斷路器基礎(chǔ)知識

1、1 低壓斷路器基礎(chǔ)知識 河北工業(yè)大學(xué) 蘇秀蘋教授 2 主要內(nèi)容 一、緒論一、緒論 二、系統(tǒng)對開關(guān)電器的要求二、系統(tǒng)對開關(guān)電器的要求 三、三、 配電線路與用電設(shè)備配電線路與用電設(shè)備的保護(hù)的保護(hù) 四、低壓斷路器四、低壓斷路器 3 一、緒論一、緒論 1 1、電器的定義、電器的定義 電器通常是指在低壓配電系統(tǒng)和控電器通常是指在低壓配電系統(tǒng)和控 制系統(tǒng)中起開關(guān)、控制、保護(hù)、檢測、制系統(tǒng)中起開關(guān)、控制、保護(hù)、檢測、 顯示和報(bào)警等作用的元件或裝置。顯示和報(bào)警等作用的元件或裝置。 2 2、低壓電器等級劃分、低壓電器等級劃分 我國：交流我國：交流1000V 1000V 直流直流 1500V1500V IECIE

2、C：1000V1000V以下以下 4 3 3、用途、用途 低壓電器品種繁多，用途也極其廣泛，無論是低壓電器品種繁多，用途也極其廣泛，無論是 工礦企業(yè)、農(nóng)林牧副漁和交通運(yùn)輸業(yè)，還是國防軍工礦企業(yè)、農(nóng)林牧副漁和交通運(yùn)輸業(yè)，還是國防軍 事設(shè)施方面都需要應(yīng)用各種低壓電器。舉例來說，事設(shè)施方面都需要應(yīng)用各種低壓電器。舉例來說， 一個(gè)年產(chǎn)一個(gè)年產(chǎn)3030萬噸合成氨的工廠，所使用的低壓電器萬噸合成氨的工廠，所使用的低壓電器 就有數(shù)百個(gè)品種規(guī)格，數(shù)千件產(chǎn)品，而一套就有數(shù)百個(gè)品種規(guī)格，數(shù)千件產(chǎn)品，而一套 1700mm1700mm連輪機(jī)的電氣設(shè)備中則需要成千個(gè)品種連輪機(jī)的電氣設(shè)備中則需要成千個(gè)品種 規(guī)格，幾萬件到

3、十幾萬件低壓電器元件。由此可見，規(guī)格，幾萬件到十幾萬件低壓電器元件。由此可見， 低壓電器確是量大面廣的產(chǎn)品。低壓電器確是量大面廣的產(chǎn)品。 典型的配電線路和控制線路如下： 5 典型配電線路 6 由此可見低壓電器從應(yīng)用場所提出的不同要求可以 分成配電電器與控制電器兩大類。 配電電器：主要用于配電系統(tǒng)中 要求：在正常工作及在故障情況下，工作可靠，有足 夠的熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定性。 主要產(chǎn)品有：刀開關(guān)、斷路器、熔斷器及繼電器。 控制電器：主要用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)和用電設(shè)備中 要求：工作準(zhǔn)確可靠、操作頻率高、壽命長等。 主要產(chǎn)品有：接觸器、控制繼電器、主令電器、起動(dòng) 器、電磁鐵等。 7 配電電器是指在低壓配電

4、系統(tǒng)（也稱低 壓電網(wǎng)）或動(dòng)力裝置中，用來進(jìn)行電能分 配、接通和分?jǐn)嚯娐芳皩ε潆娤到y(tǒng)進(jìn)行保 護(hù)的電器。 配電電器主要有： 低壓開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)及熔斷 器組合電器 低壓熔斷器 低壓斷路器 8 二、系統(tǒng)對開關(guān)電器的要求 1、配電電器的通斷能力 （1）分?jǐn)嗄芰?低壓配電線路最嚴(yán)重的故障就是短路， 發(fā)生短路時(shí)，線路上承擔(dān)分?jǐn)喽搪冯娏魅?務(wù)的配電電器應(yīng)能切斷短路電流。 開關(guān)電器的觸頭在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，在觸頭 之間不可避免地要產(chǎn)生電弧。在電弧的高 溫作用下會使觸頭燒損或燒毀電器的其他 部件或發(fā)生相間短路，甚至?xí)痣娖鞯?爆炸而發(fā)生火災(zāi)。因此，要求電器能可靠 9 而迅速地熄滅電弧，要有足夠的分?jǐn)嗄芰Γ?以

5、保證電器能可靠地分?jǐn)嚯娐贰?（2） 接通能力 開關(guān)電器在使用時(shí)，可能碰到在故障下 合閘的情況，因此要求能接通故障下的短 路電流。 開關(guān)電器的觸頭在接通電路時(shí)，由于閉 合過程中動(dòng)、靜觸頭之間發(fā)生碰撞，會造 成觸頭的機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)使觸頭間產(chǎn) 生短弧，在電弧高溫作用下使觸頭金屬表 面熔化，在各種因素影響下金屬蒸發(fā)和噴 10 濺，加速了觸頭的電磨損。在此情況下， 觸頭再重新閉合時(shí)，可能導(dǎo)致觸頭熔焊， 甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。因此，要求電器必 須有足夠的接通能力，以保證電器能可靠 地接通電路。 2、電器的動(dòng)熱穩(wěn)定性 從線路發(fā)生短路故障到相應(yīng)的自動(dòng)配電 電器切斷線路，非自動(dòng)配電電器要受到短 路電流的作用，

6、所以對這些電器提出了動(dòng) 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的要求。 （1） 動(dòng)穩(wěn)定性 11 電器的動(dòng)穩(wěn)定性是指電器承受短路(沖擊) 電流的電動(dòng)力作用而不致?lián)p壞的能力。 （2） 熱穩(wěn)定性 電器的熱穩(wěn)定性是指電器承受規(guī)定時(shí)間 內(nèi)短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)而不致?lián)p壞的能力。 12 三、 配電線路與用電設(shè)備的保護(hù) 低壓配電線路和用電設(shè)備發(fā)生各種故障時(shí)， 為避免線路、設(shè)備和人身造成損傷，要求保 護(hù)電器應(yīng)起保護(hù)作用，及時(shí)切除故障電路。 保護(hù)性能的要求主要有： 過電流保護(hù) 欠壓與失壓保護(hù) 斷相保護(hù) 漏電保護(hù) 在低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用的保護(hù)電器有： 13 低壓斷路器，熔斷器及各種保護(hù)繼電器。 1、過電流保護(hù) 過載、短路都屬于過電流，是最

7、常見的故 障。 過電流保護(hù)特性是指保護(hù)電器動(dòng)作時(shí)間 t 與通過它的電流I 的函數(shù)關(guān)系，即t = f (I )，動(dòng)作時(shí)間是指從過載或短路開始到切 除故障所需的時(shí)間。過電流也可以用通過電 流I 與保護(hù)元件額定電流In 的倍數(shù)表示，即 t = f (I /In )。 14 （1） 過載保護(hù)電器 其保護(hù)特性應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備的過載熱特 性有良好的配合。 15 電動(dòng)機(jī)過載電流大小與允許工作時(shí)間的 關(guān)系稱為電動(dòng)機(jī)的過載特性。 保護(hù)電器的保護(hù)特性盡量接近并略低于 電動(dòng)機(jī)的過載特性（反時(shí)限），I 0為保護(hù) 電器動(dòng)作的最小電流，稱為臨界動(dòng)作電流。 （2） 短路保護(hù)電器 應(yīng)具有選擇性保護(hù)的特性。所謂選擇性 保護(hù)是指電

