1、 低压隔离开关 HD、HS 系列隔离开关 HR 系列熔断器式隔离开关 隔离开关 1(disconnector) 即在分位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位 置时,能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。(IEV441-14-05) 刀开关的用途及分类 电气设备进行维修时,需要切断电源,使维修部分与带电部分脱离,并保持有效的隔离距离,要求在其分 断口间能承受过电压的耐压水平。刀开关即作为隔离电源的开关电器。隔离电源的刀开关亦称作隔离开关。隔离用 刀开关一般属于无载通断电器,只能接通或分断“可忽略的电流 ”(指带电压的母线、短电缆的
2、电容电流或电压互感 器的电流)。也有的刀开关具有一定的通断能力,在其通断能力与所需通断的电流相适应时,可在非故障条件下接 通或分断电气设备或成套设备中的一部分。 用做隔离电源的刀开关必须满足隔离功能,即开关断口明显,并且断 口距离合格。 刀开关和熔断器串联组合成一个单元,称为刀开关熔断器组合电器;刀开关的可动部分(动触头) 由带熔断体的载熔件组成时,称为熔断器式刀开关。刀开关熔断器组合并增装了辅助元件如操作杠杆、弹簧及弧刀 等可组合为负荷开关。负荷开关具有在非故障条件下,接通或分断负荷电流的能力和一定的短路保护功能。刀闸和 隔离开关同属刀型开关。无论外形、结构原理、操作方法都很相似。但它们有截
3、然不同之点,必须严格区分。刀闸 是一种最简单的开关电器,用于开断 500 伏以下电路,它只能手动操作。由于电路开断时常有电弧,所以,装有灭 弧装置或快断触头。为了增大灭弧能力,其刀一般都较短。隔离开关有高压、低压、单极、三极、室内、室外之分, 它没有专门的灭弧装置,不能用来接通、切断负荷电流和短路电流,只能在电气线路切断的情况下,才能进行操作。 其主要作用是隔离电源,使电源与停电电气设备之间有一明显的断开点,所以不必考虑灭弧。为了保证可靠地隔离 电源,防止过电压击穿或相间闪络,其刀一般做得较长,相间距离也较大。 总之,隔离开关不能当作刀闸使用,而刀闸也只允许在电压不高的情况下用来隔离电路,且必
4、须与熔断器等串 联使用。 主要特点: 1.在电气设备检修时,提供一个电气间隔,并且是一个明显可见的断开点,用以保障维护人员的人身安全。 2.隔离开关不能带负荷操作:不能带额定负荷或大负荷操作,不能分、合负荷电流和短路电流,但是有灭弧室 的可以带小负荷及空载线路操作。 3.一般送电操作时:先合隔离开关,后合断路器或负荷类开关; 隔离开关 断电操作时:先断开断路器或负 荷类开关,后断开隔离开关。 4.选用时和其它的电气设备相同,其额定电压、额定电流 、动稳定电流、热稳定电流等都必须符合使用场合 的需要。 隔离开关的作用是断开无负荷电流的电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点,以保证检修人员的安全
5、, 隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流,所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操 作隔离开。 隔离开关选型 额定电压:隔离开关额定电压(KV)=回路标称电压*1.2/1.1 倍。 额定电流:额定电流标准值应大于最大负载电流的 150%。 额定热稳定电流:选择大于系统短路电流的额定热稳定电流值。 断路器(英文名称:circuit-breaker,circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关 合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。 1断路器可用来分配电能, 不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动
6、机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自 动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。 目前,已获得了广泛的应用。 断路器按其使用范围分为高压断路器,和低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一 般将 3kV 以上的称为高压电器。 主要分类 按操作方式分:有电动操作、储能操作和手动操作; 按结构分:有万能式和塑壳式; 按使用类别分:有选择型和非选择型; 按灭弧介质分:有油浸式、六氟化硫、真空式和空气式; 按动作速度分:有快速型和普通型; 按极数分:有单极、二极、三极和四极等; 按安装方式分:有插入式、固定式和抽屉式等 断
7、路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。 3 当短路时,大电流(一般 10 至 12 倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。 当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时间越短)。 断路器 现在有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱 扣器带动操作机构动作。 断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。而高压断路器要开 断 1500V,电流为 1500-2000A 的电弧,这些电弧可拉长至 2m 仍然继续燃烧不熄灭。故灭
