沈 平

（江蘇凱隆電器有限公司，常州 213000）

塑殼斷路器在類型上屬于低壓斷路器，是配電系統(tǒng)的重要組成部分。塑殼斷路器的外部絕緣材料是塑料，正常情況下在配電線路中不用頻繁轉換。當故障電流達到塑殼斷路器的動作電流時，它能夠動作跳閘切斷回路，且能夠在線路或設備出現(xiàn)過載、短路或欠電壓等情況時，保護線路和電源設備不受損壞。

當前，塑殼斷路器正在向大電流和高分斷方向發(fā)展。塑殼斷路器作為低壓工業(yè)電器中的重要產(chǎn)品之一，改善與提高其性能可進一步保障配電線路、設備及電力工作人員的安全，有助于減少電力事故的發(fā)生[1]。在配電系統(tǒng)的實際應用中，常涉及到對塑殼斷路器的滅弧能力分析和結構設計，以及如何選擇塑殼斷路器的型號等。為此，本文詳細分析了塑殼斷路器在實際中的相關應用。

1 塑殼斷路器

1.1 塑殼斷路器的特點

塑殼斷路器與高壓斷路器和框架斷路器不同，主要采用長延時保護和瞬時保護兩種模式。當配電系統(tǒng)出現(xiàn)過載情況或者發(fā)生短路故障時，塑殼斷路器能夠可靠動作，從而保證配電系統(tǒng)的運行安全[2]。當配電系統(tǒng)出現(xiàn)過載情況時，塑殼斷路器實施長延時保護，即當系統(tǒng)出現(xiàn)過載時，配電線路中的電流增大，塑殼斷路器中發(fā)熱元件的發(fā)熱效應也增大，使發(fā)熱元件附件的雙金屬條彎曲，從而使塑殼斷路器機構解鎖并斷開接觸系統(tǒng)，以切除配電系統(tǒng)中的過載點[3]。此外，當配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，塑殼斷路器瞬時保護能夠快速使機構解鎖斷開接觸系統(tǒng)，達到保護配電系統(tǒng)的目的。由于短路故障時要切斷的電流很大，許多塑殼斷路器都采用了相應的消弧措施。

1.2 塑殼斷路器的作用與現(xiàn)狀

隨著工業(yè)生產(chǎn)技術水平的提高，塑殼斷路器的實際應用性能不斷提升。塑殼斷路器在配電系統(tǒng)中主要起著分配電能的作用。在配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障并達到塑殼斷路器的動作電流值時，它能夠迅速切斷故障，保證配電系統(tǒng)的正常運行[4]。當前，塑殼斷路器的性能仍存在較大的提升空間，需要加強相關技術研發(fā)，以優(yōu)化其結構和提高滅弧能力。

2 塑殼斷路器的滅弧能力和結構分析

2.1 塑殼斷路器的滅弧能力

電弧是一種高能量和高溫度的放電現(xiàn)象。如果斷路器中的電弧不能及時熄滅，會燒毀斷路器甚至發(fā)生爆炸，嚴重危害配電系統(tǒng)的安全[5]。滅弧能力是評判塑殼斷路器性能的關鍵指標之一，能夠決定塑殼斷路器的應用場合。在塑殼斷路器中，滅弧系統(tǒng)是較為重要的組成部件，其性能是影響塑殼斷路器開斷電路的重要因素。通過滅弧系統(tǒng)能夠可靠地切斷電路在開斷過程中產(chǎn)生的電弧，避免出現(xiàn)設備燒損的情況。因此，實際中應優(yōu)化塑殼斷路器內(nèi)部結構，以提高塑殼斷路器的滅弧能力。

2.2 塑殼斷路器的滅弧結構

斷路器中的滅弧結構直接影響斷路器的滅弧能力[6]。塑殼斷路器中有一種滅弧結構是敞開式的滅弧室。這種類型的滅弧室整體采用絕緣板和滅弧柵片，將多片滅弧柵片鉚接在絕緣板上，并使每片滅弧柵片之間相隔一定距離，以保證滅弧柵片之間的絕緣性能，同時在柵片的合適位置設置凹凸結構。這種類型的滅弧室在實際應用中也存在一些不足，如在鉚接過程中容易出現(xiàn)滅弧柵片變形或鉚接不牢固以及絕緣板鉚接時出現(xiàn)裂縫等情況。如果出現(xiàn)上述問題，滅弧室很難在斷路器開斷電路的過程中切割電弧。由于柵片已經(jīng)發(fā)生變形，滅弧室在切割電弧效果方面將大打折扣，嚴重時可能會導致接觸系統(tǒng)燒毀。

塑殼斷路器中另一種滅弧結構是半敞開式的滅弧室。此滅弧室采用絕緣殼體相互拼接安裝而成，滅弧柵片置于絕緣殼體內(nèi)，無需鉚接，制造過程簡單，但零件成本有所增加。相對于敞開式滅弧室結構來說，這種滅弧室氣密性與絕緣性更好，有利于電弧的切割。但是，此種塑殼斷路器的滅弧空間結構組成相對復雜，在實際塑殼斷路器生產(chǎn)中的生成與裝配工藝要求更高。

