Page 96 - 电力与能源2021年第三期

3 5 8 金瀚濛, 等: 低压小型断路器防误跳闸技术研究

时观察温度的变化情况 [ 11-12 ] 。
2 低压断路器可靠性提升方案设计
2.3 跳闸预警设计
2.1 温度补偿设计 一般低压断路器通过辅助接 点 实 现 跳 闸 报
低压断路器依靠热脱扣原理跳闸, 环境温度 警, 但仅能在跳闸以后实现告警, 无法在断路器内
对于热脱扣器的影响不可避免。为此, 如果设计 部脱扣器温升接近跳闸值之前提前预警, 因此无
两个脱扣器, 一个是额定电流较大的主脱扣器, 一 法防范断路器突 发跳闸导致的二次设备运行异
个是额定电流较小的辅助脱扣器。当环境温度较 常。对此, 可在断路器内部脱扣器上安装独立的
低时只启用主脱扣器, 辅机温度升高至限值后接 报警发信温度开关如图 2 所示, 将该发信温度开
入辅助脱扣器, 将辅助脱扣器与主脱扣器并联运 关的动作温度定 值设置为略低于脱扣器跳闸温
行, 则整个断路器的动作电流值升高, 抵消因环境 度, 则可以在一定程度上实现跳闸预警。
温度升高导致的脱扣电流减小。温度补偿法是将
参考端温度乘以一个修正系数k 作为修正值对断
路器实际运行温度进行修正, 修改后的温度t 公
式为
( 1 )
t=t 1 +kt 2
———断 路 器
式中 t ———被 测 量 实 际 温 度, ℃ ; t 1
———断 路 器 额 定 温 度, ℃ ; k ———温
的温 度, ℃ ; t 2
度的修正系数。
为了准确地计算k 的取值, 可采用最小二乘

法确定k 的最佳估值。将令t-t 1=△t , 则 △t=
,
kt 2 根据最小二乘法, 可得式( 2 ):
图 2 防误跳闸低压断路器结构
n
)
∑ ( Δt i-kt 2i = min ( 2 ) 2.4 整体方案设计
i = 1
根据式( 2 ) 可取n 个 t 2 值和与之对应的 △ t , 本文提出的新型低压断路器防误跳闸方案,
并按式( 3 ) 求得k 值: 基于现有低压断路器的部件, 通过将两个不同的
脱扣器分为一主一辅, 再加上补偿用温度开关与
n n
k= ∑ Δ t i · t 2i / ∑ t 2i ( 3 ) 发信温度开关, 构成一个具备温度补偿与跳闸预
2
i =1 i =1
由式( 3 ) 得到温度的修正系数k , 从而可以精 警能力的低压断路器, 该结构包括主脱扣器、 辅助
确地设计出辅回路的修正电流。因此, 可以采用 脱扣器、 补偿温度开关、 发信温度开关。温度开关
温度开关与辅助脱扣器配合, 利用温度开关感应 与辅助脱扣器串联, 再与主脱扣器并联, 实现环境
环境温度, 实现断路器的温度补偿。 温度补偿, 同时通过红外线测温对断路器脱扣器
2.2 温度监测 温度进行监测, 方便值班人员观察其温度变化, 对
为了保证低压断路器的正常跳闸, 需要对断 于提前预警功能可采用发信温度开关感温部分与
路器脱扣器温度进行监测, 并且可以通过在线监 主脱扣器相接触, 实现与外部设备的信号报警, 补
测仪直观观察低压断路器热脱扣的温度变化。目 偿温度开关为常开接点温度开关, 其动作温度在
前对温度的监测方法有两大类: 一类是接触式测 40~50 ℃ , 发 信 温 度 开 关 动 作 温 度 在 80~120
温; 还有一类是非接触式测温。工业上普遍采用 ℃ , 辅助脱扣器的跳闸电流为主脱扣器跳闸电流
接触式测温, 该方法不太适用于热脱扣这种经常 的 20%~30% 。
动作的元件, 对于热脱扣的温度监测可采用红外 利用辅助脱扣器与补偿温度开关, 当环境温
线测温的方式, 此方法具有远距离、 不接触、 不取 度较高时温度开关接通, 辅助脱扣器与主脱扣器
样、 不解体, 又具有准确、 快速、 直观等特点。对测 并联工作, 这样整个开关跳闸电流提高, 也就克服
量结果也可比对 DL / T664 — 1999 《 带 电 设 备 红 了现有空气开关对环境温度的敏感性, 使之在高
外诊断技术应用导则》 中的要求, 方便值班人员实 温环境下误跳闸的风险降至最低。同时利用发信