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控制與保護(hù)開關(guān)電器短路的分?jǐn)嗄芰?/font>
浙江神盾電器股份有限公司
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控制與保護(hù)開關(guān)電器( Control and Protective Switching Device,CPS) 作為一種多功能電器,能夠接通、承載和分?jǐn)嗾l件下包括規(guī)定的運(yùn)行過(guò)載條件下的電流,且能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載并分?jǐn)嘁?guī)定的非正常條件下的電流,如短路電流[1]。一體式或模塊化設(shè)計(jì)的CPS,通常使用一套觸頭系統(tǒng)和控制系統(tǒng),可以有效解決接觸器和短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合問(wèn)題。但是由于要同時(shí)兼顧斷路器和接觸器的功能,因此觸頭系統(tǒng)必須同時(shí)滿足斷路器的高短路分?jǐn)嗄芰σ约敖佑|器的高操作頻率、高機(jī)械壽命、高電氣壽命的要求。現(xiàn)有產(chǎn)品中一體式/模塊化CPS 的設(shè)計(jì)大多采用類似接觸器的觸頭系統(tǒng)形式,即觸頭系統(tǒng)采用雙斷點(diǎn)橋型觸頭。大電流時(shí)利用電動(dòng)斥力將觸頭斥開,瞬動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)使操作機(jī)構(gòu)完成脫扣并操動(dòng)到斷開位

置,使短路電流分?jǐn)。如觸頭系統(tǒng)采用斷路器的單斷點(diǎn)或雙斷點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),雖然能夠大大提高短路電流分?jǐn)嗄芰,但卻難以達(dá)到高操作頻率、高機(jī)械壽命、高電氣壽命要求,即不能滿足CPS 的整體性能要求。因此要提高采用雙斷點(diǎn)直動(dòng)式觸頭系統(tǒng)的一體式/模塊化設(shè)計(jì)的CPS 產(chǎn)品,短路分?jǐn)嗄芰Ρ仨氃谟|頭滅弧系統(tǒng)、檢測(cè)和保護(hù)、快速響應(yīng)機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行深入研究。

1. 1 CPS 觸頭系統(tǒng)研究

由于電流產(chǎn)生磁場(chǎng),因此載流導(dǎo)體之間也受電動(dòng)力的作用。當(dāng)電流通過(guò)觸頭時(shí),電流線在接觸面附近發(fā)生收縮觸頭間會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)斥力,這是一種電流磁場(chǎng)作用下的電動(dòng)力[2]。為了提高短

路分?jǐn)嗄芰Γ_(dá)到更好的限流效果,在分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)往往利用電動(dòng)斥力來(lái)幫助觸頭斥開[3]。因此CPS 的觸頭系統(tǒng)采用動(dòng)、靜觸頭之間由于電流線強(qiáng)烈收縮產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)斥力和平行導(dǎo)體間的電動(dòng)斥力相結(jié)合的限流結(jié)構(gòu),動(dòng)、靜觸頭結(jié)構(gòu)如圖1 所示。靜觸頭設(shè)計(jì)成U 形結(jié)構(gòu),可使動(dòng)觸頭導(dǎo)體和靜觸頭導(dǎo)體之間產(chǎn)生電動(dòng)力; 動(dòng)、靜觸頭接觸處由于電流線的強(qiáng)烈收縮也會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)力。以上電動(dòng)力之和為觸頭系統(tǒng)的電動(dòng)力。該電動(dòng)力隨電流變化而變化,當(dāng)合力大于觸頭壓力時(shí),觸頭將會(huì)被斥開。

   由于CPS 除了要分?jǐn)喽搪冯娏魍,還需頻繁接通和分?jǐn)嗾;蜻^(guò)載電流,因此觸頭參數(shù)的選擇是非常重要的。觸頭壓力小,則觸頭受電動(dòng)力的影響容易被斥開。這有利于分?jǐn)喽搪冯娏,反之?huì)容易使頻繁接通和分?jǐn)嗾;蜻^(guò)載電流時(shí)的觸頭發(fā)生彈跳,影響正常使用壽命。為此,必須對(duì)不同觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和觸頭參數(shù)進(jìn)行研究和分析,找出最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和觸頭參數(shù)。


 

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