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低壓斷路�
閱讀�13381時間�2010-10-11 17:35:21

  低壓斷路�(曾稱自動開關(guān))是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流,還可以接通和分斷短路電流的開�(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用�,還具有一定的保護功能,如過負�、短路、欠壓和漏電保護�。低壓斷路器的分類方式很多,按使用類別分,有選擇�(保護裝置參數(shù)可調(diào))和非選擇�(保護裝置參數(shù)不可�(diào)),按滅弧介�(zhì)分,有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣�)。低壓斷路器容量范圍很大,最小為4A,而可�5000A� 低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出�,各種機械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保��

分類

  低壓斷路器按�(jié)�(gòu)可分為框架式和塑料外殼式兩種。框架式斷路器所有結(jié)�(gòu)元件都裝在同一框架或底板上,可有較多結(jié)�(gòu)變化方式和較多類型脫扣器,一般大容量斷路器多采用框架式結(jié)�(gòu)。塑料外殼式斷路器所有結(jié)�(gòu)元件都裝在一個塑料外殼內(nèi),結(jié)�(gòu)緊湊、體積小,一般小容量斷路器多采用塑料外殼式結(jié)�(gòu)�
  低壓斷路器按用途可分為:①�(dǎo)線保護用斷路�。主要用于照明線路和保護家用電器,額定電流在6�125安范圍內(nèi);②配電用斷路器。在低壓配電系統(tǒng)中作過載、短�、欠電壓保護之用,也可用作電路的不頻繁操作,額定電流一般為200�4000�;③電動機保護用斷路器。在不頻繁操作場合,用于操作和保護電動機,額定電流一般為 6�63�;④漏電保護斷路器。主要用于防止漏�,保護人身安全,額定電流多在63安以��
  低壓斷路器按性能又可分為普通式和限流式兩種。限流式斷路器一般具有特殊結(jié)�(gòu)的觸頭系�(tǒng),當短路電流通過�,觸頭在電動力作用下斥開而提前呈�(xiàn)電弧,利用電弧電阻來限制短路電流的增長。限流式斷路器比普通斷路器有較大的開斷能力,并能限制短路電流對被保護線路的電動力和熱效�(yīng)的作�。低壓斷路器有較強的分斷和接通短路電流的能力,額定電流�100安的塑料外殼式斷路器,短路通斷能力約為12千安,而限流式斷路器則可達30千安�

選擇方法

  一是要看所選斷路器的極限短路分斷能力和運行短路分斷能力,國際電工委員會IEC947-2和我國等效采用IEC的GB4048.2《低壓開�(guān)�(shè)備和控制�(shè)備低壓斷路器》標準,對斷路器極限短路分斷能力和運行短路分斷能力作了明確規(guī)��
  二是要看所選斷路器的電氣間隙與爬電距離,確定電器產(chǎn)品的電氣間隙,必須依�(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配�,而絕緣配合則是建立在瞬時過電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓,而系�(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時過電壓也必須低于電源系統(tǒng)�(guī)定的沖擊電壓。因此:
  �1)電器的額定絕緣電壓�(yīng)≥電源系�(tǒng)的額定電�
 ?�?)電器的額定沖擊耐受電壓�(yīng)≥電源系�(tǒng)的額定沖擊耐受電壓
 ?�?)電器產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓應(yīng)≤電源系�(tǒng)的額定沖擊耐受電壓

