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微型断路器

微型断路器(MCB)内部结构、工作原理、产品分类及用途详述

发布日期:2022-10-11 来源:环球电气之家 作者:环球电气之家 点击率:5935

什么是MCB(小型断路器),它的结构,工作,类型和如何选择合适的MCB为不同的负载评级?


小型断路器简介


在过去的工作中,所有的保险丝都需要用小型断路器来代替,以便更好的安全和控制。与熔断器不同的是,小型断路器作为自动开关工作,在电流过多的情况下打开电路,一旦电路恢复正常,它可以重新闭合而不需要任何人工更换。在大多数电路中,MCBS主要用作熔断器开关的替代物。目前广泛使用的MCBS在10kA至16 kA的容量范围内,在国内、商业和工业应用的所有领域都作为可靠的保护手段。

微型断路器工作原理


什么是微型断路器(MCB)?


MCB或微型断路器是一种在模制绝缘材料中体现完整外壳的电磁装置。MCB的主要功能是切换电路,即当通过它(MCB)的电流超过它所设定的值时,自动打开电路(已经连接到它)。如果需要的话,它可以像正常开关一样手动接通和断开。

MCBS是延时跳闸装置,其过电流的大小控制操作时间。这意味着,只要过载足够长,就会对被保护电路造成危险。因此,MCBs不响应瞬态负载,如开关浪涌和电机起动电流。一般来说,这些设计用于在短路故障和2秒到2分钟的情况下,在过载(取决于电流水平)的情况下工作在小于2.5毫秒。

MCBS制造在不同的极点版本,如单、双、三和四极结构,具有不同的故障电流水平。大多数情况下,MCBS被连接以给出两个和三个极点版本,使得一条线路中的故障将中断整个电路,从而提供完整的电路隔离。这一特点将有助于单相三相电动机保护的情况。

这些额定在220V的直流电源和240/415的交流电源(单相和三相),具有不同的短路电流容量。通常,单相器件具有高达100 A的负载电流范围。一些MCB具有调节其跳闸电流容量的能力,而一些器件固定于某些负载电流和短路额定值。

MCBS用于执行许多功能,如本地控制开关、隔离开关、故障和过载保护装置,用于安装或特定设备或电器。


微型断路器(MCB)的构造


MCB在模制绝缘材料中体现了完整的外壳。这提供了机械坚固和隔热的外壳。开关系统由固定的和移动的接触器组成,接触器和输出线连接在一起。金属或载流部件由电解铜或银合金制成,这取决于断路器的额定值。

当触点在过载或短路情况下分离时,形成电弧。所有现代MCBS都被设计用来处理电弧中断过程,电弧能量提取和冷却由金属电弧分离器板提供。这些板用绝缘材料保持在适当的位置。此外,电弧流道被提供以强制在主触头之间产生电弧。

操作机构由磁力脱扣和热脱扣装置组成。

该磁力脱扣装置基本上由一个复合磁性系统组成,该系统具有弹簧加载的缓冲器,其具有硅流体中的磁性弹塞和正常的磁性跳闸。跳闸装置中的载流线圈将弹片相对于弹簧移动到固定极片。因此,当线圈产生足够的磁场时,在拉力肝脏上产生磁拉力。在短路或重载过载的情况下,线

圈(螺线管)产生的强磁场足以吸引跳闸肝脏的电枢,而不管蛞蝓在缓冲器中的位置。

微型断路器选型


热脱扣装置由一个双金属带围绕,加热器线圈被缠绕,从而根据电流的流动产生热量。加热器设计可以是直接的,其中电流通过双金属条,它影响电路的一部分,或者间接地将载流导体的线圈缠绕在双金属带上。双金属板的挠度在某些过载情况下激活跳闸机构。

双金属条由两种不同的金属组成,通常是黄铜和钢。这些金属沿其长度铆接和焊接。这些都是这样设计的,所以它们不会将带材加热到正常电流的跳闸点,但是如果电流超过额定值,则带钢被加热、弯曲并跳闸。双金属条被选择在特定过载下提供特定的时间延迟。


微型断路器(MCB)的工作与运行


在正常工作条件下,MCB作为开关(手动)工作,使电路开或关。在过载或短路情况下,它自动运行或跳闸,从而在负载电路中发生电流中断。通过将操作旋钮自动移动到关闭位置,可以观察到此行程的视觉指示。这种自动操作MCB可以以两种方式获得,如我们在MCB结构中看到的那样,那些是磁力脱扣和热脱扣。

