新型塑殼式低壓斷路器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：新型塑殼式低壓斷路器設(shè)計(jì)系：電氣與信息工程系專業(yè)： 電氣工程 班級(jí):0502學(xué)號(hào):0501120232學(xué)生姓名：XXXXXXXXXXXXXXXX導(dǎo)師姓名：XXXXXXXXX完成日期：2009年6月20日誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究 工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、 可信。作者簽名：日期：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 設(shè)計(jì)(論文)題

2、目：新型塑殼式低壓斷路器設(shè)計(jì)姓名xxxxxx系別電氣與信息工程系專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)0502學(xué)號(hào)0502120232 指導(dǎo)老師 職稱 教授 教研室主任 XXXXXXXXX一、基本任務(wù)及要求：本課題要求設(shè)計(jì)一臺(tái)采用串聯(lián)方式、雙斷口的塑料外殼式單相低壓斷路器。該斷路器主要有導(dǎo) 電系統(tǒng)、滅弧室、脫扣器和手柄直接傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等組成。主要技術(shù)參數(shù)為交流50HZ、額定電壓230V、 額定電流125A，主要用于配電網(wǎng)絡(luò)電能分配時(shí)線路與電源設(shè)備的過載、短路保護(hù)。在正常條件下， 可作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換之用。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1、觸頭與滅弧系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、過載保護(hù)器件設(shè)計(jì)；3、斷路器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 4、產(chǎn)品二

3、維實(shí)體誥型和電磁性能分析等。二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：2月20日至3月10日：杳閱資料：撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告：確定總體方案。3月13日至3月24日：畢業(yè)實(shí)習(xí)、撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。3月27日至5月30日 畢業(yè)設(shè)計(jì)。3月27日至4月27日 導(dǎo)電系統(tǒng)和滅弧室設(shè)計(jì)。4月28日至5月12日過載保護(hù)器件設(shè)計(jì)。5月12日至5月20日 斷路器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5月21日至5月30日產(chǎn)品三維實(shí)體造型和電磁性能分析。6月1日至6月12日：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。6月12日至6月14日：指導(dǎo)老師評(píng)閱、電子文檔上傳FTP。6月15日至6月18日：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 TOC o 1-5 h z 摘要IAbstract II HYPERLI

4、NK l bookmark26 o Current Document 第1章緒論1 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.1塑殼式低壓斷路器的概述1 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1.2塑殼式低壓斷路器的發(fā)展1 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 1.2.1配電保護(hù)型2 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 1.2.2電動(dòng)機(jī)保護(hù)型3 HYPERLINK l bookmark41 o Current

5、Document 1.2.3家用和類似用途過電流保護(hù)型3 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 1.2.4剩余電流（漏電）保護(hù)型3 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 1.3新型塑殼式斷路器的設(shè)計(jì)思路4 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 1.4課題的目的與意義5 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 第2章斷路器的導(dǎo)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)72.1觸頭的基本要求7 HYPERLINK l bookmark71 o Cur

6、rent Document 2.2觸頭的工作情況7 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 2.3觸頭形式、尺寸和材料的確定8 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 2.3.1主觸頭接觸形式的選擇8 HYPERLINK l bookmark83 o Current Document 2.3.2斷點(diǎn)形式的選擇8 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 2.3.3觸頭尺寸的確定9 HYPERLINK l bookmark99 o Current Document 2

7、.3.4觸頭材料的選擇92.4觸頭主要參數(shù)選擇102.4.1觸頭開距10 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 2.4.2觸頭超程10 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 2.4.3觸頭壓力10 HYPERLINK l bookmark127 o Current Document 2.4.4接觸電阻11 HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 2.5觸頭驗(yàn)算12 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 2.

8、5.1觸頭穩(wěn)定溫升驗(yàn)算12 HYPERLINK l bookmark172 o Current Document 2.5.2觸頭動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算13 HYPERLINK l bookmark175 o Current Document 2.5.3觸頭熱穩(wěn)定性驗(yàn)算14 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 2.6動(dòng)靜觸頭設(shè)計(jì)圖樣14 HYPERLINK l bookmark181 o Current Document 2.7本章小結(jié)15 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 第3章滅弧室設(shè)計(jì)16 HYPE

9、RLINK l bookmark187 o Current Document 3.1滅弧室設(shè)計(jì)要求163.2電弧的產(chǎn)生、熄滅及熄弧原理163.2.1電弧的產(chǎn)生16 HYPERLINK l bookmark200 o Current Document 3.2.2電弧的熄滅16 HYPERLINK l bookmark203 o Current Document 3.2.3交流電弧的熄弧原理17 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 3.3滅弧室的設(shè)計(jì)18 HYPERLINK l bookmark215 o Current Document 3.3.

10、1滅弧裝置的選擇18 HYPERLINK l bookmark218 o Current Document 3.3.2滅弧室的結(jié)構(gòu)18 HYPERLINK l bookmark221 o Current Document 3.3.3滅弧柵片的形狀19 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 3.3.4滅弧柵片隔弧板的選用19 HYPERLINK l bookmark227 o Current Document 3.4導(dǎo)弧板的設(shè)計(jì)20 HYPERLINK l bookmark230 o Current Document 3.5滅弧能力的估算20 HY

11、PERLINK l bookmark272 o Current Document 3.6本章小結(jié)22第4章 熱脫扣器設(shè)計(jì)（熱雙金屬片設(shè)計(jì)）23 HYPERLINK l bookmark295 o Current Document 4.1雙金屬片特性和動(dòng)作原理234.2雙金屬片的選擇234.2.1結(jié)構(gòu)形狀23 HYPERLINK l bookmark306 o Current Document 4.2.2加熱方式23 HYPERLINK l bookmark313 o Current Document 4.3雙金屬片尺寸、位移及推力的計(jì)算24 HYPERLINK l bookmark275 o

12、Current Document 4.4雙金屬片動(dòng)作特性的計(jì)算25 HYPERLINK l bookmark317 o Current Document 4.5雙金屬片設(shè)計(jì)圖樣27 HYPERLINK l bookmark320 o Current Document 4.6本章小結(jié)27第5章 電磁瞬動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l bookmark335 o Current Document 5.1電磁鐵的設(shè)計(jì)28 HYPERLINK l bookmark338 o Current Document 5.1.1電磁鐵結(jié)構(gòu)的選擇28 HYPERLINK l bookmark346 o C

