热双金属元件在小型断路器中的设计与优化
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工作 效率 系数 的概 念 ， 以及 必 须 关 注 以往 常 被忽 略 的关 键 因素 ， 出解决相 关 问题 的方 法 。 给
（ ）电阻率 。 电阻率 Ｐ是 双金 属物 理性 能 的 ２ 重要 指标 ， 位 为 Ｑ ・ 单 ｍ。该 性 能 直 接 影 响双 金
属 在 ＭＣ Ｂ中的发热 量 以及双 金属 元件 的温 升 ， 从
Ｋｅ ｏｄ ：ｔｅｍａ ｉ ｔｌ ｍｉｉｔｒ ｉ ｕｔ ｒａ ｅ （ ｙｗ ｒｓ ｈ ｒ ｌ ｍｅ ； ｎａｕ ｅｃｒ ｉ ｂｅ ｋ ｒ ＭＣＢ） ｔｅｍａ ｉｐｎ ｂ ａ ｃ ； ｈ ｒ ｌ ｒ ｉｇ ｔｐ
０ 引 言 Βιβλιοθήκη Baidu
小 型断 路器 （ ｎａ ｒ ｉ ｕｔ ｒ ｋ ｒＭＣ Ｍｉｉ ｕｅＣｒ ｉＢ ｅ ｅ ， Ｂ） ｔ ｃ ａ 热 脱扣 特性 的 问题 一直 困扰 着各 种类 型产 品 的生
中图分类号： Ｍ ５ ３ ３ 文献标志码 ： 文章编号 ：１０ －５ １２ １ ）８０ １－ Ｔ ０ ． Ｂ ０ １ ３ （０ ０ ０ －０３０ ５ ５
标准试验 方法 和热
双 金 属 材 料 及 其 应
用。
Ｄｅ ｉｎ ｎ ｓｇ ａ ｄ Ｏｐｔｍ ｉａ ｉｎ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｆＴｈｅ ｍ ａ ｍ ｅ ａ ｒ ｌＢｉ ｔ ｌ Ｃｏ ｐｏ ｅ ｓ ｉ Ｍ ｉ ｉ ｔ ｅ Ｃｉｃ ｉ ｅ ｋ ｒ ｍ ｎ ｎｔ ｎ ｎ ａ ｕｒ ｒ ｕ ｔＢｒ ａ ｅ
下产 生 的 弯 曲量 越 大 。按 Ｇ ４ １ ２０ 、 国 Ｂ４６ － ０ ７ 美 Ａ Ｔ 德 国 Ｄ Ｎ１ １ 标准 规 定 ， Ｓ Ｍ、 Ｉ ７５等 Ｆ的标 准 数 据 测量 范 围为室 温 ～ ５℃ ， 的测 量 范 围为 室 温 ～ ９ Ｋ
（） ４ 最大负荷应力。最大负荷应力 ｏ ｒ …是用
冯 运 福 （ ９３ ） １６ 一 ，
的设计分析方法 。同时提 出了类似用途热双金属元件效 率系数的概念 ， 为更高效 、 低成 本地使用双金属元件 阐述 了应用分析方法 。
关 键 词 ：热双 金属 ； 型 断 路 器 ：热脱 扣 小
男， 高级工 程师 ， 研
究 方 向为 热 双 金 属
而影响热脱扣动作 。应该 引起重视的是， 各种双
金属 材料 都有 不 同 的 电 阻温 度 系 数 ， 设计 时应 该
考虑 采用 使用 温度 下 的电阻率 。
（ ）弹性模 量 。弹 性模 量 Ｅ 单位 为 ＭＰ ， ３ ａ 是
１ 双 金 属材 料 的性 能 和 关键 参 数
１ １ 双 金属 材料 物理 和力 学参数 ．
计 算双 金属 动作 力 的关 键参 数 ， 指标 直 接 影 响 该 到双金 属 的动作 力做 功效 率 以及 成本 等 。
（ ）温曲率 和 比弯 曲。温 曲率 Ｆ 比弯 曲 Ｋ １ 、 是 材料 的热 弯 曲敏感特 性 指标 ， 数值 越 大 ， 敏 该 热 感性 越 高 。同样 尺寸 的材料 ， Ｋ越 大 ， Ｆ、 同样温 差
ＦＥＮＧ