8、弧是高压断路器必须解 决的问题。 吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离,另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散,同时把 弧隙中的带电粒子吹散,迅速恢复介质的绝缘强度。 低压断路器也称为自动空气开关,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相 当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网 中一种重要的保护电器。 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等 优点,所以目前被广泛应用。结构和工作原理低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系
9、统 等组成。 低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过 电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过 载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路过载时,热脱扣器的热元件发 热使双金属片上弯曲,推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动 作。分励脱扣器则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要距离控制时,按下起动按钮,使线 圈通电,衔铁带动自由脱扣机构动作,使主触点断开。 3 主要附件 内部附件 辅助触
10、头:与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头,主要用于断路器分、合状态的显示,接在断路器的 控制电路中通过断路器的分合,对其相关电器实施控制或联锁。例如向信号灯、继电器等输出信号。塑壳断路器壳 架等级额定电流 100A 为单断点转换触头,225A 及以上为桥式触头结构,约定发热电流为 3A;壳架等级额定电流 400A 及以上可装两常开、两常闭,约定发热电流为 6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。 报警触头:用于断路器事故的报警触头,且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作,主要用于断路器的负载出 现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣,报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置,接通辅助线路
11、中的指示灯 或电铃、蜂鸣器等,显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多,因 而报警触头的寿命是断路器寿命的 1/10。报警触头的工作电流一般不会超过 1A。 断路器 分励脱扣器:分励脱扣器是一种用电压源激励的脱扣器,它的电压与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距 离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的 70%-110%之间的任一电压时,就能可靠性的分断断路器。 分励脱扣器是短时工作制,线圈通电时间一般不能超过 1S,否则线就会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁,在 分励脱扣线圈串联一个微动开关,当分励脱扣器通过衔铁吸合,微动开关从常闭状态转换成常
12、开,由于分励脱扣器 电源的控制线路被切断,即使人为的按住按钮,分励线圈始终不会再通电这就避免了线圈烧损情况的产生。当断路 器再扣合闸后,微动开关重新处于常闭位置。 欠电压脱扣器:欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时,使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣 器,当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的 70%至 35%范围内,欠电压脱扣器应运作,欠电压脱扣 器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的 35%时,欠电压脱扣器应能防止断路器闭合;电源电压等于或大于 85% 欠电压脱扣器的额定工作电压时,在热态条件下,应能保证断路器可靠闭合。因此,当受保护电路中电源电压发生 一定的电压降时,能自
13、动断开断路器切断电源,使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时, 欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧,欠电压脱扣器通电后,断路器才能合闸,否则断路器合不上闸。 外部附件 电动操作机构:这是一种是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件,电动操作机构有电动机操作机构和 电磁铁操作机构两种,电动机操作机构为塑壳式断路器壳架等级额定电流 400A 及以上断路器,电磁铁操作机构适 用于塑壳断路器壳架等级额定电流 225A 及以下断路器,无论是电磁铁或电动机,它们的吸合和转动方向都是相同, 仅由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分,断路器在用电动机构操作时,在额定控制电压的 85%-