13、urrent Document 5.1.2電磁鐵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)28 HYPERLINK l bookmark354 o Current Document 5.1.3電磁鐵的設(shè)計(jì)步驟29 HYPERLINK l bookmark359 o Current Document 5.1.4確定鐵心尺寸30 HYPERLINK l bookmark374 o Current Document 5.1.5線圈部分設(shè)計(jì)31 HYPERLINK l bookmark398 o Current Document 5.2溫升計(jì)算33 HYPERLINK l bookmark401 o Current Documen

14、t 5.2.1線圈熱態(tài)電阻33 HYPERLINK l bookmark404 o Current Document 5.2.2線圈電阻損耗33 HYPERLINK l bookmark407 o Current Document 5.2.3鐵心損耗33 HYPERLINK l bookmark410 o Current Document 5.2.4線圈溫升33 HYPERLINK l bookmark413 o Current Document 5.3吸力計(jì)算與反力計(jì)算33 HYPERLINK l bookmark416 o Current Document 5.3.1工作氣隙磁導(dǎo)33 HY

15、PERLINK l bookmark421 o Current Document 5.3.2反力計(jì)算34 HYPERLINK l bookmark424 o Current Document 5.3.3吸力計(jì)算34 HYPERLINK l bookmark427 o Current Document 5.4計(jì)算電磁鐵的銅重，鐵重及經(jīng)濟(jì)重量35 HYPERLINK l bookmark430 o Current Document 銅重35 HYPERLINK l bookmark433 o Current Document 鐵重35 HYPERLINK l bookmark436 o Curre

16、nt Document 5.4.3經(jīng)濟(jì)重量35 HYPERLINK l bookmark439 o Current Document 5.5電磁鐵各部分設(shè)計(jì)圖樣35 HYPERLINK l bookmark442 o Current Document 5.6本章小結(jié)36第6章電磁瞬動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)37 HYPERLINK l bookmark448 o Current Document 6.1Pro/ENGINEER 簡述37 HYPERLINK l bookmark451 o Current Document 6.2零件三維造型37 HYPERLINK l bookmark471 o Curre

17、nt Document 6.3零件三維造型整圖38 HYPERLINK l bookmark474 o Current Document 6.4本章小結(jié)39 HYPERLINK l bookmark477 o Current Document 結(jié)束語40 HYPERLINK l bookmark480 o Current Document 參考文獻(xiàn)41致謝42新型塑殼式低壓斷路器設(shè)計(jì)摘 要：低壓斷路器是用于接通、分?jǐn)嗯潆婋娐芳皩?duì)各種故障進(jìn)行保護(hù)的一種開關(guān)電 器，廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)中，是低壓電網(wǎng)系統(tǒng)中重要的配電電器之一。隨著現(xiàn)代工 業(yè)的發(fā)展，電力工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，電網(wǎng)的容量不斷提高，對(duì)低壓斷路

18、器也提出了更高的 要求。本次論文設(shè)計(jì)的是額定電流125A、額定電壓230V的新型塑殼式低壓斷路器，在借 鑒國外同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想和分析樣機(jī)的基礎(chǔ)下，查閱相關(guān)資料完成了觸頭系統(tǒng)、滅弧 系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核，直至數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求。最后利用Pro/E和 CAD軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：新型塑殼式斷路器；滅弧室；電磁系統(tǒng)；THE DESIGN OF NEW MODEL CASE TYPE LOW-VOLTAGE CIRCUIT BREAKERSAbstract: The low-voltage breaker is a switch machine, used in connect

19、ing or cutting distribution circuit. And preventing from all kinds of fault. It is used widely in low voltage power distribution system, and one become of the important power distribution machines. As the modern industry and electricity developing, the capacity of electric network increasing, the de

20、mands of low-voltage circuit breaker become higher.The designed object of my thesis is new model case low-voltage circuit breaker (voltage rating 125A, current rating 230V) .Based on the design and sample of other similar products abroad. I looked up lots of materials and designed the contact system

21、, put out arc system and electromagnetic system. After calculating and checking figures, the data is corresponding to the design. Finally, I made the sketch design of product by Pro/E and CAD soft ware.Keywords: model case circuit breaker ； put out the room； electromagnetism system；第1章緒 論1.1塑殼式低壓斷路器

22、的概述塑殼式低壓斷路器是低壓輸配電網(wǎng)中最重要的基礎(chǔ)元件之一，使用于低壓電網(wǎng)交 流（50HZ或60HZ）額定電壓在1200V及以下，直流額定電壓在1500V及以下的電路， 它不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可以接通和分 斷短路電流。主要用在不頻繁操作的低壓配電線路或開關(guān)柜中作為電源開關(guān)使用，并線 路、電器設(shè)備及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過電流、過載、短路、斷相、漏電 等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷線路，起到保護(hù)作用，應(yīng)用十分廣泛。我國塑殼式斷路器的發(fā)展過程分為四個(gè)階段：按20世紀(jì)50年代從原蘇聯(lián)引進(jìn)A3 系列原版圖紙進(jìn)行試制和生產(chǎn)，其規(guī)格25A到600A有五個(gè)外殼等級(jí)，

23、型號(hào)為DZ1，產(chǎn) 品的外形尺寸大，分?jǐn)嘀笜?biāo)低；60年代中期開發(fā)了國內(nèi)第二代產(chǎn)品，型號(hào)為DZ10，規(guī) 格為100-600A三個(gè)外殼等級(jí)，外形尺寸比第一代產(chǎn)品縮小許多，分?jǐn)嘀笜?biāo)與第一代相 同；隨著生產(chǎn)低壓電器的企業(yè)不斷增多且各自為政產(chǎn)品外形和安裝尺寸各不相同，給用 戶使用造成困難，為此70年代末，政府組織有關(guān)企業(yè)進(jìn)行全國聯(lián)合設(shè)計(jì)，其成果就是 現(xiàn)在仍為用戶所采用的DZ20系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品與國際先進(jìn)水平差距不大，而且產(chǎn)品品 種多、規(guī)格全、附件齊、接線方式多樣化；在開發(fā)DZ20系列的同時(shí)，國內(nèi)有些企業(yè)引 進(jìn)了國外技術(shù)進(jìn)行試制和生產(chǎn)，對(duì)我國塑殼式斷路器的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。目前國內(nèi)企業(yè)在塑殼式斷路器

