【文章內容簡介】 滅弧系統(tǒng)組成 。因為柵片滅弧系統(tǒng) 和 雙斷點觸頭 等 的 合理設計 使用 ， 所以 產(chǎn)品具有 高操作頻率、高壽命指標以及高分斷能力的優(yōu)點 。 690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 操作機構 操作機構 是 由機械聯(lián)動組件構成 的 ，其功能是通過位置轉換來確定 CPS 的工作狀態(tài)。操作機構能接受每極主電路接觸組的 過載脫扣器的過載脫扣信號 和短路脫扣信號 ， 通過撥桿帶動電磁傳動機構的控制觸點切斷電磁線圈電路從而使 CPS 斷開， 故障排除后由操作手柄或遠距離再扣器復位。 過載脫扣器 過載脫扣器主要由 磁脫扣線圈 、 動作機構 和 雙金屬熱元件 等組成，有 各種不同的保護型式 及 多種電流規(guī)格 可 供選用。 可以調節(jié) 電流 的 整定值 ， 當 電動機負載帶斷相保護主電路負載端發(fā)生過載時，雙金屬熱元件或磁脫扣器觸發(fā)動作機構帶動操作機構使 CPS 斷開 。 該模塊與主電路接觸組配合形成了完整的 過電流 、 短路 和 熱過載 三段 保 護特性，實現(xiàn)在較大范圍及多種使用場合下的保護功能。 控制和保護開關 的工作原理 和特點 開關電源各部分關聯(lián)如圖 21所示。 圖 21 開關電源工作原理框圖 （ 1） 安裝靈活。不管是垂直安裝、水平安裝還是橫裝都不會使它的使用性能受到影 響。可廣泛應用于緊湊型成套裝置中，包括抽屜式或固定式的 MCC 柜中。應用在 1/4 和 1/2 抽屜中，具有分離元器件不可比擬的優(yōu)越性。 690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 （ 2） 附件配套齊全，具備遠距離再扣器、信號報警觸頭與輔助觸頭、分勵脫扣器、控制電路轉換模塊、門或抽屜的面板操作機構等，在單一產(chǎn)品上可構成完整的控制與保護單元，實現(xiàn)協(xié)調配合的控制與保護功能。 （ 3）安全可靠、防護等級高 。 板前、插入式板后接線的接線端子 都 具有防觸指功能，配備高防護等級外殼后，可適用于 水泵房、地下室、 民用建筑的潮濕場所、 船舶、 港口、石化 、煤礦 等領域，是替代目前的電磁起動器 、保護式和組合式起動器的理想產(chǎn)品。 控制和保護開關的優(yōu)勢 CPS 既實現(xiàn)了斷路器的高分斷能力，又 使 接觸器的 遠距離頻繁操作 和 高壽命指標得到了實現(xiàn)， 還 使 保護繼電器的各種保護功能 得到了實現(xiàn)， 并使得三段保護特性配合協(xié)調 而且 完善。如果將 CPS 與采用分離元件組合達到同樣功能的成套裝置相比，使用 CPS 的優(yōu)越性主要有以下幾個方面： (1)CPS 體積小， 簡化了成套設備的設計， 降低 了 原材料的消耗 ，特別 適用于大規(guī)模自動化控制設備中； (2)CPS 的多種使用功能和完善的保護特性統(tǒng) 一 于一體，避免了分離元件選配不合理所產(chǎn)生的弊端和 使用功能上的不足； (3)CPS 實現(xiàn)了快速裝配和接線，便于標準化導軌安裝 ， 不同的過載脫扣器互換極為方便； (4)CPS 具有簡單可靠的轉換控制， 清晰的狀態(tài)顯示， 在電路故障排除后通過再扣復位實現(xiàn)連續(xù)工作； (5)CPS 能夠安全運行，可靠分斷。帶有強制分斷的機械裝置保證了以下安全性能： ①操作手柄指示位置 “ O (Open)” 時，斷開狀態(tài)的主觸頭是鎖住的，因此排除了誤接通 ； ② 操作手柄指示位置 “ Auto” 時，不妨礙 CPS故障脫扣一即有自由脫扣功能：當主觸頭閉合時 操作手柄只能處于 “ Auto” 位置。 