14、110%之 间的任一电压下,应能保证断路器可靠闭合。 转动操作手柄:适用于塑壳断路器,在断路器的盖上装转动操作手柄的机构,手柄的转轴装在它的机构配合孔 内,转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔,旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头,把手的圆形或方形 座用螺钉固定的门上,这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动,来确保断路器的合闸或 分闸。同时转动手柄能保证断路器处于合闸时,柜门不能开启;只有转动手柄处于分闸或再扣,开关板的门才能打 开。在紧急情况下,断路器处于“ 合闸“ 而需要打开门板时,可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。 加长手柄:是一种外部加长手柄,直接装于断路器的
15、手柄上,一般用于 600A 及以上的大容量断路器上,进行 手动分合闸操作。 手柄闭锁装置:是在手柄框上装设卡件,手柄上打孔然后用挂锁锁起来。主要用于断路器处于合闸。 工作状态时,不容许其他人分闸而引起停电事故,或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时,以防被人误 将断路器合闸,从而保护维修人员的安全或用电设备的可靠使用。 4 基本特性 断路器的特性主要有:额定电压 Ue;额定电流 In;过载保护( Ir 或 Irth)和短路保护(Im)的脱扣电流整定 范围;额定短路分断电流(工业用断路器 Icu;家用断路器 Icn)等。 额定工作电压(Ue):这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。
16、额定电流(In):这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最 大电流值,不会超过电流承受部件规定的温度限值。 短路继电器脱扣电流整定值(Im):短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时,使断路器 快速跳闸,其跳闸极限 Im。 额定短路分断能力(Icu 或 Icn):断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高(预期的) 电流值。标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值,计算标准值时直流暂态分量(总在最坏的情况短路 下出现)假定为零。工业用断路器额定值(Icu)和家用断路器额定值( Icn)通常以 kA 均方根值的形式给出。 短
17、路分断能力(Ics):断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。 KBCPS(SKBO)控制保护断路器 国标低压开关设备和控制设备低压断路器(GB14048.294)对断路器额定极限短路分断能力和额定运 行短路分断能力作了如下的解释: 1、断路器的额定极限短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定 电流能力的分断能力; 2、断路器的额定运行短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电 流能力的分断能力; 3、额定极限短路分断能力(Icn)的试验程序为 OtCO。 其具体试验是:把线路的电流调
18、整到预期的短路电流值(例如 380V ,50kA ),而试验按钮未合,被试断路 器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过 50kA 短路电流,断路器立即开断( open 简称 O),断路器应完好, 且能再合闸。t 为间歇时间,一般为 3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(close 简称 C)和 紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。此程序即为 CO。断路器能完 全分断,则其极限短路分断能力合格。 4、断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为 OtCOtCO。它比 Icn 的试验程序多了一次 CO,经过试验,断路器能完全分断、熄灭
19、电弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格。 因此,可以看出,额定极限短路分断能力 Icn 指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还 可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证;而额定运行短路 分断能力 Ics 指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。 IEC9472低压开关设备和控制设备低压断路器标准规定:A 类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的 断路器)的 Ics 可以是 Ics 的 25%、50%、75%和 100%。B 类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的 三段保护的断路器)的 Ics 可以是 Ic
20、s 的 50%、75%和 100%。因此可以看出,额定运行短路分断能力是一种比额 定极限短路分断电流小的分断电流值,Ics 是 Icu 的一个百分数。 一般来说,具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器,能实现选择性保护,大多数主干 线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。不具备短路短延时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动 二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。IEC92 船舶电气指出:具有三段保护的断路器,偏重 于它的运行短路分断能力值,而使用于分支线路的断路器,应确保它有足够的极限短路分断能力值。 无论是哪种断路器,虽然都具备 Icu 和 Ics 这两