24、產(chǎn)品開發(fā)方面，比較有特點(diǎn)的或各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相 對(duì)先進(jìn)的產(chǎn)品很少，大部分是簡單的重復(fù)生產(chǎn)，這與低壓電器行業(yè)基礎(chǔ)及企業(yè)規(guī)模有關(guān)。 由于投入開發(fā)資金不足，缺乏開發(fā)軟件和基礎(chǔ)研究能力，研究人員太少，因此無法實(shí)現(xiàn) 全新的設(shè)計(jì)理念，這是低壓電器行業(yè)要有所作為，需要克服的難題。但這些難題靠目前 企業(yè)自身能力很難解決，需要國內(nèi)有實(shí)力的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和大專院校積極從事這方面 的研究工作，與企業(yè)結(jié)合轉(zhuǎn)讓技術(shù)，以加快產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度，盡快推出高技術(shù)水平的產(chǎn) 品。1.2塑殼式低壓斷路器的分類因?yàn)槭褂脠鏊?、場合、條件的不同，低壓斷路器被分為：配電保護(hù)型、電動(dòng)機(jī)保護(hù) 型、家用和類似過電流保護(hù)型、剩余電流（漏電）保護(hù)型四大

25、類，以下根據(jù)這種劃分進(jìn) 行分別介紹。1.2.1配電保護(hù)型以配電保護(hù)功能為主的塑殼斷路器的發(fā)展大致分為兩種“風(fēng)格”，以ABB公司、美 國西屋公司為代表的所謂歐美派和日本三菱公司、富士公司為代表的日本派。日本產(chǎn)品 如三菱公司PSS系列，富士公司S、E、H系列主要突出分?jǐn)嗄芰Ω?、體積小。歐美產(chǎn) 品如ABB公司S系列和美國西屋公司的C系列產(chǎn)品不過分追求小型化，而是強(qiáng)調(diào)綜合 性能。所以日本產(chǎn)品體積更小一些，但660V電壓下，由于受滅弧空間的限制，分?jǐn)嗄?力相對(duì)較低。上述產(chǎn)品總體上都具有小型化、高分?jǐn)唷⒍喙δ堋⒛K化、附件齊全等特 點(diǎn)。新一代產(chǎn)品縮小體積主要從改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)著手，簡化導(dǎo)電回路、緊縮操作機(jī)構(gòu)和

26、脫 扣器尺寸，改變主要部件排列方式，有的產(chǎn)品取消軟連接，動(dòng)觸頭通過軸銷導(dǎo)電。提高 分?jǐn)嗄芰χ饕獜奶岣呦蘖髂芰χ?，設(shè)計(jì)具有高限流效應(yīng)的電動(dòng)斥力機(jī)構(gòu)，同時(shí)，在外 形縮小以后，保留盡可能大的滅弧空間，有效控制電弧反向轉(zhuǎn)移游離氣體外逸。法國施耐德公司1995年推出一種全新的NS系列塑殼斷路品，采用轉(zhuǎn)動(dòng)式雙斷點(diǎn) 滅弧系統(tǒng)，體積更小，分?jǐn)嗄芰M(jìn)一步提高。以較少的殼架覆蓋全系列產(chǎn)品，是當(dāng)前國 際上較先進(jìn)的產(chǎn)品。塑殼斷路器由于受結(jié)構(gòu)上限制，短時(shí)耐受電流及短延時(shí)分?jǐn)嗄芰^低，為此一般不 宜作為主開關(guān)使用。隨著智能化脫扣器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，人們正在研究限流選 擇器。一旦成功，塑殼斷路器完全有可能作為主開關(guān)

27、使用。屆時(shí)，塑殼斷路器與萬能式 斷路器的“界線”將逐漸模糊。所以塑殼斷路器發(fā)展趨向除了前面介紹的特點(diǎn)外，正在 向大容量智能化發(fā)展。限流選擇型斷路器是低壓斷路器重要發(fā)展方向之一，它的意義不僅在于斷路器本 身，而且能大幅度降低低壓成套配電裝置動(dòng)、熱穩(wěn)定性要求。對(duì)發(fā)展新一代緊湊型低壓 配電裝置十分有利。電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器的發(fā)展進(jìn)入90年代后，國外主要公司紛紛推出新設(shè)計(jì)或改進(jìn)產(chǎn) 品，進(jìn)一步提高分?jǐn)嗄芰?，增加各種附加功能，使其適合于各種電動(dòng)機(jī)控制中心使用。 例如：西門子公司90年代推出3VU系列代替原來3VE系列。額定工作電壓至660V, 額定工作電流至52A，3VU采用系列化、模塊化和模數(shù)化設(shè)計(jì)，具有各

28、種附件，如： 分勵(lì)脫扣、欠電壓脫扣、短路故障顯示、遠(yuǎn)距離操作機(jī)構(gòu)、外置式輔助觸頭、門聯(lián)鎖操 作機(jī)構(gòu)、隔離模塊、各種防護(hù)外殼及附加接線端子。金鐘-默勒公司的電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器的發(fā)展趨向是以轉(zhuǎn)動(dòng)式手柄的方向明確指示 觸頭的位置。該產(chǎn)品除一般附件外，還配置智能化件，可以與此同時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通 信，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。施耐德公司的GV2系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器除上述附件外，可組裝靈活多樣的附加模 塊，與D2接觸器組合可以組成自動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)置。該組合電器兼有電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器和 接觸器兩者的優(yōu)點(diǎn)，可靠性高、操作安全、安裝方便靈活。1.2.2電動(dòng)機(jī)保護(hù)型對(duì)于小型鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)（功率在30kW及以下）保護(hù)的塑殼式斷

29、路器，目前仍流通 于市場的有20世紀(jì)六、七十年代我國自行設(shè)計(jì)、開發(fā)的DZ520（短路分?jǐn)嗄芰?80V 1.5kA）、DZ1540、DZ1563（短路分?jǐn)嗄芰?80V 3kA）和80年代引進(jìn)國外技術(shù)制造的 M611.3VE1（有多種附件），M611.3VE 1的短路分?jǐn)嗄芰Υ蟮衷?80V 3kA左右。19941995年，上海電器科學(xué)研究所與嘉興電氣控制設(shè)備廠共同開發(fā)了 DZ35系列 電動(dòng)機(jī)保護(hù)型塑殼式斷路器（型號(hào)有DZ3525和DZ3563兩種）。DZ3525的額定電流 有1、1.6、2.5、4、6.3、10、16、20、25A； DZ3563的額定電流有：16、20、25、32、 40、50、

