【正文】 二次側(cè)繞組導(dǎo)線長度： ml 3 ???? ? 二次側(cè)繞組內(nèi)阻： ????? 。先按經(jīng)驗估計環(huán)的厚 度，現(xiàn)取 2mm。 求得 S 值后，即可計算得到環(huán)形鐵心外徑。當(dāng)一次側(cè)通以漏電動作電流時，一般 U取 20～ 25mV。則鐵心窗口面積： 212 mmQkqWQ cTc ?????? 環(huán)形鐵心最小內(nèi)徑： mmD i ??? ? 考慮到采用繞線機(jī)繞制，最小內(nèi)徑應(yīng)大于 10mm，故取 Di=13mm。 鐵心窗口面積 的 計算 根據(jù)公式（ ）計算鐵心窗口面積，其中 q 為二次側(cè)繞組導(dǎo)線截面積。則二次側(cè)繞組匝數(shù)： 1302 112 ???? IWIW 匝 繞組導(dǎo)線線徑 d： jId ? （ mm） （ ） 雖然流 過二次側(cè)繞組的漏電電流很小，但是導(dǎo)線線徑的選取應(yīng)考慮到主回路二相斷路或發(fā)生短路時在二次側(cè)繞組中產(chǎn)生較大的電流的可能。 圖 零序電流互感器的矢量圖 參數(shù)計算 與 結(jié)構(gòu)設(shè)計 二次側(cè)繞組 參數(shù) 的計算 根據(jù) 《 低壓斷路器設(shè)計與制造 》 第 78 頁，可 計算二次側(cè)繞組匝數(shù) W2 ： 2112 IIWW ? （ ） 式 中 I1為脫扣器的漏電動作電流； 塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 17 I2為一次側(cè)通入漏電動作電流時的二次側(cè)電流。 它決定著 脫扣器 是否 動作 。漏電或觸電電流越大，二次感應(yīng)電勢E2也越大。當(dāng)被保護(hù)的負(fù)載線路上發(fā)生漏電或觸電事故時，一次導(dǎo)線電流的矢量和就不為零，它們鐵心中產(chǎn)生的磁通也就不為零。 零序電流互感器的結(jié)構(gòu)原理如圖 所示，用導(dǎo)磁率很高的坡莫合金制成環(huán)形鐵心組成磁路 ，在閉合磁路的鐵心上繞一定匝數(shù)的線圈作為副邊繞組和原邊繞組。其主要技術(shù)參數(shù)為交流 50Hz、額定工作電壓 230V、額定電流至 63A，剩余電流為 100mA，額定通斷電流 630A，限制短路電流 6000A，在額定剩余電流下的分?jǐn)鄷r間為 ，脫扣力 ~，主要用于配電網(wǎng)絡(luò)電能分配時線路與電源設(shè)備的漏電保護(hù)。為了保證漏電動作電流和動作時間的穩(wěn)定性，在電源部分采用了多個穩(wěn)壓管和穩(wěn)流管；同時也提高了漏電斷路器的抗干擾能力。 DZ47LE 漏電斷路器的體積較小，穿過零序電流互感器的主回路采用電子元件板以減小漏電斷路器的長度，脫扣器采用釋放式，就是用磁場克服永久磁鐵的吸力來釋放鐵心，這種結(jié)構(gòu)所需的脫扣能量較小，線圈的工作電壓較低，能長時間承受工作電壓。國際標(biāo)準(zhǔn)稱 RCBO。 以保護(hù)觸頭系統(tǒng)，降低其磨損，提高其分?jǐn)嗄芰?，從而保證整個電路工作安全可靠。 得 ： Uhfmax=2 106t = 而 Ujf=65+，因 UjfUhf,故滅弧性能合格。 則： Ug0=（ 2~） 3801=806(V) 再 由 《低壓電器設(shè)計手冊》 第 532 頁 公式 ： f0= 10? % （ ） 式中 I 為開斷電流 (A)； U為斷路器的額定工作電壓 (V)。 