低壓斷路器綜述

1、2021-10-13Rockwell Automation 1 低壓斷路器一. 低壓斷路器的用途、工作原理和分類二. 低壓斷路器的典型結構三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)四. 低壓斷路器的脫扣器與時間電流特性2021-10-13Rockwell Automation 22.4 低壓斷路器o低壓斷路器的用途、工作原理和分類o低壓斷路器：在低壓配電網(wǎng)絡中用來分配電能以及按規(guī)定 條件對低壓配電電路、電動機或其他用電設備實行通斷操作并起保護作用的開關電器。o低壓斷路器的保護作用：當電路中出現(xiàn)過載過載、短路短路或欠壓欠壓 等故障時，能自動分斷電路。o低壓斷路器以前稱為自動開關、空氣開關或自動空氣斷路器。o

2、在正常情況下，低壓斷路器可用于不頻繁地接通與切斷線路。2021-10-13Rockwell Automation 32.4 低壓斷路器一. 低壓斷路器的用途、工作原理和分類 原理原理 主觸頭2為常開觸頭，用于接通和分斷主電路，串聯(lián)在三相回路中，圖中所示為主觸頭處于閉合位置，此時，傳動桿3由鎖扣4鉤住，分斷彈簧1被拉伸，過電流脫扣過電流脫扣器器5串聯(lián)于主電路串聯(lián)于主電路，在主電路電流為正常值時，過電流脫扣器的銜鐵處于打開位置，當主電路電流超過規(guī)定值時，銜鐵被吸合，頂桿向上將鎖扣4頂開，分斷彈簧1使主觸頭分斷(或稱分閘)。 圖2.7 低壓斷路器的工作原理圖1一分斷彈簧；2一主觸頭；3一傳動稈；4鎖

3、扣；5一過電流脫如器；6欠壓脫扣器；7一分勵脫扣器2021-10-13Rockwell Automation 42.4 低壓斷路器欠壓脫扣器欠壓脫扣器6并聯(lián)于主電路并聯(lián)于主電路，在主電路電壓正常時，其銜鐵吸合，當主電路電壓低于規(guī)定值時，其銜鐵釋放，頂桿也將鎖扣4頂開，使主觸頭分斷。分勵脫扣器分勵脫扣器7由控制電源供由控制電源供電電，它可以根據(jù)操作人員的命令或其他信號使線圈通電，銜鐵被吸合，頂桿向上將鎖扣4頂開 ，使主觸頭分斷。 圖2.7 低壓斷路器的工作原理圖1一分斷彈簧；2一主觸頭；3一傳動稈；4鎖扣；5一過電流脫如器；6欠壓脫扣器；7一分勵脫扣器2021-10-13Rockwell Aut

4、omation 5分勵脫扣器電路 2021-10-13Rockwell Automation 62.4 低壓斷路器一. 低壓斷路器的用途、工作原理和分類低壓斷路器組成 導電接觸系統(tǒng) 滅弧系統(tǒng) 各種脫扣器 開關機構 把以上各部分連接在一起的金屬框架或塑料外殼2021-10-13Rockwell Automation 72.4 低壓斷路器一. 低壓斷路器的用途、工作原理和分類低壓斷路器分類 按用途分：保護配電線路用、保護電動機用、保護照明線路用和漏電保護用斷路器。 按結構型式分：萬能式/框架式和裝置式/塑料外殼式斷路器。 按極數(shù)分：四極、三極、二極和單極斷路器。 按限流性能分：普通式和限流式斷路器

5、。 按操作方式分：直接手柄操作式、杠桿操作式、電磁鐵操作式和電動機操作式斷路器。 按所采用滅弧介質分：空氣斷路器（俗稱空氣開關）、真空斷路器、SF6斷路器、油斷路器。 按使用類別分： 非選擇型（A型）和選擇型（B型）兩類。 按動作速度分：快速型和一般型。 2021-10-13Rockwell Automation 8低壓斷路器型號及含義2021-10-13Rockwell Automation 9低壓斷路器及其電氣符號 2021-10-13Rockwell Automation 102.4 低壓斷路器二. 低壓斷路器的典型結構1.萬能式斷路器 萬能式斷路器的結構特點是有一個金屬框架，所有元件都

