1.1 熱斷路器
熱斷路器采用一個(gè)與電路串聯(lián)的雙金屬片,在過載期間電流產(chǎn)生的熱量會(huì)使雙金屬片變形,從而使斷路器跳閘。與熔斷器相比,熱斷路器有在跳閘后能夠重新復(fù)位的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),還可以用作被保護(hù)設(shè)備的電源接通和關(guān)斷開關(guān)。
隨著溫度的升高,熱的跳閘速度加快,并常常會(huì)在較低的電流下發(fā)生跳閘。當(dāng)斷路器和系統(tǒng)暴露于同一熱源時(shí),保護(hù)電路能夠跟蹤設(shè)備在更高的溫度下來增強(qiáng)配線保護(hù)的需求。如果一個(gè)熱斷路器安裝在與被保護(hù)設(shè)備分離的環(huán)境下,則環(huán)境溫度差可以由一個(gè)補(bǔ)償型熱雙金屬片進(jìn)行校正。例如,位于飛機(jī)座艙外面的斷路器是溫度補(bǔ)償型的,這樣其跳閘特性不會(huì)隨飛行中常見的溫度波動(dòng)而發(fā)生變化。需要進(jìn)行熱斷路器保護(hù)的包括家用電器、交通、船舶、配電盤、醫(yī)療設(shè)備、視聽設(shè)備、電源和運(yùn)動(dòng)器械等。
1.2 磁 磁斷路器為大多數(shù)設(shè)計(jì)者提供了高精度和高可靠性的成本效益型解決方案。磁斷路器的過流檢測(cè)機(jī)理只對(duì)被保護(hù)電路里的電流變化做出響應(yīng),而對(duì)環(huán)境溫度變化的影響不大,因此具有溫度穩(wěn)定性。
磁斷路器沒有預(yù)熱階段,因此不會(huì)減緩斷路器對(duì)過載的響應(yīng)速度,從過載結(jié)束到復(fù)位之前沒有冷卻期?？梢詮臄嗦菲魉璧碾娏?、跳閘點(diǎn)(以安培計(jì)) 、延遲時(shí)間(以秒計(jì))和浪涌處理能力4個(gè)獨(dú)立的方面,對(duì)磁斷路器的特性進(jìn)行有針對(duì)性地調(diào)整。
一般而言,目前有慢速、中速和快速3種跳閘時(shí)間延遲曲線不相同的磁可供選擇。當(dāng)對(duì)級(jí)聯(lián)電路和判別電路中的斷路器進(jìn)行匹配時(shí),這些可供選擇的曲線可提供很高的設(shè)計(jì)靈活性。
此外,對(duì)于常常需要承受巨大涌入電流的設(shè)備,還可選擇具備特殊涌入結(jié)構(gòu)的磁。磁斷路器的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了如電信、船舶、電器、工業(yè)自動(dòng)化和控制,以及醫(yī)療設(shè)備等很多市場(chǎng)。
1.3 復(fù)合型斷路器
此類斷路器同時(shí)具有熱斷路器和磁斷路器2種結(jié)構(gòu)和功能,能對(duì)由于過熱、過載或短路引起的故障進(jìn)行有效地保護(hù),其適應(yīng)的負(fù)載范圍更廣,是UPS電源、EPS電源的電氣線路保護(hù)器件的首選。
1.4 通地漏泄斷路器
通地漏泄斷路器的工作方式與磁斷路器相同(通常稱為漏電開關(guān)) ,能夠提供用戶定制的過載和短路保護(hù)級(jí)。如果經(jīng)過通地漏泄斷路器后,電源流出和返回的電流值相差超過了漏泄靈敏度的設(shè)定值,則斷路器將跳閘,且LED 指示燈點(diǎn)亮,發(fā)出提示,從而具備了智能化的特點(diǎn)。這種斷路器的保護(hù)功能有助于避免嚴(yán)重的設(shè)備損壞和火災(zāi),其應(yīng)用包括電阻和阻抗加熱系統(tǒng)、電信、劇場(chǎng)照明、船舶控制臺(tái)、辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化和控制以及UPS系統(tǒng)等。
綜上所述在軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的選型中,建議采用復(fù)合型斷路器,其具有熱斷路器和磁斷路器2種結(jié)構(gòu)功能的特點(diǎn),符合信號(hào)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)設(shè)備負(fù)載供電的可靠性及穩(wěn)定性要求。
2 斷路器的選用