2.3 塑殼斷路器滅弧系統(tǒng)的設計

當塑殼斷路器遇到短路故障電流時，在動靜觸頭分開過程中會產(chǎn)生電弧。雖然動靜觸頭已分開，但是因為電弧的存在，電路依然處于接通狀態(tài)，導致短路故障電流對下端負載的威脅并未消除。因此，滅弧系統(tǒng)能否快速、有效地熄滅電弧是設計的重點。在實際應用中，通?？梢圆捎靡韵路椒ㄌ岣邷缁∧芰?。

（1）將靜觸頭設計成U型結構，利用電流同向時的電動斥力加速動靜觸頭分開。

（2）在靜觸頭觸點下方增加產(chǎn)磁零件。此零件在故障電流下形成磁場，通過磁場將電弧引向滅弧柵片。

（3）在靜觸頭觸點四周增加絕緣產(chǎn)氣零件，并在動觸頭后端設置一封閉結構。當產(chǎn)生電弧時，利用高溫產(chǎn)生的氣體將電弧吹向滅弧柵片。

（4）動靜觸頭接觸時，設計成一定的張開角度，有利于將電弧引向尖端和滅弧柵片。

（5）滅弧室采用半敞開式結構，并且將出氣口設置在滅弧室上端，在靠近動靜觸點的滅弧柵片上設置一引弧結構，引導柵片快速切割電弧。

（6）增加滅弧柵片數(shù)量，適當增厚靠近靜觸頭的滅弧柵片，并對滅弧柵片進行表面鍍銅處理。

（7）動靜觸點采用耐高溫材料，以減少電弧引起的金屬熔渣。

通過以上措施可以迅速移動、切割和熄滅動靜觸頭分開過程中產(chǎn)生的電弧，從而減少電弧燒損斷路器接觸系統(tǒng)的情況和斷開電路所花費的時間，保護配電線路中的設備，具體結構如圖1所示。應用上述措施時，需綜合考慮塑殼斷路器的結構、體積和應用場合等，從而提高塑殼斷路器的安全性和可靠性。

圖1 塑殼斷路器的結構

3 塑殼斷路器的應用分析

3.1 塑殼斷路器的選型

在低壓斷路器的選型中，應考慮下列特性參數(shù)。一是型式，如相數(shù)和斷點數(shù)量等。二是主電路額定值，如工作電壓和電流、運行短路分斷能力以及極限短路分斷能力等。三是相關附件參數(shù)，如輔助觸頭、分勵脫扣器和欠電壓脫扣器等的相關參數(shù)。選型步驟如圖2所示。

圖2 塑殼斷路器選型的步驟

在選擇塑殼斷路器型號時，需注意以下問題。第一，需要選擇適合塑殼斷路器的負荷類型。電動機負荷和常規(guī)配電系統(tǒng)的負荷具有不同的負荷特性，應根據(jù)不同的應用場合選擇相應型號的斷路器。第二，應計算系統(tǒng)的負荷容量。塑殼斷路器應能在系統(tǒng)正常負荷下可靠運行，不應出現(xiàn)誤動作跳閘的情況，從而保證供電可靠性。第三，不同型號的塑殼斷路器具有不同的分斷能力，應根據(jù)系統(tǒng)的短路電流合理選擇具備相應分斷能力的斷路器，這是塑殼斷路器選型的關鍵。第四，塑殼斷路器的分斷能力越高，滅弧效果越好，相應的制造成本越高，應從經(jīng)濟成本方面考慮，合理選型。第五，校驗所選擇的塑殼斷路器的動作是否滿足靈敏度要求，在系統(tǒng)出現(xiàn)過載等異常情況時是否能夠及時跳閘隔離故障保護線路，此時可以查看塑殼斷路器選型的相關導則和手冊。

3.2 塑殼斷路器的應用問題及解決方式

塑殼斷路器在實際應用中可能會出現(xiàn)以下常見問題。

3.2.1 手動操作無效

當對塑殼式斷路器進行合閘操作時，發(fā)現(xiàn)設備無法正常進行合閘操作，可能是塑殼斷路器內(nèi)部的脫扣器無電壓或線圈損壞導致的。此時，需要更換損壞的線圈或在脫扣器中施加額定工作電壓，即可執(zhí)行塑殼式斷路器的合閘操作。

3.2.2 合閘后自動斷開

在使用塑殼式斷路器時，設備突然自行分閘。出現(xiàn)該問題最主要的原因是塑殼式斷路器處于熱保護狀態(tài)，雙金屬片還未完全恢復，導致塑殼式斷路器合閘后自動斷開。塑殼式斷路器出現(xiàn)合閘后自動斷開故障時，只需等待雙金屬片冷卻后即可正常合閘。

3.2.3 噪聲較大

在使用塑殼式斷路器時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品發(fā)出的噪聲比平常明顯增大，可能是因為設備內(nèi)部鐵芯有污垢或內(nèi)部出現(xiàn)裂痕。此時，只需要清理或更換鐵芯即可。

4 結語

塑殼斷路器在使用時應根據(jù)實際情況選擇合適的型號，注意塑殼斷路器的分斷能力（滅弧能力），實現(xiàn)塑殼斷路器在不同實際應用場合中的合理選型，同時應加強塑殼斷路器的結構設計，在實際應用中考慮運行溫度、噪聲水平和環(huán)境等因素。當塑殼斷路器運行發(fā)生異常時，應及時正確處理，以保證塑殼斷路器的正?？煽窟\行。