在过载状态下,通过双金属的电流导致其温度升高。双金属本身产生的热量足以引起由于金属热膨胀引起的挠曲。这种偏转进一步释放跳闸闩锁,从而使触点分离。在一些MCBs中,线圈产生的磁场引起双金属片上的拉力,使其偏转激活跳闸机构。

在短路或重载过载的情况下,磁脱扣装置进入画面。在正常工作条件下,由于线圈产生的磁场不足以吸引闩锁,所以弹塞被光弹簧保持在一个位置。当故障电流流过时,线圈产生的磁场足以克服保持塞块在位置上的弹簧力。因此蛞蝓移动,然后启动跳闸机构。

在大多数MCBS中实现了磁脱扣和热脱扣机构的组合。在磁性和热脱扣操作中,当触点开始分离时形成电弧。然后将电弧通过电弧流道强制进入弧形分流板。这些电弧分离器板也称为弧槽,其中电弧形成一系列电弧,同时能量提取并冷却电弧。因此,这种布置实现了电弧消光。


微型断路器(MCB)分类

根据瞬时跳闸电流将MCBS分为三大类。他们是

1、B型MCB

2、C型MCB

3、D型MCB

B型MCB

这种类型的MCB将以其额定电流的三到五倍的速度瞬时跳闸。这些通常用于电阻性或小感性负载,其中开关浪涌非常小。因此,这些适用于住宅或轻型商业设施。

C型MCB

这种类型的MCB将以其额定电流的五到十倍的速度瞬时跳闸。这些通常用于高感性负载,其中开关浪涌很高,如小电机和荧光灯照明。在这种情况下,C型MCB较适合处理较高的短路电流值。因此,它们适用于高度感性的商业和工业装置。

D型断路器

这种类型的MCB将以其额定电流的十到二十五倍的速度瞬时跳闸。这些通常用于非常高的电感负载,其中高浪涌电流非常频繁。这些适合于特定的工业和商业应用。这些应用的常见例子包括X射线机、UPS系统、工业焊接设备、大型绕线电机等。

以上三种类型的MCBS在十分之一秒内提供保护。这些MCB的最小和最大跳闸电流以下面的表格形式给出,其中Ir是MCB的额定电流。MCBS也可以基于单极、双极、三极和四极MCBS等极点的数量来分类。


如何选择适合不同负荷的微型断路器(MCB)?


为特定的应用选择一个特定的MCB是一个谨慎的任务,以确保对过载和短路的可靠保护。如果没有根据电路要求选择,将有机会导致频繁的不必要的跳闸。在详细叙述之前,我们必须了解MCB与MCCB之间的差异,如何读取MCB铭牌以及ELCB、RCB和RCD断路器之间的区别。

如果它的尺寸不足(MCB额定值小于额定负载电流),MCB会导致频繁跳闸,并导致中断电流到其正在连接的负载,因为MCB标称电流小于负载的额定电流值。同样,如果过大(MCB额定值大于额定负载电流),其连接的负载将不被有效地保护。在这种情况下,即使负载产生过电流,MCB也不会跳闸。

以下是为特定应用选择MCB所需考虑的三个因素。

1.断路器额定额定值

这是额定电流安培额定电流的MCB。该值必须低于布线系统的电流承载能力,并且高于或等于布线系统中的最大满负载电流。一般来说,这种额定值应该是这样的,它可以处理125%的连续负载加上非连续负载的额定值。典型地,这可以表示为

系统中最大满负荷电流小于MCB额定电缆额定电流

2.额定功率或断路容量

该额定值指的是MCB在短路情况下能够跳闸或中断电路的能力。它以千兆安培(Ka)表示。这个额定值不能小于预期的短路电流。预期短路电流在短路条件下存在于电路中的最大电流。在住宅安装中,6KA MCB是足够的,而10 kA或以上的额定MCB是商业和轻工业应用所需要的。


微型断路器应用

3.MCB类型

由运行特性决定的特定应用所需的MCB类型,使得需要瞬时操作各种负载的额定电流。我们已经提到了各种不同类型的MCBS。


微型断路器(MCB)的应用


由于上面提到的主要功能和应用已经被描述,MCB的基本用途是它用于保护电路(布线、连接的负载和设备等):

1. 短路

2. 过电流

3. 过负荷

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