塑壳断路器触头分断速度定量计算方法的研究
低压柜塑壳断路器分断计算
低压柜塑壳断路器分断计算低压柜塑壳断路器是一种常用的电力保护设备，广泛应用于低压配电系统中。
它具有灵活可靠、分断能力强、操作简便等特点，能够及时切断电路，保护电气设备和人身安全。
在设计低压配电系统时，需要合理选用和设置断路器，以保证系统的安全和可靠运行。
低压柜塑壳断路器的分断计算是指在电路短路故障发生时，断路器能够迅速切断故障电流，并确保不发生过电压或过温等危险情况。
分断能力是衡量断路器性能的重要指标，它取决于断路器的额定电流和额定短路分断能力。
在进行分断计算时，首先需要确定故障电流的大小。
故障电流是指在电路发生短路故障时，电流达到的最大值。
根据电路的额定电流和短路电阻，可以通过计算或查阅相关资料得到故障电流的数值。
然后，根据故障电流的数值，选择合适的断路器。
断路器的额定电流应大于等于故障电流，以确保能够正常切断故障电流。
同时，还需要考虑断路器的额定短路分断能力。
额定短路分断能力是指断路器在额定电流下，能够安全、可靠地切断短路电流的能力。
一般来说，断路器的额定短路分断能力应大于等于故障电流。
除了断路器的选择，还需要考虑电路的短路保护。
短路保护是指在电路发生短路故障时，能够及时切断故障电流，并保护电气设备和人身安全的措施。
常用的短路保护装置有熔断器、隔离开关等。
在进行分断计算时，需要根据故障电流的数值选择合适的短路保护装置，并设置合适的额定电流和短路保护动作时间。
还需要考虑电路的电压等级。
低压柜塑壳断路器一般适用于额定电压为380V及以下的电路。
如果电路的电压超过了断路器的额定电压，需要选择合适的断路器或采取其他措施来保护电路。
在进行分断计算时，还需要考虑环境因素。
低压柜塑壳断路器的使用环境应符合相关的标准和规定。
特别是在潮湿、高温、易爆等特殊环境下，需要选择符合要求的断路器，并进行相应的分断计算。
进行分断计算时，还需要注意断路器的选择和设置要符合相关的法律法规和标准。
断路器的选用和设置应符合国家标准和电气安全规范，以确保系统的安全和可靠运行。
双断点塑壳断路器触头接触平衡问题的研究
双断点塑壳断路器触头接触平衡问题的研究双断点塑壳断路器是一种高压电器设备，用于保护电路以及隔离
电器设备。
在电路中，双断点塑壳断路器一般会承受较高电压和电流。
因此，断路器的触头接触平衡问题是一个很重要的问题，它直接关系
到电路的可靠性和安全性。
触头接触平衡问题指的是，在垂直运动中的两个触头的接触良好
且保持平衡。
具体来说，对于双断点塑壳断路器，需要保证两个触头
的接触面积相等，接触压力也相等，以确保安全可靠的电路断开。
在生产制造中，对于双断点塑壳断路器触头接触平衡问题的研究
一般包括以下步骤：
1.设计合理的电路结构和触头形状，以确保触头能够精准和平衡
地接触。
2.选择合适的材料和制造工艺，以确保触头的机械强度和稳定性。
3.从材料到成品都需要进行严格的质量检测和控制，确保触头的
尺寸和质量符合要求。
4.在实际运行中，需要进行定期的维护和检修，以保证触头始终
保持平衡。
总之，双断点塑壳断路器触头接触平衡问题的解决需要设计、制
造和维护等多方面的工作，唯有这样，才能有效地保证电路的可靠性
和安全性。
双断点塑壳断路器触头终压力设计
关于断路器速度测量的意义和方法
关于断路器速度测量的意义和方法作者：闻新阳来源：《城市建设理论研究》2013年第10期摘要：断路器（英文名称：circuit-breaker，circuit breaker）是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。
断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前，已获得了广泛的应用。
关键词：断路器速度测量中图分类号： TM561 文献标识码： A 文章编号：1简介断路器断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。
当出现短路故障时，大电流（一般10至12倍）产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬时跳闸。
当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作（电流越大，动作时间越短）。
现在有电子型的，使用互感器采集各相电流大小，与设定值比较，当电流异常时微处理器发出信号，使电子脱扣器带动操作机构动作。