8、路中多級保護(hù)電器之間的協(xié)調(diào) 分工，當(dāng)線路發(fā)生短路及過載等故障時(shí)， 只選擇線路中必須停電的部分加以切除， 16 即應(yīng)使最靠近故障點(diǎn)的保護(hù)電器動(dòng)作，以 縮小停電范圍和最大限度地保持線路其它 部分的正常供電。 要達(dá)到選擇性保護(hù)，不但要使上下級保 護(hù)電器的動(dòng)作電流滿足分級要求，并且動(dòng) 作時(shí)間也要滿足分級要求。這樣，上一級 保護(hù)電器還能起下一級保護(hù)電器的后備保 護(hù)作用。 斷路器具有多種保護(hù)性能，以達(dá)到選擇 性保護(hù)的要求。 17 a) 反時(shí)限與瞬時(shí)；b) 反時(shí)限與短延時(shí)；c) 反 時(shí)限、短延時(shí)與瞬時(shí)。 18 圖11線路中，斷路器ZK1、ZK2及熔 斷器RD三者之間配合如圖。 19 2、欠壓與失壓保護(hù) 低壓

9、配電線路運(yùn)行時(shí)，由于短路故障、 大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)等原因，會出現(xiàn)短時(shí)線路電 壓大幅度下降甚至消失的現(xiàn)象，會給線路、 設(shè)備帶來損傷，給生產(chǎn)帶來損失。 因?yàn)椋?電壓降低到某一程度時(shí)，線路上正常 運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)就會疲倒（帶不動(dòng) 負(fù)載）、堵轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)），使大批 電動(dòng)機(jī)同時(shí)出現(xiàn)幾倍的過電流，故障迅速 擴(kuò)大，造成損失； 20 已停轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)在來電時(shí)會同時(shí)自起 動(dòng)，大批電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)，導(dǎo)致線路電壓重 新大幅度下降。另外，有些生產(chǎn)工藝要求， 以及為了操作人員安全，不允許自起動(dòng)。 （1） 欠壓保護(hù) 引起電動(dòng)機(jī)疲倒時(shí)的電源電壓稱為臨界 電壓U lj 。當(dāng)線路電壓降低到Ulj 時(shí)，要求 保護(hù)電器動(dòng)作的叫做欠壓保

10、護(hù)。 21 1額定電壓UN 時(shí)的機(jī)械特性 2電壓降低時(shí) 的機(jī)械特性 3臨界電壓Ulj 時(shí)的機(jī)械特性 4負(fù) 載的機(jī)械特性 22 K 點(diǎn)是臨界電壓下的最大轉(zhuǎn)矩，它與阻 轉(zhuǎn)矩平衡，電壓稍減小，電動(dòng)機(jī)即疲倒、 堵轉(zhuǎn)。因此，在K 點(diǎn)欠壓保護(hù)電器應(yīng)動(dòng)作， 使電動(dòng)機(jī)脫離電源。 （2） 失壓保護(hù) 當(dāng)線路電壓低于或甚低于Ulj 時(shí)，保護(hù)電 器才動(dòng)作的叫做失壓保護(hù)。 失壓保護(hù)主要用于防止電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)。 3、斷相保護(hù) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生一相斷線，若 23 負(fù)載不變，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，因而轉(zhuǎn) 差率S 增大，依靠繞組中電流增加來維持 負(fù)載。其次，斷相運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn) 子銅損增加很多，鐵損也增加，引起電機(jī) 定

11、、轉(zhuǎn)子溫升劇增，以致燒毀電動(dòng)機(jī)。這 種情況也稱單相運(yùn)行。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)，要求保護(hù)電器動(dòng) 作，這種保護(hù)就稱為斷相保護(hù)。斷相保護(hù) 有多種方案，其中也可采用熱繼電器。如 果用熱繼電器作為斷相保護(hù)。 （1） 形聯(lián)接 24 正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)I=IX。當(dāng)A 相斷線時(shí)，如果電 動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)不接地，有 IA=0 IB=IC= 1.73 I (相電流比正常時(shí)增大了 1.73倍)。 接在線路中的熱繼電器直接反映各相繞 組的電流值，所以用一般的三極熱繼電器 就可以對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行斷相保護(hù)。 （2） 形聯(lián)接 當(dāng)A 相斷線時(shí)，有 IA=0 3 25 ICA=IAB=1/3IX ICB=2/3IX 流過跨接于全電壓下的一相繞組

12、的相電 流 26 與線電流的比值較正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)增大了1.15 倍。接在線路中的熱繼電器不能正確反映 繞組電流變化，考慮到上述情況，電動(dòng)機(jī) 過載保護(hù)用的熱繼電器兼作斷相保護(hù)時(shí)， 常附加專門的結(jié)構(gòu)組件（差動(dòng)導(dǎo)板）。 4、漏電保護(hù) 電氣設(shè)備絕緣損壞而引起的漏電現(xiàn)象， 不但會釀成火災(zāi)，而且容易導(dǎo)致人身觸電。 400V以下的低壓電網(wǎng)有中性點(diǎn)接地和 中性點(diǎn)不接地兩種系統(tǒng)。 （1） 電源變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地 27 觸電回路見圖a)，電動(dòng)機(jī)因絕緣損壞而 使一相碰殼，人觸及電機(jī)外殼時(shí)，觸電電 流經(jīng)大地和線路的對地分布電容構(gòu)成回路。 28 （2） 電源變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地 觸電回路見圖b)，人觸及帶電的電動(dòng)機(jī)

13、 外殼時(shí)，由于電網(wǎng)中性點(diǎn)接地阻抗很小， 所以觸電電壓幾乎等于電源的相電壓。 為保證安全用電，當(dāng)線路發(fā)生漏電或觸 電事故時(shí)，要求保護(hù)電器動(dòng)作，這種保護(hù) 就稱為漏電保護(hù)。 29 四、 低壓斷路器 低壓斷路器在電路發(fā)生過載、短路及欠 電壓等故障時(shí)，能自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?，起保護(hù) 作用；在正常條件下，也可不頻繁地接通 與分?jǐn)嚯娐?。剩余電流?dòng)作斷路器兼有漏 電保護(hù)功能。 優(yōu)點(diǎn)：分?jǐn)嗄芰Ω?，具有多種保護(hù)，保 護(hù)特性完善，品種較多可適用于各種保護(hù)， 動(dòng)作值可調(diào)整，動(dòng)作后不需要更換零部件。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。 30 低壓斷路器是低壓電器中最重要的保 護(hù)及控制元件之一，主要用于工礦企業(yè)、 高層建筑、賓館、醫(yī)院、

14、機(jī)場、碼頭及 現(xiàn)代居住小區(qū)中的低壓配電網(wǎng)中，用作 保護(hù)交直流電器設(shè)備使之免受過電流、 逆電流、短路和欠電壓等不正常情況的 危害。同時(shí)也可用于不頻繁地起動(dòng)電動(dòng) 機(jī)及操作或轉(zhuǎn)換電路。智能型低壓斷路 器和可通信低壓斷路器更適用于自動(dòng)化 變電站及現(xiàn)代電網(wǎng)的集中控制。 31 1. 組成 執(zhí)行通斷電路的部件觸頭和滅弧系 統(tǒng)（包括分?jǐn)鄰椈桑?感測電路的不正常狀態(tài)，并作出反應(yīng) 即保護(hù)性動(dòng)作的部件各種脫扣器（主要 有過電流、失壓和分勵(lì)脫扣器）。 聯(lián)系以上兩種部件的中間傳遞部件 開關(guān)機(jī)構(gòu)（分合閘操作機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī) 構(gòu)）。 把以上各部分連結(jié)在一起的金屬框架 和塑料外殼。 32 2. 工作原理 1分?jǐn)鄰椈?2主觸

