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脱扣器

鎖定
脱扣器是與斷路器機械上相連的,用以釋放保持機構並使斷路器自動斷開的裝置。其作用是當線路有漏電或人身觸電時通過零序電流互感器的電流的矢量和不等於零,互感器二次線圈的二側產生電壓,並經集成電路放大,當達到整定值時,通過漏電脱扣器在0.1秒內切斷電源,從而起到觸電和漏電保護作用。
中文名
脱扣器
外文名
release
功    能
不平衡、欠頻、逆功率等保護功能
分    類
電磁脱扣器、熱脱扣器
優    點
成本低、壽命長
學    科
電力學

脱扣器功能介紹

脱扣器 脱扣器
一般説來,傳統的雙金屬片機械式或電子電磁式脱扣器與脱扣機械部分組成整體,目前智能脱扣器則不包含機械脱扣部分,僅指控制板(即可理解為斷路器的內置“控制器”)。
脱扣器具有過載、斷路、漏電、欠壓、過壓、不平衡、欠頻、過頻、逆功率、相序等保護功能;還具有負載監控、實時值測量、需量測量、諧波測量、測量表設置、維護、通信、DI/DO、區域選擇性聯鎖、試驗聯鎖、LCD界面顯示等功能。 [1] 

脱扣器發展史

早期的脱扣器為電磁式的,其工作原理是利用雙金屬片在流過電流時發熱變形而使脱扣器動作,這類脱扣器製造調整困難,精度低和可靠性差。
60年代,美國開始研製電子脱扣器,並應用於低壓斷路器。電子脱扣器具有保護功能多、延時精度高、選擇性好、整定範圍大和返回係數高等特點。此外還可以增加接地保護,過載報警功能,使低壓電器的保護特性更完善,性能得到了提高。此後國外先進工業國家相繼開發出多種電子脱扣器,從分立元件、集成電路發展到利用微型計算機技術的智能脱扣器。
80年代開始,法國MG公司研製成功ST一608型智能脱扣器,ABB公司也開發出PRI型智能脱扣器,日本、美國、德國也都開始將智能型脱扣器應用於低壓斷路器中。我國的智能脱扣器研究起步較晚,但在科技人員的不懈努力下已取得很大成績,開發出了多種產品並形成了系列化,在功能上也已達到了一定水平。 [2] 

脱扣器基本特性

傳統的斷路器保護功能是通過脱扣器中機械系統的動作來實現的,其效果也不夠理想。為了防止用電設備故障以及在供電網絡出現異常時損壞用電設備,在傳統斷路器的基礎上逐步開發出更可靠和更具保護性能的斷路器。
隨着微電子技術的發展,集成電路的出現,大大縮小了普通電子電路的體積,因而出現了以專用集成電路為基礎的多功能脱扣器,從而促進了多功能斷路器的發展。同時微型計算機技術的發展也為低壓電器的智能化提供了條件。智能脱扣器是智能斷路器的核心部件,它不僅能夠提供普通斷路器的各種保護功能,還能實時顯示電路中的各種參數(電流、電壓、功率、功率因數等),以及和PC機進行通信等功能。 [2] 

脱扣器分類

電磁脱扣器 電磁脱扣器
低壓斷路器一般由脱扣器、觸頭系統、滅弧裝置、傳動機構、基架和外殼等幾部分組成,在投入運行時,操作手柄已經使主觸頭閉合,自由脱扣機構將主觸頭鎖定在閉合位置,各類脱扣器進入運行狀態。下面就重點説説斷路器的幾個脱扣器: [1] 

脱扣器熱脱扣器

熱磁脱扣器提供磁保護和熱保護,熱保護也就是過載保護。熱保護:電流經過脱扣器時熱元件發熱(直熱式電流直接過雙金屬片),雙金屬片受熱變形,當變形至一定程度時,打擊牽引杆從而帶動機構動作切斷電路。 一般來説,電路中都用熱磁脱扣器來提供短路和過載保護,只有一些特殊場合用電磁脱扣器提供短路保護,而由其它元件(如熱繼電器)來提供過載保護。 [1] 

脱扣器電磁脱扣器

電磁脱扣器與被保護電路串聯。線路中通過正常電流時,電磁鐵產生的電磁力小於反作用力彈簧的拉力,銜鐵不能被電磁鐵吸動,斷路器正常運行。當線路中出現短路故障時,電流超過正常電流的若干倍,電磁鐵產生的電磁力大於反作用力彈簧的作用力,銜鐵被電磁鐵吸動通過傳動機構推動自由脱扣機構釋放主觸頭。主觸頭在分閘彈簧的作用下分開切斷電路起到短路保護作用。 [1] 

脱扣器失壓脱扣器

失壓脱扣器並聯在斷路器的電源側,可起到欠壓及零壓保護的作用。電源電壓正常時扳動操作手柄,斷路器的常開輔助觸頭閉合,電磁鐵得電,銜鐵被電磁鐵吸住,自由脱扣機構才能將主觸頭鎖定在合閘位置,斷路器投入運行。當電源側停電或電源電壓過低時,電磁鐵所產生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力,銜鐵被向上拉,通過傳動機構推動自由脱扣機構使斷路器掉閘,起到欠壓及零壓保護作用。
當電源電壓為額定電壓的75%~105%時,失壓脱扣器保證吸合,使斷路器順利合閘;當電源電壓低於額定電壓的40%時,失壓脱扣器保證脱開使斷路器掉閘分斷。一般還可用串聯在失壓脱扣器電磁線圈迴路中的常閉按鈕做分閘操作。 [1] 

脱扣器分勵脱扣器

分勵脱扣器用於遠距離操作低壓斷路器分閘控制。它的電磁線圈並聯在低壓斷路器的電源側。需要進行分閘操作時,按動常開按鈕使分勵脱扣器的電磁鐵得電吸動銜鐵,通過傳動機構推動自由脱扣機構,使低壓斷路器掉閘。 [1] 

脱扣器電子脱扣器

電子脱扣器可以有以上所有功能,並可以方便地進行整定。電子脱扣器就是用電子元件構成的電路,檢測主電路電流,放大、推動脱扣機構。 [1] 

脱扣器優缺點

電磁脱扣器的缺點是隻能提供短路保護,其優點就是成本低,壽命長,受環境影響小。
熱磁脱扣器的缺點是隻能提供二段保護;動作值誤差比較大,不可以調節(現在所謂的新一代斷路器可以機械調節,但調節幅度很小,且誤差相當大);受環境影響較大。其優點就是成本低,性能穩定,可靠性相對較高,不受電壓波動影響,壽命長,有些型號可以倒進線。
電子脱扣器的優點是其可以提供三段甚至四段保護;靈敏度高,動作值比較精確,而且可以調節;加裝通訊模塊後還可以與上位機連接,進行遠程控制;基本不受環境温度影響。其它缺點就是成本過高,而且國貨可靠性不高,還有一般不可以倒進線。 [2] 
參考資料
  • 1.    歐陽森,劉平,吳彤彤,楊家豪,曾江. 低壓脱扣器電壓暫降敏感性試驗研究[J]. 電網技術,2015,(02):575-581.
  • 2.    趙鵬. 智能脱扣器的研究[D].河北工業大學,2003.