断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。
而高压断路器要开断高电压，电流可达1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。
故灭弧是高压断路器必须解决的问题。
吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。
2断路器触头的运动速度进行测量的意义2.1对断路器触头的运动速度进行测量的意义如下：2.1.1断路器分、合闸时，触头运动速度是断路器的重要特性参数，断路器分、合闸速度不足将会引起触头合闸振颤，预击穿时间过长。
2.1.2分闸时速度不足，将使电弧燃烧时间过长，致使断路器内存压力增大，轻者烧坏触头，使断路器不能继续工作，重者将会引起断路器爆炸。
塑壳断路器分断角速度非接触式检测方法及其应用
为了对断路器触头分断特性进行非接触式测 量，论文提出了一种直线位移外加三角函数变换的 传感检测方法。首先，通过激光位移传感器测量触 头的动态直线位移，再利用三角函数关系转换成动 态角位移，通过对角位移进行求导运算，进一步得 到断路器分断过程中触头的角速度，测量原理如图 3 所示。
以上学者虽然对断路器分断过程中出头的 动 态 特 性 做 了 大 量 的 工 作，但 是 他 们 主 要 基 于 一种有损 的 测 量。通 过 对 触 头 结 构 的 重 新 改 装，并 安 装 接 触 式 的 角 度 传 感 器 达 到 对 角 位 移 的测量目的。但是改装后断路器的性能是否与 原 装 的 一 样 并 未 能 得 到 验 证，接 触 式 的 测 量 本 身也引 入 了 测 量 误 差。 因 此，一 种 无 损 的 测 量 方法显得非常必要和迫切。本文提出了一种非 接触式 测 量 断 路 器 分 断 角 位 移 及 角 速 度 的 方 法，并建立了一套非 接 触 式 传 感 检 测 系 统，通 过 对分断时间、角速度 和 角 位 移 的 测 量，可 以 从 试 验 的 角 度 研 究 断 路 器 分 断 性 能，为 断 路 器 的 优 化设计提供评判依据。
后，激光位移传感器的光线与触头分别交于点 A、
E。因此，通过激光位移传感器在 C、D 基准点可以
测量 CA、CG、DF、DE 的距离。BE、GK 是求解所需要
做的辅助线，其大小与 CD 相等。
首先，在 ΔABE 和 ΔGKF 中，通过股定理可以如
下关系：
AE = 槡AB2 + BE2
（ 1）
GF = 槡FK2 + GK2
符合UL489标准的塑壳式断路器触头系统和 灭弧系统的设计与试验(文献综述)
本科生毕业设计（论文）文献综述题目：符合UL489标准的塑壳式断路器触头系统和灭弧系统的设计与试验姓名：学号：学院：专业：年级：指导教师：2014年03月30日引言：塑壳式断路器也称空气开关或装置式自动开关。
主要用作低压系统的电能的保护和分断。
塑壳断路器主要由主触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器和外壳等部分组成。
脱扣器接收故障信号，并传递给操作机构，由其控制主触头及辅助触头的断开和闭合。
灭弧室用于熄灭主触头系统在分断电路时产生的电弧。
当断路器出现短路电流并达到整定值时，瞬时脱扣器中的电磁铁动作，推动牵引杆运动，使操作机构脱扣，从而将电路切断。
当电路中出现过载电流时，过载脱扣器中的热双金属受热弯曲，推动牵引杆运动，达到规定时间后操作机构脱扣，将电路切断。
塑壳断路器的UL489标准和IEC标准主要区别在于UL489标准的验证试验更加注重断路器的安全性和寿命，增加了一个6倍过载试验，检验每相温升是否在规定值内，并且其寿命试验的次数为10000次也远大于IEC标准的4000次，来提高断路器的安全性能。
触头系统和灭弧系统是断路器的主要结构。
电动斥力是影响触头系统正常工作的重要因素，触头系统可靠性的高低直接影响了整个断路器的性能。
而同时合理设计的触头灭弧系统内部的结构，使之能获得更强的吹弧磁场和磁吹力，对于提高塑壳断路器的分断性能和安全性能具有重要意义。
磁场中的载流导体必然受到力的作用，这个力企图改变回路的形状，以使环绕的磁通增加[1]。
由于电流产生磁场，因此载流导体之间也要受到力的作用，这种力称为电动力。
电器的触头系统中由于有电流通过，导体之间同样存在着相互作用的电动力。
动、静触头间的电动斥力轻则使触头压力减小，接触电阻增大以至温升升高，重则使触头弹开，产生电弧，加速触头磨损或导致触头熔焊。