（ ｈ ｎｈ ｉ ｕ ｈ ｐ ａａｕ ｏ ， ｔ． Ｓ ａ ｇ ａ ２ １０ ，Ｃ ｉａ Ｓ ａ ｇ ａ Ｙ ｎ ｅＡ ｐ ｒｔｓＣ ． Ｌｄ ， ｈ ｎｈ ｉ ０ ８ ｈｎ ） １
Ａｂｔ ｃ： ｎｏｄｒｏｓｌ ｈ ｒｂｅ ｆｈ ｒ ｌｒ ｐ ｇｉ ｍ ｎ ｔｒ ｃ ｃｉ ｂｅｋ ｒ（ Ｂ） ｏｅ ｄ— ｓｒ ｔ Ｉ ｒｅ ｏ ｅｔｅｐｏ ｌ ｏ ｅ ｉ ｉ ｉｉｕｅ ｉ ｕｔ ｒａｅ ＭＣ ，ａｎｖｌ ｅ ａ ｔ ｖ ｍ ｔ ｍａ ｔｐ ｎ ｎ ａ ｒ
・
研究与分析 ・
低压 电器 （０ ０９ ） ２ １Ｎ ８
热 双 金 属 元 件 在 小 型 断 路 器 中 的 设 计 与 优 化
冯 运 福
（ 上海运和 电器有限公 司， 上海 ２ １ ０ ） ０ １８
摘 要 ：为解 决小型断路器热脱扣 的问题 ， 提供 了一种新 的双金 属元件 关键参 数
１０℃。在 Ｍ Ｂ中， ３ Ｃ 双金属的使用温度最高可达
２０ｏ ０ Ｃ以上 ， 因此 ， 计 时 应 采 用 １ ０～２ ０℃ 的 设 ０ ０
及 Ｆ数据 。这 些数 据 目前仅 能在材 料 生产商 的
手 册 中获得 。
产 和产 品质 量 。在 脱 扣 机构 确 定 的情 况 下 ， 正 能 确地 设计 并选 用双 金属 材料 性能是 解 决该 问题 的 关键 。从 双金 属理 论分 析着 手 ， 决 ＭＣ 解 Ｂ中双 金 属元 件应 用 中的 几 大 问题 ， 时提 出设 计 验 证 时 同
于检验设 计 是否 安全 合理 的主要 依据 。该 数据 往 往 被忽视 ， 导致材 料 的浪费 或应 用 中稳 定性 差 。 较 高温度 下 的 Ｋ，、 等是 最接 近于 实际使 ｐｏ ｒ 用 的真实 状态 下 的性能参 数 ， ＭＣ 在 Ｂ的双金 属设 计 中应优 先选 择 。
工作 效率 系数 的概 念 ， 以及 必 须 关 注 以往 常 被忽 略 的关 键 因素 ， 出解决相 关 问题 的方 法 。 给
（ ）电阻率 。 电阻率 Ｐ是 双金 属物 理性 能 的 ２ 重要 指标 ， 位 为 Ｑ ・ 单 ｍ。该 性 能 直 接 影 响双 金
属 在 ＭＣ Ｂ中的发热 量 以及双 金属 元件 的温 升 ， 从
Ｋｅ ｏｄ ：ｔｅｍａ ｉ ｔｌ ｍｉｉｔｒ ｉ ｕｔ ｒａ ｅ （ ｙｗ ｒｓ ｈ ｒ ｌ ｍｅ ； ｎａｕ ｅｃｒ ｉ ｂｅ ｋ ｒ ＭＣＢ） ｔｅｍａ ｉｐｎ ｂ ａ ｃ ； ｈ ｒ ｌ ｒ ｉｇ ｔｐ
０ 引 言 Βιβλιοθήκη Baidu
小 型断 路器 （ ｎａ ｒ ｉ ｕｔ ｒ ｋ ｒＭＣ Ｍｉｉ ｕｅＣｒ ｉＢ ｅ ｅ ， Ｂ） ｔ ｃ ａ 热 脱扣 特性 的 问题 一直 困扰 着各 种类 型产 品 的生
中图分类号： Ｍ ５ ３ ３ 文献标志码 ： 文章编号 ：１０ －５ １２ １ ）８０ １－ Ｔ ０ ． Ｂ ０ １ ３ （０ ０ ０ －０３０ ５ ５
标准试验 方法 和热
双 金 属 材 料 及 其 应
用。
Ｄｅ ｉｎ ｎ ｓｇ ａ ｄ Ｏｐｔｍ ｉａ ｉｎ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｆＴｈｅ ｍ ａ ｍ ｅ ａ ｒ ｌＢｉ ｔ ｌ Ｃｏ ｐｏ ｅ ｓ ｉ Ｍ ｉ ｉ ｔ ｅ Ｃｉｃ ｉ ｅ ｋ ｒ ｍ ｎ ｎｔ ｎ ｎ ａ ｕｒ ｒ ｕ ｔＢｒ ａ ｅ
