图5-13 双金属片的传热结构采用瞬态热路法建立断路器发热、传热的数学模型。图5-14 断路器等效热路表5-4 断路器等效热路各参数意义为了计算的简便，并且热路计算的重点为双金属片的发热及动作时间，在进行热路计算时仅将加热体当作唯一热源。......
2023-06-15
热脱扣器保护特性的等效热路求解与实验对比
【摘要】：系统可进行塑壳断路器的热脱扣器冷态动作特性的计算。图5-16为通过仿真获得的断路器热脱扣器冷态动作特性曲线，计算结果与实验结果的对比如图5-17所示。这是因为，当过电流倍数大时，由于热脱扣器动作快，热量还来不及散出，只需考虑双金属片的热特性，断路器内部的其他部件的吸热和散热对双金属片温升的影响很小。当过电流倍数小时，热脱扣器动作时间长，热交换可充分进行。
令G1～G5分别为R1～R5的倒数，运用电路理论中的节点法，可得断路器等效瞬态热路节点温升方程为
用四阶龙格-库塔法求解微分方程组。同时可求出断路器的冷态动作特性，即双金属片的动作时间。程序流程如图5-15所示。
图5-15 断路器热脱扣器冷态动作时间的计算流程
根据前面的计算方法和原理，编制了相应的仿真软件。编程语言采用Visual C++编程环境。系统可进行塑壳断路器的热脱扣器冷态动作特性的计算。系统功能实现主要包括以下几个模块：
1）双金属材料参数的选择：建立了双金属材料库。通过菜单控制，实现材料的选取、添加、修改和删除。
2）断路器尺寸参数与控制参数的输入。
3）断路器冷态动作特性的计算。
4）断路器热脱扣器冷态动作特性曲线的绘制。
图5-16为通过仿真获得的断路器热脱扣器冷态动作特性曲线，计算结果与实验结果的对比如图5-17所示。
图5-16 断路器热脱扣器冷态动作特性曲线
图5-17 塑壳断路器实验值与热路法计算值的比较
可以看出，在大过载电流时，计算值与实验值比较吻合。而当过载电流小时，计算值误差较大。这是因为，当过电流倍数大时，由于热脱扣器动作快，热量还来不及散出，只需考虑双金属片的热特性，断路器内部的其他部件的吸热和散热对双金属片温升的影响很小。当过电流倍数小时，热脱扣器动作时间长，热交换可充分进行。双金属片周围物体的热阻和热容对双金属片的散热有明显的影响，并且断路器内的热源不仅仅是加热体，而在计算时仅将加热体当作唯一热源，将热容参数按比例算出，导致计算结果误差大。
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2023-06-15
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