脱扣器曲线(详细)20121224.doc

1、断路器的三段保护-写在曲线介绍前 断路器针对过电流的保护，一般分为三类：过载，短路短延时，短路瞬时 要想实现断路器的保护功能，一般来说需要两个部分：电流值检测部分（信号），断路器 脱扣机构（执行） 检测部分 常见的有两种形式：热电磁脱扣机构，电子脱扣机构 热电磁的热：实际上是一根双金属片，当电流达到一定的阈值时，电流所产生的热量导致 双金属片弯曲，双金属片的末端一般带有一根可调整的螺钉，依靠螺钉触发脱扣机构，断 开断路器。这个热保护，有几种常见的叫法：热脱扣，过载脱扣，过载长延时脱扣，反时 限保护，或者简称 L(Long time delay).双金属片的弯曲速度，影响螺钉触发脱口机构的 速度

2、，而双金属片的弯曲速度，与电流发热量 Q 有关，Q=I*I*R*T，电流越大，积累到一定 热量的时间越短，这种一般称为反时限特性。 一般的曲线，是对数坐标系。不用去管那个刻度为什么分布不均匀。采用对数坐标的 原因是：这坐标系省地方. 横坐标是额定电流的倍数。纵坐标是脱扣动作时间。 曲线弯曲的那部分，就是热保护曲线。一般横坐标从 1.05 到 10 倍的区段 一般来说，根据 GB14048.2(IEC60947)的规定，在 1.05 倍额定电流条件下(40 摄氏度)，断 路器在 2 小时内不能脱扣（有些规格是 1 小时） 短路保护 短路保护特性 过载保护（热保护）主要用于保护线路，过度的热积累，

3、可能会导致线缆的热稳定性失效。 而短路保护主要是针对设备、母排等的动稳定性，电流太大时，得赶紧断开。赶紧的程度， 是 0.几秒这么个概念。还是热磁脱扣器，这里的磁，是短路保护的基本结构。 磁，就是电磁铁，一个串联在主回路的线圈，中间一个铁芯，铁芯下面支一根特定压缩力 （倔强系数）的弹簧，上面坠在脱扣机构的扳机上，电流一旦瞬时增大（短路）到一定程 度，产生的磁场力能够使铁芯克服弹簧的支撑力并向下急坠，就会拖动脱扣机构扳机触发 脱扣。时间大约 0.几秒。由于时间相对热保护短很多，所以又称为：短路保护，磁保护， 瞬动保护，I（Instance） 说到曲线，由于一旦电流超过某一值，比如 10 倍额定电

4、流，脱扣就都是铁芯向下嗖的那么 一窜，时间短也短不到哪去了，表现在曲线上，就是一根近似水平靠近横坐标轴的直线。 上面说的是常见热磁脱扣器的构成和热保护，磁保护的曲线。 顺便说一句，国外断路器型号好标注为：TMD TMF TMA MA（I）什么的，T(Thermal)热脱扣, M(Meganatic)磁脱扣， A (Adjustable)可调整。 F(Fixed)固定不可调整。 电子脱扣与三段保护曲线 电子脱扣，机理与热磁脱扣器一个样 就是检测上看起来 NX 一些，也确实精确些。更重要的，容易调整设定些。 热磁，是用双金属片和电磁铁响应故障电流的变化，将故障电流信号，转化为机械动作信 号，传递给

5、脱扣机构，断开断路器、 电子，是用互感器将故障电流转化为弱电信号，传至运算单元比对故障类型条件，然后发 送信号给继电器器件（分励脱扣器），触发动作机构脱扣。 所以为了所谓上下级匹配的选择性问题，再加上电子的现代化了，就有了三段保护这么个 东西 LSI S（Short-time delay） 这个 S 简单说就是，电流比较大，但是还不够大的时候，电子脱扣器憋着，憋够固定的时 间，在发信号给继电器。要是这时间内，故障消失了（下级断路器给切断了），就不发信 号（可返回）。 S 的曲线不罗嗦了，上图吧。 先说点环境温度与动作特性的事 对于过载曲线，标准中规定的为，在 40 摄氏度条件下。 当环境温度变

