)構(gòu)復(fù)位,實(shí)現(xiàn)分?jǐn)喙δ?,保護(hù)線路、設(shè)備的安全和防止發(fā)生電氣火災(zāi)。
3、漏電保護(hù)
我們以3p+n式rcbo為例說(shuō)明。
(1)漏電保護(hù)電路實(shí)物圖,如下
(2)漏電保護(hù)電路原理圖
根據(jù)以上實(shí)物圖,我們畫出的電路圖如下
同樣,我們畫出1p+n式的漏電保護(hù)原理圖,如下
(3)保護(hù)元件:由漏電檢測(cè)(零序電流互感器)、漏電信號(hào)處理電路(由漏電保護(hù)專用icvg54123和其他電子元件組成)、漏電脫扣機(jī)構(gòu)(繼電器j)和漏電試驗(yàn)電路組成。
(2)保護(hù)器原理
以3p+n式rcbo的漏電保護(hù)原理為例說(shuō)明。
根據(jù)“基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律”:在任一瞬時(shí),流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之和恒等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和,即:
∑i(t)入=∑i(t)出
可知,在被保護(hù)線路工作正常,沒(méi)有發(fā)生漏電的情況下,流入和流出電流互感器一次側(cè)的電流相量和等于零,即:
ⅰ1+ⅰ2+ⅰ3+ⅰn=0
這使得鐵芯中磁通的相量和也為零,即:
這樣電流互感器的二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),漏電信號(hào)處理電路沒(méi)有漏電信號(hào)而處于警備狀態(tài),沒(méi)有輸出,漏電脫扣器不動(dòng)作,維持正常供電。當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生漏電時(shí),由于漏電電流的存在,通過(guò)電流互感器一次側(cè)各線電流的相量和不再等于零,有了漏電電流,鐵心就有了交變磁通(交變磁場(chǎng)),在交變磁通作用下,電流互感器二次側(cè)線圈就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(漏電信號(hào))經(jīng)過(guò)漏電處理電路進(jìn)行比較放大,當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí),漏電信號(hào)處理電路輸出一個(gè)電流信號(hào)去驅(qū)動(dòng)可控硅(bt169d),可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通,溝通繼電器電路,繼電器得電動(dòng)作,推動(dòng)脫扣器動(dòng)作,rcbo脫扣跳閘切斷電源,實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。
試驗(yàn)電路:按下試驗(yàn)按鈕,人為制造漏電(模擬漏電故障),以檢測(cè)rcbo漏電保護(hù)電路工作是否正常。正常時(shí),rcbo立即跳閘,說(shuō)明rcbo漏電保護(hù)功能有效;異常時(shí),rcbo不會(huì)跳閘,說(shuō)明rcbo漏電保護(hù)功能失效,需要更換新的rcbo。
1p+n式、2p式和3p式rcbo的漏電保護(hù)原理上述相同,在此不再贅述。