21、个重要的技术指标。但是,作为支线上使用的断路器,可以仅 满足额定极限短路分断能力即可。现在出现的较普遍的偏颇是宁取大,不取正合适,认为取大保险。但取得过大, 会造成不必要的浪费(同类型断路器,其 H 型高分断型,比 S 型普通型的价格要贵 1.3 倍1.8 倍)。因此支 线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。而对于干线上使用的断路器,不仅要满足额定极限短 路分断能力的要求,同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求,如果仅以额定极限短路分断能力 Icu 来衡量其 分断能力合格与否,将会给用户带来不安全的隐患。 主要技术指标是额定电压、额定电流。断路器根据不同的应用具有不同的功能,
22、品种、规格很多,具体的技术 指标也很多。断路器是一种基本的低压电器,断路器具有过载、短路和欠电压保护功能,有保护线路和电源的能力。 断路器自由脱扣:断路器在合闸过程中的任何时刻,若是保护动作接通跳闸回路,断路器完全能可靠地断开, 这就叫自由脱扣。带有自由脱扣的断路器,可以保证断路器合闸短路故障时,能迅速断开,可以避免扩大事故的范 围。 5 接线方式 断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式,用户如无特殊要求,均按板前供货,板前接线是常见的接 线方式。 断路器 1、板后接线方式:板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器,不必重新接线,只须将前级电源断开。由 于该结构特殊,产品出厂时已按设计要
23、求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉,需要特别注意的是由于大容量 断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用,因此安装时必须引起重视,严格按制造厂要求进行安装。 2、插入式接线:在成套装置的安装板上,先安装一个断路器的安装座,安装座上 6 个插头,断路器的连接板 上有 6 个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓,安装座预先接上电源线和负载线。使用时,将断路器直 接插进安装座。如果断路器坏了,只要拔出坏的,换上一只好的即可。它的更换时间比板前,板后接线要短,且方 便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前中国的插入式产品,其壳架电流限制在最大为 400A。从而节省了维修 和更换时间。插入式
24、断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧,并应将断路器安全紧固,以减少接触电阻,提 高可靠性。 3、抽屉式接线:断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的,在主回路和二次回路中均采用了 插入式结构,省略了固定式所必须的隔离器,做到一机二用,提高了使用的经济性,同时给操作与维护带来了 很大的方便,增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座,可与 NT 型熔断路器触刀座通用,这样在应 急状态下可直接插入熔断器供电。 6 工作条件 周围空气温度:周围空气温度上限+40;周围空气温度下限-5;周围空气温度 24h 的平均值不超过+35。 断路器 海拔:安装地点的海拔不超过 2000m。 大气条
25、件:大气相对湿度在周围空气温度为+40时不超过 50%;在较底温度下可以有较高的相对湿度;最湿 月的月平均最大相对湿度为 90%,同时该月的月平均最低温度+25 ,并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝 露。 污染等级:污染等级为 3 级。 控制回路: 1、应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的完好性,以保证断路器的正常工作; 2、应能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态,并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号; 3、合闸和跳闸完成后,应能使命令脉冲解除,即能切断合闸或跳闸的电源; 4、在无机械防跳装置时,应加装电气防跳装置; 5、断路器的事故跳闸信号回路,应按“ 不对应原理”接线; 6、
26、对有可能出现不正常工作状态或故障的设备,应装设预告信号; 7、弹簧操作机构、手动操作机构的电源可为直流或交流,电磁操作机构的电源要求用直流。 3 断路器名目举例: 微型断路器 施耐德微型断路器代号标注方法: 举例:1-C65N-C20A/2P+VE+30mA+SD,各项含义为 1-识别号 C65-序列代号 N-分断能力,N 为 6000A,H 为 10000A,L 为 15kA C-脱扣曲线,B 为电子保护,C 为配电保护,D 为动力保护 20A-额定电流,有 1、2、4 、6、10、16、20、 25、32、40 、50、63A 2P-极数,有 1、2、3、4 极 VE-剩余电流附件,有 V