Ujf0和 Kjf均為開斷電流 I 之系數(shù)，該斷路器極限開斷能力為 6KA,按 6KA， 查《低壓電器設(shè)計手冊》 第 532 頁 圖 920 得 ： Ujf0=70V， Kjf=(V/ms)； 則： Ujf=70+ （ ） Uhf=2f0rUg0 106t （ ） 式中 f0為電路固有震蕩頻率（ Hz）； r 為恢復(fù)電 壓的振幅系數(shù)； Ug0為工頻恢復(fù)電壓的瞬時值。相反，滅弧時用公式表述為 UjfUhf。則 : 片925220 ??n （ ） 每片取 1mm，間隔為 1mm，滅弧室材料為紅鋼紙扳。設(shè)計滅弧室時，關(guān)鍵是柵片的數(shù)量，柵片的厚度和片間距離。因此它的磁通路徑發(fā)生了變化，柵片產(chǎn)生一種將電弧拉入的吸力。柵片表面鍍鋅或鍍銅，一是為了防銹，二是為了增大滅弧能力。 塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 13 金屬柵片滅弧室結(jié)構(gòu)的分析 金屬柵片的作用是電弧拉 入滅弧室時，把電弧分成許多串聯(lián)的短弧，將其冷卻以增大電弧電阻。在熔斷器方面應(yīng)用較多。 （ 5） 真空滅弧 ： 該滅弧方法具有很高的開斷能力，但成本高，易產(chǎn)生過電壓，目前主要用于 660KV、 1140V供電系統(tǒng)使用的真空接觸器和斷路器，近年來在低壓接觸器方面也有進(jìn)展。 （ 4） 縱縫滅弧 ： 性能和柵片滅弧室十分接近，但工藝簡單得多，零件數(shù)少，成本低弧室的耐電磨損性能好。 （ 2） 磁吹滅弧 ： 靠磁吹線圈產(chǎn)生的磁通在兩塊磁性夾板間形成平行的磁場，從而對電弧產(chǎn)生電動力并使電弧轉(zhuǎn)移到引弧觸頭上燃燒。通常在低壓電器設(shè)計時，較常用的理論是弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)理論?；∠赌芰科胶饫碚撌强宋魈岢龅?，認(rèn)為電弧重燃不是電流過零后簡單的電壓擊穿，而是電路及弧隙之間能 量平衡的結(jié)果。 交流電弧的熄滅存在兩種理論，即弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)理論及弧隙能量平衡理論。 電弧的產(chǎn)生是由于氣體的游離；則 電弧的熄滅是由于氣體的消游離，而消游離主要是復(fù)合和擴(kuò)散的作用。再對 觸頭材料的選擇、觸頭接觸形式和參數(shù)的選擇及觸頭結(jié)構(gòu)的進(jìn)行了設(shè)計。 本章小結(jié) 觸頭的工作與電弧密切相關(guān)，它在工作過程中將被高溫電弧所灼傷，并因之而發(fā)生質(zhì)量的 轉(zhuǎn)移和電侵蝕。 參考同類產(chǎn)品和最新的觸頭材料在這里選用 AgCdO12做觸頭。 觸頭壽命和工作可靠性與觸頭材料有很大的關(guān)系。 觸頭材料的選擇 銅做觸頭時，表面易形成較厚的導(dǎo)電率較小的氧化銅無機(jī)膜，這種膜隨溫度的升高厚度迅速增加，在觸頭要加較大的壓力才能使其破壞。但過分精細(xì)加工或拋光對提高單位面積上的壓應(yīng)力、破壞表面膜不利，同時使表面硬度塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 11 增大從而使接觸電阻加大。對于銀觸頭，參照表 選取。