事故的原因分�

  �(jīng)�(xiàn)場多年對斷路器的事故�(tǒng)計表明,其運行事故的主要類型如下�
 ?�?)操動失��
 ?�?)絕緣故��
  �3)開�、關(guān)合性能不良�
  �4)導(dǎo)電性能不良�
  �(chǎn)生事故的原因,一般可大致分為技�(shù)原因和工作原因兩大類。所謂技�(shù)原因,是指產(chǎn)品本身或運行方式的缺�;所謂工作原�,是指造成這些缺陷的工作者過�。下面就這兩方面的原因作簡要的分析�
  方面:事故的技�(shù)原因分析
 ?。ㄒ唬┎賱邮ъ`
  操動失靈表現(xiàn)為斷路器拖動或誤動。由于高壓斷路器最基本、最重要的功能是正確動作并迅速切除電�(wǎng)故障。若斷路器發(fā)生拖動或誤動,將對電�(wǎng)�(gòu)成嚴重威�,主要是:①擴大事故影響范圍,可能使本來只有一個回路故障擴大為整個母�,甚至全所、全廠停電;②如果延長了故障切除時間,將要影響系�(tǒng)的運行穩(wěn)定和加重被控制設(shè)備的損壞程度;③造成非全相運�。其�(jié)果往往�(dǎo)致電�(wǎng)保護不正常動作和�(chǎn)生振蕩現(xiàn)�,容易擴大為系統(tǒng)事故或大面積停電事故�
  �(dǎo)致操動失靈的主要原因有:
  �1)操動機�(gòu)缺陷�
 ?�?)斷路器本體機械缺陷�
 ?�?)操作(控制)電源缺陷�
 ?。ǘ┙^緣事�
  斷路器絕緣事�,可分為�(nèi)絕緣事故與外絕緣事故。內(nèi)絕緣事故造成的危�,通常比外絕緣更大�
  1、內(nèi)絕緣事故
  �(nèi)絕緣事故主要有套管和電流互感器事�,其原因主要是進水受潮;其次是油質(zhì)劣化和油量不��
  2、外絕緣事故
  外絕緣事故主要是由于污閃和雷擊引起斷路器閃絡(luò)、爆炸事�。污閃的原因主要是瓷瓶泄漏距離校小,不適于污穢地區(qū)使用;其次是斷路器滲�、漏�,使其瓷裙上容易積聚污穢而引起閃�(luò)�
 ?。ㄈ╅_�、關(guān)合性能事故
  開斷、關(guān)合任�(wù)是對斷路器最嚴酷的考驗。絕大多�(shù)開斷、關(guān)合事故的主要原因是由于斷路器有明顯的機械缺陷,其次是缺油或油�(zhì)不符要求。也有是由于斷路器斷流能力不�。但前者較�,因為有相當�(shù)量的事故�(fā)生于�、合小容量,甚至是分、合負荷電流�
 ?。ㄋ模?dǎo)電性能不良事故
  �(xiàn)場事故統(tǒng)計資料分析表�,導(dǎo)電性能不良故障主要是由機械缺陷引起的。其中有:①接觸不良。包括接觸面不清潔,接觸大小及接觸壓力不�;②脫落、卡�。如銅鎢觸頭脫落等;③接觸處螺釘松動;④軟連接折斷��
  第二方面:事故的工作原因分析
 ?。ㄒ唬┲圃熨|(zhì)量不�
  制造質(zhì)量不良主要包括設(shè)計性能、零件加工和裝配不良三個方��
  1、設(shè)計性能不良
  近年�,斷路器在運行中�(fā)生的事故,有相當部分是產(chǎn)品原�(shè)計性能不良。國�(chǎn)液壓機構(gòu)與彈簧機�(gòu)在運行中暴露的操動失靈問題較多就是一個的例子。據(jù)了解,這些液壓機構(gòu)和彈簧機�(gòu),多�(shù)問題是在大量投入運行后才逐步暴露的。如一些戶外產(chǎn)品進水的問�,就是說明設(shè)計缺陷的例子。因為有些戶外產(chǎn)品在研制時并未進行過防雨性試驗,因而在惡劣的氣候條件下暴露了進水的問��
  2、零件質(zhì)量不�
  零件�(zhì)量不�,是造成斷路器運行事故的一個重要原�。據(jù)�(xiàn)場統(tǒng)計,造成出廠�(chǎn)品不合格的因素、零件質(zhì)量不良占較大比例。在運行中,因絕緣筒螺絲脫落、滅弧片擊穿、彈簧失效、密封圈缺陷等原因引起的事故雖皆有發(fā)�,但比較集中的幾個方面:�1)瓷瓶強度不夠。(2)鑄件不合格。(3)套管絕緣劣化快。(4)密封圈�(zhì)量差。(5)二次元件性能差�
  3、裝配質(zhì)量差
  裝配�(zhì)量差,是�(dǎo)致制造質(zhì)量差的原因之一。主要有:(1)錯裝、漏�。(2)螺紋未擰緊、開口銷未打�。(3)內(nèi)部嚴重不清潔�
  (二)使用不�
  �(chǎn)品能否正常運�,除了產(chǎn)品本身性能�,還取決于用戶的使用水平。運行中使用不當?shù)闹饕憩F(xiàn)有如下兩個方面:
  1、安裝、調(diào)整不�
  安裝、調(diào)整是否正確,是影響產(chǎn)品能否正常運行的基本因素之一。有不少運行事故,是由于�(chǎn)品未嚴格按制造廠�(guī)定裝�、調(diào)整,就投入運�。一般有三種情況:(1)輔助開�(guān)�(diào)整不�。(2)螺絲未擰緊,開口銷未打開。(3)密封圈放置不當�
  2.運行維護不當及誤操�
  運行維護不當,是造成運行事故的又一個重要原�。常見的有三方面:(1)油斷路器缺�。(2)絕緣不�。(3)機械維護不��

技�(shù)參數(shù)含義

  1.斷路器額定電流In。是在給定的�(huán)境溫度條件下承載的連續(xù)電流而無異常�(fā)熱保證斷路器正常工作的電�,又稱脫扣器額定電��
  2.殼架等級額定電流。代表斷路器的外形大小的等級,以此表示斷路器的額定電流�
  如:施耐德NS160N TMD80,表示為施耐德NS160A殼架,N表示極限分斷能力在AC380/415V條件下為36KA,TMD80表示配電用熱磁脫扣器額定電流�80A�
  3.斷路器短路分斷能力:
  極限短路分斷能力Icu� 它是在規(guī)定的電壓、電流和cosΦ 的條件下,執(zhí)行o-co兩個試驗程序,能完全分斷和熄滅電弧,無超出�(guī)定的損傷(觸頭損傷和飛弧損�)。試品試后經(jīng)受一定的工頻耐壓試驗,且過載脫扣器在一定的整定電流下能正常脫扣。滿足規(guī)定的試驗程序所�(guī)定的條件,不包括斷路器連續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。它用預(yù)期分斷電�(kA)表示(在交流情況下用交流分量有效值表示)�
  額定運行(工作)短路分斷能力Ics。它是在�(guī)定的電壓、電流和cos Φ的條件下,執(zhí)行o-co-co三個試驗程�,能完全分斷,熄滅電弧,無超出規(guī)定的損傷。試后試品除符合�(guī)定的工頻耐壓和過載脫扣器的驗證試驗外� 尚須考核溫升和操作性能(5� 電壽�)的驗�。滿足規(guī)定的試驗程序所�(guī)定的條件,包括斷路器連續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力.它用預(yù)期分斷電�(kA)表示,相當于額定極限短路分斷能力�(guī)定的百分�(shù)中的一檔并化整到最接近的整�(shù),它可用Icu的百分數(shù)表示(例如Ics=25[%]Icu)。另一方面,當額定運行短路分斷能力等于額定短時耐受電流�,它可以按額定短時耐受電流值(kA)規(guī)定之,只要它不小于相�(yīng)的最小�。如果使用類別A的Icu超過200kA,或使用類別B的Icu超過100kA,則制造廠可聲明Ics值為50kA�
  顯然Ics比Icu的考核嚴格。換言�,作了Ics試驗后,�(chǎn)品還能繼�(xù)使用,而Icu則不�,經(jīng)過Icu試驗后,�(chǎn)品不能再�。我們在選擇斷路器時,為保證能夠可靠的斷開故障電�,而不致使故障擴大,并在故障過后能夠使供電連續(xù)性得到保�。一般按Ics來選擇斷路器的短路分斷能��
  額定短時允許(耐受)電流Icw。斷路器在短時期�(nèi)�0.5�1S)可以承受且無特性變化的短路電流。反映了斷路器在短時間內(nèi)所承受的短路熱�(wěn)定性能�
  由于使用情況不同,具有三段保護的重要回路斷路�,偏重于它的額定運行短路分斷能力�,而用于非重要的回路斷路器主要確保它有足夠的極限短路分斷能力�。對此我的理解是:重要回路切除故障電流后斷路器要求能夠繼�(xù)供電,承載一段時間的額定電流,在適當?shù)臅r間更�。而份重要回路,經(jīng)過極限短路電流的分斷和再次的�、分�,已完成其使命,可以停電更換新的(停電的影響�?。5菬o論是框架式或塑殼式斷路器,都有必須具備Icu和Ics這兩個重要的技�(shù)指標。只是Ics值在兩類斷路器上表現(xiàn)略有不同,塑殼式的最小允許Ics可以�25[%]Icu,框架式最小允許Ics�50[%]Icu,Ics=Icu的斷路器比較少見,采用旋�(zhuǎn)雙分斷(點)技�(shù)的塑殼式斷路�,它的限流性能極好,分斷能力的裕度很大,可做到Ics=Icu,但價格很高�
  在實際中�(yīng)該根�(jù)使用情況來選擇,有人按其所計算的線路預(yù)期短路電流選擇斷路器�,以斷路器的額定運行短路分斷能力衡量,來判定某斷路器(此斷路器的極限短路能力大于線路�(yù)期短路電流,而運行短路分斷能力則低于計算電流)為不合�。這是一個誤��
  4.斷路器的過載、短路保護特�� 在斷路器所保護的配電系�(tǒng)�,當�(fā)生故障時,距故障點最近的斷路器能夠按�(guī)定的保護特性正確的有選擇的動作將故障切除,而其他各級斷路器不動�,從而將故障所造成的斷電限制在最小范圍內(nèi),使其他無故障供電回路仍能保持正常供電,這就是對斷路器保護所要求�。斷路器所配備的保護脫扣器有四種: ①具有反時限特性的長延時熱過載保護,②具有一定時限的短路短延時保�,③短路瞬時保護,④接地保護。在日常的使用中,根�(jù)使用意圖和技�(shù)�(jīng)濟比�,可以選擇帶四種保護,也可以選長延時、瞬時或短延時三種保護組成三段式保護,還可只選長延時、瞬時兩種保護兩段式保護,短路瞬時分閘時間一般在20�30ms之內(nèi),還可選用只有瞬時速斷保護的斷路器�
  5.額定工作電壓Ue � 一般表示相間的電壓。對于三相四線中性線接地系統(tǒng)是指相地間電�,包括相間電壓(例如277/480V ),對于三相三線不接地或阻抗接地系統(tǒng)表示相間電壓(例�480V ).
  斷路器額定頻�。如果規(guī)定斷路器只用于一個頻率時,則�(yīng)標明額定頻率(
  6.其它還有:使用類�,結(jié)�(gòu)形式、極�(shù)、安裝方式、安裝尺�,額定工作制,防護等�(如果不是IP20�),基準周圍空氣溫�(如果不是30℃時);隔離功能�
  隔離的含義:出于安全的原�,通過使其與所有電源分開的方法切斷整個裝置或其中一個獨立部分的電源�

低壓斷路的保護特�

  為起到良好的保護作用,低壓斷路器的保護特性必須與被保護線路及�(shè)備的允許過載特性相匹配。低壓斷路器的保護特性是由它們所裝的脫扣器型�?jīng)Q定的。曲線Ⅰ是熱脫扣器的保護特�。過電流較小時斷路器保護動作所需的時間長。過電流較大是斷路器保護動作所需時間�。這種保護特性稱反時限保護特性,即斷路器動作時間與過電流值的大小成反�。曲線Ⅱ-BDF為電磁脫扣器的保護特�,具有瞬時動作的性質(zhì),即只要過電流達到一定數(shù)�,斷路器將瞬時動作。同時裝有以上兩種脫扣器的斷路器具有曲線Ⅰ和曲線Ⅱ相交而成的保護特�(曲線ABDF),稱為兩段式保護特�,即過載長延時和短路瞬時動作的特�。這樣才能使保護對象工作在允許過載特性之�,防止保護對象受到不能承受的短路電流沖擊而損壞�
  還有些低壓斷路器具有有三段保護特�(曲線abc),即過載長延�、短路短延時(曲線bcd�)、特大短路瞬時動�。這樣可以充分利用電氣�(shè)備的允許過載能力,盡可能地縮小故障停電的范圍�

基本�(jié)�(gòu)