30、63A等。短路分?jǐn)嗄芰Γ篋Z3525有380V.3kA、35kA、50kA（后兩種加裝限流 部件），DZ3563為380V.3kA： DZ3525的體積為DZ520的43.13%，DZ3563的體 積為DZ1563的50.7%。DZ35系列斷路器帶有模塊式的輔助觸點(diǎn)、分勵(lì)脫扣器、欠電壓 脫扣器和斷相保護(hù)等附件。功率大于30315kW電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器，CM1、TM30、HSM1、JxM2和S型均有 相應(yīng)的產(chǎn)品供選擇，它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e有400V 1565（80）kA，可適應(yīng)于MCC（電 動(dòng)機(jī)控制中心）離電源較近回路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。小型塑殼式斷路器（MCB）現(xiàn)在也有適應(yīng)小功率電動(dòng)機(jī)保護(hù)的產(chǎn)品，

31、如C45NAD（天津 梅蘭日蘭公司）和PX200CD（嘉興電控廠）等。1.2.3家用和類似用途過電流保護(hù)型我國最初的家用或類似家用場所保護(hù)的是仿蘇（An-25）的DZ425（二極）塑殼斷路 器，但性能不高，20世紀(jì)60年代中期國內(nèi)開發(fā)了DZ5系列（二極），70年代開發(fā)了DZl5系 列（單極、二極）、DZ12系列，70年代末引進(jìn)德國技術(shù)生產(chǎn)了S060系列，80年代初，引進(jìn) 日本技術(shù)了TH5SB、TH5DB（二極插入式）系列，80年代中后期，天津梅蘭日蘭公 司的C45N和嘉興電控廠引進(jìn)德國F&G公司的PX200C相繼問世，使家用保護(hù)斷路器上了 一個(gè)新臺(tái)階，C45N、PX200C的短路分?jǐn)嗄芰_(dá)0

32、4kA（50A及上）6kA（40A及以下）。1.2.4剩余電流（漏電）保護(hù)型為了保護(hù)人身免受電擊，我國在20世紀(jì)五、六十年代，在一些電力系統(tǒng)維修廠，生 產(chǎn)了電壓型漏電保護(hù)器。由于它的檢測線圈（或檢測繼電器）串接在變壓器中性點(diǎn)與接地 極之間，接地極電阻變化無常，造成精度差，此外，檢測線圈容量不夠，結(jié)構(gòu)簡易，防 雷效果差，便逐步退出了應(yīng)用。60年代后期，我國第一臺(tái)電流動(dòng)作型電子式漏電保護(hù)器 誕生（主開關(guān)是DZ520斷路器）。我國首臺(tái)電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器的型號(hào)是 DZ5-20L（主開關(guān)仍是DZ520斷路器）。70年代中后期，全國聯(lián)合設(shè)計(jì)的新型（DZ15L一 40、DZ15L一63）電流動(dòng)作型電

33、磁式漏電斷路器試制成功，其殼架電流有40A、63A兩種， 額定電流663A，漏電動(dòng)作電流有30mA、50mA、75mA和100mA，是快速型（漏電動(dòng)作 時(shí)間0.1s），斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?80V3kA和5kADZ15L系列是經(jīng)過國家級(jí)鑒定的。進(jìn)入80年代就有DZL16、DZL18、DZL29、DZL1 18、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L 等，大部分是電流動(dòng)作型電子（集成電路）式漏電斷路器（帶過載、短路保護(hù)和不帶過載、 短路保護(hù)）。90年代初天津梅蘭日蘭公司生產(chǎn)了Vigi C45EIE（電子式）、VigiC45ELM（電磁 式）、Vigi NCIO0等漏電斷路器，漏電動(dòng)作電

34、流30mA、快速型（Vigi NCIO0，有30mA、 300mA和500mA幾種，快速動(dòng)作型）。80年代中期，嘉興電控廠、遵義長征電器八廠又引進(jìn)德國F&G公司的技術(shù)生產(chǎn)了? 型（不帶過載、短路保護(hù)）（In有25A、40A、63A， In 有30mA l00mA、300mA和500mA） 和FI/LS型（帶過載、短路保護(hù)）（In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，七有30mA、 50mA、l00mA和300mA）的漏電斷路器。OTT集團(tuán)于1999年開發(fā)試制7SL系列剩余電流動(dòng)作斷路器規(guī)格100A、200A（額定 電流40、50、63、80、l00A和100、125、160、2

35、00A），漏電保護(hù)原理采用電子與電磁混 合型，漏電動(dòng)作電流有30mA、l00mA、300mA三種，動(dòng)作時(shí)間有快速型（0.2s）和延時(shí)型 （最大0.5s），斷路器還有過載和短路保護(hù)。極限短路分?jǐn)嗄芰_(dá)40kA（400V時(shí)），另外還 開發(fā)了只報(bào)警不脫扣型，以適合消防不斷電的要求。對(duì)于只報(bào)警而不斷電的漏電繼電器，目前有JD1型（電磁式）、JD3（電子式），在農(nóng)村 使用的LJM型、LTS型（均為電子式）漏電繼電器的額定電流100A、250A，最大達(dá)800A， 額定漏電動(dòng)作電流為100mA、300mA、500mA等種，除了單獨(dú)做漏電時(shí)聲、光報(bào)警之用 外，也可與接觸器、斷路器組合成漏電斷路器。1.3新型塑

36、殼式斷路器的設(shè)計(jì)思路近年來國外斷路器發(fā)展較快，一些著名公司不斷推出框架式斷路器和塑殼式斷路器 新產(chǎn)品，覆蓋的電流范圍從幾十安培直至6300A。產(chǎn)品的開發(fā)思路是根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的需 要來考慮的，不是單純追求高指標(biāo)，要同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)適用、縮小體積、盡可能減少殼架 規(guī)格，便于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等。新開發(fā)的斷路器均帶有通信接口，可用于總線系統(tǒng)，使 系統(tǒng)達(dá)到最佳的配合。新型塑殼式斷路器的設(shè)計(jì)思路：大電流塑殼式斷路器向電子脫扣器方向發(fā)展。近年來國外公司開發(fā)的塑殼式斷 路器的殼架電流一般從幾十安培至125A（或1600A）。如西門子公司的Sen-tron VL塑殼 式斷路器，額定電流從161600A。Moeller公