15、頭 3傳動(dòng)桿 4鎖扣 5過電流 脫扣器 6欠壓或失壓脫扣器 7分勵(lì)脫扣器 33 過電流脫扣器串聯(lián)于主電路，主電路 電流正常時(shí)，銜鐵是釋放的。當(dāng)主電路電 流超過一定值時(shí)，銜鐵吸合，頂桿向上將 鎖扣頂開，分?jǐn)鄰椈墒褂|頭分?jǐn)唷?失壓脫扣器并聯(lián)于主電路，電路電壓 正常時(shí)，銜鐵是吸合的。當(dāng)主電路出現(xiàn)失 電壓時(shí)，銜鐵釋放，頂桿向上將鎖扣頂開， 使觸頭斷開。 分勵(lì)脫扣器是由控制電源供電，正常 工作時(shí)，其線圈是斷電的?？筛鶕?jù)操作人 員的命令或其他信號使線圈通電，其鐵心 向上將鎖扣頂開，使斷路器分?jǐn)唷?34 熱磁式斷路器的結(jié)構(gòu)熱磁式斷路器的結(jié)構(gòu) 35 智能型斷路器結(jié)構(gòu)原理圖智能型斷路器結(jié)構(gòu)原理圖 36 3、低壓

16、斷路器的分類 低壓斷路器的分類非常復(fù)雜，有多種分類 法： （1） 按電流種類分 交流、AC 直流、DC （2） 按滅弧介質(zhì)分 空氣 真空 氣體；在低壓斷路器極少應(yīng)用。 37 （3） 按使用類別分 A類在短路情況下，斷路器無明確指明 用作串聯(lián)在負(fù)載側(cè)的另一短路保護(hù)裝置的 選擇性保護(hù)，即在短路情況下無選擇性保 護(hù)所需要的人為短延時(shí)。因而無短時(shí)耐受 電流要求。 B類在短路情況下，斷路器明確作串聯(lián) 在負(fù)載側(cè)的另一短路保護(hù)裝置的選擇性保 護(hù)，即在短路情況下，可實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)， 有人為短延時(shí)（可調(diào)節(jié)）。因此，有短時(shí) 耐受電流要求。 38 （4） 按結(jié)構(gòu)型式分 萬能式簡稱ACB，所有的零件都安裝在一個(gè) 絕緣

17、的或金屬的框架上，有較多的結(jié)構(gòu)變 化，較多種的脫扣器，較多數(shù)量的輔助觸 頭、一般選擇型斷路器、快速斷路器、特 別是大容量斷路器多設(shè)計(jì)成萬能式。 塑料外殼式（塑殼式）簡稱MCCB，所有的 零部件都安裝于一個(gè)絕緣外殼中。塑料外 殼式斷路器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、 價(jià)格較低，并且使用較安全（指操作者接 觸導(dǎo)電部件可能性小），適于獨(dú)立安裝。 額定電流較小的斷路器多設(shè)計(jì)成塑料外殼 式。 39 （5） 按保護(hù)裝置分 熱式 多為雙金屬式 電磁式 有帶線圈的鐵芯，多用于瞬時(shí) 動(dòng)作的脫扣器或作后備保護(hù)。 電子式 利用電子器件構(gòu)成脫扣器。 智能式 利用微處理器構(gòu)成脫扣器，可 達(dá)到各種保護(hù)特性。 可通信智能式智能

18、脫扣器增加界面和現(xiàn)場 總線可支持各種通信規(guī)約，達(dá)到雙向通信。 40 （6） 按動(dòng)作原理分 限流型 適用于交流，利用短路電流斥力效 應(yīng)使觸頭快速打開、分?jǐn)?。能在第一個(gè)波 峰最大值尚未出現(xiàn)時(shí)把短路電流分?jǐn)唷?非限流型 一般工業(yè)用，包括選擇性。 （7） 按分?jǐn)嗨俣确?一般型 動(dòng)作時(shí)間在20ms以上，一般工業(yè) 用 快速型 動(dòng)作時(shí)間在1020ms之間，多 用于直流。 41 （7）低壓斷路器按用途一般分為： 配電斷路器：用于電力電路，保護(hù)電路 和電器設(shè)備免受短路、過載危害的斷路器， 確保供電。 電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器：專門用于保護(hù)起 動(dòng)電動(dòng)機(jī)的斷路器 特殊用途的斷路器：例如滅磁斷路器。 剩余電流保護(hù)斷路器：I

19、EC60947-2附 錄B 42 無過電流保護(hù)斷路器：（CBI） IEC60947-2附錄L 瞬時(shí)動(dòng)作斷路器：（ICB） IEC60947-2附錄O 無過電流保護(hù)斷路器（簡稱CBI）和瞬時(shí) 動(dòng)作斷路器（簡稱ICB）似乎區(qū)別不大。 前者可以完全沒有過電流（過載和短路） 脫扣裝置，適合作隔離器用。后者帶有瞬 時(shí)動(dòng)作脫扣器，除作隔離器外，強(qiáng)調(diào)了與 電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置和其他過電流保護(hù)裝置配 合。這種斷路器的任務(wù)是作后備保護(hù)。 43 名稱名稱 電流種類和電流種類和 范圍范圍 保護(hù)特性保護(hù)特性主要用途主要用途 配電配電 用斷用斷 路器路器 交流交流 200200 6300A 選擇型選擇型 （智能型）（智能型）

20、 二級保二級保 護(hù)護(hù) 瞬時(shí)瞬時(shí) 短延時(shí)短延時(shí) 電源總開關(guān)和母聯(lián)電源總開關(guān)和母聯(lián) 開關(guān)及支路近電源開關(guān)及支路近電源 端開關(guān)。真空斷路端開關(guān)。真空斷路 器還用于特殊環(huán)境，器還用于特殊環(huán)境， 如多塵、氣體腐蝕、如多塵、氣體腐蝕、 爆炸環(huán)境等。爆炸環(huán)境等。 三級保三級保 護(hù)護(hù) 瞬時(shí)瞬時(shí) 短延時(shí)短延時(shí) （區(qū)域聯(lián)（區(qū)域聯(lián) 鎖）鎖） 長延時(shí)長延時(shí) 非選擇型非選擇型限流型限流型長延時(shí)長延時(shí) 一般型一般型瞬時(shí)瞬時(shí) 直流直流 200200 6300A 快速型快速型 有極性有極性 無極性無極性 軌道交通和保護(hù)硅軌道交通和保護(hù)硅 整流設(shè)備整流設(shè)備 一般型一般型 長延時(shí)長延時(shí) 瞬時(shí)瞬時(shí) 保護(hù)一般直流設(shè)備保護(hù)一般直流設(shè)備

21、 44 電動(dòng)機(jī)保電動(dòng)機(jī)保 護(hù)用斷路護(hù)用斷路 器器 交流交流 6363630A 直接起動(dòng)直接起動(dòng) 一般一般 型型 過電流脫扣器瞬動(dòng)倍數(shù)過電流脫扣器瞬動(dòng)倍數(shù) 8 815Ie 保護(hù)籠型電動(dòng)機(jī)保護(hù)籠型電動(dòng)機(jī) 限流限流 型型 過電流脫扣器瞬動(dòng)倍數(shù)過電流脫扣器瞬動(dòng)倍數(shù) 12Ie12Ie 同上，但可安裝同上，但可安裝 在近電源端在近電源端 間接起動(dòng)間接起動(dòng) 一般一般 型型 限流限流 型型 過電流脫扣器過電流脫扣器 瞬動(dòng)倍數(shù)瞬動(dòng)倍數(shù)38Ie 保護(hù)繞線型電動(dòng)保護(hù)繞線型電動(dòng) 機(jī)機(jī) 剩余電流剩余電流 保護(hù)斷路保護(hù)斷路 器器 交流交流 63633200A 動(dòng)作電流動(dòng)作電流0.006，0.01，0.03，0.1，0.3

