摘 要：公司早期購買的施耐德負(fù)載低壓斷路器的欠壓保護(hù)模塊故障，致使斷路器無法正常合閘，失去功效。但該斷路器使用年限已過保修期，而且施耐德公司已不再生產(chǎn)此型號的斷路器，無法購買欠壓保護(hù)模塊的替代件。本論文以解決該問題為論題，對負(fù)載低壓斷路器欠壓保護(hù)模塊進(jìn)行研究，測繪欠壓保護(hù)模塊的電路圖，并最終排除電路故障，恢復(fù)負(fù)載低壓斷路器欠壓保護(hù)模塊功能，保證斷路器順利合閘。
　　關(guān)鍵詞：斷路器；欠壓保護(hù)模塊；施耐德
　　1 課題背景
　　負(fù)載低壓斷路器是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)與負(fù)載連接的必要電氣元件，它的可靠合閘和分?jǐn)嘀苯雨P(guān)系到燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組對負(fù)載的供電情況[1]。負(fù)載低壓斷路器在電壓下降或失壓以及隨后的電壓恢復(fù)都將會對人員和財(cái)產(chǎn)造成危險(xiǎn)，所以需要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，這樣的保護(hù)裝置稱為負(fù)載低壓斷路器的欠壓保護(hù)模塊。
　　中航動科新能源科技有限公司生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品一貫在負(fù)載低壓斷路器的設(shè)計(jì)和選型上反復(fù)斟酌。但公司部分燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組所使用的負(fù)載低壓斷路器為早期施耐德公司的產(chǎn)品，該斷路器產(chǎn)品的使用年限已經(jīng)超過保修期，并且該型號的低壓斷路器在施耐德公司已經(jīng)下線不再生產(chǎn)。同時施耐德公司產(chǎn)品附件的通用性較差，很難買到相似的替代件。
　　同時，該負(fù)載低壓斷路器在長期使用后，其欠壓保護(hù)模塊出現(xiàn)故障，無法輸出標(biāo)志電壓正常的信號，致使斷路器無法正常合閘，失去連接發(fā)電機(jī)與負(fù)載的功效。如果只因?yàn)榍穳罕Ｗo(hù)模塊的故障而使整個斷路器報(bào)廢，將會損失不小的資金。所以本論文以負(fù)載低壓斷路器欠壓保護(hù)模塊的研究為題，自行研究和設(shè)計(jì)施耐德負(fù)載斷路器欠壓保護(hù)模塊的維護(hù)策略從而解決燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組在服役期間的實(shí)際問題。
　　2 負(fù)載低壓斷路器以及欠壓保護(hù)模塊
　　負(fù)載低壓斷路器，在電路中作接通、分?jǐn)嗪统休d額定工作電流，并能在線路和電動機(jī)發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進(jìn)行可靠的保護(hù)。斷路器的動、靜觸頭及觸桿設(shè)計(jì)成平行狀，利用短路產(chǎn)生的電動斥力使動、靜觸頭斷開，分?jǐn)嗄芰Ω撸�限流特性�?qiáng)。短路時，靜觸頭周圍的芳香族絕緣物氣化，起冷卻滅弧作用，飛弧距離為零。斷路器的滅弧室采用金屬柵片結(jié)構(gòu)，觸頭系統(tǒng)具有斥力限流機(jī)構(gòu)，因此，斷路器具有很高的分?jǐn)嗄芰�和限流能力�?br>　　該類型斷路器具有復(fù)式脫扣器。反時限動作是雙金屬片受熱彎曲使脫扣器動作，瞬時動作是街鐵機(jī)構(gòu)帶動脫扣器動作。脫扣方式有熱動、電磁和復(fù)式脫扣3種。
　　當(dāng)線路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載電流時，短路電流超過瞬時脫扣整定電流值，電磁脫扣器產(chǎn)生足夠大的吸力，將銜鐵吸合并撞擊杠桿，使搭鉤繞轉(zhuǎn)軸座向上轉(zhuǎn)動與鎖扣脫開，鎖扣在反力彈簧的作用下將三副主觸頭分?jǐn)�，切斷電源�?br>　　當(dāng)線路發(fā)生一般性過載時，過載電流雖不能使電磁脫扣器動作，但能使熱元件產(chǎn)生一定熱量，促使雙金屬片受熱向上彎曲，推動杠桿使搭鉤與鎖扣脫開，將主觸頭分?jǐn)�，切斷電源�?br>　　主觸點(diǎn)通過操作機(jī)構(gòu)（手動或電動）使之閉合的，其觸點(diǎn)系統(tǒng)由于裝有滅弧裝置因而不僅能接通或切斷正常的工作電流，還能在發(fā)生故障時迅速切斷比正常工作電流大好幾倍的故障電流，從而能有效地保護(hù)負(fù)載電路。當(dāng)主觸點(diǎn)通過操作機(jī)構(gòu)閉合后，就被鎖鉤鎖在合閘的位置。如果電路中發(fā)生故障，則有關(guān)的脫扣器將產(chǎn)生作用使脫扣機(jī)構(gòu)中的鎖鉤脫開，于是主觸點(diǎn)在釋放彈簧的作用下迅速分?jǐn)�。按照保護(hù)作用的不同，脫扣器可以分為過電流脫扣器及欠壓脫扣器等類型。
　　在正常情況下，過電流脫扣器的銜鐵是釋放著的；一旦發(fā)生嚴(yán)重過載或短路故障時，與主電路串聯(lián)的線圈就將產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁吸力把街鐵向下吸引而頂開鎖鉤，使主觸點(diǎn)斷開。欠壓脫扣器的工作恰恰相反，在電壓正常時，電磁吸力吸住銜鐵，主觸點(diǎn)才得以閉合。一旦電壓嚴(yán)重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸點(diǎn)斷開。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時，必須重新合閘后才能工作，實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)。
