塑壳断路器（MCCB）的脱扣系统--磁脱扣器篇
薛彪罗格朗低压电器（⽆锡）有限公司
引⾔、
塑壳断路器（MCCB）的结构基本是由脱扣系统（脱扣器）、触头系统(导电系统)、灭弧系统、操作机构、外壳组成。脱扣系统对同⼀个壳架的MCCB来讲是具有很多的变化，可⽤不同的脱扣系统来组成多样化的产品，实现不的功能，在同⼀壳架下的不同的电流规格也是通过调整脱扣系统来成。因此脱扣系统是塑壳断路器（MCCB）中设计最灵活；⼯艺最复杂；制造过程中零件最多装配最繁复的部分。 ⼀、脱扣系统的原理、分类
1、脱扣系统是MCCB产品⽤来接受信号及发出指令的元件。若线路中出现不正常情况或由操作⼈员发出信号时，脱扣器会根据信号要求的情况通过传递元件使机构动作切断电路。
2、塑壳断路器（MCCB）的脱扣系统⼀般分热脱扣器、磁脱扣器（瞬时）、⽋压脱扣器、分励脱扣器，电⼦式智能脱扣器，剩余电流脱扣器等⼏种。热脱扣器和磁脱扣器（瞬时）是热磁式MCCB的基本功能，
可做成固定与可调式⼆种，也可做成单磁式脱扣器（ICB）。⽋压脱扣器和分励脱扣器是指产品本体外另加的脱扣系统,⼀般称为MCCB内部附件。
简单举例各脱扣器的⼯作原理（图⼀）：塑壳断路器（MCCB）串联在被保护的主电路中。在合闸位置时，锁扣3勾住锁扣2，动触头1闭合，主电路接通。动触头保持闭合状态，同时主弹簧拉长为分断储能。热脱扣器9串联于主电路，当长时间过载使得热脱扣器的双⾦属⽚10弯曲，通过传递元件5使锁扣2,3分离⾃由脱扣，主触点在弹簧13作⽤下跳闸切断电路，起到过载（过电流）保护作⽤。磁脱扣器（瞬时）12串联于主电路，当电流为正常值时，衔铁吸⼒不够，处于打开位置。当过电流超过规定值时，电磁吸⼒增加，衔铁11吸合，同样通过传递元件5使锁扣2,3分离⾃由脱扣，这就是瞬时过电流或短路保护作⽤。当保护电路失压或电压过低时，⽋压脱扣器8的衔铁7释放，也同样由传递元件5使锁扣2,3分离，起到⽋压和失压保护作⽤。 3、本⽂所述的磁脱扣器指塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器, MCCB 其余脱扣器有机会逐步地介绍。
⼆、磁脱扣器的结构、⼯作原理
母线排
1、磁脱扣器的结构
塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器⼀般使⽤电磁铁机构，是⼀种通过电磁铁把电磁能转变成机械能来
驱动MCCB 操作机构⾃由脱扣的机构。作为塑壳断路器（MCCB）的瞬时保护元件，是⼀种电流型电磁铁。
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塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器主要由磁系统、反作⽤⼒弹簧及线圈等组成。磁系统⼀般由铁芯、磁轭和衔铁三部分组成。衔铁⼜称为动铁芯，铁芯和磁轭⼜可称为静铁芯，磁系统加上反作⽤⼒弹簧就可组成⼀个最简单的磁脱扣器。
2、磁脱扣器的⼯作原理
塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器串联于保护电路。线路中通过正常电流时，电磁铁产⽣的电磁⼒⼩于反作⽤⼒弹簧的拉⼒，衔铁不能被电磁铁吸动，断路器正常运⾏。当线路中出现短路故障时，电流超过正常电流的若⼲倍，电磁铁产⽣的电磁⼒⼤于反作⽤⼒弹簧的作⽤⼒，衔铁被电磁铁吸动通过传动机构推动⾃由脱扣机构释放主触头。主触头在分闸弹簧的作⽤下分开切断电路起到短路保护作⽤。
塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器是⼀种短时⼯作制的电磁铁，在故障电流未达到⼀定倍数时不动作，当达到整定电流值时，会在0.2s 内动作。
瞬时特性⽰意图(图⼆）
图⼆
图⼀
三、磁脱扣器的不同分类、特点
1、磁脱扣器的分类
塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器结构型式较多，我司常见的结构型式可按衔铁运动⽅式、磁系统形状及衔铁相对于线圈运动⽅式来分类。
a、按衔铁的运动⽅式，可分为直动式(TLM2-100/250)和转动式(TLM1系列)两⼤类。
b、按磁系统形状，可分为U形拍合式（TLM1-250/400）、螺管式(TLM2-63/100/250,MCB产品)、T形式（DRX-800后备保护）和E形式（TLM1-125⼩电流产品），它们的基本组成和⼯作原理都是相同的。
c、衔铁相对于线圈运动⽅式, 可分为吸引式(TLM2-63/100/250, MCB产品)、吸⼊式。
d、其余⽅式在我司产品上没有应⽤不做介绍，当然分励线圈及⽋压线圏也是⼀种功能类似的磁脱扣器，但它们是电压型电磁铁。
2、各磁脱扣器结构的特点
运动⽅式主要是对产品设计的结构⽽定并⽆⼀定的优劣性，但磁系统的形状就有较⼤的区别，下⾯简单作⼀说明。
a、U形拍合式--在间隙较⼤时，因间隙磁通的减少及反作⽤弹簧⼒的衰减呈规律性，因⽽吸⼒特性相对平坦。在⼯艺参数调整⽅⾯也⽐较简单，能同时调整电⽓间隙与反作⽤弹簧⼒值⼆个参数。由于没有线圈在对较⼩的额定电流（In≦50A）时难以满⾜瞬动特性要求，因此公司DRX+ 250产品⼩的额定电流（In≦40A），采⽤的动作值是400A。h5n9
b、螺管式--在间隙增⼤时主磁通减少很⼩且螺管⼒较⼤⽆漏磁，因此吸⼒特性相对平坦稳定。且⼯作间隙只有⼀个，对调整其吸⼒相对容易。所以采⽤这种⽅式对有较⼩的额定电流（In≦225A）的塑壳断路器来讲是稳定可靠的选择。但⼀定要⽤到线圈，每个额定电流过分细分，不适⽤于⼤电流产品。
c、T形式--在间隙增⼤时主磁通减少且有较⼤的漏磁，在同⼀⼯作间隙时，通过的电流越⼤吸⼒越⼤。⼜因为我司在这种结构上是⽆线圈模式因此只适⽤于⼤电流故障时才能起到磁脱扣作⽤。独角架
d、E形式--其漏磁通⽐U型的多，主磁通⽐U型的少，且间隙越⼤时越明显，因⽽吸⼒特性⽐U型陡峭。⼀般来讲E形式是双线圈，但我司TLM1-125⼩额定电流（In≦50A)产品产⽤的是单线圈模式因此也有点关类似于T+U。
四、磁脱扣器的特性
1、吸⼒特性
吸⼒特性是指磁脱扣器的吸⼒与⼯作电⽓间隙的关系，即F＝?（δ）。根据电磁铁的吸⼒计算公式分析：⼯作电⽓间隙δ⼩时磁路磁阻⼩，衔铁上的电磁吸⼒F ⼤；当⼯作⽓隙δ⼤时，衔铁上的电磁吸⼒F ⼩。对于交流电磁铁来说，由于其为恒磁链系统，其磁通有效值基本不变，所以吸⼒随⼯作⽓隙变化较⼩，故其特性相对平坦。
吸⼒特性可以⽤计算⽅法得到，也可⽤实验⽅法得到，它是个规律曲线。雪莲生发液
2、反⼒特性
反⼒特性是指算到⼯作⽓隙中⼼的所有反⼒Fｆ与⼯作⽓隙δ的关系，即：
Fｆ＝?（δ）。
可能反⼒有：反作⽤弹簧⼒(主要)、摩擦阻⼒、重⼒等。
3、吸⼒特性与反⼒特性的配合
对于塑壳断路器（MCCB）的磁脱扣器，故障电流未达到⼀定倍数时吸⼒不⼤于反⼒，当达到整定电流值时，吸⼒⼤于反⼒要在0.2s内动作。断开后，反⼒远⼤于吸⼒要快速复位。
4、特性调整
可改变吸⼒特性：调整⼯作⽓隙、线圈安匝数、铁芯截⾯积等；也可以改变反⼒特性：如反作⽤弹簧⼒等。
五、总结
随着市场变化，出现了客户对同⼀热磁产品有瞬动参数的多样化的需求。有5In、7In、12In、14In整定值的要求，有单磁式的需求，有磁可调的要求，这就对制造⼚家带来了新的课题，往往单从磁脱扣器的特性上调整就不能满⾜客户。
随着级联技术的逐步重视，对执热磁式MCCB的磁脱扣器的瞬时动作精度的要求也越来越⾼，这就需要更好的控制零件加⼯精度及设计的合理性。
MCCB产品在设计⽅⾯追求模块化，磁脱扣器只是其中的⼀⼩部分，那就更需做得精细及易更换和调节。
MCCB越来更多的被⽤于直流电路中，作为直流电器使⽤，那就对磁脱扣器零件材料选⽤带来不同的要求。
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