22、，0.5 1 1、3、10、30A，0.1S內(nèi)分?jǐn)鄡?nèi)分?jǐn)?保護(hù)電器設(shè)備安保護(hù)電器設(shè)備安 全、防止火災(zāi)及全、防止火災(zāi)及 保證人身安全保證人身安全 無過電流無過電流 保護(hù)斷路保護(hù)斷路 器器 交流交流 直流直流 200200 6300A 無過電流保護(hù)，但也可帶一高倍瞬動(dòng)脫扣器無過電流保護(hù)，但也可帶一高倍瞬動(dòng)脫扣器主要作隔離用主要作隔離用 瞬時(shí)保護(hù)瞬時(shí)保護(hù) 斷路器斷路器 交流交流 直流直流 200200 6300A 無過電流保護(hù)，帶瞬動(dòng)脫扣器無過電流保護(hù)，帶瞬動(dòng)脫扣器 主要作電動(dòng)機(jī)起主要作電動(dòng)機(jī)起 動(dòng)器的后備保護(hù)動(dòng)器的后備保護(hù) 特殊用途特殊用途 的斷路器的斷路器 交流或直交流或直 流流 一般只需瞬動(dòng)一

23、般只需瞬動(dòng) 滅磁斷路器及滅磁斷路器及 閉合開關(guān)等閉合開關(guān)等 45 4、低壓斷路器的主要參數(shù) （1） 額定電壓 額定工作電壓Un 在規(guī)定的條件下，保證電器正常工作的 工作電壓值。交流三相電路是指電路的線 電壓。 額定絕緣電壓Uj 在規(guī)定的條件下，用來度量電器及其部 件的不同電位部分的絕緣強(qiáng)度、電氣間隙 和爬電距離的電壓值。 46 （2） 額定電流In 在規(guī)定的條件下，保證電器正常工作的 電流值。也就是過電流脫扣器能長期通過 的電流。 （3） 額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu 在規(guī)定的條件及規(guī)定的試驗(yàn)程序下，斷 路器能分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。用預(yù)期分?jǐn)?47 電流Icu表示。試驗(yàn)程序?yàn)镺tCO，O 表示一次

24、分?jǐn)嗖僮?；CO表示接通操作后 經(jīng)一定時(shí)間間隔緊接著一次分?jǐn)嗖僮?；t 表示二個(gè)相繼操作之間的時(shí)間間隔，該時(shí) 間間隔應(yīng)為3min或斷路器的復(fù)位時(shí)間。試 驗(yàn)后不要求斷路器繼續(xù)承載其額定電流， 因此額定極限短路分?jǐn)嚯娏魇菙嗦菲鞯淖?大分?jǐn)嚯娏鳌?（4） 額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs 在規(guī)定的條件及規(guī)定的試驗(yàn)程序下，斷 路器能分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。用預(yù)期分?jǐn)?48 電流Ics表示。Ics可用Icu的百分?jǐn)?shù)表示。試驗(yàn) 程序?yàn)镺tCOtCO。試驗(yàn)后要求斷路 器繼續(xù)承載其額定電流。 （5） 額定短時(shí)耐受電流Icw 在規(guī)定的條件及規(guī)定的試驗(yàn)程序下，斷路器 能承受一定時(shí)間的電流值Icw。 它包括要經(jīng)受短路電流沖擊峰值

25、的電動(dòng)力作 用以及短路電流(周期分量有效值)的熱作用。 短時(shí)時(shí)間應(yīng)不小于0.05s，其優(yōu)選值如下： 0.050.10.250.51s。 InIn2500 InIn25002500 12In12In或或5kA，取較大，取較大 者者 3030 49 （6） 動(dòng)作時(shí)間/電流特性 動(dòng)作時(shí)間/電流特性是指斷路器動(dòng)作時(shí)間 與電流的函數(shù)關(guān)系，也稱為保護(hù)特性。 橫坐標(biāo)表示電流（整定電流的倍數(shù)）縱坐標(biāo) 表示時(shí)間以s表示。兩個(gè)坐標(biāo)軸均采用對數(shù)坐標(biāo)。 對配電用選擇型斷路器要求有二段或三段保護(hù)特 性，上一級的可返回時(shí)間要大于下級的斷開時(shí)間， 否則將破壞系統(tǒng)的選擇性。電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器 則要求長延時(shí)反時(shí)限特性能盡量和被

26、保護(hù)對象的 過載特性相配合。 （7） 限流能力 對限流式斷路器和快速斷路器要求有較高的限流能 力，限流系數(shù)在0.6以下。要求斷路器有極快的 動(dòng)作速度。限流斷路器的固有動(dòng)作時(shí)內(nèi)應(yīng)小于 3ms。 50 51 斷路器斷開交直流電路時(shí)的波形和時(shí)間圖斷路器斷開交直流電路時(shí)的波形和時(shí)間圖 52 實(shí)際最大分?jǐn)嚯娏鱅k與最大穩(wěn)定短路電流Ikm之 比稱為限流系數(shù)Ki,即 Ki = Ik/Ikm 限流系數(shù)是評價(jià)快速斷路器重要性能指標(biāo)之一， 一般要求在0.6以下。由于電動(dòng)力正比于電流平 方，因此采用快速斷路器可將回路的電器設(shè)備 在短路時(shí)所承受的電動(dòng)力降低到原來的36%以 下，這樣，既可節(jié)省回路和電器設(shè)備的投資， 又

27、可保證回路設(shè)備可靠運(yùn)行。此外，分?jǐn)喽搪?電流所產(chǎn)生的熱量（idt）也降低了，這對 硅變流裝置的短路保護(hù)來說尤為重要。 53 （8） 操作性能能力 過去慣稱機(jī)電壽命。 現(xiàn)在根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)和我國國標(biāo)已改為操作 性能能力。操作性能能力有不通電和通電 操作循環(huán)次數(shù)規(guī)定。其次數(shù)按斷路器額定 電流大小在標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定。額定電流 大的斷路器操作循環(huán)次數(shù)較少。額定電流 小的斷路器則較多些。 （9） I2t特性 表示與分?jǐn)鄷r(shí)間有關(guān)的I2t 最大值與預(yù)期電流（交流對稱有效值）的 函數(shù)關(guān)系（一般為一條曲線），預(yù)期電流 可至最大值，是相應(yīng)于額定短路分?jǐn)嗄芰?及有關(guān)電壓的預(yù)期電流。特別是對限流斷 路器有較重要的意義，在

28、選擇性配合中可 作為配合協(xié)調(diào)的依據(jù)。 54 （10） 可通信能力 隨著智能型斷路器的出現(xiàn)，則引發(fā)出可 通信問題。在現(xiàn)代自動(dòng)化配電網(wǎng)中下級斷 路器的各種信息要及時(shí)傳送給中央控制計(jì) 算機(jī)。中央控制計(jì)算機(jī)亦需及時(shí)傳送至F級 斷路器，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。這就要斷路 器有可通信能力，并能支持各種總線系統(tǒng)， 例為Mordbus，Profibus，Devicent 總線系統(tǒng)。 55 5、低壓斷路器的脫扣器 斷路器為得到不同的保護(hù)特性，必需帶 有不同的脫扣器。 1反時(shí)限長延時(shí) 2定時(shí)限短延時(shí)（數(shù)周波） 3定時(shí)限瞬時(shí)（小于1周波） 56 （1） 反時(shí)限長延時(shí)脫扣器 熱脫扣器：其工作原理是電流的熱效 應(yīng)。當(dāng)過載電流

