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    電路保護器究竟是個什么鬼?

    时间:2019-08-10     作者:班寧傳感【原创】

    電路保護器究竟是個什么鬼?

     

             電路保護器,CPcircuit protector(不是網絡用語couple夫妻哦~)。 顧名思義,就是用來保護電路的一種電氣設備。那它是保護電路哪部分或者保護什么功能呢? 它既不是漏電保護,也不是過壓保護,更不是浪涌保護。

    GCP.jpg

    它的外形很接近我們所熟知的空開。沒錯,它的確有跟空開類似的短路保護功能。

             那你肯定會問,我都有空開了,我都有低壓斷路器了,為什么還要個空開呢?不是多此一舉嗎?

             首先,讓我們從結構上來看下電路保護器CP的設計原理和動作功能。

             如下圖示CP主要由1把手、2切換機構、3觸點、4滅弧室、5電磁液壓機構、6殼體等六部分組成?雌鹚臻_一樣有把手用于復位, 一樣有觸點導通回路,一樣有斷開功能。 難道僅僅多了一個滅弧室? 錯!它的關鍵核心部件就在于5電磁液壓機構。這是一個封閉的銅軸里面灌上了硅油,中間有一個鐵芯柱塞,外面有圍繞數圈的銅線的部件。顯然,聰明的你會才出來這是利用電流通過的時候,產生磁力并拉動鐵芯往上,到達頂部的時候,因為靠近上不銜鐵,就是突然增大吸力,導致銜鐵動作,利用杠桿機構將觸點脫扣,斷開短路回路的作用。

    GCP 內部結構.jpg

             但是,因為有了硅油,它的功能就不止于此,硅油起到了緩沖作用, 所以CP就有了延時功能,就有了低速、中速、高速斷開的型號區別。下面的4個圖例展示了電路保護器在四種不同情況下的狀態和動作過程:

             GCP動作原理.jpg

             狀態D的功能幾乎與空開一樣,這時因為短路電流瞬間太大,電磁力很大, 基本可以忽略硅油和彈簧的阻力,直接吸合銜鐵并斷開觸點和回路。

             狀態B的不同程度的時間過程(中低高速選擇),可以允許回路中的電機正常啟動等正常的感抗。

    而狀態C則因為長期的過電流,導致斷開,就可以保護關鍵敏感元件或者昂貴的電路和板子避免長期大電流導致溫升、元件老化, 過早壽命失效等因素。

     

             我們總結一下電路保護器CP和空開CB的區別:

             電路保護器和低壓斷路器CBcircuit breaker CB或者俗稱空開,他們都具有短路保護的一般目的,但是應用,特性和保護形式是不同的。

             目的:空開/斷路器CB設計用于保護線路免受短路的影響,而電路保護器CP則能夠保護單個的電子線路或單個設備免于短路影響,保護螺線管,或電機,電腦板等因過載等導致長期大電流(但小于短路電流)導致設備過熱。

    型式:雖然斷路器CB旨在保護線路,但CP用于保護整個元件或設備,因此需要各種斷開功能,例如瞬時,高速,中速和低速。

    下圖顯示了一個典型的CB斷路器和CP電路保護器之間的區別。

     


    斷路器 CB / 空開

    電路保護器 CP

    保護對象

    電機,電力系統

    儀器,螺線管,半導體回路,電子設備

    應用

    樓宇建筑,工廠

    精密設備, 電子設備

    敏感性

    電流

    3 ~ 4000A

    0.3 ~30A

    標準

    EN 60898

    IEC 60934、GB 17701

            

             下圖顯示了從電流和時間軸上,微斷MCCB和電路保護器CP的區別:

             GCP 曲線.jpg

            

             舉個栗子,保護原理詳細case介紹:

             假設你有一套定制的控制系統,PCBA有工業CPU等一些列昂貴的組件,來控制電機等輸出設備,正常額定工作電流是5A, 電機啟動或者感控回路偶爾會有瞬間電流達到10A,而我們要求短路保護在16A以上。

             如果你選用了一個16A的空開, 那么系統電流超過16A時,空開斷開,能夠整個控制系統和電機。 但是如果系統超負荷運轉, 電流長期保持在10A,但又打不到空開的切斷值呢? 這時候系統就有可能過熱,或者使用設計壽命縮短, 或者最終還是會宕機, 而有些系統因為沒有預測性早期診斷和防護,一旦宕機則損失慘重,尤其是連續型大型作業如石油石化、鋼鐵冶煉等行業, 并且重新啟動也將耗時費力, 中間宕機的損失也是非常巨大。這就需要一個能夠防護過熱,長期過電流保護的利器。

             那我們來看下, 如果我們選擇一個慢速斷開的電路保護器CP又會怎么樣呢? 假設我們選一個超過10A 并且10秒以上就會斷開的CP。 當系統正常啟動或者電機啟動時, 瞬間的大電流10A產生,CP不會動作, 因為時間很短,所以整個系統可以正常啟動,或者說能夠允許系統有瞬間的浪涌發生,即狀態A的情況。 而如果一旦發生短路,則CP會跟空開一樣,直接脫扣斷開整個回路保護系統, 也就是狀態D的狀態。 而如果由于某種原因,導致系統電流增大或者電機電流增大,譬如10A,這時候會在一段時間內(10秒)保持接通狀態, 當超過10秒,柱塞克服硅油阻力上升并且吸合銜鐵,則會斷開整個系統。也就是狀態C, 這樣就保護了整個系統避免長期發熱或者異常原因, 工作人員就可以早期排查, 進行預防性維護, 提升系統運行時間和壽命,減少宕機和提高產能。

        GCP 應用.jpg

             由此可以看出,CPCB功能更強大,保護更全面,適用于需要精密保護的場合,更適合工業。 而空開,則價格低廉,更適用于民用建筑和一般設備保護。 GCP系列電路保護器可以被廣泛應用于半導體設備、高端機床、工廠自動化、儀表板、工業機器人、食品與飲料、電子產品、以及電信基站等。       

             以班寧傳感技術有限公司代銷的霍尼韋爾GCP系列電路保護器為例,它具有成本效益的開關設備組合而成,是您保護昂貴電路的優選方案。其安裝方法和安裝方案的選擇范圍廣,給你的各種具體應用帶來了靈活性。對于需要體積小,強制斷,重復精度好,可靠性高和使用壽命長的應用,GCP系列電路保護器是理想的選擇。用戶可以選擇從0.1A40A大小不等, 速度不等(I瞬斷、H高速、M中速、L低速),以及交直流多種選擇。霍尼韋爾的制造設備與工藝,優質材料,被證明可靠的開關技術和設計確保了其性能穩定和工作精確。具體針對被保護設備的電流等級及曲線選型咨詢請聯系班寧(南京)傳感技術有限公司,電話:400 7181 886。

            

             本文由班寧(南京)傳感技術有限公司撰寫,轉載請引用出處。

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