27、E、VEG、VM、VEA,VM 为电磁式 30mA-剩余动作电流,有 30、100、300mA SD-选配附件,有 MX、OF 、MN、MV、SD、Tm、ATm,其中 SD 为辅助接点。 (其它不同品牌的微型断路器标注方法类似) 另施耐德微型断路器还包括新产品 C120 、EA9、INT125 系列产品。 微型断路器如上图: 塑壳断路器 施耐德塑壳断路器常见的有 NSX、NSE、EZD、NSC 系列产品。 举例:NSX100N TMD100 3P3D NSX-产品系列 100-额定电流大小,有 100、250、250、400、630A N-分断能力,有 F 为 36KA N 为 50KA H
28、为 70KA L 为 100KA TMD-脱扣执行器,有 TMD-热磁脱扣器 MIC2.2 MIC5.2A 5.2E 6.2A 6.2E 电子脱扣器 100-实际电流 100A 下有 16 25 32 40 50 63 80 100A 160A 下有 80 100 125 160A 250A 下有 125 160 200 250A 400A 下有 400A 630A 下有 630A 塑壳断路 器如右上图: 3P3D- 极数 有 3P2D 3P3D 4P3D 4P4D 。 框架断路器 施耐德框架断路器有 MT MTE NW 系列产品 举例:MTN106 mic2.0 3P MT- 系列号 N1-
29、分断能力 有 N1 N2 50KA 、H1 65KA 、 H1b 85KA、H2 100KA、NWN1 42KA 06- 电流 06-630A 08-800A 10-1000A 12-1250A 16-1600A 20-2000A 25-2500A 32-3200A 40- 4000A 50-5000A 63-6300A mic2.0-控制单元 有: 基本型 mic2.0 基本保护 mic5.0 选择性保护 mic6.0 选择性保护 +接地故障保护 电流表 A mic2.0A 基本保护 mic5.0A 选择性保护 mic6.0A 选择+ 接地故障保护 mic7.0A 选择+ 漏电保护 电能表
30、D mic5.0D 选择性保护 mic6.0D 选择+ 接地故障保护 功率表 P mic5.0P 选择性保护 mic6.0P 选择+ 接地故障保护 mic7.0P 选择+ 漏电保护 谐波表 H mic5.0H 选择性保护 mic6.0H 选择+ 接地故障保护 框架断路器如上图: mic7.0H 选择+ 漏电保护 3P-极数 分 3P 4P 2 档 另外还有固定式 抽屉式断路器之分。 一个完整的框架断路器包括断路器本体、控制单元、上端接线、下端接线 4 大基本器件。抽屉式断路器还 需选配抽架 施耐德断路器 施耐德包括微型断路器 塑壳断路器 框架断路器(智能断路器) 施耐德微型断路器代号标注方法:
31、 举例:1-C65N-C20A/2P+VE+30mA+SD,各项含义为 1-识别号 C65-序列代号 N-分断能力,N 为 6000A,H 为 10000A,L 为 15kA C-脱扣曲线,B 为电子保护,C 为配电保护,D 为动力保护 20A-额定电流,有 1、2、4 、6、10、16、20、 25、32、40 、50、63A 2P-极数,有 1、2 、 3、4 极 VE-剩余电流附件,有 VE、VEG、VM、VEA, VM 为电磁式 30mA-剩余动作电流,有 30、100、300mA SD-选配附件,有 MX、OF 、MN、MV、SD、Tm 、ATm,其中 SD 为辅助接点。 (其它不同
32、品牌的微型断路器标注方法类似) 断路器一般选用原则 (1)断路器的额定工作电压线路额定电压。 (2)断路器的额定电流线路负载电流。 (3)断路器的额定短路通断能力线路中可能出现的最大短路电流(按有效值计算) 。 (4)线路末端单相对地短路电流1.25 倍断路器瞬时脱扣器整定电流。 (5)断路器的欠电压脱扣器额定电压线路额定电压。 (6)断路器分励脱扣器额定电压控制电源电压。 (7)电动传动机的额定工作电压控制电源电压。 (8)校核断路器允许的接线方向。有些型号断路器只允许上进线,有些型号允许上进线或下进线。 低压断路器的选用原则 1)根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式- 确定选用框
33、架式、装置式或限流式等。 2)断路器的额定电压 UN 应等于或大于被保护线路的额定电压。 3)断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。 4)断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流。 5)断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值。 6)配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合,下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。 7)断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流。 (1)装置式断路器 装置式断路器有绝缘塑料外壳,内装触点系统、灭弧室及脱扣器等,可手动或电动(对大容量 断路器而言)合闸。有较高的分断能力和动稳定性,有较完善
34、的选择性保护功能,广泛用于配电线路。目前常用的有 DZl5、DZ20、DZXl9 和 C45N(目前已升级为 C65N)等系列产品。其中 C45N(C65N)断路器具有体积小,分 断能力高、限流性能好、操作轻便,型号规格齐全、可以方便地在单极结构基础上组合成二极、三极、四极断路器 的优点,广泛使用在 60A 及以下的民用照明支干线及支路中 (多用于住宅用户的进线开关及商场照明支路开关)。 (2)框架式低压断路器 框架式断路器一般容量较大,具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性。适用于交流 50Hz,额定电流 380V 的配电网络中作为配电干线的主保护。框架式断路器主要由触点系统、操作机构、过电