因此，研究电动力对设计好塑壳断路器的触头系统和灭弧系统，提高断路器的安全性具有重要意义。
作用在动触头上的电动斥力 F ( 包括导电回路产生的洛仑磁力F及触头间由于电流收缩产生的Holm力)和预压力决定了触头的斥开时间和打开速度，从而对塑壳断路器的限流性能产生重要的影响。
一种塑壳断路器操作机构关键参数的设计
图 &-动触头质心位置随时间变化曲线
柄力触头快速打开使操作机构处于分闸状态 (?' 0时取消手柄力(?$ 0时施加反向手柄力使 机构迅速处于合闸状态(?) 0时在脱扣板上施加 反力机构开始迅速脱扣并处于脱扣状态(?& 0 时取消手柄力(?# 0时再次施加手柄力使机构进 入锁扣状态(?% 0时施加手柄力机构再次进入 合闸状态(?" 0后取消手柄力直至仿真结束
关键词 塑壳断路器 操作机构 触头三要素 运动仿真 中图分类号 78&>!-文献标志码 .-文章编号 '("&4%!%%!'(')#($4(()#4(> ./0 !(?!>>'% ,@?</AB?'("&4%!%%?'(')?($?((%
李 - 鹏 ! !"%""# $ 男$工程师$主要从 事舰船用电元件的 设计与开发%
'-操作机构关键参数设计
!&NOH.H-+动力学模型的建立 以某型号双断点塑壳断路器为例$将其简化
为可计算的多体动力学仿真分析模型% 操作机构 仿真分析模型如图 ) 所示% 然后将三维模型导入 .X.86 软件$设置各部件的材料属性及转动&碰 撞等约束类型%
" )% "
图 )-操作机构仿真分析模型
--在 .X.86 ,dB:Q环境中$操作机构的分闸& 合闸等是一个瞬间的动作过程$包含高速的碰撞$ 涉及因素较多$因此要精确建模% 只要仿真构件 几何体形的质量&质心位置&惯性矩和惯性积同实 际构件相同$仿真结果是等价的% 正确施加样机 约束也很重要$在模型中$主要涉及连杆和轴之间 的转动约束&两构件之间的接触约束&轴和地之间 的固定约束等% 在施加约束前$必须清楚构件之 间的连接关系$才能保证在仿真时系统以预想的 方式运动% 建模过程中用到的参数如表 ! 所示%
低压柜塑壳断路器分断计算
低压柜塑壳断路器分断计算低压柜塑壳断路器是一种常用的电气设备，用于保护电路免受过载和短路的影响。
它的分断能力是评估其性能的重要指标之一。
本文将从低压柜塑壳断路器分断计算的角度出发，探讨该设备的工作原理、分断能力的计算方法以及分断能力的影响因素。
我们来了解低压柜塑壳断路器的工作原理。
该设备采用熔断器或电磁式断路器作为保护元件，当电路中出现过载或短路时，保护元件会迅速切断电路，以保护电气设备和人身安全。
在正常情况下，断路器处于闭合状态，电流通过断路器正常流动；当电路中出现故障时，断路器会迅速打开，切断电路。
我们来看看低压柜塑壳断路器分断能力的计算方法。
分断能力是指断路器能够安全切断电路的能力。
通常，分断能力由两个参数来描述，即额定分断能力和操作分断能力。
额定分断能力是指断路器在额定条件下能够安全切断电路的能力，通常用短路故障电流值来表示。
操作分断能力是指断路器在实际运行条件下能够安全切断电路的能力，通常由断路器的额定分断能力和运行环境因素共同确定。
为了计算低压柜塑壳断路器的分断能力，我们需要了解以下几个关键参数：额定电流、额定短路切断能力、短路故障电流和分断时间。
额定电流是指断路器能够连续工作的最大电流值，通常以安培(A)为单位表示。
额定短路切断能力是指断路器能够安全切断的最大短路电流值，通常以千安(kA)为单位表示。
短路故障电流是指电路中发生故障时的电流值，通常以千安(kA)为单位表示。
分断时间是指断路器从闭合到打开所需的时间，通常以毫秒(ms)为单位表示。
在计算低压柜塑壳断路器的分断能力时，我们首先需要确定短路故障电流。
短路故障电流的大小取决于电路中的负载特性以及供电系统的短路能力。
其次，我们需要根据额定短路切断能力和运行环境因素来确定操作分断能力。
运行环境因素包括电流波形、环境温度、海拔高度等。
最后，我们可以根据所得到的短路故障电流和操作分断能力来判断断路器是否能够安全切断电路。
除了上述参数外，低压柜塑壳断路器的分断能力还受到其他因素的影响，如断路器的结构和材料、导电材料的电气特性等。
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, 提高触头分断速度
可使电弧停滞时间迅速下降, 故提高触头分断速度 对提高断路器极限短路分断能力非常有利. 有关研
收稿日期 : 2005 03 01.