29、通過雙金屬片時(shí)，雙金屬 片發(fā)熱而彎曲，推動(dòng)斷路器的脫扣軸而發(fā) 生脫扣。電流較大，動(dòng)作時(shí)間越短，適合 于制成反時(shí)限脫扣器。其保護(hù)特性較接近 于被保護(hù)裝置的過載特性，電動(dòng)機(jī)保護(hù)用 的斷路器多選用這種脫扣器。 57 （1） 反時(shí)限長延時(shí)脫扣器 熱脫扣器：雙金屬片式熱脫扣器具有 延時(shí)特性，加熱方式有：直熱式、間熱式 和復(fù)式。 直接加熱是以電流直接通過雙金屬片中，直接加熱是以電流直接通過雙金屬片中， 使雙金屬片發(fā)熱。一般適用于使雙金屬片發(fā)熱。一般適用于6 6100A100A的的 電流范圍。電流范圍。 間接加熱是將雙金屬置于加熱元件上，間接加熱是將雙金屬置于加熱元件上， 過載電流只通過加熱元件，發(fā)熱元件的

30、熱過載電流只通過加熱元件，發(fā)熱元件的熱 量通過熱傳導(dǎo)傳遞給雙金屬片。最方便的量通過熱傳導(dǎo)傳遞給雙金屬片。最方便的 發(fā)熱元件就是斷路器載流體本身，在裝置發(fā)熱元件就是斷路器載流體本身，在裝置 雙金屬片部位減小其載流截面，使其有適雙金屬片部位減小其載流截面，使其有適 當(dāng)?shù)陌l(fā)熱量。當(dāng)?shù)陌l(fā)熱量。 58 59 復(fù)式加熱是將雙金屬片同熱元件串聯(lián)， 熱元件即除雙金屬片加熱，小型斷路器 （6A以下）多采用這種加熱方式。 互感器加熱是將互感器的二次電流直接 加熱雙金屬片，是直流加熱的一個(gè)特例， 適用于大容量斷路器。 60 61 熱雙金屬脫扣器易受環(huán)境溫度的影響，使 動(dòng)作整定值產(chǎn)生誤差。為了彌補(bǔ)此誤差， 可采用溫度

31、補(bǔ)償措施。下圖是一種最簡單 的溫度補(bǔ)償原理圖。只要脫扣指采用和熱 脫扣器同樣的雙金屬片材料制造，取同樣 的幾何尺寸，就可實(shí)現(xiàn)全補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫 度變化時(shí)，兩片雙金屬片擾度完全相同， 所以雙金屬片自由端與脫扣指作用點(diǎn)之間 的距離保持相對不變，這就是起到了溫度 補(bǔ)償作用。 62 63 油阻尼脫扣器（兼瞬時(shí)）： 1動(dòng)鐵心 2復(fù)位彈簧 3油杯 4極靴 5銜鐵 6調(diào)節(jié)彈簧 7硅油 64 圖a：電磁吸力小于復(fù)位彈簧推力，動(dòng) 鐵心處于底部，銜鐵在打開位置。 圖b：當(dāng)線圈通過過載電流時(shí)，電磁吸 力大于復(fù)位彈簧推力，動(dòng)鐵心克服重力和 彈簧力而向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)磁阻不斷減小， 磁通增大，到達(dá)一定位置時(shí)銜鐵的吸力大 于反

32、力時(shí)立即吸合，推動(dòng)脫扣器的轉(zhuǎn)軸使 斷路器脫扣。 由于動(dòng)鐵心向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到油阻尼作用 而產(chǎn)生延時(shí)，電流越大，鐵心運(yùn)動(dòng)越快， 動(dòng)作時(shí)間也越短，因此得到反時(shí)限的時(shí)間/ 65 電流特性。調(diào)節(jié)反力彈簧，可改變延時(shí)的長 短。 圖c：當(dāng)線圈通過短路電流時(shí)，電磁吸 力足夠大，將銜鐵瞬時(shí)吸合，斷路器瞬時(shí) 動(dòng)作。 （2） 定時(shí)限短延時(shí)脫扣器 可用帶有鐘表機(jī)構(gòu)的延時(shí)脫扣器。 （3） 定時(shí)限瞬時(shí)脫扣器 可用電磁式脫扣器。 過電流脫扣器是電流線圈電磁鐵，線 圈與主電路串聯(lián)； 66 脫扣器型式脫扣器型式 結(jié)構(gòu)特結(jié)構(gòu)特 征征 延時(shí)延時(shí) 特性特性 主要優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)缺點(diǎn) 熱熱 式式 雙金雙金 屬片屬片 式式 利用雙利用雙 金屬

33、片金屬片 延時(shí)延時(shí) 長延長延 時(shí)，時(shí)， 反時(shí)反時(shí) 限限 1. 1. 結(jié)構(gòu)簡單，成結(jié)構(gòu)簡單，成 本低本低 2. 2. 返回系數(shù)較高返回系數(shù)較高 3. 3. 整定電流和延整定電流和延 時(shí)受溫度影響較大時(shí)受溫度影響較大 4. 4. 雙金屬片式熱雙金屬片式熱 穩(wěn)定差穩(wěn)定差 5. 5. 動(dòng)作后復(fù)位時(shí)動(dòng)作后復(fù)位時(shí) 間長間長 熱繼熱繼 電器電器 式式 電流互電流互 感器與感器與 熱繼電熱繼電 器組合器組合 達(dá)到延達(dá)到延 時(shí)時(shí) 過電流脫扣器類型一覽表過電流脫扣器類型一覽表 67 電電 磁磁 式式 電電 磁磁 鐵鐵 式式 鐵心、鐵心、 線圈線圈 瞬時(shí)瞬時(shí) 1. 1. 機(jī)構(gòu)簡單，成本機(jī)構(gòu)簡單，成本 低低 2. 2

34、. 返回系數(shù)低返回系數(shù)低 3. 3. 只能瞬時(shí)動(dòng)作，只能瞬時(shí)動(dòng)作， 宜作短路保護(hù)之用宜作短路保護(hù)之用 鐘鐘 表表 式式 電磁、電磁、 擒縱機(jī)擒縱機(jī) 構(gòu)延時(shí)構(gòu)延時(shí) 長延時(shí)，反時(shí)長延時(shí)，反時(shí) 限或定時(shí)限限或定時(shí)限 短延時(shí)，定時(shí)短延時(shí)，定時(shí) 限限 瞬時(shí)瞬時(shí) 1. 1. 延時(shí)準(zhǔn)確，誤差延時(shí)準(zhǔn)確，誤差 小于小于10% 2. 2. 調(diào)整方便調(diào)整方便 3. 3. 不受溫度影響不受溫度影響 4. 4. 成本較高成本較高 68 液液 壓壓 式式 活活 塞塞 式式 利用活利用活 塞在盛塞在盛 硅油的硅油的 油杯中油杯中 運(yùn)動(dòng)達(dá)運(yùn)動(dòng)達(dá) 到延時(shí)到延時(shí) 長延長延 時(shí)，時(shí)， 反時(shí)反時(shí) 限，限， 瞬時(shí)瞬時(shí) 1. 1. 動(dòng)作

