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限流与灭弧措施对提高塑壳断路器分断能力的综合应用限流与灭弧技术是提高塑壳断路器(MCCB)分断能力的关键手段。在短路故障发生时,电流迅速上升,若不能及时抑制和切断,将对电气设备和系统造成严重损害。因此,采用限流技术和高效灭弧措施,能显著提升断路器的分断性能。
限流技术通过在故障电流上升初期迅速增加回路阻抗,限制短路电流的峰值,从而减轻后续灭弧负担。常见的限流元件包括特殊设计的电磁斥力机构或高导磁材料,能在几毫秒内响应,大幅降低故障电流对触头和电路的影响。
灭弧系统则是实现可靠分断的核心部分。现代塑壳断路器多采用多段式灭弧室结构,结合磁吹、栅片分割、冷却等原理,将电弧快速拉长并冷却,缩短燃弧时间,防止电弧重燃。高效的灭弧装置不仅能提升分断能力,还能延长断路器寿命,减少维护频率。
综合应用限流与灭弧技术,可以有效提升塑壳断路器在极端短路情况下的分断能力和可靠性,满足工业配电系统对高安全性与稳定性的要求。这种技术组合已成为高性能断路器发展的重要方向。
限流与灭弧措施对提高塑壳断路器分断能力的综合应用
(正泰集团技术研发中心,浙江温州325603)
Synthesis Application of Current Limiting and Arc Extinguishing
(ResearchandDevelopmentCenter,ChintGroup,Wenzhou325603,China)
如何提高塑壳断路器的单位体积分断能力及 产品的性价比和市场竞争能力,是各生产厂家及 其技术人员不懈追求的目标。要实现该目的,必 须采取有效的限流措施与灭弧措施。在一个产品 中,限流措施与灭弧措施不是单一的,而需要综合 运用。产生短路电流时,采用限流措施限制短路 电流的进一步增长,同时靠强有力的灭弧措施使 电弧快速熄灭。近年来出现的新一代塑壳断路器 在体积尽可能小的情况下都综合运用了限流措施 与多种灭弧措施,使单位体积分断能力大大提高。
维持电弧的稳定燃烧需要一定的电压,而电 弧的存在相当于在电路中串人了一个电阻,抑制 了短路电流的进一步上升。因此,根据所设计断 路器的性能指标和体积,合理选择限流措施是非 常重要的。限流措施有精密合金电阻限流、具有 正温度系数的PTC元件限流、利用U型静触头限
流和利用双断点触头限流。每种限流措施各有优 缺点,应根据需要合理选用。
限流与灭弧措施对提高塑壳断路器分断能力的综合应用
图1U型静触头的几种结构
电压由电路电源提供,单断点的电弧电压只 有1个,每一极的相电压就全部降落在该极电弧 上,而双断点的电弧电压有2个,每一极的相电压 降落在2个电弧上,而电路的电源电压是一定的, 短路电流产生时双断点的每个电弧电压比单断点 的要低一半,故其限流能力比单断点更强,每个电 弧较单断点产生的电弧容易熄灭。双断点触头结 构有平行式双断点和旋转式双断点。旋转式双断 点的触头是同时打开的,打开速度非常快;平行式 双断点的两个触点很难保证打开时的同步性,打 开速度也相对较慢,故旋转式双断点的限流能力 强。因平行式双断点的两个触点靠得太近,灭弧 室不可能做得大,使得灭弧室吸收电弧的能量有 限,而旋转式双断点的两个灭弧室分别在两端,每 个灾弧室可以做得比平行式双断点的灭弧室大1 倍,吸收电弧能量也就更强,电弧就更容易熄灭。 双断点触头结构的接触电阻比单断点大,温升更
低压电器(2006No12)
高,故双断点触头不适于额定电流大于630A的 热式脱扣产品。
现在有效的灭弧措施有栅片灭弧、磁吹、PA 自动吹弧技术(即利用高分子材料在电弧的高温 下分解出有利于灭弧的气体介质灭弧)、VJC技术 灭弧(这种技术动触头、静触头周围覆盖耐电弧 绝缘材料,将电弧弧柱控制在一由耐电弧绝缘材 料形成的狭小空间内,使电弧电压升高,从而使电 弧不能稳定燃烧而快速熄灭)和ISTAC技术(在 VJC技术基础上发展来的,利用3种力使电弧被 高速驱动,提高电弧电压上升的速率,降低峰值电 流,限流效果好,电弧能快速进人灭弧室熄灭)。
多种限流措施与灭弧措施综合运
低压电器(2006No12)
限流与灭弧措施对提高塑壳断路器分断能力的综合应用
分断时间需要6~8ms港口与航道水文规范jts 145-2015(2022版),这样,银触点烧损严重, 产品容易炸裂。
一些国际著名大公司推出的新一代塑壳断路 器体积越来越小,分断能力越来越高,都使用了多 种限流措施和灭弧措施,如三菱公司的WS就用 了ISTAC技术、气吹、磁吹及气压反应机构;GE 公司的RecordPlus及穆勒公司的NZM系列产品 使用了U型触头、双断点、气吹、磁吹及气压反应 机构。总之,在设计塑壳断路器时,要充分利用有
限的空间,尽可能使用多种限流措施和灭弧措施, 有效提高产品的分断能力和性价比
(西门子(中国)有限公司供稿)