與塑殼 斷路器相比 （ 1）與塑殼斷路器構成的保護系統(tǒng)相比，具有保護整定電流均可調整的特性 GJKBO 的熱脫扣 (反時限 )電流和磁脫扣 (定時限 )電流均可在面板上進行調690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 整，即除了常規(guī)的熱保護電流可根據(jù)負載功率進行整定外，過流保護整定電流也可在面板上進行調整 （ 配電負載的調整范圍為 3～ 6Ie，電動機負載的調整范圍為 6～ 12Ie） ?？朔怂軞嗦菲鞯亩搪繁Ｗo整定電流出廠后用戶無法調整的缺點 ，使得 GJKBO 產(chǎn)品即使安裝在線路末端，短路電流較小時，同樣具有很好的短路保護功能。 （ 2）具有分斷能力高、飛 弧距離短的特性在 380V 額定運行短路分斷能力Ics 達到高分斷型為 80kA、標準型為 50kA、經(jīng)濟型為 35kA, 在 50kA 預期短路電流下的分斷時間僅為 2～ 3ms, 限流系數(shù)達到 以下，達到塑殼斷路器的領先水平，達到熔斷器的限流水平，大大限制了短路電流對系統(tǒng)的動、熱沖擊。飛弧距離僅為 20～ 30mm。 與分離電器構成的系統(tǒng)相比 （ 1）節(jié)能節(jié)材 。 與分離電器構成的系統(tǒng)相比 CPS 具有 安裝面積少、減少線路發(fā)熱、體積小、無分離元件接點、節(jié)約材料 及 能源等優(yōu)點。 （ 2）具有控制與保護自配合的特性控制與 保護開關電器集控制與保護功能于一體，相當于斷路器＋接觸器＋過載繼電器＋輔助電器。很好的解決了分離元件不能或很難解決的元件之間的保護與控制特性匹配問題，使保護與控制特性配合更完善合理 （ 具有反時限、定時限和瞬時三段保護特性 ） ，只要根據(jù)負載功率或電流即可正確選擇單一產(chǎn)品，代替以往的包括自電源進線端至負載端的各種電器，不需降容，大大減輕了設計人員的工作量。 （ 3）運行可靠性 高以及 系統(tǒng)的連續(xù)運行性能流后 不 需 要 維護 就能 投入使用，即具有分斷短路故障后的連續(xù)運行性能。在進行了分斷短路電流試驗后，仍具有不小于 1500 次的 AC44 電壽命，這是由斷路器等分離元件構成的系統(tǒng)所難以達到的。這一特性極大地提高了系統(tǒng)的運行可靠性和系統(tǒng)的連續(xù)運行性，其中的 Ics 為 80kA 指標屬同類產(chǎn)品的國際領先國內最高指標。 與接觸器性能相比 機械壽命達 500～ 1000 萬次，電壽命 AC43 為 100～ 120 萬次，既可就地手動操作，又可實現(xiàn)遠距離自動控制功能。采用了先進的觸頭與電磁系統(tǒng)分離式設計，有效抑制了觸頭的二次彈跳，大大提高了產(chǎn)品的電壽命，而且特別適用690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 于重載起動等嚴酷的場合。 （ 1）傳統(tǒng)的接觸器進行通斷電路時，觸頭的斷開或閉合由電磁系 統(tǒng)直接帶動，觸頭的超程和壓力靠電磁系統(tǒng)來保持。當電動機起動的瞬間或在電動機運行過程中出現(xiàn)過流等故障時，極易使線圈控制電壓降低，從而造成鐵心振動而使得動、靜觸頭產(chǎn)生抖動，導致觸頭熔焊等嚴重后果。電路中出現(xiàn)大的故障電流時， 通常會 導致用戶端的電壓下降。對于靠電磁力保持的電器，電壓的下降將影響其保持在閉合狀態(tài)的能力，除非其電源不是取自產(chǎn)品本身的主觸頭上，比如 靠電磁力保持的接觸器就很可能會在此期間打開，導致觸頭的破壞或者至少是觸頭的熔焊。接觸器主觸頭接通完全閉合時，銜鐵與磁軛碰撞時跳開，引起主觸頭的再跳開。銜鐵振動的 長短決定于磁系統(tǒng)有關參數(shù)及其阻尼裝置。