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广州黄埔哪里有电工培训班

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广州黄埔哪里有电工培训班?断路器的额定电流是由什么参数决定的?
断路器用的如此之广,以至于连街坊的老奶奶们都知道它的俗名:空气开关。

在我们选用断路器时,只要能确保额定不间断电流符合断路器额定电流的选用规则,那么这台断路器在使用时就不会有什么问题。

那么到底断路器的额定电流与什么因素有关?

这最主要的因素就是温升,其次还有触头的灭弧能力和电寿命。

注意看题图,它是框架断路器ACB,我们能看到它的静触头和动触头,还有动、静触头的电流引出和引入导电排。

我们来看此款断路器样本上有关搭接面的尺寸简图,图中能看到动、静触头导电排的尺寸关系,如下:

 

我们看到这块导电排上有7个孔,并且在长度方向还有台阶。为了我们讨论方便,不妨认为它是直的,而且上面也没有孔。

 

于是,修改后的导电排的尺寸是:长X宽X厚=95mmX44mmX15mm,材料就是铜。当然,它的表面镀锡。

导电排的用途是外接连接排或者电缆,因此导电排的外引端有一个专用名称,叫做接线端子。

我们来看看国家标准GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》对接线端子的温升是怎么规定的,如下:

 

我们看到了,这里的规定十分明确,就是65K。

 

也许大家会问:温升超过65K会怎样?回答是:温升高了,会使得金属材料的强度降低。开关电器会因为机械结构件的强度降低而严重影响到动稳定性和热稳定性,整体性能参数直线下降。因此,在国家标准中,无论对高压电器还是低压电器,温升都是型式试验的一项重要考核指标。

好,闲话少说,我们来计算看看这块导电排允许流过的最大电流到底是多少。

设导电排的发热功率为P1,P1的发热表达式如下:

 

式子的最右侧第一项是零摄氏度时铜的电阻率,括号内两项分别是铜的电阻温度系数和温度,分子为导电排长度和所流过的电流,分母是导电排截面积。

 

 

那么导电排的散热如何计算?这要问牛顿(真的很佩服他,大侠中的大侠呀!)。牛顿说,散热功率P2的计算公式如下:

 

式子右边,第一项Kt是散热系数,第二项L是铜排长度,括号内第一项A1是导电排正面的宽度,第二项A2是导电排侧面的厚度,它们的和乘以长度L并加倍后,得到导电排的散热表面积A。括号外最右方的第四项是温升。

注意哦,这里忽略了导电排的两个端面。

发热功率P1当然等于散热功率P2,这样才会平衡。于是以上两个公式的右侧可以用等号联系起来。

有意思的是:这里的导电排长度居然可以消除!这也是我们略去导电排左右两个端面的原因。

由此我们可以从中解出电流I:

 

现在我们来考虑温度和温升各是多少。

 

在GB14048.1-2012中规定,开关电器的平均环境温度是35摄氏度,再加上65度的温升,所以这块导电排的最高使用温度为35+65=100摄氏度。这里的数据65和100正是我们需要的温升值和最高温度值。

查阅手册,得知铜材料在零度时的电阻率数值是:1.7^(-8),电阻温度系数的数值是:0.0043,Kt的数值是12.5。注意这里故意略去了单位。另外,S=0.044mX0.015m。将这些值代入上式,我们解出了电流值,是:

I=2202.939213A,取为:I=2203A

再看题图上与静触头导电排直接连接的触头部分。

我们知道,触头与温升之间满足如下关系式:

 

这个式子的左边是触头的温升,右边分子项是接触电压降,而分母项分别是洛伦茨系数和电阻系数。

 

对于分母的这两个参数,理论物理学的魏德曼-弗兰兹定律说,它们的乘积与采用何种金属材料无关,与温度也无关。太好了,这不就简化了我们定性分析的过程吗?

问题是,这接触压降与触头的温升有何关系?它又是如何测量出来的?

我们知道,触点其实是一块块的导电斑点。我们还知道,导体材料的接触性能需要克服收缩电阻和膜电阻。为此,我们需要对两接触材料施加压力,用以提高触点的接触性能。既然要施加压力,这个压力显然就是断路器的合闸力和维持压力了。从题图上我们根本就无法看出这个值到底是多少。怎么办呢?

其实接触压降就是接触性能的最重要测量指标。

接触电压降的测量方法是:当断路器在额定状态下运行时,用电压表测量它的进线导电排与出线导电排之间的电压降。

给一个经验值,接触压降大约是0.01V,而分母两个参数的乘积为:Lp=8.2x10^-6,单位是V^2/K。注意看,分母的两个参数的乘积被统一为Lp参数,并且它的V^2正好与接触电压的平方相抵消,而单位分母的K就是温升,与触头温升表达式中左侧的温升单位正好一致。

有了数值,我们就可以计算了。计算结果是:触头温升约等于1.52K。

好了,现在我们可以得到总温升了,就是导电排的温升65K加上触头的温升1.52K,也即66.52K。

我们发现,触头温升对总温升来说,几乎没有什么了不起的贡献。

我们不妨就把触头温升给忽略掉吧,认为断路器的温升就是导电排的温升。这也是国家标准中对断路器的温升考量几乎未涉及到断路器自身,而是把关注点放在接线端子上的原因。

========================

现在我们可以下结论了。

第一:断路器的额定电流其实是由导电排的温升来决定的,它的温升不得超过标准GB14048.1-2012表2所规定的值。

第二:断路器的温升与触头接触处的温升关系不大。

虽说关系不大,但如果断路器品质低劣,接触压力过小,这样一来,触点处的温升就会明显增加,甚至还会出现熔焊现象。这对于断路器来说,可是致命的故障哦!

第三:断路器的温升还与断路器的安装方式、开关柜的防护等级、环境温度以及海拔高度有关。

若开关柜的防护等级过高,或者环境温度过高,或者安装处的海拔高度超过2000m,则断路器需要降容使用,也即降低它的额定不间断电流。

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大家一定很好奇,到底计算中作为范例的断路器是什么品牌的?它的额定电流到底是多少?好,我来揭秘:它就是ABB的Emax2系列断路器:

 

请注意:它的最大额定不间断电流(也即额定电流)为1600A,小于2203A。显然,这是为了确保温升不会超过最大限定值。

 

=================

这个短文至此就要结束了,相信您对断路器的额定电流这个重要参数的看法,可能与之前的有点不一样了,是不是?笑!

您可以利用您手头的某款断路器样本资料,来分析一番,定性地看看这款断路器性能到底如何。不过,您别拿着这个定性参数来指责厂家,毕竟断路器还有很多我们不知道的性能参数,它们对断路器的额定电流和其它综合性能也会产生一定的影响。



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电工证有什么用途?

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电工操作证也就是特种作业操作证,是卡片形式的(IC卡),这个由安监局发证,每三年复审一次。
 
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取得本职业中级电工职业资格证后,连续从事本职业工作7年以上。
 
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电工老师傅给入门电工的几点建议:电工路不好走,入门需谨慎!

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最后给入门初学电工的朋友的三点建议:
 
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大学生修机电一体化,电气自动化等专业方向的都不说了,一般而言,想要从事电工专业,建议可以去技校或者培训机构报名,参加正规的电工基础知识培训和实操练习,毕竟自己捣鼓着自学相比于技校或者培训中心要逊色的多。
 
二,电工基础知识是入门的第一步。
 
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