37、司的NZM系列塑殼式斷路器額定電流從 321600A。從近幾年的產(chǎn)品發(fā)展來看，殼架電流630A及以上的塑殼式斷路器基本上都 已采用電子脫扣器并要具有通信接口，不再采用傳統(tǒng)的熱磁式脫扣器。殼架電流為250A 及400A的塑殼式斷路器可帶電子脫扣器也可帶熱磁式脫扣器，可根據(jù)用戶需要選用。 100A殼架電流以下的產(chǎn)品，考慮到經(jīng)濟(jì)性，目前基本上仍采用傳統(tǒng)的熱磁式脫扣器。 但是，因?yàn)殡娮用摽燮骶哂忻摽厶匦苑€(wěn)定、可調(diào)，便于增加各種保護(hù)、測量功能及通信 功能，隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和電子元器件成本的降低，在塑殼式斷路器中，電子 脫扣器全面取代傳統(tǒng)的熱磁脫扣器已是必然的發(fā)展趨勢。新型雙斷點(diǎn)分?jǐn)嗟募夹g(shù)越來越受

38、到重視。近年來在新開發(fā)的塑殼式斷路器中， 國外越來越多的公司采用了新型雙斷點(diǎn)分?jǐn)嗟募夹g(shù)。如Schneider公司的NS系列； Moeller公司的NZM系列；ABB公司的Tmax系列和GE公司的Record Plus系列等都 采用了這種技術(shù)。新型雙斷點(diǎn)分?jǐn)嗟募夹g(shù)，不僅通過增加斷點(diǎn)可提高電弧電壓，而且通過采用氣壓管 原理提高吹弧能力，使分?jǐn)嗄芰Υ蟠蟮奶岣摺Ｐ滦碗p斷點(diǎn)分?jǐn)嗉夹g(shù)一般采用轉(zhuǎn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)， 兩個(gè)觸頭斥力的迭加，可使斷開速度大大提高。對(duì)既可帶熱磁式脫扣器又可帶電子式脫扣器的塑殼式斷路器的設(shè)計(jì)，各公司均 采用模塊化的結(jié)構(gòu)，不打開斷路器蓋子就可更換脫扣器，可以方便地適應(yīng)生產(chǎn)和用戶的 需要。例如三菱

39、公司的WS系列和西門子公司的VL系列等。為適應(yīng)系統(tǒng)的需要，各公司新開發(fā)的塑殼式斷路器內(nèi)部附件均采用盒式附件，以前只 有日本三菱和富士公司采用，現(xiàn)在各公司已基本普及這種結(jié)構(gòu)。同時(shí)內(nèi)部附件朝向標(biāo)準(zhǔn) 化的，如Moeller公司的NHZ系列四個(gè)殼架的內(nèi)部附件全部統(tǒng)一，使安裝更為方便， 既減少庫存又節(jié)約了投資。1.4課題的目的與意義塑殼式斷路器是低壓配電電器中的重要品類，在低壓配電系統(tǒng)占有很大的份量。我 國目前已有數(shù)百家工廠從事研發(fā)和生產(chǎn)低壓斷路器，而與國外產(chǎn)品相比，模塊化和安全 性考慮不多。通過十幾年的仿制設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，已積累了一定的實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)的應(yīng)用提升了開發(fā)手段。高精度的數(shù)控機(jī)床設(shè)備

40、使模具加工有了長足的提高，目前 所缺的是設(shè)計(jì)理念和工藝水平。本課題目的是要我們對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品各部件有深入的研究和了解，包括對(duì)導(dǎo)電系統(tǒng)、滅 弧室、熱脫扣器和電磁式瞬動(dòng)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行研究計(jì)算以及優(yōu)化分析，并進(jìn)一步掌握斷路器 的研究設(shè)計(jì)方法，為我們投入工作后開發(fā)新一代塑殼式斷路器和提出新的設(shè)計(jì)理念做了 很好的鋪墊。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家歷來非常重視低壓電器工業(yè)的發(fā)展，并注意將新技術(shù)、新工藝、新 材料和新理論運(yùn)用于低壓電器產(chǎn)品的改進(jìn)和更新。要設(shè)計(jì)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且國際領(lǐng) 先水平的塑殼式斷路器，必須大力加強(qiáng)人力資源的培訓(xùn)，加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)、新材料和新工 藝的研究，不斷分析國外產(chǎn)品的優(yōu)劣及標(biāo)準(zhǔn)的不足之處進(jìn)行自主開發(fā)。本課題

41、的意義就 在于提高我們的理論應(yīng)用能力和研究開發(fā)能力，以及指明技術(shù)研究的方向，為低壓電器 行業(yè)培養(yǎng)新一代的應(yīng)用技術(shù)人才。第2章導(dǎo)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1塑殼斷路器觸頭系統(tǒng)的基本要求斷路器的導(dǎo)電系統(tǒng)，又稱為斷路器的觸頭系統(tǒng)。它包括了觸頭、載流連接板、軟連 接等。對(duì)導(dǎo)電系統(tǒng)的基本要求是：1）能安全可靠地接通和分?jǐn)喽搪冯娏骷捌湟韵碌乃须娏鳎?）長期通過額定電流（發(fā)熱電流）而不產(chǎn)生超過允許的溫升（它本身的和與之相 鄰的絕緣體）；3）能保證所設(shè)計(jì)的（預(yù)期）機(jī)械壽命和電氣壽命。并在壽命試驗(yàn)結(jié)束后能達(dá)到標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定的必須驗(yàn)證的試驗(yàn)（如溫升、保護(hù)特性等）。2.2斷路器觸頭的工作情況斷路器觸頭的工作可分為四種工作情況：