  低壓電路器由脫扣�、觸頭系�(tǒng)、滅弧裝置、傳動機�(gòu)、基架和外殼等部分組成�
  1、脫扣器
  脫扣器是低壓斷路器中用來接受信號的元�。若線路中出�(xiàn)不正常情況或由操作人員或繼電保護裝置�(fā)出信號時,脫扣器會根�(jù)信號的情況通過傳遞元件使觸頭動作掉閘切斷電�。低壓斷路器的脫扣器一般有過流脫扣器、熱脫扣�、失壓脫扣器、分勵脫扣器等幾種�
  低壓斷路器投入運行時,操作手柄已�(jīng)使主觸頭閉合,自由脫扣機�(gòu)將主觸頭鎖定在閉合位�,各類脫扣器進入運行狀�(tài)�
 ?�?)電磁脫扣器
  電磁脫扣器與被保護電路串�(lián)。線路中通過正常電流�,電磁鐵�(chǎn)生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力,銜鐵不能被電磁鐵吸�,斷路器正常運行。當線路中出�(xiàn)短路故障時,電流超過正常電流的若干�,電磁鐵�(chǎn)生的電磁力大于反作用力彈簧的作用�,銜鐵被電磁鐵吸動通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)釋放主觸�。主觸頭在分閘彈簧的作用下分開切斷電路起到短路保護作用�
 ?�?)熱脫扣�
  熱脫扣器與被保護電路串聯(lián)。線路中通過正常電流時,�(fā)熱元件發(fā)熱使雙金屬片彎曲至一定程�(剛好接觸到傳動機�(gòu))并達到動�(tài)平衡狀�(tài),雙金屬片不再繼�(xù)彎曲。若出現(xiàn)過載�(xiàn)象時,線路中電流增大,雙金屬片將繼續(xù)彎曲,通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)釋放主觸�,主觸頭在分閘彈簧的作用下分�,切斷電路起到過載保護的作用�
 ?�?)失壓脫扣器
  失壓脫扣器并�(lián)在斷路器的電源測,可起到欠壓及零壓保護的作用。電源電壓正常時扳動操作手柄,斷路器的常開輔助觸頭閉�,電磁鐵得電,銜鐵被電磁鐵吸�,自由脫扣機�(gòu)才能將主觸頭鎖定在合閘位�,斷路器投入運行。當電源�(cè)停電或電源電壓過低時,電磁鐵所�(chǎn)生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉�,銜鐵被向上�,通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)使斷路器掉閘,起到欠壓及零壓保護作用� 信息來源:https://tede.cn
  電源電壓為額定電壓的75[%]�105[%]�,失壓脫扣器保證吸合,使斷路器順利合�。當電源電壓低于額定電壓�40[%]�,失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分斷�
  一般還可用串聯(lián)在失壓脫扣器電磁線圈回路中的常閉按鈕做分閘操��
 ?�?)分勵脫扣器
  分勵脫扣器用于遠距離操作低壓斷路器分閘控�。它的電磁線圈并�(lián)在低壓斷路器的電源側(cè)。需要進行分閘操作�,按動常開按鈕使分勵脫扣器的電磁鐵得電吸動銜�,通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu),使低壓斷路器掉��
  在一臺低壓斷路器上同時裝有兩種或兩種以上脫扣器時,則稱這臺低壓斷路器裝有復(fù)式脫扣器�
  2、觸頭系�(tǒng)
  低壓斷路器的主觸頭在正常情況下可以接通分斷負荷電�,在故障情況下還必須可靠分斷故障電流。主觸頭有單斷口指式觸頭、雙斷口橋式觸頭、插入式觸頭等幾種形�。主觸頭的動、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸�,其接觸電阻�,可以長時間通過較大的負荷電�。在容量較大的低壓斷路器中,還常將指式觸頭做成兩擋或三擋,形成主觸頭、副觸頭和弧觸頭并聯(lián)的形��
  兩接觸頭的結(jié)�(gòu)示意圖如�2所�,分為弧觸頭和主觸頭?;∮|頭用耐弧金屬材料制成,主觸頭和弧觸頭在斷路器�、合閘時有不同的作用和操作次序。開�(guān)合閘�,弧觸頭承擔(dān)合閘的電磨損;開�(guān)分閘�,弧觸頭承擔(dān)電路分斷時的強電�,起保護主觸頭的作用;主觸頭承擔(dān)長期通過負荷電流的任�(wù)。所以在合閘時弧觸頭先閉合、主觸頭后閉�;分閘時主觸頭先斷開、弧觸頭后斷�(如圖2所�)�
  大容量的斷路器中為了更好地保護主觸頭又增�(shè)了副觸頭,即為三接觸�,合閘時的動作順序為弧觸頭先閉合,然后副觸頭閉合,弧觸頭閉合;分閘時的操作順序為弧觸頭先分斷,然后副縣觸頭分�,主觸頭分斷�
  3、滅弧裝�
  低壓斷路器中的滅弧裝置一般為柵片式滅罩,滅弧室的絕緣壁一般用鋼板紙壓制或用陶土燒��

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