6、安裝在框架上。 萬能式斷路器多數(shù)屬于敞開式，為了防塵的需要，有時做成金屬箱防護式。萬能式斷路器又分為普通式和限流式。2021-10-13Rockwell Automation 112.4 低壓斷路器二. 低壓斷路器的典型結構1. 萬能式斷路器萬能式斷路器 (1)普通萬能式斷路器 DWl5系列是沒有限流作用的普通萬能式低壓斷路器 。 額 定 電 壓 交 流 為1140V及以下，額定電流有200、400、630A三個等級。它采用立體布置，操作 手 柄 可 以 裝 在 正 前面也可以裝在右側面，而且都可以安裝電磁鐵傳動機構。2021-10-13Rockwell Automation 122.4 低壓

7、斷路器二. 低壓斷路器的典型結構1. 萬能式斷路器 (2)限流萬能式斷路器。 DWXl5系列為限流萬能式斷路器，具有快快速斷開速斷開和抑制短路電流抑制短路電流上升的特點，特別適用于可能產(chǎn)生較大短路電流的網(wǎng)絡之中。 DWXl5系列為限流萬能式斷路器與普通萬能式斷路器不同之處在于，它有專門的斥力觸頭斥力觸頭和快速脫扣裝置快速脫扣裝置。2021-10-13Rockwell Automation 132.4 低壓斷路器二. 低壓斷路器的典型結構2. 裝置式斷路器 目前，國產(chǎn)裝置式斷路器有DZ20系列和DZ15系列等。與萬能式相比較，其特點是觸頭系統(tǒng)、滅弧室、操作機構及脫扣器等元件均裝在一個塑料殼體內，

8、具有結構緊湊、體積小、使用安全、價格低廉及外形美觀等優(yōu)點。 (1)普通裝置式斷路器：DZ20系列。 (2)限流裝置式斷路器：DZX10系列。2021-10-13Rockwell Automation 142.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù) 1額定電壓額定電壓：額定電壓分額定工作電壓、額定絕緣電壓和額定脈沖電壓。額定工作電壓額定工作電壓：與通斷能力及使用類別相關的電壓值。對于交流多相電路則指電路的線電壓線電壓。額定工作電壓在數(shù)值上取決于電網(wǎng)的額定電壓等級。額定絕緣電壓額定絕緣電壓：設計斷路器的電壓值，開關電器的電電氣間隙氣間隙和爬電距離爬電距離應按此電壓值確定。一般情況下，額定絕緣

9、電壓就是斷路器的最大額定工作電壓最大額定工作電壓。額定脈沖耐壓值額定脈沖耐壓值：數(shù)值應大于或等于系統(tǒng)中出現(xiàn)的最最大過電壓峰值大過電壓峰值。額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓共同決定了開關電器的絕緣水平。2021-10-13Rockwell Automation 152.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)2額定電流：額定電流：脫扣器的額定電流，一般情況下也是斷路器的額定持續(xù)電流。3. 額定短路分斷能力：額定短路分斷能力：在規(guī)定的使用條件下，分斷短路預期電流的能力。它又分為額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力。2021-10-13Rockwell Automation 162.4 低壓斷路

10、器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù) 額定極限短路分斷能力：斷路器在規(guī)定的試驗電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)以及規(guī)定的試驗程序下，相應分斷預期短路電流(交流條件下以有效值表示)的能力。 額定極限短路分斷能力的試驗程序： O t CO 其中 O分斷操作； CO接通操作后緊接著分斷操作； t 兩個相繼操作之間的時間間隔。 在試驗之后不要求不要求斷路器繼續(xù)運行，因而它是斷路器的最大分斷電流。 額定運行短路分斷能力：斷路器在規(guī)定的試驗電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)以及相應的試驗程序下的一種比額定極限短路分斷電流小的分斷電流值。 額定運行短路分斷能力的試驗程序： O t CO t CO 額定運行短路分斷能力試驗后，要求