42、分?jǐn)酄顟B(tài)、閉合狀態(tài)、閉合過程和分?jǐn)噙^ 程。觸頭在分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)，斷口承受電路電壓和工作時(shí)出現(xiàn)的過電壓。設(shè)計(jì)時(shí)只要保證斷 口間隙與爬電距離有足夠大即可。觸頭在閉合狀態(tài)下，流過額定發(fā)熱電流時(shí)，觸頭的溫升不應(yīng)超過允許值。當(dāng)線路 發(fā)生短時(shí)過載及短路時(shí)，觸頭應(yīng)能承受住短時(shí)電流產(chǎn)生的電磁斥力，并且觸頭間不應(yīng)發(fā) 生熔焊。長期在閉合狀態(tài)下工作的觸頭，接觸電阻的阻值應(yīng)長期保持穩(wěn)定，受外界的影 響小。觸頭在閉合過程工作時(shí)，觸頭系統(tǒng)都具有一定的質(zhì)量和閉合速度，會(huì)產(chǎn)生觸頭的碰 撞跳動(dòng)。如果電路的電壓較高，觸頭間隙減小到尚未碰撞前會(huì)發(fā)生預(yù)擊穿。觸頭的跳動(dòng) 會(huì)引起觸頭間產(chǎn)生連續(xù)的短弧，由于電弧的高溫作用，電極受到高溫的加熱，

43、會(huì)引起觸 頭的熔焊與侵蝕。觸頭分?jǐn)嚯娐返碾妷号c電流值大于生弧最小值，觸頭間就會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧會(huì)燒損 觸頭，破壞絕緣。在嚴(yán)重情況下，甚至破壞開關(guān)造成短路等事故。為了迅速而有效的熄 滅電弧，在電壓與電流增大到一定范圍值之后，就需要滅弧室來幫助滅弧，限制燃弧和 游離區(qū)域，減小滅弧時(shí)間，降低開斷時(shí)的過電壓值。2.3觸頭型式、尺寸和材料的確定2.3.1主觸頭接觸形式的選擇觸點(diǎn)接觸形式按接觸面外形的幾何形狀可分為點(diǎn)接觸，線接觸和面接觸三種形式。1、點(diǎn)接觸：膜電阻小，但是散熱面積熱容量小，而且要求觸頭曲率半徑要小，以 保證必要的壓強(qiáng)，最大限度地和清除膜電阻的影響。2、線接觸：壓力集中，實(shí)際壓力強(qiáng)度較大，在中

44、等壓力時(shí)，接觸電阻小，而且線 接觸的調(diào)整方便，并切在觸頭閉和的過程中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)凈化。3、面接觸：多用于固定電接觸中，一般采用螺釘或柳釘?shù)葔壕o，壓力很大，使接 觸電阻小。此外，由于面接觸的散熱面積及熱容量大，多用于大電流。因本次設(shè)計(jì)的斷路器電流不大等原因，故選用線接觸形式。2.3.2斷點(diǎn)形式根據(jù)動(dòng)靜觸頭在分?jǐn)酄顟B(tài)的斷點(diǎn)數(shù)，可分為單斷點(diǎn)和雙斷點(diǎn)。單斷點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：在閉合的過程中有滾、滑運(yùn)動(dòng)，可籍此清除觸頭表面的氧化物，保證 接觸可靠，故采用銅或銅基的觸頭材料。在同樣觸頭彈簧壓力下，比雙斷點(diǎn)觸頭上的接 觸壓力大，故電動(dòng)穩(wěn)定性高。觸頭參數(shù)易調(diào)節(jié)。（2）缺點(diǎn)：是觸頭開距大，沖擊能量大，多數(shù)情況下必須用軟

45、連接，不利于提高 機(jī)械壽命。在分?jǐn)嗯R界電流時(shí)，燃弧時(shí)間長，觸頭有滾滑運(yùn)動(dòng)，機(jī)械磨損大。雙斷點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：滅弧的效果好，在小容量交流電器中，由于利用電流過零時(shí)斷點(diǎn)的近 陰極效應(yīng)，可靠地熄滅電弧，不需要加特殊的滅弧裝置，觸頭開距小，沖擊能量小，無 軟連接，有利于提高機(jī)械壽命。（2）缺點(diǎn)：是觸頭材料必須用銀或銀基合金，在與單斷點(diǎn)同樣的觸頭壓力下，觸 點(diǎn)上的接觸壓力小，電動(dòng)穩(wěn)定性較低，此外觸頭參數(shù)調(diào)節(jié)不便。因雙斷點(diǎn)觸頭系統(tǒng)增加了一個(gè)斷點(diǎn)，加強(qiáng)了短弧的近陰極效應(yīng)，具有較高的電弧電 壓，可提高短路分?jǐn)嗄芰?。并且該系統(tǒng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上避免了軟連接或可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)電連接， 提高了接卸和電氣可靠性，在新一代塑殼斷路器中

46、得到廣泛的應(yīng)用。我參考同類產(chǎn)品和低壓電器設(shè)計(jì)手冊，選擇雙斷點(diǎn)的接觸形式。2.3.3觸頭尺寸靜觸頭靜觸頭采用矩形平面觸頭，如圖2.1, 取 a = b = 4mm, s = 2mm。動(dòng)觸頭動(dòng)觸頭采用橢圓形圓柱面觸頭，如圖2.1， 取R = 3mm,b = 4mm,s = 0.8mm。圖 觸頭材料的選擇交流塑殼斷路器采用的觸頭材料有純銀，銀-氧化鎘，銀-氧化錫幾種材料。隨著觸 頭品種的增加，制造工藝的改進(jìn)，觸頭材料使用性能的提高，從節(jié)銀方面考慮，逐漸淘 汰了純銀觸頭。AgCdO2觸頭材料自30年代問世以來，由于其耐磨損、抗熔焊性好、接 觸電阻小等，經(jīng)過不斷改進(jìn)，在低壓電器中得到了廣

47、泛的應(yīng)用，但是它產(chǎn)生的有害金屬 蒸汽對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)人們的健康的危害，己越來越引起重視。AgSnO2觸頭作為一種 新型的銀-氧化物觸頭材料，正逐步取代雖有很好的抗熔焊性能但有極大毒性的AgCdO2，有很強(qiáng)的耐電孤性能，這種材料的熱穩(wěn)定性比銀氧化鎘高得多，因此，選用 AgSnO2觸頭材料取代AgCdO2，可使材料體積減少25%，并能保持同樣的壽命。，大量研 究表明AgSnO2的性能完全可以與AgCdO2媲美。雖然AgSnO2的溫升比較高，但可以 添加WO3、MoO3等來減少接觸電阻，改善溫升情況。AgSnO2觸頭的制造工藝有內(nèi)氧化法及粉末冶金法兩種，內(nèi)氧化法必須加入銦才能 完成，但銦儲(chǔ)量少，因此