35、流脱 扣器、分励脱扣器及欠压脱扣器、附件及框架等部分组成,全部组件进行绝缘后装于框架结构底座中。目前我国常 用的有 DWl5、ME、AE 、AH 等系列的框架式低压断路器。DWl5 系列断路器是我国自行研制生产的,全系列具有 1000、1500 、2500 和 4000A 等几个型号。 ME、AE 、AH 等系列断路器是利用引进技术生产的。它们的规格型号 较为齐全(ME 开关电流等级从 630A5000A 共 13 个等级),额定分断能力较 DWl5 更强,常用于低压配电干线的 主保护。 (3)智能化断路器 目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种。框架式智能化断路器主要用于智能 化
36、自动配电系统中的主断路器,塑料外壳式智能化断路器主要用在配电网络中分配电能和作为线路及电源设备的控 制与保护,亦可用作三相笼型异步电动机的控制。智能化断路器的特征是采用了以微处理器或单片机为核心的智能 控制器(智能脱扣器),它不仅具备普通断路器的各种保护功能,同时还具备实时显示电路中的各种电气参数 (电流、 电压、功率、功率因数等),对电路进行在线监视、自行调节、测量、试验、自诊断、可通信等功能,能够对各种保 护功能的动作参数进行显示、设定和修改,保护电路动作时的故障参数能够存储在非易失存储器中以便查询,国内 DW45、DW40、DW914(AH)、DWl8(AE-S)、DW48、DWl9(3
37、WE)、DWl7(ME)等智能化框架断路器和智能化塑壳 断路器,都配有 ST 系列智能控制器及配套附件, ST 系列智能控制器是国家机械部 “八五”至“九五” 期间的重点项目。 产品性能指标达到国际 90 年代先进水平。它采用积木式配套方案,可直接安装于断路器本体中,无需重复二次接 线,并可多种方案任意组合。 1、配电用断路器的选用原则 (1)断路器长延动作电流整定值导线容许载流量。对于采用电线电缆的情况,可取电线电缆容许载流量的 80。 (2)3 倍长延时动作电流整定值的可返回时间线路中最大起动电流的电动机的起动时间。 (3)瞬时电流整定值1.1X(Ijx+k1kIedm) Ijx线路计算负
38、载电流; k1电动机起动电流的冲击系数,一般取 k1=1.7-2; k电动机起动电流倍数; Icdm最大一台电动机的额定电流 2、电动机保护断路器的选用原则 (1)长延时电流整定值电动机额定电流 (2)瞬时整定电流: 对于保护笼型电动机的断路器,瞬时整定电流(8-15)倍电动机额定电流; 对于保护绕线转子电动机的断路器,瞬时整定电流(3-6)倍电动机额定电流。 (3)6 倍长延时电流整定值的可返回时间电动机实际起动时间,按起动时负载的轻重,可选用的可返回时间为 1S、3S、5S、8S、12S、15S 中某一档。 3、断路器与熔断器的配合原则 (1)如果在安装点的预期短路电流小于断路器的额定分断
39、能力,可采用熔断器作后备保护,因熔断器的额定短 路分析能力较强。如图 1 所示,后备熔断器的特性 1 与断路器的特性 2 相交。线路短路时,熔断器的分断时间比断 路器短,可确保断路器的安全。特性上的交接点,可选择在断路器的额定短路的分断能力的 80处。 (2)熔断器应装在断路器的电源侧,以保证使用安全。 断路器的短路分断能力线路的预期短路电流。 假设某电源(SL7 10/0.4kV 变压器)的容量为 1600kVA,二次电流为 2312A,其出线端 5m 处的 短路电流为 42.96kA。某一支路的额定电流为 125A,由于此支路离变压器很近,如在 10m 处,则此支路的断路器需要考虑采 用
40、HSM1_125H 型塑壳式断路器(它的极限短路分断能力为 400 V、50kA )。但是离变压器 50m 处,由于汇流排 等的电阻和电抗值影响,50m 处的短路电流已经降到 34.5kA,而 100m 处,降为 28.8kA。对此就可选择 HSM1_125M 型塑壳式断路器(它的极 限短路分断能力为 400V、35kA )。 现在国内许多断路器生产厂家,对同一壳架等级电流的短路分断能力分为 E、S 、M 、H、L(杭 州之江开关厂的 HSM1 系列)或 C、L、M、 H(常熟开关厂的 CM1 系列)或 S、H、R、U(天津低压电器公司的 TM30 系列)等 级别。其中,E 为经济型,S 为标
41、准型,M 为中短路分断型,H 为高分断型,L 为限流型,C 为经济型,L 为低分 断型;M 为高分断型,H 为超高分断型;S 为标准型,H 为高分断型,R 为限流型,U 为超高分断型。 以 HSM1_125 型塑壳断路器为例,E 型的极限短路分断能力为 400V、15kA,S 型为 400V、25kA ,M 型为 400V、35kA,H 型为 400V、50kA。 三、关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流 极限短路分断能力(Icu),是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数) 条件下,经一定的试验程 序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,不再继续承载其额定电流
42、的分断能力。它的试验程序为 0t(线上) C0 (“0”为分断, t 为间歇时间,一般为 3min,“C0”表示接通后立即分断)。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。 运行短路分断能力(Ics),是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下,经一定的试验程 序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还要继续承载其额定电流的分断能力,它的试验程序为 0t(线上) C0t (线上) C0。 短时耐受电流(Icw),是指在一定的电压、短路电流、功率因数下,忍受 0.05、0.1 、0.25、0.5 或 1s 而断路 器不允许脱扣的能力,Icw 是在短延时脱扣时,对断路器的电动稳定性和热稳定性的