　　3欠壓保護(hù)模塊電路的設(shè)計(jì)
　　3.1 欠壓保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)思路
　　欠壓保護(hù)模塊電路通過對所供電設(shè)備電壓進(jìn)行取樣檢測，如電壓出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象時（欠壓值可根據(jù)所需設(shè)定），保護(hù)電路內(nèi)部的執(zhí)行繼電器延時并釋放（保護(hù)電路正常工作時，在無欠壓情況下內(nèi)部執(zhí)行繼電器呈吸合狀態(tài)）。從而達(dá)到對用電設(shè)備的保護(hù)。該保護(hù)電路的工作狀態(tài)圖如圖1所示。
　　當(dāng)加入工作電壓小于過壓狀態(tài)的最小值，大于欠壓狀態(tài)最高值時，保護(hù)電路內(nèi)部執(zhí)行繼電器呈吸合工作狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于欠壓設(shè)定值時，此時保護(hù)電路進(jìn)入延時保護(hù)工作狀態(tài)，延時T（時間）到達(dá)后，內(nèi)部執(zhí)行繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放。保護(hù)電路根據(jù)欠壓設(shè)定值，對延時保護(hù)加入時間可調(diào)功能，以滿足不同的欠壓保護(hù)。
　　3.2 欠壓保護(hù)模塊電路技術(shù)參數(shù)
　　欠壓保護(hù)模塊電路的欠壓參數(shù)可設(shè)置為：376V、364V、352V、340V、328V。針對本論文的論題：動科新能源公司的施耐德負(fù)載低壓斷路器，設(shè)定欠壓參數(shù)圍為340V，保護(hù)電路延時時間30s可調(diào)[3]。通過對現(xiàn)場施耐德負(fù)載低壓斷路器欠壓保護(hù)模塊電路的探測和分析，得出整體電路圖如圖2所示：
　　4負(fù)載低壓斷路器欠壓保護(hù)模塊的調(diào)試
　　針對施耐德負(fù)載低壓斷路器的研究以及電路的模擬，對損壞的欠壓保護(hù)模塊進(jìn)行維修，尋找故障點(diǎn)。通過排查，確定導(dǎo)致欠壓保護(hù)模塊不動作的原因?yàn)樾酒琈C4541以及部分外圍的二極管和電容的損壞。即使功能轉(zhuǎn)換開關(guān)K向芯片MC4541的手動復(fù)位控制端MR傳送開關(guān)量信號，MC4541的輸出引腳也無法發(fā)出高電平，未接收到高電平信號的KA1線圈將不會得電，所以負(fù)載斷路器將不會得到輸出電壓正常的信號，所以負(fù)載低壓斷路器無法正常合閘。
　　隨后，更換完好的MC4541芯片以及部分外圍的二極管和電容，將欠壓保護(hù)模塊電路恢復(fù)，并在新能源公司10B-2車載式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組上嘗試維修后的負(fù)載低壓斷路器的工作情況。在車載式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組起動成功后，進(jìn)行斷路器儲能以及合閘。通過試驗(yàn)顯示，負(fù)載低壓斷路器合閘成功，欠壓保護(hù)模塊工作正常，本論文論題研究完成。
　　5 結(jié)束語
　　該欠壓保護(hù)模塊屬電壓取樣檢測型保護(hù)電路，因不受被保護(hù)電器及設(shè)備功率大小限制而得到廣泛應(yīng)用。在過壓、欠壓保護(hù)設(shè)定較方便，且保護(hù)時間準(zhǔn)確可調(diào)。
　　同時本論文以中航動科新能源燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的負(fù)載斷路器為課題研究平臺，通過對欠壓保護(hù)模塊的研究，排除了電路中的故障點(diǎn)，恢復(fù)欠壓保護(hù)功能，負(fù)載斷路器開合正常，達(dá)到預(yù)期要求。維修負(fù)載斷路器欠壓保護(hù)電路的整個過程，僅花費(fèi)30元人民幣，相對于購買全新的施耐德負(fù)載斷路器的價格，節(jié)省了大量的資金。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 鮑興財(cái)，王長志.燃機(jī)裝配試車工[M].中航工業(yè)哈爾濱東安發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限公司.2009，1-3.
　　[2] 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社.2000，260-263.
　　[3] 施耐德配電電器有限公司.MASTERPACT MT（N2，H，L）使用說明書[M].1995，1-15.
　　作者簡介
　　高金�。�1984-），男，黑龍江省哈爾濱市人，民族：漢 職稱：工程師，學(xué)歷：碩士研究生。研究方向：電路與系統(tǒng)。單位：通用電氣。
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