測量表明，大多數(shù)直動式交流接觸器，從主觸頭接通到銜鐵與磁軛碰撞時的間隔約為 5～ 6ms，此時，接通籠型異步電動機，電流在峰值附近，電流電動斥力最大，觸頭彈開時電弧能量也大。此電動斥力與二次振動疊加，可使觸頭彈開，并產(chǎn)生強烈電弧引起觸頭嚴重磨損及熔焊。因此，二次振動危害很大，常常是大容量直動式接觸器接通大電流時引起觸頭磨損與熔焊的主要原因。 KB0 控制與保護開關電器的電磁系統(tǒng)與主觸頭采用了獨特的分離式設計，觸頭的超程和壓力靠內部的儲能彈簧實現(xiàn)。盡管電動機起動的瞬間或在電動機運行過程中出現(xiàn)過流等故障而造成電磁系統(tǒng)的震動，也不會使主觸頭產(chǎn)生抖動．觸頭始終保持在穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，有效保證了系統(tǒng)的安全、可靠，大大增加了系統(tǒng)的運行性能和使用壽命。 （ 2）按標準規(guī)定 分斷能力為 8～ 10 倍的額定電流， 接通能力為 10～ 12 倍的額定電流 ， 當線路中出現(xiàn)超過接觸器主觸頭分斷能力短路時，接觸器的主觸頭在短路電流產(chǎn)生的強大電動斥力作用下 ， 極易發(fā)生接觸器的主觸頭燒毀并可能產(chǎn)生飛弧，導致事故的進一步擴大，甚至造成人身傷害。此類故障在工礦企業(yè)電氣事故中占有相當高的比例。 因此，為了達到斷路器與接觸器在 工程 使用和 設 計 中 的動作時間配合 ，采用 限流式斷路器 和 短時耐受電流大、固有時間長的接觸器。 按照 電動機 的 實際運行經(jīng)驗，在短路容量較大的線路中， 如果沒有正確選擇 分離元器件 的話 ， 就可能燒毀 接觸器的主觸頭，甚至 出現(xiàn) 飛弧 現(xiàn)象 ， 從而擴大 故障， 使周圍的 供電回路的工作 受到影響 ；或 者 在短路狀態(tài)下 斷路器 不 可以正常分斷電路；或 斷路器 在工程中不能保護電動機， 發(fā)生拒動 或 誤動作 。 然而690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 其 根本原因 通常是 不同生產(chǎn)廠家的元器件產(chǎn)品質量不同 、設計人員選擇分離式元器件不匹配； 用戶現(xiàn)場調整不當 、各成套裝置廠工藝水平不同或調整不當 等。所以 ，目前 由 分離元器件 組成的 低 壓電控系統(tǒng) 存在著 工作可靠性低 、 各種控制與保護特性配合不合理 以及 系統(tǒng)的綜合技術經(jīng)濟性不高等缺點。而采用 KB0 控制與保護開關電器，能夠很好地解決分離元件組成的控制與保護系統(tǒng)存在的不足： (1)選型簡單，只要根據(jù)負載功率、用途及系統(tǒng)的相關要求就能夠很方便地實現(xiàn)選型，為系統(tǒng)提供控制與保護功能。 (2)由于 KB0 自身具有過載、過流及短路三段保護杼眭，能夠為系統(tǒng)提供完善的保護功能。 (3)具有很高的系統(tǒng)綜合技術經(jīng)濟陛。 控制 和 保護開關的 功能介紹 表 21 控制和保護開關的功能介紹 功能 功能介紹 1 斷路器功 能 可以在 10ms 內分斷相應級別規(guī)定的短路電流，限流系數(shù) 2 接觸器功能 交流 5OHz 或 6OHz，額定絕緣電壓 690 V。額定工件電流為 1250 A?？深l繁操作，控制電動機的起動、停止．或反轉，并課實現(xiàn)遠距離控制 3 熱繼電器與過流繼電器功能 具有完善、合理、連續(xù)的三段保護功能和電動機定時限起動保護功能，過載保護模采用當前最先進的雙時間常數(shù)指數(shù)方程，能與被保護對象的允許過載特性相匹配，動作準確、可靠 4 起動器功能 可代替接觸器和熱繼電器組合的起動器，控制電動機的起動 5 計數(shù)器功能 在運行 巾記錄開關的累計操作次數(shù)并在顯示器上顯示出來，用戶可以根據(jù)記錄數(shù)據(jù)估計開關的剩余辱命，決定是否要更換新的開關 6 檢測功能 在運行中實時檢測三相繞組的電流值，據(jù)此計算 三相繞組的溫升，并將檢測和進行處理 7 故障診斷及預警功能 當系統(tǒng)發(fā)生故障時，開關能自動識別、存數(shù)和記錄故障類型，并予以顯示，便于用戶排除故障。