35、電流整定動(dòng)作電流整定 值較準(zhǔn)確值較準(zhǔn)確 2. 2. 延時(shí)誤差大延時(shí)誤差大 3. 3. 密封困難，結(jié)密封困難，結(jié) 構(gòu)復(fù)雜構(gòu)復(fù)雜 浮浮 動(dòng)動(dòng) 鐵鐵 心心 式式 利用鐵利用鐵 心在盛心在盛 硅油的硅油的 油杯中油杯中 浮動(dòng)達(dá)浮動(dòng)達(dá) 到延時(shí)到延時(shí) 長延長延 時(shí)，時(shí)， 反時(shí)反時(shí) 限，限， 瞬時(shí)瞬時(shí) 1. 1. 動(dòng)作電流整定動(dòng)作電流整定 值較準(zhǔn)確值較準(zhǔn)確 2. 2. 延時(shí)誤差大延時(shí)誤差大 3. 3. 結(jié)構(gòu)簡單，密結(jié)構(gòu)簡單，密 封較活塞式容易封較活塞式容易 69 空氣空氣 阻尼阻尼 式式 空氣空氣 室延室延 時(shí)時(shí) 長延時(shí)，反時(shí)長延時(shí)，反時(shí) 限限 短延時(shí)，定時(shí)短延時(shí)，定時(shí) 限限 瞬時(shí)瞬時(shí) 1. 1. 延時(shí)準(zhǔn)確

36、，誤差延時(shí)準(zhǔn)確，誤差 10% 2. 2. 調(diào)整方便調(diào)整方便 3. 3. 受溫度影響較小受溫度影響較小 4. 4. 成本較低成本較低 5. 5. 容易老化，可靠容易老化，可靠 性差性差 電磁感電磁感 應(yīng)斥力應(yīng)斥力 式式 利用電容利用電容 對線圈放對線圈放 電在鋁盤電在鋁盤 中感應(yīng)渦中感應(yīng)渦 流產(chǎn)生斥流產(chǎn)生斥 力力 與半與半 導(dǎo)體導(dǎo)體 元件元件 配合配合 達(dá)到達(dá)到 延時(shí)延時(shí) 1. 1. 體積小，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)體積小，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng) 作速度快作速度快 2. 2. 不需要鐵心，制造方便不需要鐵心，制造方便 3. 3. 需外加電容器（高壓）需外加電容器（高壓） 和充電電源和充電電源 70 （4 4）失壓和分

37、勵(lì)脫扣器是電壓線圈電磁 鐵，線圈與主電路并聯(lián)。 （5）電子式脫扣器 由傳感器（互感器）、電子電路和脫扣 機(jī)構(gòu)組成。可方便地獲得長延時(shí)、短延時(shí)、 瞬時(shí)保護(hù)特性。 71 （6）智能型控制器 智能控制器分為保護(hù)用智能控制器和通 信智能控制器兩種： 1）保護(hù)用智能控制器 保護(hù)用智能控制器簡稱智能控制器或 控制器，是斷路器的核心部件,其基本功能 滿足斷路器的過電流短路保護(hù),對斷路器的 負(fù)載電流進(jìn)行測量,監(jiān)控,對故障電流進(jìn)行分 析及發(fā)出對故障電流的處理信號。其擴(kuò)展 功能能滿足各種電量的測量及通信等功能。 72 典型的產(chǎn)品就是上海磊躍自動(dòng)化公司的 ST3智能控制器。該公司為我國同行業(yè)定 點(diǎn)專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。 基

38、本功能：過載，短延時(shí)，瞬時(shí)保護(hù) 擴(kuò)展功能：電壓、電流、頻率、功率、 功率因數(shù)、電能、需用值、諧波、電壓不 平衡率測量，相序檢測，過壓、欠壓、過 頻、欠頻相序、逆功率、需用值、電壓不 平衡保護(hù)，接地漏電保護(hù) 附加功能：故障記錄、歷史記錄、波形 記錄、觸頭當(dāng)量記錄、通信 區(qū)域連鎖 73 過載保護(hù)特性可以有多種選擇，滿足不 同的保護(hù)對象的要求 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 保護(hù)用保護(hù)用 動(dòng)動(dòng) 作作 特特 性性 0.95 I0.95 Ir1 r1 2h 2h 不動(dòng)作不動(dòng)作 1.05 I1.05 Ir1 r1 1h 2h 2h 不動(dòng)作不動(dòng)作 1.20 I1.20 Ir1 r1 1h 1h 動(dòng)作動(dòng)作 整定范圍：整定范圍：

39、I Ir1 r1=K =Kr r * * I In n K Kr r 0.41 0.41 過載長延時(shí)特性：基本過載長延時(shí)特性：基本 T= T=（1.5I1.5Ir1 r1） ）2 2 t tL L/I/I2 2 可擴(kuò)展 可擴(kuò)展 （1 1）標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限）標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限 T=K T=K2 2/(N/(N0.02 0.02-1) -1) （2 2）快速反時(shí)限）快速反時(shí)限T= KT= K2 2/(N-1)/(N-1) （3 3）特快反時(shí)限）特快反時(shí)限 （一般用途）（一般用途） T= KT= K2 2 /(N /(N2 2-1)-1) （4 4）特快反時(shí)限）特快反時(shí)限 （電動(dòng)機(jī)保護(hù)）（電動(dòng)機(jī)保護(hù)） T=KT=

40、K2 2/1.15log/1.15loge eNN2 2/( N/( N2 2-1.15)-1.15) （5 5）高壓熔絲兼容）高壓熔絲兼容 T= K T= K2 2/(N/(N4 4-1)-1) 75 2 2）可通信智能控制器）可通信智能控制器 智能控制器進(jìn)一步發(fā)展可成為可通信產(chǎn)品。智能控制器進(jìn)一步發(fā)展可成為可通信產(chǎn)品。 目前智能控制器主要通過現(xiàn)場總線進(jìn)行通信。目前智能控制器主要通過現(xiàn)場總線進(jìn)行通信。 通過通過internetinternet網(wǎng)通信的控制器處于進(jìn)一步的網(wǎng)通信的控制器處于進(jìn)一步的 發(fā)展中。發(fā)展中。 控制器采用現(xiàn)場總線主要有控制器采用現(xiàn)場總線主要有modbusmodbus、pro

41、fibusprofibus、 device netdevice net通過現(xiàn)場總線可以對控制器進(jìn)行通過現(xiàn)場總線可以對控制器進(jìn)行 四遙功能（遙控，遙測，遙調(diào)，遙訊）?？刂扑倪b功能（遙控，遙測，遙調(diào)，遙訊）?？刂?器可通過網(wǎng)關(guān)實(shí)行現(xiàn)場總線的轉(zhuǎn)換，目前的網(wǎng)器可通過網(wǎng)關(guān)實(shí)行現(xiàn)場總線的轉(zhuǎn)換，目前的網(wǎng) 關(guān)主要是關(guān)主要是modbusmodbus對對profibusprofibus，modbusmodbus對對 device netdevice net。可通信智能控制器是組成通信?？赏ㄐ胖悄芸刂破魇墙M成通信 網(wǎng)絡(luò)的重要部件，通過通信網(wǎng)絡(luò)可對系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的重要部件，通過通信網(wǎng)絡(luò)可對系統(tǒng)進(jìn)行 控制調(diào)節(jié)改善系統(tǒng)功能

