WS1—100(直熱式)塑料外殼式斷路器的設(shè)計(jì)

WS1—100(直熱式)塑料外殼式斷路器的設(shè)計(jì)
張建燕 (溫州開(kāi)關(guān)廠，浙江溫州325000)
直熱式雙金屬片的電阻較大，以獲得足夠的熱量，符合斷路器過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)特性的要求，但往往也限制了斷路器的分?jǐn)嗄芰�，故在�?jì)算和選擇雙金屬片的外形尺寸和金屬材料時(shí)，除了考慮滿(mǎn)足斷路器過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)特性外，還必須考慮能否承受較大短路電流的熱容量。
短路時(shí)間非常短，短路電流直接通過(guò)雙金屬片，雙金屬片還來(lái)不及散熱，因此，可不考慮散熱，并認(rèn)為短路電流的熱損耗全部用于加熱導(dǎo)體。
直熱式雙金屬片在單位時(shí)間內(nèi)的功率損耗為：
P=I2R
(1)
式中P損耗功率，W
I短路電流有效值，A
R導(dǎo)體電阻，
根據(jù)能量平衡公式：
Pt=mC
(2)
式中t發(fā)熱時(shí)間，s
m導(dǎo)體質(zhì)量，kg
C導(dǎo)體材料的比熱容，J／kg℃
導(dǎo)體溫升，℃
而R＝/S，m＝S，代入式(1)和式(2)中整理可得：
＝I2t/CS2 (3)
一旦動(dòng)觸頭斥開(kāi)產(chǎn)生電弧后，在線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，電弧受到向滅弧室方向運(yùn)動(dòng)的吸力，線(xiàn)圈起到磁吹作用。
更重要的是，由高電阻合金材料制成的線(xiàn)圈使斷路器本身相電阻增加很多，有效地阻止了實(shí)際分?jǐn)嗟碾娏髦档脑黾印S1100斷路器中脫扣器額定電流為16A的線(xiàn)圈采用鐵鉻鋁合金(Crl3A14)材料，電阻約為0．018，使相電阻比不串聯(lián)線(xiàn)圈的相電阻提高了11.38倍，在通斷能力試驗(yàn)時(shí)起很大的限流作用，達(dá)到了保護(hù)直熱式雙金屬片的目的，原理圖示。
3．3 減少靜觸頭壓力彈簧，降低斥開(kāi)電流
由于產(chǎn)生觸頭斥力的另一個(gè)因素是圍觸頭接觸電流線(xiàn)收縮而引起的結(jié)點(diǎn)電動(dòng)斥力。這種斥力與觸頭的終壓力有直接關(guān)系，壓力愈小則電流收縮線(xiàn)收縮愈強(qiáng)，電動(dòng)斥力愈大。 在滿(mǎn)足斷路器溫升要求的前提下，WS1-100斷路器采用小的觸頭彈簧拉力，壓力為3N，這種動(dòng)觸頭可以提前斥開(kāi)，電弧引入更早，使雙金屬片在極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)中所承受的I2t大大減少，有效地防止了雙金屬片的燒斷。