設(shè)計中在動觸頭上加一個觸頭初壓力用來阻止或減弱觸頭的反跳。 參照 《 高低壓電器速查速算手冊 》 第 78 頁，觸頭終壓力可按 以下經(jīng)驗公式計算： Fz=K F Ie （ ） 式中 Fz 為觸頭終壓力； Ie 為電器觸頭的額定工作電流； K 為經(jīng)驗系數(shù)，塑殼式斷路器取 ~； 觸頭初壓力是動、靜觸頭剛接觸時由觸頭彈簧產(chǎn)生的觸頭壓力，等于觸頭彈簧的預(yù)壓力。這樣當(dāng)流過相同電流時觸頭的發(fā)熱可以減輕，或者在同樣條件下，觸頭允許通過的電流就可以大為提高；同時觸頭壓力可以將表面膜壓破，使接觸電阻減小并穩(wěn)定；另外，它能抵抗外界的振動與沖擊，保證不致由這些因素影響而使接觸電阻增加甚至使觸頭瞬時離開而造成斷電的事故。 觸頭的初壓力和終壓力 觸頭終壓力是觸頭完全閉合時，即動觸 頭已不再向前運動的觸頭壓力。觸頭斷開交流電路時比直流電路更容易滅弧。在觸頭開塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 10 斷直流電路時，一般可 由下式（ 《低壓電器設(shè)計手冊》 第 509 頁）求出觸頭所需的極限斷流容量： Pjx =（ 3~5） U I （ W） （ ） 式中 U為觸頭回路電壓； I 為開斷電流。 超程在工作過程中不斷地減小，習(xí)慣上認(rèn)為當(dāng)超程減小到原來的 1/3 以下時，觸頭便不宜繼續(xù)工作。凡是要求電器具有較高的電壽命時，超程就要大些；而觸頭材料的耐磨性能較好時，超程就可以小些。觸頭超程是保證觸頭在磨損過程中良好的接觸，這是保證觸頭在其壽命終結(jié)之前仍能可靠地接觸所必需的。但開距的選擇必須使觸頭間有足夠的絕緣間隙，保證可靠熄弧，并避免由于振動沖擊或觸頭變形造成誤動作，還應(yīng)考慮在使用過程中觸頭表面可能形成針狀凸起使開距減小等因素。開距越小，電磁鐵銜鐵的行程就越短，從而減小電磁鐵的磁阻、勵磁線圈及線圈功率，從而減少電磁鐵的尺寸。 其實觸頭開距大了 ， 推動觸頭系統(tǒng)運動的電磁系統(tǒng)也要大些，這不僅會使機(jī)械龐大、笨重，更主要的是會增大機(jī)械 撞擊和振動。它是動靜觸頭為斷開電弧所需的最小間距。 代入?yún)?shù)有： Kwd 10816 3682 ????? ??????? （ ） 觸頭與導(dǎo)電板連接面上穩(wěn)定溫升 τjd 用 《低壓電器設(shè)計手冊》 第 496 頁公式 ： )1751(wdjwdjd u??? ?? （ ） KVIRujdjj (226????????????????故 觸頭接觸點處的穩(wěn)定溫升 τjm用 《低壓電器設(shè)計手冊》 第 496 頁公式 ： 塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 9 LTu jjdjm 8???? （ ） L 為 勞侖磁常數(shù) L= 108V2/K2； T 為 絕對溫度 ； KT jd 8 32 7 7 30 ??????? ?? 把得數(shù)和各參數(shù)代入下式有： Kjm )( 822 ???? ?????? （ ） 因 τjm 65K，故溫升合格。為了保證觸頭的可靠穩(wěn)定工作，觸頭長期發(fā)熱時的表面穩(wěn)定溫升應(yīng)不超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限允許溫升。 