6、化时，例如，柜内温度达到 70 度（夏）时，与柜内温度仅有 25 度（冬，室 外）时，相同的过载电流会导致不同的动作时间。 断路器的温升指标，一般会考核三个点，手柄处，接线端子处，外壳处。 下接线端子（一般热脱扣器都搁在这附近）的温度变化对动作特性的影响，必须在出厂校 验时加以考虑。 说正题 当断路器刚刚过载脱扣了，这时候有不知道的去把他合上，嘭，开关又跳了，就是热态脱 扣 当断路器刚装上去，还没有发热稳定呢（本来能升到 80 度，结果刚到 40 度） ，来个 5 倍的 过载电流，过半分钟跳了，这就是冷态脱扣。 一个开关的热脱扣曲线，需要保证在 40 度条件下，1.05 倍时，大于 1 小时或

7、者两小时不脱 扣，1.3 或者类似值时，小于 1 小时动作。 元件厂怎么半？ 校验一个开关 1 小时？工人穿宇航服钻进 40 度车间?点电炉子保持环境温度？ 一般是把 40 度下调好的开关做为基准，测量下当日室温环境下动作时间，找到一个不动点， 作为不动作时间。 再找一个一两分钟能动作的电流值，作为等效动作时间。两个过程连着做，前一个就是冷 态效验，后一个就是热态脱扣。 第一个问题，原图的数据 30ms 和 0.2 秒 标注上下位置反了，而且也不是很准确。惭愧 更正补一张： 图中的 10 毫秒表示短路电流达到额定电流的 13 倍时，断路器的动作时间,由以下时间构成： 短路电流自正常工作电流上升

8、至 13 倍额定电流的时间（1 毫秒以内） 。 电磁脱扣器（电磁线圈）内铁芯自正常状态吸合至触发断路器脱扣机构的动作时间（1 毫秒以内） 断路器机械机构动作时间（1 毫秒以内） 断路器动触头自闭合位置移动至断开位置的时间（2 毫秒以内） 电弧熄灭时间（约 6 毫秒） 。 这几个过程全部的时间构成了断路器的全分断时间。 对于原图中原来 30 毫秒的位置，应当写成时 10 毫秒+30 毫秒。这种动作过程可以粗略地 这样理解： 短路电流自正常工作电流上升至 13 倍额定电流的时间（1 毫秒以内） 。 人为加入的 30 毫秒延时，再次之后再继续执行后续动作 电磁脱扣器（电磁线圈）内铁芯自正常状态吸合至

9、触发断路器脱扣机构的动作时间（1 毫秒以内） 断路器机械机构动作时间（1 毫秒以内） 断路器动触头自闭合位置移动至断开位置的时间（2 毫秒以内） 电弧熄灭时间（约 6 毫秒） 。 2 关于您图中圆圈标注出的线条。 个人理解应当是您所说的连接线。 在 7 倍和 13 倍的短路电流条件下，实际上各种脱扣器时同时有反应的，只是各自的行动速 度不一样。 跑的快的，先把断路器捅跳了，跑的慢的抬头看看，短路电流也没了， 短路短延时，主要是考虑回路上下级保护节点之间的选择性而设定的（这里不讨论电动机保护专 用断路器的堵转特性） 。 对于一般的末端 MCCB,额定电流多在 16160A 范围，这种 frame

10、-size 的断路器，其全分断 时间一般可控制在 15ms 以内。 在末端回路，一般不加装延时。 在末端紧邻的上一级断路器，如果设定短延时时间，则要求该短延时时间要大于下级断路 器全分断时间的 1.5 倍以上。 同时，应当考虑上级断路器短延时时间取负误差，下级断路器全分断时间取正差的时候的 取值。 短路短延时时间也不宜过长，要是弄到太长时间，会对电缆造成压力，较真点的时候去校 验电缆的热稳定再加大线径就不经济了。 所以上面的图中，画了一个短路瞬时时间 10ms，短延时时间 30ms 的例子。 关于 30ms 的短延时，放一张图 短延时动作时间，40 毫秒的情况，是有的。 热脱扣，磁脱扣，电子脱扣等的区别和工作原理？ 热脱扣工作原理是工作电流通过双金属材料时，发热发生变形，电流越大变形 越大，当达到整定值时带动机械结构动作，从而实现过载保护；磁脱扣工作原 理是工作电流通过电磁线圈产生磁场，当电流足够大时，产生的磁力使磁芯运 动撞击脱扣机构使断路器脱扣，从而实现短路保护。热、磁脱扣是单纯的机械 结构组成的，调整时需专用设备才能实现。电子脱扣是将检测到的电流变换为 电子芯片的输入信号，芯片将此信号与设定值对比，达到动作值时由芯片输出 驱动继电器动作使断路器脱扣。电子脱扣用户可根据使用场合调整，不需专业 设备，并也可实现过载保护和短路保护。