43、考核指标,它是针对 B 类断 路器的,通常 Icw 的最小值是:当 In2500A 时,它为 12In 或 5kA,而 In2500A 时,它为 30kA( DW45_2000 的 Icw 为 400V、50kA,DW45_3200 的 Icw 为 400V、65kA)。 运行短路分断能力的试验条件极为苛刻(一次分断、二次通断),由于试后它还要继续承载额定电流(其次数为寿 命数的 5%),因此它不单要验证脱扣特性、工频耐压,还要验证温升。 IEC947_2(以及 1997 新版 IEC60947_2)和我国国家标准 GB140482 规定,Ics 可以是极限短路分断能力 Icu数值的 25%、
44、50% 、75% 和 100%(B 类断路器为 50%、75%和 100%,B 类无 25%是鉴于它多数是用于主干线保护之故)。 上文提到的选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力线路的预期短路电流,这个断路器的短路分断能 力通常是指它的极限短路分断能力。 无论 A 类或 B 类断路器,它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力 Icu 的。 A 类:DZ20 系列 Ics50%77%Icu,CM1 系列 Ics58%7 2%Icu,TM30 系列 Ics50% 75%Icu ,(个别 产品 IcsIcu)。 B 类:DW15 系列 Ics60%左右的 Icu,(个别的如
45、630AIcsIcu,但短路分断能力仅 400V 时 30kA),DW45 系列 Ics62.5% 80%Icu 。 不管是 A 类或 B 类断路器,只要它的 Ics 符合 IEC947_2(或 GB14048.2)标准规定的 Icu百分比值都是合 格产品。 用户在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力线路预期短路电流就能满足要求了,对线路本身来说, 例如上面举例的变压器容量为 1600kVA 的线路,可能出现的短路电流约为 43kA,它是仅计算离变压器距离为 5m, 且把刀开关、互感器和断路器的内阻均看成零来计算的(短路电流因此比实际情况偏大)。这种短路的机率极小。 在选用断路器时,只要
46、它的极限短路分断能力43kA,譬如 50kA 就足够了。经过“0”一次、“C0”一次就完成了它的 使 命,必须更换新的断路器,而运行短路分断能力,例如为 50%的 Icu,也达到 25kA ,它既可以实现一次分断, 二次通断(在 25kA 短路电流时)故障电流然后还要承载其额定电流 ,任务是非常艰巨的。有些使用者认定要按断 路器的运行短路分断能力(Ics ) 线路预期短路电流来设计,其实是一种误解,也是不必要的。 有些制造厂的样本里宣传,它的产品 Ics=Icu,如确实,说明它的 I cu指标有裕度,如不确实,说明它有水 份,不可全信,而且 Ics=Icu的断路器 ,其售价要高很多,不合算。
47、应提到的是,所有断路器的短路分断能力(无论是 Icu还是 Ics)都是周期分量有效值。在短路试验中的“C0” 的 C(close 接通)的电流是峰值电流 Ich。在试验站进行短路分断试验时,电压、短路电流(有效值)和功率因数 (cos)已调整好,它的接通电流也就被确定了。 低压熔断器图 像符号:熔断器用代号 FU 表示 熔断器也被称为保险丝,IEC127 标准将它定义为“熔断体( fuse-link)”。它是一种安装在电路中,保证电路安 全运行的电器元件。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统,以及用电设备中,作为短路和过电流的保护器, 是应用最普遍的保护器件之一。 利用金属导体作为熔体串联
48、于电路中,当过载或短路电流通过熔体时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的 一种电器。熔断器结构简单,使用方便,广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。 熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。熔断器是根 据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流 保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中,作为短路和过电流的保护器,是应用最普 遍的保护器件之一。 熔断器是一种过电流保护器。熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。 使用时,将熔断器串联于被保护电路中,当被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产 生的热量熔断熔体,使电路断开,从而起到保护的作用。以金属导体作为熔体而分断电路的电器,串联于电路中, 当过载或短路电流通过熔体时,熔体自身将发热而熔断,从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一 定的保护作用。具有反时延特性,当过载电流小时,熔断时间长;过载电流大时,熔断时间短。因此,在一定过载 电流范围内至电流恢复正常,熔断器不会熔断,可以继续使用。 安秒特性: 熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的,当电流较大时,熔体熔断所需的时间就
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