還可根據(jù)用戶需要打開或關閉預警功能，當設備過載運行溫升達到預警限時，開關發(fā)出預警聲訊，便于及時排690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 除故障 8 通信功能 智能控制器留有通信接口，可以與現(xiàn)場總線或計算機網(wǎng)絡連接，從而實現(xiàn)遠程通信，達 到 ” 網(wǎng)遙 ” 要求 控制和保護開關的適用領域 CPS 的 應用面廣且 量大， 尤其 適用于 基于現(xiàn)場總線的分布式生產(chǎn)線的控制與保護 和 自動化集中控制系統(tǒng) 。 依據(jù) 負載 的 參數(shù)， 從而 選 擇 基本的 CPS 模塊，將 出線端接負載 、控制模塊接控制電源、 進線端接電源 即可。通過面板 的 內置或可選的顯示操作模塊，在現(xiàn)場 設定參數(shù) 和 可編程 ； 還 可 以應用 通信接口， 組成 計算機 的 網(wǎng)絡系統(tǒng)， 通過 遠程 監(jiān)控 與 編程 ，實現(xiàn) 協(xié)調配合保護、熱過載保護 、短路保護以及其余的 故障保護 等 、 就地與遠程操作 、 電動機狀態(tài)指示 等。 還 可以依據(jù) 需要 從而 選擇擴展模塊， 來 實現(xiàn) 溫度、接地 ( 剩余 電流 ) 、模擬量控制、預警等功能。 譬如， 在水處理廠的群控或電動機控制中心 (MCC) ，可選擇帶Modbus 通信接口的控制器，構成基于現(xiàn)場總線技術的智能化可通信控制系統(tǒng)，實時監(jiān)控水泵的運行，避免空轉或欠載運行。 針對 生產(chǎn)線 上 傳送帶的控制，可以 選擇帶 AS—i 通信接口的控制器，構成基于現(xiàn)場總線技術的智能化可通信控制系統(tǒng)，可大大提升生產(chǎn)設備的運行和保護性能。 由于 690V/1250A控制與保護開關產(chǎn)品具有控制與保護功能 模塊化、小型化、集成化結構 、 連續(xù)運行性能和可靠性高 、 電壽命長 、 高能力 的 分斷短路電流 、短距離 的 飛弧 、較 高等級的 環(huán)境污染防護 能力 、 方便 的 安裝使用 和 維修操作 以及 齊全 的 保護功能 等 許多 優(yōu)點 ， 所以尤其 適用 于下 表 2 的 系統(tǒng) 。 表 22 控制與保護開關的應用系統(tǒng)介紹 應用領域 系統(tǒng)介紹 1 工業(yè)設施 1. .配電中心； 2. 單電機控制與保護系統(tǒng)； 3. 電動機控制中心（ MMC） ， 尤其是智能化電控系統(tǒng)或要求額定運行分斷能力 Ics 高達 80KA的配電控制與保護系統(tǒng)； 4 冶金、煤礦、鋼鐵、石化、港口、船舶、鐵路等領域的配電和電動機保護與控制系統(tǒng) 2 商 業(yè) 及 民 1. 醫(yī)院； 690V1250A 控制與保護開關的設計與研究 用設施 2. 電信通訊機房 ； 3. 遠程控制 照明系統(tǒng) ； （銀行、市政、證券交易中心等） ； 5. 商業(yè)大樓（大型購物中心、超級市場、超市等） ； 6. 現(xiàn)代化建筑中的照明、電源轉換、泵、風機、空調、消防、照明等電氣控制與保護系統(tǒng) 3 基 礎 設 施和 消 防 系統(tǒng) 1. 高速公路照明或通風系統(tǒng) ； 2. 各種場合的消防泵 、 風機等 ； 3. 港口或鐵路系統(tǒng)（航空港、鐵路客運中心等） ；