48、，世界上多數(shù)用粉末冶金法擠壓而成新型的AgSnO2，但大多數(shù) 含 MeO2。用粉末燒結(jié)擠壓技術(shù)制成AgSnO2+MeO3材料具有：電阻率小，觸頭溫升?。挥|頭 耐電弓瓜燒損性能高，耐機(jī)械磨損性能高。因此，主觸頭選用AgSnO2材料，接觸電阻低而穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性高，可使電孤的孤 根處熔池中熔融體的粘度提高，減少電孤灼燒時(shí)的噴濺損失可以大大簡化滅孤系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)；高的熱穩(wěn)定性還使觸頭表面富集金屬氧化物，從而保護(hù)了低沸點(diǎn)的銀的蒸發(fā)并提高 了耐熔焊性，也就提高了電壽命。輔助觸頭采用純銀材料，它具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，接觸電阻低而穩(wěn)定，電磨損 小而均勻。主靜觸頭導(dǎo)電板選用導(dǎo)電性能好，抗拉強(qiáng)度較高的黃銅，并鍍錫

49、3-6MHL2.4觸頭主要參數(shù)的選擇2.4.1觸頭開距所謂開距是指動(dòng)、靜觸頭之間的最短距離。觸頭開距的作用是：動(dòng)、靜觸頭在一定 的短路電流下斷開（此短路電流足以產(chǎn)生較大的電弧），觸頭之間有一定的間隙空間， 能把電弧拉長（形成長?。├?xì)，增加其自然滅弧能力；也為了在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下， 不被擊穿而引起電弧重燃。觸頭開距的設(shè)計(jì)一定要和滅弧系統(tǒng)有良好的配合。觸頭開距 如果設(shè)計(jì)過大，一則無此必要，二則勢必增大斷路器的體積。依據(jù)一些國際上通用的標(biāo) 準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品主觸頭的開距取6mm，弧觸頭的開距取38mm。2.4.2觸頭超程觸頭超程是指觸頭開始接觸時(shí)，觸頭再向前運(yùn)動(dòng)的一段距離。觸頭的超程，取決于 傳動(dòng)

50、連桿的磨損和觸頭的磨損。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證在斷路器壽命完結(jié)前，動(dòng)、靜觸頭 仍能可靠地接觸。習(xí)慣上認(rèn)為，當(dāng)動(dòng)、靜觸頭的接觸減小到原來的1/3以下時(shí)，觸頭便 不宜繼續(xù)工作了。一般規(guī)定，超額行程應(yīng)設(shè)計(jì)在26mm。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品選擇超程為 2.5mm。2.4.3觸頭壓力斷路器的觸頭壓力主要取決于極限短路通斷能力，必須保證觸頭在通過短路電流時(shí) 不致因電動(dòng)斥力而產(chǎn)生跳動(dòng)或引起熔焊。因此，要求觸頭壓力要大于觸頭間的電動(dòng)斥力。 弧觸頭的壓力一般取主觸頭的1/31/2。1）觸頭終壓力的計(jì)算觸頭終壓力是指觸頭處于閉合位置的壓力。終壓力不能過大或過小，應(yīng)保證觸頭工 作時(shí)的溫升不超過允許值，同時(shí)要保證觸頭在通過短路電

51、流時(shí)不因電動(dòng)力斥開產(chǎn)生跳動(dòng) 而熔焊。觸頭終壓力R78= KI（2.1）式中Fz觸頭終壓力（N）；Ie電器觸頭的額定工作電流（A）；K經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（N/A），K=Fz/Ie，見表2.1。因?yàn)橹饔|頭中含銀，所以K值選表中的0.14。額定電流Ie=125A。F = 0.14 x 125 = 17.5 N2)觸頭初壓力的計(jì)算觸頭初壓力是指動(dòng)、靜觸頭剛接觸時(shí)的壓力。初壓力過小會(huì)造成觸頭振動(dòng)和電磨損。觸頭初壓力R78七=(04 - 0.7 ) F(2.2)系數(shù)取0.5,則Fc= 0.5 匕=0.5 x 17.5 = 8.75 N表2.1各類低壓電器觸頭的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K值電器種類 觸頭材料、框架式斷路器塑殼式斷路器

52、接觸器小容量接觸器主令電器銀0.490.10.390.070.1450.042.4.4接觸電阻 概述接觸電阻是兩金屬導(dǎo)體相接觸時(shí)，在接觸區(qū)域內(nèi)存在的一個(gè)附加電阻。觸頭接觸電 阻由兩部分組成，一部分是收縮電阻Rs, 一部分是膜電阻Rb。膜電阻可分為塵埃膜， 吸附膜和無機(jī)膜，有機(jī)膜等幾種類型。這幾種類型膜電阻對(duì)接觸電阻都有不同程度的影 響，造成觸頭溫升的增加。嚴(yán)重時(shí)，觸頭間完全不能導(dǎo)電，造成近距離起弓瓜。為了保證 觸頭導(dǎo)電性可靠，常采用如下方法將膜電阻破壞：a、利用機(jī)械力的作用；b、加大電流； c、提高電壓。接觸電阻的計(jì)算接觸電阻除了考慮上述的收縮電阻和膜電阻外，還考慮到接觸部分的結(jié)構(gòu)形式，材 料

53、，表面加工情況和通電電流大小等很多因素的影響，要準(zhǔn)確地計(jì)算接觸電阻是很困難 的。我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算接觸電阻4P488KR =j (2.3)j (0.102 F ) m式中F壓力(N)；R .電阻(四Q)；m觸形式、壓力范圍和實(shí)際接觸面的數(shù)目等因數(shù)有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于點(diǎn)接觸m=0.5；線接觸m=0.70.75;高壓下的面接觸m=0.81；頭材料的物理化學(xué)性質(zhì)及接觸表面情況等有關(guān)的系數(shù)，見低壓電器手冊 表 8-4。計(jì)算中，F(xiàn)取主觸頭的終壓力17.5N，K值查表取60，線接觸m取0.7, 則60（0.102 X17.5 加=40|iO2.5觸頭的驗(yàn)算2.5.1觸頭穩(wěn)定溫升驗(yàn)算導(dǎo)電板端部的穩(wěn)定溫升根據(jù)G