42、。控制調(diào)節(jié)改善系統(tǒng)功能。 76 7.7.滅弧室滅弧室 （1 1） 滅弧室的設(shè)計(jì)要求滅弧室的設(shè)計(jì)要求 1 1） 可靠地熄滅電弧，燃弧時(shí)間應(yīng)盡可能短?？煽康叵珉娀。蓟r(shí)間應(yīng)盡可能短。 2 2） 有足夠的熱容量，使在熄滅電弧時(shí)，滅弧有足夠的熱容量，使在熄滅電弧時(shí)，滅弧 室的溫度不致太高，防止滅弧室變形或碎裂。室的溫度不致太高，防止滅弧室變形或碎裂。 因此，在采用柵片滅弧時(shí)，片數(shù)往往不是按近因此，在采用柵片滅弧時(shí)，片數(shù)往往不是按近 極壓降來選擇，而是按盡可能增大熱容量來確極壓降來選擇，而是按盡可能增大熱容量來確 定。定。 3 3） 盡可能小的飛弧距離。有時(shí)為了降低飛弧盡可能小的飛弧距離。有時(shí)為了降

43、低飛弧 距離，在柵片上部增設(shè)滅焰柵片，滅焰柵片的距離，在柵片上部增設(shè)滅焰柵片，滅焰柵片的 材料可用金屬也可用絕緣材料。材料可用金屬也可用絕緣材料。 77 4 4） 當(dāng)受電弧高溫作用時(shí)，滅弧室能產(chǎn)生有利當(dāng)受電弧高溫作用時(shí)，滅弧室能產(chǎn)生有利 于滅弧的氣體，如鋼紙板材料就有這種特點(diǎn)。于滅弧的氣體，如鋼紙板材料就有這種特點(diǎn)。 5 5） 滅弧室的室壁應(yīng)盡可能平整，既便于電弧滅弧室的室壁應(yīng)盡可能平整，既便于電弧 運(yùn)動(dòng)，也有利用電弧與室壁接觸而受到冷卻，運(yùn)動(dòng)，也有利用電弧與室壁接觸而受到冷卻， 增強(qiáng)滅弧性能。增強(qiáng)滅弧性能。 6 6） 有良好的絕緣性能，在受電弧高溫作用后有良好的絕緣性能，在受電弧高溫作用后

44、不容易碳化。不容易碳化。 7 7） 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受電弧熱能產(chǎn)生有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受電弧熱能產(chǎn)生 的壓力，另一方面也可承受產(chǎn)品在裝配和運(yùn)輸?shù)膲毫Γ硪环矫嬉部沙惺墚a(chǎn)品在裝配和運(yùn)輸 過程中的振動(dòng)，而不致碎裂。過程中的振動(dòng)，而不致碎裂。 78 塑料外殼式斷路器多采用柵片滅弧。嚴(yán)格地說，塑料外殼式斷路器多采用柵片滅弧。嚴(yán)格地說， 其滅弧室僅是本體一部分，而塑料外殼才是滅其滅弧室僅是本體一部分，而塑料外殼才是滅 弧室的室壁，由它來承受電弧熱能所產(chǎn)生的壓弧室的室壁，由它來承受電弧熱能所產(chǎn)生的壓 力和吸收電弧的熱能。力和吸收電弧的熱能。 79 幾種常用的滅弧室?guī)追N常用的滅弧室 結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 作

45、用原理和結(jié)構(gòu)說作用原理和結(jié)構(gòu)說 明明 優(yōu)優(yōu) 缺缺 點(diǎn)點(diǎn) 適用范適用范 圍圍 1. 1. 去離子?xùn)艤缁∪ルx子?xùn)艤缁?2. 2. 柵片可平行布置，柵片可平行布置， 也可輻射狀布置也可輻射狀布置 3. 3. 滅焰柵可用金屬滅焰柵可用金屬 材料，也可用絕緣材料，也可用絕緣 材料材料 4. 4. 室壁材料可用石室壁材料可用石 棉水泥或耐弧塑料棉水泥或耐弧塑料 等等 1. 1. 交流滅交流滅 弧性能好弧性能好 2. 2. 飛弧距飛弧距 離較小離較小 3. 3. 制造較制造較 復(fù)雜復(fù)雜 交流斷交流斷 路器或路器或 交直流交直流 通用的通用的 斷路器斷路器 80 1. 1. 長弧滅弧原理長弧滅弧原理 2. 2

46、. 隔片用絕緣原隔片用絕緣原 材料材料 3. 3. 室壁材料可用室壁材料可用 石棉水泥板或玻石棉水泥板或玻 璃絲板璃絲板 1. 1. 適于熄適于熄 滅直流電滅直流電 弧弧 2. 2. 外形尺外形尺 寸較小寸較小 3. 3. 制造較制造較 復(fù)雜復(fù)雜 直流快直流快 速斷路速斷路 器器 81 1. 1. 長弧滅弧長弧滅弧 原理原理 2. 2. 縱向隔板縱向隔板 把滅弧室份把滅弧室份 為為14個(gè)窄縫個(gè)窄縫 3. 3. 隔板用石隔板用石 棉水泥制成棉水泥制成 1. 1. 適用于熄滅適用于熄滅 直流電弧直流電弧 2. 2. 結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單， 制造方便制造方便 3. 3. 外形尺寸大外形尺寸大 4. 4

47、. 需加輔助磁需加輔助磁 吹吹 直流直流 快速快速 斷路斷路 器器 82 1. 1. 長弧滅弧長弧滅弧 原理原理 2. 2. 用石棉水用石棉水 泥制成泥制成 3. 3. 為了進(jìn)一為了進(jìn)一 步拉長電弧，步拉長電弧， 滅弧室內(nèi)壁滅弧室內(nèi)壁 成犬牙交錯(cuò)成犬牙交錯(cuò) 狀狀 1. 1. 適于適于 熄滅直流熄滅直流 電弧電弧 2. 2. 飛弧飛弧 距離較小距離較小 3. 3. 節(jié)省節(jié)省 金屬材料金屬材料 4. 4. 裝配裝配 簡單簡單 5. 5. 需加需加 磁吹磁吹 直流直流 斷路斷路 器或器或 交直交直 流通流通 用的用的 斷路斷路 器器 83 1. 1. 長弧和短長弧和短 弧相結(jié)合的弧相結(jié)合的 滅弧原理

48、滅弧原理 2. 2. 絕緣隔片絕緣隔片 用耐弧水泥用耐弧水泥 制造制造 3. 3. 室壁用玻室壁用玻 璃絲板璃絲板 4. 4. 內(nèi)設(shè)小弧內(nèi)設(shè)小弧 角把電弧拉角把電弧拉 成螺旋狀成螺旋狀 1. 1. 適于適于 熄滅直熄滅直 流電弧流電弧 2. 2. 外形外形 尺寸較尺寸較 小小 3. 3. 制造制造 較復(fù)雜較復(fù)雜 4. 4. 需加需加 磁吹磁吹 直流直流 快速快速 斷路斷路 器器 84 1. 1. 長弧和短弧長弧和短弧 相結(jié)合的滅弧相結(jié)合的滅弧 原理原理 2. 2. 有多層滅弧有多層滅弧 片迭成，在層片迭成，在層 間電弧暴露在間電弧暴露在 空氣中，有利空氣中，有利 散熱散熱 3. 3. 每每層滅

49、弧片層滅弧片 由絕緣板、鐵由絕緣板、鐵 柵片（上、下柵片（上、下 各一）、隔弧各一）、隔弧 板及云母玻璃板及云母玻璃 板組成板組成 1. 1. 適于適于 熄滅直熄滅直 流電弧流電弧 2. 2. 外形外形 尺寸較尺寸較 小小 3. 3. 制造制造 較復(fù)雜較復(fù)雜 4. 4. 需加需加 磁吹磁吹 直流直流 快速快速 斷路斷路 器器 85 6、低壓斷路器的典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu) （1） 萬能式斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有一個(gè)金屬框架，所有元件 都安裝在框架上。 86 87 觸頭系統(tǒng) 主觸頭為滾輪式雙斷點(diǎn)橋式，副觸頭和 弧觸頭為單斷點(diǎn)指式，三者是并聯(lián)的。 分?jǐn)嗑€路時(shí)，主、副、弧觸頭依次打 開。 閉合線路時(shí)，弧、副、主觸頭