下产 生 的 弯 曲量 越 大 。按 Ｇ ４ １ ２０ 、 国 Ｂ４６ － ０ ７ 美 Ａ Ｔ 德 国 Ｄ Ｎ１ １ 标准 规 定 ， Ｓ Ｍ、 Ｉ ７５等 Ｆ的标 准 数 据 测量 范 围为室 温 ～ ５℃ ， 的测 量 范 围为 室 温 ～ ９ Ｋ
（） ４ 最大负荷应力。最大负荷应力 ｏ ｒ …是用
冯 运 福 （ ９３ ） １６ 一 ，
的设计分析方法 。同时提 出了类似用途热双金属元件效 率系数的概念 ， 为更高效 、 低成 本地使用双金属元件 阐述 了应用分析方法 。
关 键 词 ：热双 金属 ； 型 断 路 器 ：热脱 扣 小
男， 高级工 程师 ， 研
究 方 向为 热 双 金 属
而影响热脱扣动作 。应该 引起重视的是， 各种双
金属 材料 都有 不 同 的 电 阻温 度 系 数 ， 设计 时应 该
考虑 采用 使用 温度 下 的电阻率 。
（ ）弹性模 量 。弹 性模 量 Ｅ 单位 为 ＭＰ ， ３ ａ 是
１ 双 金 属材 料 的性 能 和 关键 参 数
１ １ 双 金属 材料 物理 和力 学参数 ．
计 算双 金属 动作 力 的关 键参 数 ， 指标 直 接 影 响 该 到双金 属 的动作 力做 功效 率 以及 成本 等 。
（ ）温曲率 和 比弯 曲。温 曲率 Ｆ 比弯 曲 Ｋ １ 、 是 材料 的热 弯 曲敏感特 性 指标 ， 数值 越 大 ， 敏 该 热 感性 越 高 。同样 尺寸 的材料 ， Ｋ越 大 ， Ｆ、 同样温 差
ＦＥＮＧ
（ ｈ ｎｈ ｉ ｕ ｈ ｐ ａａｕ ｏ ， ｔ． Ｓ ａ ｇ ａ ２ １０ ，Ｃ ｉａ Ｓ ａ ｇ ａ Ｙ ｎ ｅＡ ｐ ｒｔｓＣ ． Ｌｄ ， ｈ ｎｈ ｉ ０ ８ ｈｎ ） １
Ａｂｔ ｃ： ｎｏｄｒｏｓｌ ｈ ｒｂｅ ｆｈ ｒ ｌｒ ｐ ｇｉ ｍ ｎ ｔｒ ｃ ｃｉ ｂｅｋ ｒ（ Ｂ） ｏｅ ｄ— ｓｒ ｔ Ｉ ｒｅ ｏ ｅｔｅｐｏ ｌ ｏ ｅ ｉ ｉ ｉｉｕｅ ｉ ｕｔ ｒａｅ ＭＣ ，ａｎｖｌ ｅ ａ ｔ ｖ ｍ ｔ ｍａ ｔｐ ｎ ｎ ａ ｒ
・
研究与分析 ・
低压 电器 （０ ０９ ） ２ １Ｎ ８
热 双 金 属 元 件 在 小 型 断 路 器 中 的 设 计 与 优 化
冯 运 福
（ 上海运和 电器有限公 司， 上海 ２ １ ０ ） ０ １８
摘 要 ：为解 决小型断路器热脱扣 的问题 ， 提供 了一种新 的双金 属元件 关键参 数
１０℃。在 Ｍ Ｂ中， ３ Ｃ 双金属的使用温度最高可达
２０ｏ ０ Ｃ以上 ， 因此 ， 计 时 应 采 用 １ ０～２ ０℃ 的 设 ０ ０
及 Ｆ数据 。这 些数 据 目前仅 能在材 料 生产商 的
手 册 中获得 。
产 和产 品质 量 。在 脱 扣 机构 确 定 的情 况 下 ， 正 能 确地 设计 并选 用双 金属 材料 性能是 解 决该 问题 的 关键 。从 双金 属理 论分 析着 手 ， 决 ＭＣ 解 Ｂ中双 金 属元 件应 用 中的 几 大 问题 ， 时提 出设 计 验 证 时 同
于检验设 计 是否 安全 合理 的主要 依据 。该 数据 往 往 被忽视 ， 导致材 料 的浪费 或应 用 中稳 定性 差 。 较 高温度 下 的 Ｋ，、 等是 最接 近于 实际使 ｐｏ ｒ 用 的真实 状态 下 的性能参 数 ， ＭＣ 在 Ｂ的双金 属设 计 中应优 先选 择 。