马金才
【期刊名称】《《云南电力技术》》
【年(卷),期】2019(047)004
【总页数】3页(P50-52)
【关键词】低压断路器; 脱扣特性; 瞬时脱扣; 延时特性
【作 者】马金才
【作者单位】云南电网有限责任公司寻甸供电有限公司 昆明 655200
【正文语种】中 文
【中图分类】TM74
0 前言
在普通的电子式电能表逐渐无法适应高密度用电场所的电能管理之际，费控电能表应运而生，该技术的运用为电能的收费与控制提供了一种更加信息化、智能化的模式。在费控电能表的使用过程中，费控负荷开关是费控电能表实现智能化管理的关键元件，小电流的费控电能表一般采用内置继电器的方式实现对电能表的费控管理，而额定最大电流为60 A及以上的费控电能表则采用微型断路器作为外置开关的方式。微型断路器和费控电能表的配套使用不仅实现了对线路的通断管理，同时具备了短路短延时、过载长延时以及短路瞬时等功能特性，而且拥有了接地和漏电等保护功能，同时还可实现远距离的控制。在断路器的电气特性中，脱扣特性直接反应出了断路器的功能强弱，决定了其保护上限。本文主要研究费控电能表用外置低压断路器脱扣特性，浅析费控电能表用外置低压断路器与费控电能表的配合机制。
1 外置断路器结构特点分析
实时监控系统电能表用外置断路器通过电机操作机构实现远程全自动控制，电动机构是断路器稳定运行控制的重要保证[1]，电机操作机构通过齿轮采用内轴传动的方式实现与断路器的传动。断路器动触头只能在闭合或者断开的位置，具备手动分合闸操作手柄，除了可开启的中性极
外，其他极的动触头同轴联动同时通断。断路器远程自动分闸时，动触头点处于断开位置，不能手动合闸。
2 外置断路器的脱扣原理年代1vH1
费控电能表用外置低压断路器在正常情况下可以通过手动操作机构进行合闸，也可以通过电动操作机构进行。如图1为费控电能表用外置低压断路器脱扣原理图，断路器合闸后，动触头与静触头贴合，形成通路，卡扣和锁扣锁住，断路器闭合在合闸状态。当手动分闸时，或者使用线路发生短路或者过载的情况时，与断路器主回路串联的磁脱扣器和热脱扣器作用，卡扣和锁扣分离，动触头在弹簧力的作用下与静触头分离[2]，断路器分闸。
图1 费控电能表用外置低压断路器脱扣原理图1.主触头 2.锁扣 3.卡扣 4.转轴 5.杠杆 6.弹簧 7.磁脱扣器 8.欠压脱扣器9.衔铁 10.衔铁 11.弹簧 12.热双金属片13.热脱扣器电热丝 14.分励脱扣器 15.按钮 16.闭合电磁铁
费控电能表通过与断路器的欠压脱扣器与分励脱扣器以及通电形成的闭合电磁铁实现远程脱扣，即远程分合闸，欠压脱扣器主要由线端子和控制端子两条线接入断路器，线端子接
断路器负载端，控制端子接费控电能表电压端子[3]，当正常用电时，控制端子上一直有电压（ACC 220 V），线圈不通电，断路器允许手动合闸，当使用过程中发生电费欠费时，计量系统自动化主站下发信号到费控电能表，费控电能表控制端子输出低电平，线圈通电产生磁场，作用于衔铁与牵引杆，外置低压断路器脱扣。fm0
3 外置断路器瞬时脱扣特性
3.1 外置断路器磁脱扣特性
磁脱扣即短路脱扣功能，是断路器中电路短路保护的装置，短路时断路器通过的电流一般为额定电流的10～12倍，因此电磁脱扣器要在发现短路电流时瞬时完成脱扣。当使用环境发生短路情况时，如图2磁脱扣示意图所示，短路电流过磁脱扣器载流导体，载流导体周围产生磁场，磁场对通电的衔铁产生一个吸力，使衔铁向轭铁方向运动，当电流够大磁场场所产生的吸力足够强时，衔铁触碰牵引杆转动，与牵引杆相连的传动机构解脱，完成脱扣。当电流减少磁场场所产生的吸力不够时，衔铁所受到的吸力小于弹簧的作用力，衔铁则在弹簧的作用力的作用下返回到起始位置[4]。
图2 磁脱扣器示意图
图3 热脱扣器示意图