54、B1497 85規(guī)定按間斷或短時(shí)工作制主觸頭允許最高溫升65K。當(dāng)導(dǎo)電板具有足夠長度時(shí)，我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算導(dǎo)電板端部穩(wěn)定溫升T 4b 495wdt =22（2.4）wd K PS式中I導(dǎo)電極的電流，取125AP 導(dǎo)電板的電阻率，按銅取2.34 x 10 一 8。m%導(dǎo)電板表面的散熱系數(shù)，取10.99 W（m2 K）P 導(dǎo)電板橫截面的周長，為2x （3mm + 15mm） = 36mm = 36x 10-3mS 導(dǎo)電板的橫截面積，為3 mm x 15mm = 45 x 10 -6 m 21252 x 2.34 x 10-8Twd=20.54。C把以上參數(shù)代入式（2.4）10.99 x 36 x

55、 10-3 x 45 x 10-6 觸頭與導(dǎo)電板連接面上穩(wěn)定溫升T jd我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算導(dǎo)電板端部穩(wěn)定溫升T4P 495wd350uT d =T d （1 + Tj ）（2.5） wd式中U = RI = 125 X 40 X10-6 = 0.5 X10-2V（2.6）350 x 0.5 x 10-2t = 20.54 x (1 +：20 54)=2&5。C觸頭接觸點(diǎn)處的穩(wěn)定溫升T jm我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算導(dǎo)電板端部穩(wěn)定溫升T J4P 496 wdT =T +T +（2.7）jm wd jd 8 LT式中L勞侖磁常數(shù)L=2.4X10-8V2/K2T絕對(duì)溫度T =t d +00 + 273

56、= 28.5 + 24 + 273 = 325.5。C把得數(shù)和各參數(shù)代入式（2.8）有：t = 28.5 + 20.54 + 一（0.5 X 10-2）2 =49.4。Cjm8 X 2.4 X10-8 X 325.5因t 65。C,故溫升合格。jm2.5.2觸頭動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算觸頭間的電動(dòng)力大小與觸頭實(shí)際接觸點(diǎn)的數(shù)量有關(guān)，接觸點(diǎn)越少，電流線收縮的現(xiàn) 象越顯著，觸頭間的電動(dòng)力就越大。但要準(zhǔn)確地確定觸頭的實(shí)際接觸點(diǎn)的數(shù)量是很困難 的，因而常根據(jù)僅有一個(gè)接觸點(diǎn)的情況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算觸頭間電動(dòng)力的模型如圖2.2所 示。圖2.2計(jì)算觸頭間電動(dòng)力的模型(2.8)(2.9)我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算【4p498F =

57、12 In x 10 -7d0式中d觸頭的直徑，取4mm；d0觸頭接觸點(diǎn)處的直徑，=氣矗m）式中F.觸頭接觸力，取主觸頭的終壓力17.5NHB查低壓電器表4.7，按銀氧化錫材料查得700N/mm2)則：d = 2 ； Fj = 2 0：兀 HB17.5 =0.18mm 3.14 x 700將以上各得數(shù)代入式(2.9)有：_4F = 10-7 x 1252In=4.85 x 10-3(N)0.18F17.5N 故動(dòng)穩(wěn)定性合格2.5.3觸頭熱穩(wěn)定性驗(yàn)算熱穩(wěn)定電流 I ?。?0、= 10 x125 = 1250(A)U = R I = 1250 x 40 x 10-6 = 0.05V熱穩(wěn)定性合格的判

58、斷依據(jù)是：觸頭在閉合位置通過熱穩(wěn)定電流，產(chǎn)生的接觸壓降小 于觸頭溶化電壓UJS，則認(rèn)為熱穩(wěn)定性合格。查表(電器原理與產(chǎn)品上P126)取UJS=0.37V因U edU0式中U0取2024伏。取25伏Ued：被開斷電路的額定電流25n =竺=9片 每片取1mm,間隔為1.5mm，滅弓瓜室材料為紅鋼紙板為提高滅孤性能，在與靜觸頭相距1.5mm處增設(shè)導(dǎo)孤板。導(dǎo)孤板與靜觸桿的角度 為120。，滅孤室的隔孤板采用紅鋼紙板材。滅孤室在開斷某一電流時(shí)能否熄滅電弓瓜，一般情況下只能通過實(shí)驗(yàn)來確定。斯列賓 提出一種估算的方法：如果在交流電流過零后，孤隙的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度總是大于恢復(fù)電壓 的數(shù)值，電孤將趨向熄滅。用經(jīng)驗(yàn)

59、計(jì)算公式血109氣匕（3.2）式中Ujf_弓瓜隙介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度；Uhf電壓恢復(fù)強(qiáng)度。對(duì)于孤隙介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度109氣=U f0+K 了 X t（3.3）式中Ujf弓瓜隙介質(zhì)初始恢復(fù)強(qiáng)度（V）；Kjf孤隙介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度的增長速度（V/rs）；T從電弓瓜電流過零瞬時(shí)起計(jì)算的時(shí)間（rs）。Ujf0:和Kjf均為開斷電流I之系數(shù)，該斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰?5KA,按 15KA查 低壓電器設(shè)計(jì)手冊p530圖9.20得Ujf0=70V，Kjf=1.5（V/ms）。貝QU = 70 + 1.5tif孤隙恢復(fù)電壓計(jì)算532U = 2 frU X10-61（3.4）hf 0 g 0而Ug0= V2 KXU中 sin

60、中和 f0=2000I0.2U0.8 10%U 0 =T2K % sin=V2 x 0.865 x 230 x1（3.5）=281.3（V ）式中U中一一電源相電壓；中一一被分?jǐn)嚯娐返墓β室驍?shù)角；sin中取最大值1；Kx線路系數(shù)，取0.865；f0恢復(fù)電壓的振蕩頻率；r電路的固有值。r=Umax/U0=1.10.05。r 取 1.1。電壓恢復(fù)過程往往會(huì)出現(xiàn)振蕩或非振蕩。這是由于線路中存在著電感，電阻和分布 電容，這樣在電壓恢復(fù)過程中就可能產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。稱為固有振蕩頻率f0。f = 200010.2U0.8 土 10%(3.6)0式中I 開斷電流(A)；U斷路器的額定工作電壓(V)。為計(jì)算方便，