50、依次閉 合。 滅弧系統(tǒng) 為柵片式滅弧室，帶有V形缺口的鐵柵片 固定在陶土滅弧罩中?；∮|頭伸入到滅弧 室內(nèi)，以便將電弧引入滅弧室而熄滅。 88 對接式觸頭有單檔、雙檔之分。三檔觸頭結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，而且使電流轉(zhuǎn)移過程困難，不利于 分?jǐn)喽搪冯娏?，現(xiàn)已不用。雙檔觸頭有主觸 頭和弧觸頭之分。由主觸頭承載電流，弧觸 頭分?jǐn)喽搪冯娏?。在多片并?lián)的觸頭系統(tǒng)中， 中間的二、三片觸頭凸起一點(diǎn)距離（例如 1mm），使其在閉合時(shí)先接觸，分?jǐn)鄷r(shí)后 分?jǐn)?，也形成雙檔觸頭，提高了斷路器承載 長期電流的能力。單檔觸頭只有一個(gè)觸頭， 就是主觸頭，也作分?jǐn)嚯娀≈?。在設(shè)計(jì)合 理情況下，應(yīng)用單檔觸頭結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)。 但對觸頭材料有較高

51、的要求。 89 開關(guān)機(jī)構(gòu) 包括操作機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī)構(gòu)。其作用 是實(shí)現(xiàn)操作手柄和各種脫扣器對觸頭動(dòng)作 的控制。自由脫扣是指在主電路出現(xiàn)故障 時(shí)，無論操作手柄在什么位置，觸頭均能 迅速分?jǐn)嚯娐贰?脫扣器 帶有三種脫扣器： 過電流脫扣器 失壓脫扣器 分勵(lì)脫扣 器，均為瞬時(shí)動(dòng)作電磁式。 90 （2） 塑料外殼式斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有一個(gè)塑料外殼所有元件都 裝配在塑料外殼內(nèi)。 為減小殼體尺寸，元件結(jié)構(gòu)比較簡單、 緊湊，通斷能力較低，保護(hù)方案和操作方 式的種類較少。 （3） 限流斷路器 是分?jǐn)鄷r(shí)間短得足以使短路電流達(dá)到其 預(yù)期峰值前分?jǐn)嗟臄嗦菲鳌?電動(dòng)斥力觸頭是利用平行導(dǎo)體中流過的 反向電流在導(dǎo)體之間產(chǎn)生的

52、電動(dòng)斥力來斥 開觸頭。 91 1上導(dǎo)電板 2靜觸頭 3動(dòng)觸頭 4動(dòng)觸頭支架 5、6軟連接線 7彈簧 92 作用原理和結(jié)構(gòu)說明作用原理和結(jié)構(gòu)說明 適適 用用 范范 圍圍 主主 磁磁 吹吹 串聯(lián)于被分?jǐn)嗟闹骰芈分?。吹串?lián)于被分?jǐn)嗟闹骰芈分?。?弧線圈可以置于滅弧室外，一弧線圈可以置于滅弧室外，一 般帶有導(dǎo)磁的鐵心和鐵軛。般帶有導(dǎo)磁的鐵心和鐵軛。 能適用能適用 于多種型于多種型 式滅弧室。式滅弧室。 93 輔輔 助助 磁磁 吹吹 吹弧線圈置于滅弧室內(nèi)，當(dāng)電弧進(jìn)入吹弧線圈置于滅弧室內(nèi)，當(dāng)電弧進(jìn)入 滅弧室后，吹弧線圈被串聯(lián)在電弧之滅弧室后，吹弧線圈被串聯(lián)在電弧之 中，產(chǎn)生補(bǔ)助磁場，加速電弧的熄滅。中，產(chǎn)

53、生補(bǔ)助磁場，加速電弧的熄滅。 一般一般 用于用于 窄縫窄縫 滅弧滅弧 室。室。 94 氣氣 吹吹 在開關(guān)斷開過程中，機(jī)構(gòu)帶在開關(guān)斷開過程中，機(jī)構(gòu)帶 動(dòng)小型氣泵，將氣吹向弧觸動(dòng)小型氣泵，將氣吹向弧觸 頭，加速電弧進(jìn)入滅弧室。頭，加速電弧進(jìn)入滅弧室。 適用于小適用于小 電流滅弧電流滅弧 效果較差效果較差 的滅弧室的滅弧室 中。中。 95 （4） 剩余（漏電）電流斷路器 在規(guī)定的條件下，電路中剩余電流達(dá)到 預(yù)定值時(shí)能自動(dòng)斷開電路的斷路器。 剩余（漏電）電流是指被保護(hù)主電路 （包括中性線）電流的相量和，亦即電流 瞬時(shí)值的代數(shù)和。 剩余電流斷路器用于低壓電網(wǎng)人身觸電 保護(hù)和電氣設(shè)備的漏電保護(hù)。由一般型斷

54、 路器加零序電流互感器和漏電脫扣器組成。 96 1斷路器 2零序電流互感器 3電動(dòng)機(jī) 4脫扣器線圈 97 電網(wǎng)正常時(shí)，不論三相負(fù)載是否平衡， 只要沒有接地漏電電流或觸電電流，通過 零序電流互感器的三相電流矢量和為零， 即 Ia+ Ib+ Ic= 0 電流互感器的二次線圈沒有電流。 當(dāng)有接地漏電或觸電事故時(shí)，漏電電流 或觸電電流通過大地回到變壓器的中性點(diǎn)， 三相電流的矢量和不為零 Ia+ Ib+ Ic= IL1 互感器二次線圈產(chǎn)生IL2 ，當(dāng)達(dá)到剩余電 98 流斷路器動(dòng)作值時(shí)，脫扣器動(dòng)作，斷路 器分?jǐn)嚯娐贰?99 五 低壓斷路器發(fā)展趨向 1 短路分?jǐn)嗄芰?目前，我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14048.2（等

55、同國 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)ICE60947-2）中，規(guī)定了短路分 斷能力Icu（額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ┖?Ics（額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ﹥蓚€(gè)指標(biāo)。 一般情況下，Icu高于Ics，但從各國發(fā)展 情況來看，現(xiàn)在開發(fā)出的新產(chǎn)品中有 Icu=Ics的趨勢。這是合理的，因?yàn)镮EC標(biāo) 準(zhǔn)中引入的這兩個(gè)指標(biāo)是美國NEMA標(biāo)準(zhǔn) 和德國VDE標(biāo)準(zhǔn)互相妥協(xié)的結(jié)果。 100 美國NEMA標(biāo)準(zhǔn)中是采用相當(dāng)于Icu的 指標(biāo)，德國VDE標(biāo)準(zhǔn)中是采用相當(dāng)于Ics的 指標(biāo)來衡量斷路器的分?jǐn)嗄芰?。?jīng)多年相持 至1987年，雙方同意將兩個(gè)指標(biāo)都列入標(biāo) 準(zhǔn)中。但實(shí)施后發(fā)現(xiàn)了其不合理性，即生產(chǎn) 廠要做兩套實(shí)驗(yàn)，既費(fèi)工又費(fèi)錢，多耗不少 試品。從用戶安全可靠方面考慮，易于接受 Ics指標(biāo)，于是就往