11、要求斷路器應依然具有能在額定電流下繼續(xù)運行的能力。2021-10-13Rockwell Automation 172.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)4額定短路接通能力：額定短路接通能力：在規(guī)定的工作電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)下能夠接通短路電流的能力，用最大預期電流峰值表示。 斷路器要求的最小額定短路接通能力和額定短路分斷能力之間有一定的比例關系，由短路電流沖擊系數(shù)決定。標準規(guī)定它們之間的關系如下表。額定短路分斷電流功率因數(shù)要求的最小短路接通電流0.950.90.80.70.50.30.250.21.411.421.471.531.72.02.12.2cIcIcIcIcIcIcIcI

12、cIcI1.5kAcIcIcIcIcIcI1.5kA 3kA3kA 4.5kA4.5kA 6kA6kA 10kA10kA 20kA20kA 50kA50kAcI2021-10-13Rockwell Automation 182.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù) 5. 額定短時耐受電流額定短時耐受電流 斷路器的額定短時耐受電流是指斷路器處于閉合狀態(tài)下，耐受一定持續(xù)時間的短路電流能力。額定短時耐受電流包括要經(jīng)受短路電流峰值沖擊的電動力作用以及一定時間的短路電流(周期分量有效值)的熱作用。2021-10-13Rockwell Automation 192.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的

13、主要技術參數(shù)6. 保護特性 (1)過電流保護特性：斷路器的動作時間t與過電流脫扣器的動作電流I 的關系曲線，即t=f (I)曲線。 低壓斷路器過電流保護可具有一段、兩段或三段過電流保護特性，圖中曲線ABCD為兩段非選擇性保護特性，其中AB段為長延時反時限保護特性，用于過載保護；CD段為瞬時脫扣器動作特性。圖中曲線abcdef為選擇性三段保護特性，其中ab段是過載反時限長延時保護特性；cd段為短路電流較小時的定時限短延時特性；ef段則為短路電流較大時的瞬時動作特性。2021-10-13Rockwell Automation 202.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)6. 保護特性保護特

14、性 (2)欠電壓保護特性：當主電路電壓低于規(guī)定值時，斷路器應能瞬時或經(jīng)短延時動作，將電路分斷。零電壓保護特性（或稱失壓保護特性）是欠電壓保護特性中的一種特殊形式。 (3)漏電保護特性：當電路漏電電流超過規(guī)定值時，斷路器應在規(guī)定時間內動作，分斷電路。2021-10-13Rockwell Automation 212.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)2021-10-13Rockwell Automation 222.4 低壓斷路器三. 低壓斷路器的主要技術參數(shù)SDW1-1600智能型萬能式斷路器技術參數(shù)：l額定電流In（A）：200、400、600、800、1000、1250、1600

15、l額定工作電壓Ue（V）：400l額定絕緣電壓Ui（V）：690l極數(shù)P：3、4l分斷時間（ms）：2530l合閘時間（ms）：6070l額定極限短路分斷能力Icu（kA）：50l額定運行短路分斷能力Ics（kA）：35l額定短路接通能力Icm（kA）：105l額定短時耐受電流Icw 1s（kA）：352021-10-13Rockwell Automation 232.4 低壓斷路器四. 低壓斷路器的脫扣器與時間電流特性 為了得到不同的保護特性，低壓斷路器必須帶有不同的脫扣器脫扣器，它是斷路器的感應感應元件。當電路發(fā)生故障時，脫扣器接到信號后動作，并作用于自由脫扣機構脫扣機構，使斷路器分閘。脫

16、扣器包括： (1)電磁式脫扣器：可以是瞬時過電流、失壓、分勵脫扣器。 (2)熱脫扣器：雙金屬熱脫扣器，利用雙金屬片受熱變形作用于斷路器脫扣機構而動作，具有反時限過電流保護特性。 (3)油阻尼脫扣器：反時限與瞬時過電流脫扣。 (4)鐘表機構脫扣器：可以得到短或較長延時的過電流脫扣。 (5)半導體/智能脫如器：可設計成各種時間電流特性。 (6)特殊作用脫扣器：漏電保護脫扣器等。2021-10-13Rockwell Automation 242.4 低壓斷路器幾種脫扣器示意圖（1）圖2.8 電磁式過電流脫扣器結構示意圖 1-銜鐵；2-線圈；3-靜鐵心； 4-拉力彈簧；5調節(jié)螺稈2021-10-13R