浙江大学学报 ( 工学版 ) 网址 : w w w . journals. z ju. edu . cn/ eng
作者简介 : 叶忻泉 ( 1956- ) , 男, 浙江温州人 , 教授级高工 , 从事从事低压电器技术开发与研究 . E mai l: r on gx iang@ cee. zju. edu. cn
Fig . 2
图 2 分闸时触头机构运动简图 M ot ion fig ur e of contact dev ice on breaking
EH K 上, 即杠杆 EH K 不动 , 而是由于断路器解扣 后 , 触头机构中的锁扣 I 对跳扣杆 DC 的限制作用 消失, 增加了自由度, 在此瞬间, 在弹簧力 F 和触头 反力 N 及重力 W 等作用下 , 连杆 BD 钩着跳扣杆 DC 一起 , 立即绕 C 点逆时针转动, 并带动连杆 AB、 触头杆 OA 一起运动 , 迫使动、 静触头分离 , 如图 3 所示. 由此可见分闸动作和分断动作完全不同, 前者 是靠外力作用于杠杆 EH K, 使杠杆 EH K 位置产生 变化而带动连杆 BD 绕 D 点转动, 而使动、 静触头分 离; 后者则是由于触头机构解扣后跳扣杆 DC 失衡, 连杆 BD 在弹簧力 F 和触头反力 N 及重力 W 等的作 用下, 顶着跳扣杆 DC 一起绕 C 点逆时针转动 , 而自 行快速分离动、 静触头的. 两者的根本区别在于: 前者 是跳扣杆 DC 静止不动, 后者是跳扣杆 DC 运动.
Study on breaking action characteristics of moulded case circuit breaker contact
YE Xin quan
1, 2
, ZH AO Rong xiang , W U M ao gang
1
1
( College of Electr ical Eng ineer ing , Zhej iang univer sity , H ang z hou 310027 , China)
第3期
叶忻泉, 等 : 塑壳断路器触头分断速度定量计算方法的研究
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件的实际受力情况和运动关系的分析, 提出利用质 点系动能原理和微分的方法, 借助计算机技术对触 头机构各构件在分断动作过程中的几何与力学特点 进行分析研究, 从而推导出定量计算触头分断速度 的方法.
1
常见塑壳断路器触头机构的构成
Abstract: Aim ed at t he dif f iculty of calculat ing m oulded case circuit breaker co nt act breaking speed, a quant itat ive arit hmet ic met ho d w as proposed. Pressure dist ribut ion and mov em ent relationship of bars w ere analy zed in the met ho d w hen t he cont act dev ice w as separat ed, and t he kinet ic energy t heorem o f par t icles syst em w as int roduced t o replace cont act device w it h equivalent bars. Af t er t he relat io n expressio ns of ang le m ovement and ang le speed w ere deduced combining w it h dif f erent iat ion met ho d, t he equivalent mom ent of inert ia and equiv alent mo ment of t he device w ere obt ained, and the cont act breaking speed w as calculat ed. Result s show that br eaking speed and breaking t ime of t he cont act calculat ed by t he met ho d are basically equal t o ex perimental result s by using DZ20J 100 m oulded case circuit breaker as example, and validit y o f t he m et hod is pr oved. Key words: mo ulded case circuit breaker( M CCB) ; cont act breaking speed; arcing st andst ill tim e 极限短路分断能力是断路 器关键技术指 标之 一, 断路器触头分断短路电流后, 动静触头间产生的 电弧能否迅速离开并快速熄灭是提高断路器极限短 路分断能力的关键所在, 动静触头分离后电弧在触 头上的停留时间 ( 电弧停滞时间 ) 越短越好 [ 1] . 研究 表明 , 动静触头分离速度即触头分断速度是影响电 弧停滞时间的一个重要因素
图1
合闸位置触头机构简图 图3 br eaking 分断初时触头机构运动简图
