商克松　杨浩　刘刚

摘 要：抽屉式框架断路器易更换检修、操作简便，被大量应用于低压配电系统中，但在一些安全运行要求高、负荷高的场合，其选用往往偏重于功能和价格，忽视了品牌效应和设备结构特点存在的安全隐患，本文根据实际案例进行了分析论述。

关键词：抽屉式框架断路器；过热；桥型触头；安全隐患

框架断路器又称万能式断路器，是一种能够接通、承载、分断额定电流和规定短路电流的机械开关电器，有较强的电流承载和分断能力，被广泛应用于低压配电系统中。其最显著特点是具有智能化功能，包括过载长延时、短路短延时、瞬时动作的三段保护功能及动作时间可调、故障记忆、负载监控、通讯等功能。

框架断路器又可分为固定式和抽屉式两种，抽屉式框架断路器由于更换、检修便捷，被大量应用。在一些安全运行要求高、负荷高的场合，选用抽屉式框架断路器，在设备运行时则存在一些安全隐患。

1 问题现象描述

某企业低压配电系统选择使用国内品牌抽屉式框架断路器，所带负载主要为空压机、制冷机等高负荷连续生产设备。

自2011年起，低压配电系统发生多起因断路器端子过热造成的掉闸停机事故，造成大量生产和设备损失。在这些问题中，额定电流为4000A的抽屉式框架断路器也发生多起类似故障，且故障现象较为一致，故障现象为：A相端子过热，温度范围为90℃～110℃，与B相、C相比较，高出20℃～30℃。

2 简单判断触头发热原因

设备过载、散热效果差、电气接触不良等可能会导致电气设备发热，导致断路器端子发热的直接原因需要进一步分析。

①假设设备过载、散热效果差是造成触头过热的主要原因，故障现象应表现为三相均过热，与实际表现为A相触头过热的故障现象有较大差别。②从设备运行记录得知，框架断路器运行电流约为1500～3100A，为额定电流的37.5%～77.5%，即未超过其额定电流，设备过载非断路器端子过热原因。③另外，该企业配电室配置有中央空调，环境温度常年保持在18℃～27℃，最高温度不超过31℃，具有良好的散热环境，环境温度非断路器端子过热原因。

电气接触不良导致框架断路器端子过热存在较大的可能性。

3 断路器解体检查

对发热的抽屉式框架断路器解体，观察桥型触头与断路器内部的动、静触头，以及其他异常部位。

①A相桥型触头呈松散状，弹簧受热张力不足，B相与C相桥型触头无此现象。②A相触头端面接触面积小于B相与C相，接触痕迹不明显，有较为明显的氧化层。③三相静触头端面不在同一水平面，A相端面低于其他两相。

4 故障原因分析

对断路器解体检查后发现，由于A相静触头端面低于其他两相，在断路器闭合状态时，A相动触头作用于静触头上的力较小。动触头接触面为一圆弧状，静触头接触面在断路器闭合时的冲击力作用下会发生形变。

如图1所示，在断路器闭合时，A相动、静触头接触面积与电流载流面积较小，随之接触电阻较大。

根据焦耳定律公式Q=I2Rt，在设备运行时，在A相动、静触头处会产生较多的热量。产生的热量使接触面氧化并生成氧化层薄膜，增加了接触电阻。

铜质导体具有良好的热传导性，断路器内部触点产生热量传导至桥型触头处，如图2所示。桥型触头的作用是连接断路器与外部电源负载，以弹簧张力使断路器触头、外部接线端子与桥型触头接触。

桥型触头的弹簧张力在热量的作用下逐渐变小，接触电阻变大，产生更多的热量。这些热量致使弹簧张力再次变小，桥型触头越加松散，形成恶性循环，最终导致断路器A相端子过热。

综上所述，导致抽屉式框架断路器A相端子过热的直接原因为断路器内部A相静触头低于其他相所在平面，电流载流面积较小。

5 解决对策

针对此类设备故障，设备管理部门制定了以下对策：

①做好负载管理监控，使设备在低负荷状态下运行。②增加设备巡视频次，利用红外测温仪对断路器端子温度进行测量，加强管理力度。③做好备件储备，保障安全生产，必要时停机更换。

6 结束语

我们在设备选型时，往往偏重于功能和价格，忽视了品牌效应和设备结构特点存在的安全隐患。

配电系统对于生产生活的重要性不言而喻，在安全运行要求高、负荷高的场合，配电设备的选型尤为重要。

参考文献：

[1]冯天水，戴水东.万能式断路器触头主回路系统的设计与应用[J].低压电器，2010（05）.

[2]连理枝.低压断路器及其应用[M].北京：中国电力出版社，2002.

[3]王勇.导体电缆允许温度与其载流量的关系探讨[J].武警学院学报，1999.