1. 熱保護(hù)器的選擇。一般熱保護(hù)元件在額定輸出電流的1.75 倍時(shí)開始發(fā)熱,在額定輸出電流的1.75～6倍時(shí),產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作。其產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間是由輸出電流的倍數(shù)決定,且不同品牌的斷路器動(dòng)作時(shí)間是不同的,選用時(shí)應(yīng)給予充分的考慮。
2. 磁保護(hù)器的選擇。一般磁保護(hù)元件在額定輸出電流的3～10倍時(shí)開始動(dòng)作, 其產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間也是由輸出電流的倍數(shù)決定。在實(shí)際運(yùn)行中,有的負(fù)荷是屬于電感性或電容性負(fù)載, 其啟動(dòng)及關(guān)斷的瞬間,浪涌電流或電壓都很大,有的甚至達(dá)到額定輸出電流的10～15倍,因此在選擇磁保護(hù)器時(shí)就應(yīng)該選用具有更高倍數(shù)的專用斷路器,以避免出現(xiàn)頻繁跳閘現(xiàn)象。
3. 額定工作電流在2A≤ I≤63A范圍時(shí)(有的產(chǎn)品其額定電流可以到125A) ,斷路器首先是用作電纜、電線的短路和過載保護(hù),它應(yīng)承擔(dān)防止電器設(shè)備發(fā)熱溫度過高的保護(hù)任務(wù),并應(yīng)切實(shí)防止因絕緣故障引起過高的接觸電壓而導(dǎo)致出現(xiàn)危險(xiǎn)。
4. 小型擁有過電流延時(shí)脫扣器和短路瞬時(shí)脫扣器。其中熱雙金屬脫扣器,用于小信號(hào)過電流范圍,電磁式瞬時(shí)脫扣器用于高倍過電流和短路電流范圍,其脫扣保護(hù)構(gòu)件示意圖如圖1所示。
3 選用時(shí)需注意的因素
在信號(hào)系統(tǒng)選擇斷路器時(shí),不僅要關(guān)注斷路器的延遲曲線等主要指標(biāo),還應(yīng)重視一些次要功能,這些容易被忽略的性能不僅能為一個(gè)良好的設(shè)計(jì)錦上添花,而且還能幫助設(shè)計(jì)出精密的保護(hù)電路。下面列出的是一些斷路器常見功能。
1. 輔助接點(diǎn)(輔助開關(guān)) 。它們是與主接點(diǎn)電隔離的接點(diǎn),適用于報(bào)警和程序開關(guān)。除可用于告警外,還可在重要應(yīng)用中接通備用電源。
2. 傳動(dòng)器。具有開關(guān)速度是通/斷開關(guān)2倍的傳動(dòng)搖桿開關(guān)斷路器,能夠節(jié)約成本和電路板空間;推挽式傳動(dòng)器在遇到突發(fā)事件時(shí)表現(xiàn)最為穩(wěn)定。
3. 分流端子。與傳統(tǒng)斷路器接點(diǎn)、電流感應(yīng)元件和負(fù)載都是串聯(lián)的不同,分流端子從主電路分出支路,可將次級(jí)負(fù)載接入。如果初級(jí)負(fù)載發(fā)生了短路或過載,斷路器將跳閘并切斷2 個(gè)負(fù)載的電源。與輔助接點(diǎn)不同,分流端子是接到位于開關(guān)接點(diǎn)和電流感應(yīng)元件之間的斷路器,這意味著第2個(gè)負(fù)載將不受過載或短路保護(hù),需采用一個(gè)獨(dú)立的斷路器來保護(hù)次級(jí)電路,否則該電路只可用于具有內(nèi)置保護(hù)電路的設(shè)備。
4. 復(fù)式控制(遙控跳閘或繼電器跳閘) 。復(fù)式控制斷路器將2個(gè)彼此電隔離的感應(yīng)元件組合起來,以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能。例如,可利用遙控傳動(dòng)器或感應(yīng)器,來進(jìn)行傳統(tǒng)的過流保護(hù)以及電路斷接。
5. 低壓跳閘。這是斷路器中一個(gè)獨(dú)立的電壓敏感元件。如果電壓降到預(yù)定值以下,它將使主接點(diǎn)開路。具有低電壓跳閘的開關(guān)被廣泛用于有線連接電器的通/斷控制。
6. 自動(dòng)跳閘。在一個(gè)完全自動(dòng)跳閘的設(shè)計(jì)中,當(dāng)傳動(dòng)器被保持在“接通”位置時(shí),斷路器將周期性地接通和斷開。
7. 自動(dòng)復(fù)位。對(duì)于狹窄空間適合采用冷卻期后自動(dòng)復(fù)位的斷路器。
總之,信號(hào)系統(tǒng)的電氣設(shè)備的選用須針對(duì)具體情況作具體分析,使之能真正發(fā)揮作用。
（轉(zhuǎn)載）