F ig . 1 Simple fig ur e of contact dev ice on close position
2
断路器分断动作与分闸动作的区别
F ig. 3 M otio n f igure o f contact device o n initial
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触头机构各杆件分断过程的运动 关系研究
在触头机构解扣后的瞬间 , 跳扣杆 DC 在弹簧 力 F 和触头反力 N 等的 作用下, 迅速绕 C 点逆时 针转动 , 在弹簧力 F 的作用下, 连杆 BD 顶着跳扣杆 DC 一起运动 , 由于弹簧力 F 的作用, 轴 B 被紧压在 杆 DC 上, 此时杆 BD 和杆 DC 无相对运动 , 故可将 两者视为杆 BC, 并带着连杆 AB、 触头杆 OA 运动,
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第 40 卷
使动、 静触头迅速分离. 故此时触头机构可看作是由 基架 OECJ、 触头杆 OA 、 连杆 AB、 杆 BC 所组成的 四连杆机构. 当动、 静触头分离后触头反力 N 消失 , 此时连杆 BD 由于轴 B 受弹簧力 F 的作用仍压紧在 跳扣杆 DC 上, 即跳扣杆 DC 和连杆 BD 仍相 对静 止, 直至下述二种情况之一首先出现或同时出现为 止: 1) 当触头机 构运动到如图 4 所 示位置, 即 连杆 BD 上的 D 点从 KE 连线下方运动到 KE 连线上方 , 如 D 处 , 而 B 点尚未运动到 KE 连线下方, 如 B 处, 此时弹簧力 F 将迫使连杆 BD 绕 D 点做逆 时针方 向转动, 但杠杆 EH K 受弹簧力作用仍被紧 压在基 架 OECJ 上静止不动; 2) 当触头机构运动到如图 5 所示位置 , 即 B 点从 KE 连线上方运动到 KE 连线 下方, 如 B 处, 而连杆 BD 上的 D 点尚未运动到 KE 连线上方 , 如 D 处 , 此时弹簧 力 F 将使杠杆 EH K 绕 E 点顺时针方向迅速转动. 此后, 只要跳扣杆 DC 继续转动 , 因弹簧力 F 作用, 连杆 BD 与跳扣杆 DC 都将分离 , 即跳扣杆 DC 与连杆 BD 不再相对静止 , 至此触头机构才真正成了具有 2 个自由度的五连杆 机构 OABDC. 由于此时动、 静触头早已相距较远 , 即此时断路器分断电流的能力主要取决于断路器的 引弧和灭弧功能 [ 5] , 故只需分析从解扣瞬间到动、 静 触头分开瞬间过程中触头机构的运动情况, 当然还 可包括连杆 BD 与跳扣杆 DC 产生相对运动瞬间为 止这一过程的触头机构运动情况 , 以下简称这一过 程为触头分断过程. 4. 1 触头机构各杆件的角位移关系式的求解 以 O 为原点, OC 为 x 轴, 建立坐标系 , 如图 6 所示. 1) 求杆 BC 与杆 OA 的角位移关系式 由图 6 知: X A = L OA cos , Y A = L OA sin , X B = L O C - L BC co s , YB = - L BC sin . 则 L AB = [ ( L OC - L BC cos ) - L OA cos ] + [ ( - L BC sin ) - L O A sin ) - L OA sin ] 2 经简化得
第 40 卷第 3 期 2006 年 3 月
Journal o f Zhejiang U niv ersity ( Engineer ing Science)
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塑壳断路器触头分断速度定量计算方法的研究
叶忻泉 , 赵荣祥 , 吴茂 m / s 时 , 对电弧停滞时 间的影响就非常小了 [ 3] , 且提高断路器触头分断速 度会带来许多不利影响 , 如导致产品机械寿命变短, 因此对触头分断速度的定量计算方法进行分析与研 究十分必要 . 由于触头分断时跳扣杆被解扣而参与 运动, 使触头机构的分断动作与分闸动作过程完全 不同, 即断路器分断过程中 , 触头机构由合闸状态下 的四连杆机构变为五连杆机构, 其受力情况和运动 关系非常复杂[ 4] . 本文通过对解扣后触头机构各杆
常见塑壳断路器在正常安装位置处于合闸状态 下的 触 头 机 构 结 构 简 图 如 图 1 所 示 , 其 中 基 架 OECJ、 触头杆 OA 、 连杆 AB 、 连杆 BD、 轴 B、 跳扣杆 DC 、 锁扣 I、 杠杆 EH K 、 安装于杠杆上 K 点 和连杆 上 B 点的机构弹簧 BK 等组成触头机构, 触头机构 受到的作用力主要有 : 作用于杠杆上 K 点和连杆上 B 点的弹簧作用力 F 及反作用力 F ( F = F ) 、 作用 于触头杆 OA 上的触头反力 N 及重力 W 等 . 当跳 扣杆 DC 被锁扣 I 锁住时 , 就相当于与基架 OECJ 合 为一体, 由于杠杆 EH K 在 K 处受到使杠杆 EH K 绕 E 点逆时针转动的弹簧力 F 的作用, 且因 基架 OECJ 限制而被紧压在基架上不动, 轴 B 由于弹簧 力 F 作用被紧压在跳扣杆 DC 上 , 整个四连杆机构 因作用于轴 B 的弹簧力 F 和触头反力 N 等共同作 用下而处于平衡静止状态, 这就是断路器处于合闸 位置的触头机构 .