觸頭材料在其溫度高達(dá)一定數(shù)值以后，它的機(jī)械強(qiáng)度就會顯著降低，材料機(jī)械強(qiáng)度開始下降的溫度稱為材料軟化點。觸頭的表面溫升一般近似認(rèn)為等于觸頭與導(dǎo)電板連接面上的溫升。觸頭穩(wěn)定溫升取決于它的發(fā)熱與散熱間的熱平衡。 塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 8 觸頭溫升及其計算 在觸頭長期通過電流、發(fā)熱到穩(wěn)定的情況下，觸頭的溫升稱為穩(wěn)定溫升。由于撞擊及相對滑動等機(jī)械原因造成的磨損稱為機(jī)械磨損；由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的表面膜逐漸剝落等原因造成的磨損稱為化學(xué)磨損；由于液橋、電弧及火花等電的原因造成的磨損稱為電磨損。如在 機(jī)械和電的方法能清除的場合下才采用，銀氧化后導(dǎo)電性能并不降低， 一般說來，機(jī)械磨損在觸頭磨損中所占的比例很小觸頭在開斷及閉合電路的過程中，由于機(jī)械的撞擊和摩擦、化學(xué)的腐蝕及電弧與火花的灼燒，都會造成觸頭金屬的損失或定向轉(zhuǎn)移（觸頭分合直流電路時，觸頭金屬由一個電極轉(zhuǎn)到另一個電極），這種現(xiàn)象稱為觸頭的磨損，它的后果是使觸頭表面變得凹凸不平，觸頭減薄，從而使觸頭壓力、接觸電阻、觸頭 超程及開距等參數(shù)發(fā)生變化，甚至使觸頭無法正常工作。 觸頭磨損的形式 觸頭材料的物理性 質(zhì)，包括電阻率、材料的機(jī)械強(qiáng)度和硬度、材料的化學(xué)性質(zhì)等都直接影響接 觸電阻的大小。缺點是觸頭材料必須用銀或銀基合金，在與單斷點同樣觸頭彈簧壓力下，觸點的接觸壓力小，電動穩(wěn)定性較低，此外，觸頭參數(shù)調(diào)節(jié)不便。 雙斷點觸頭的優(yōu)點是滅弧效果好。 單斷點觸頭的優(yōu)點是在閉合過程中有滾滑運動，可借此清除觸頭表面的氧化物，保證接觸可靠，故可采用銅或銅基合金觸頭材料，在同樣的觸頭彈簧壓力下，比雙斷點觸頭上的接觸壓力大，故電動穩(wěn)定性高。 觸頭的面接觸的實際接觸點要比線接觸多，而線接觸又比點接觸多 。 塑殼低壓漏電保護(hù)斷路器設(shè)計 7 線接觸 ： 一個圓柱面與一 個平面相接觸，兩面接觸于一條直線，稱線接觸。事實上無論是點接觸、線接觸、面接觸，其實際接觸均為若干點，分布于小面積（點）、狹長區(qū)域（線）或一個平面（面）上。 mjj FKR )(? () 式中 Rj為接觸電阻； Kj為接觸材料、表面的情況、接觸方式等有關(guān)的系數(shù)，可查《低壓電器手冊》； m為與接觸形式有關(guān)的系數(shù)（ ~）可查《低壓電器手冊》； F 為觸頭壓力。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，表面加工情況和通電電流大小等很多因素 的影響，要準(zhǔn)確地計算接觸電阻是很困難的。 影響接觸電阻的因素 有 ： 觸頭壓力 、 接觸形式 、 材料性質(zhì) 、 接觸面的加工情況 、 周圍介質(zhì)狀況 。 膜電阻是在空氣中由于接觸表面的污染形成一層導(dǎo)電性很差的物質(zhì)而形成的電阻。因此，接觸電阻是由這兩部分電阻組成的。 接觸電阻的 概念 當(dāng)兩個金屬導(dǎo)體相接觸時，在接觸區(qū)域內(nèi)存在著一個附加電阻稱為接觸電阻。因此，在以上三種電接觸類型中，工作任務(wù)