3.2 外置断路器热脱扣特性
热脱扣即过载脱扣功能，是断路器过载长延时的保护装置，在使用过程中线路过载时[5]，其脱扣动作时间与过载电流平方成反比，当延时一定的时间后，过载电流仍大于整定值，即执行脱扣。为确保用电功率大导致错误脱扣的情况不会发生，热脱扣器能耐受一定过载电流。热脱扣器广泛采用双金属片式，如图3为热脱扣器示意图，当过载电流通入时，载流导体发热传导至双金属片，由于双金属片的热膨胀系数不同，当温度变化时，形变不同，从而双金属片的整体就会向一侧弯曲产生推力，推动牵引杆运动，当温度达到一定值时，产生足够的扰度和推力，牵引杆上的断路器脱扣装置传动机构解脱，脱扣装置完成脱扣。
表1 费控电能表用外置低压断路器反时限动作特性试验 试验电流起始状态热脱扣时间试验结果 附注A 1.13In 冷态 t≤2h 不脱扣B 1.45In紧接着试验t＜2h脱扣电流在5s内稳定的增加C 2.55In 冷态 1s＜t＜120s 脱扣D 5In 冷态 t≤0.1s 不脱扣通过闭合辅助开关接通电流E 10In 冷态 t＜0.1s 脱扣 通过闭合辅助开关接通电流
热脱扣在费控电能表用外置低压断路器中起到反时限保护的作用，其通过电流越大时，断路器动作的时间越短，执行线路保护越快，根据GB 10963.1-2005中规定，在基准温度（30℃）下，在电流整定值的1.13 In时，冷态通电2小时后，断路器不能脱扣，然后直接通过电流值为1.45 In的电流，热态通电2小时内断路器应能完成脱扣功能。饮料瓶提手
为测试费控电能表用外置低压断路器的热脱扣性，选择不同厂家的10只样品进行热脱扣性试验，对其在基准温度（30 ℃）下测试，分别在冷态下通过1.13 In的电流2 h，如果没有脱扣，接着通过1.45 In的电流，在上述的试验结果中，试验的十组对象在规定的试验条件，冷态下通过1.13 In的电流2 h，均没有脱扣，接着通过1.45 In的电流脱扣，均在2 h内脱扣，时间在瞬时脱扣时间范围内，符合热脱扣特性，其能满足费控电能表配合使用要求。激光测长仪
4 电压脱扣延时特性分析
费控电能表用外置低压断路器在正常使用过程中会遇到非正常原因造成的费控电能表跳闸端子短时失压的情况，为了不会导致由于短时失压断路器误跳闸而造成重大断电事故的情况发生，费控电能表用外置低压断路器在设计初衷设计了电压脱扣延时特性。电压脱扣延
时时间大于等于短路延时的时间，所以费控电能表用外置低压断路器的欠压脱扣时会延时0.1～2 s，保证断路器在短时失压时不会跳闸断电。
5 结束语
通过对费控电能表用外置低压断路器进行研究，了解了费控电能表用外置低压断路器的工作原理，通过对其脱扣特性的分析，深入了解该类型断路器的特点，同时为实际运用中选型方案的选择实施以及故障分析提供了一定的参考依据。
参考文献
【相关文献】
[1] 王坤, 刘荣海, 杨迎春, 李亚宁. 弹簧刚度及摩擦力对断路器操动机构动特性的影响[J]. 云南电力技术, 2017(5):111-115.
[2] 于永站. 低压塑壳式断路器热磁脱扣特性研究[D]. 南京航空航天大学, 2012..
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[3] 马利人, 李俊. 基于微型断路器的单相智能电能表费控电路应用分析[J]. 计量技术, 2013(
9).:34-37
[4] 周春龙, 周柳, 施金武. 智能型万能式断路器的电磁瞬动保护装置[J]. 电器与能效管理技术, 2015(20):24-27.
[5] 徐超. 低压断路器长延时检测调节装置微型化的结构设计及研究[D]. 上海工程技术大学, 2015.
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