17、ockwell Automation 252.4 低壓斷路器幾種脫扣器示意圖（2） 圖2.9 油阻尼脫扣器1一動鐵心；2一復拉彈簧；3一油杯；4一極靴；5一銜鐵；6調節(jié)彈簧；7一硅油2021-10-13Rockwell Automation 262.4 低壓斷路器幾種脫扣器示意圖（3）圖2.10 半導體脫扣器原理方框圖2021-10-13Rockwell Automation 27智能化斷路器的特征則是采用了以微處理器或單片機為核心的智能控制器(智能脫扣器)，智能化斷路器原理框圖如下圖所示。智能化斷路器2021-10-13Rockwell Automation 28智能化斷路器原理框圖2021

18、-10-13Rockwell Automation 29智能化斷路器2021-10-13Rockwell Automation 30續(xù)表續(xù)表2021-10-13Rockwell Automation 31續(xù)表續(xù)表2021-10-13Rockwell Automation 32新型斷路器（1）框架斷路器）框架斷路器 新一代框架斷路器整體性能與主要技術指標均有較大幅度的提高。其主要特點如下： 內外部附件均采用模塊化設計，既方便于標準化裝配生產(chǎn)，又方便于拆裝更換和維護； 在減小每個規(guī)格產(chǎn)品的體積的同時，提高了產(chǎn)品性能和運行可靠性； 減少了整個系列的規(guī)格數(shù)量，從而更便于大批量自動化生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本；

19、 電子控制器均具備了強大功能，不僅具有傳統(tǒng)斷路器必須的保護與控制功能，還增加了如能量管理、諧波分析、區(qū)域連鎖等功能，功能日趨完善，進一步提高了產(chǎn)品的市場競爭力； 均配有通信接口，可與主要工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)（如DeviceNet、Profibus、Modbus等）相連接，也可以與工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)（如Profinet、EtherNet-IP等）相連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，大大提高系統(tǒng)運行安全性。2021-10-13Rockwell Automation 33新型斷路器2021-10-13Rockwell Automation 34新型斷路器（2）塑殼斷路器）塑殼斷路器 新一代塑殼斷路器在產(chǎn)品結構、操作機構、

20、觸頭滅弧系統(tǒng)、可調熱磁脫扣器和電子脫扣器等技術方面較老一代的產(chǎn)品有了較大的突破，使產(chǎn)品的綜合技術經(jīng)濟指標大大提高。其發(fā)展非常注重在縮小體積的同時提高技術性能指標。 新一代塑殼斷路器均具有通信功能，可通過外接的通信適配器方便地與各種現(xiàn)場總線系統(tǒng)（如Profibus 、DeviceNet、Modbus等）相連接，實現(xiàn)遠程控制。 塑殼斷路器由于經(jīng)濟性和體積的原因，殼架電流160A及以下的斷路器一般不采用電子式脫扣器，仍采用熱磁式脫扣器；殼架電流250A及以上均既可采用熱磁式脫扣器，又可采用電子式脫扣器；而殼架電流630A或800A以上的塑殼斷路器設計成只能帶電子式脫扣器。隨著電子式脫扣器的體積的縮小

21、和成本的降低。全系列均采用電子式脫扣器已經(jīng)是明顯趨勢，應用電子式脫扣器的塑殼斷路器其保護性能更為完善。2021-10-13Rockwell Automation 352021-10-13Rockwell Automation 361常用低壓斷路器的型號選擇 低壓斷路器的類型應根據(jù)線路及電氣設備的額定電流及對保護的要求來選擇。若額定電流較?。?00A以下）、短路電流不太大，可選用塑殼式斷路器；若短路電流相當大的支路，則應選用限流式斷路器；若額定電流很大，或需要選擇型斷路器時，則應選擇萬能式斷路器；若有漏電電流保護要求時，應選用帶漏電保護功能的斷路器等?？刂坪捅Ｗo硅整流裝置及晶閘管的斷路器，應選用直流快速斷路器。 五、低壓斷路器的選用2021-10-13Rockwell Automation 372低壓斷路器的額定電流選