低壓斷路器及低壓斷路器在作用

1、低壓斷路器低壓斷路器 (曾稱自動開關 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關電器。 低壓斷路器在電路中除起控制作 用外,還具有一定的保護功能,如過負荷、短路、欠壓和漏電保護等。低壓斷路 器的分類方式很多, 按使用類別分, 有選擇型 (保護裝置參數(shù)可調 和非選擇型 (保 護裝置參數(shù)不可調 , 按滅弧介質分,有空氣式和真空式 (目前國產多為空氣式 。 低壓斷路器容量范圍很大,最小為 4A ,而最大可達 5000A 。 低壓斷路器廣泛應 用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線, 各種機械設備的電源控制和用電終端的控制和保 護。低壓斷路器分為萬能式斷路器和塑料外殼式斷

2、路器兩大類, 目前我國萬能式斷路 器主要生產有 DWl5、 DWl6、 DWl7(ME、 DW45等系列, 塑殼斷路器主要生產有 DZ20、 CMl 、 TM30等系列。斷路器都是由本體和附件組成。 本體是不帶任何附件, 但能確保順利合、 分電路, 并且有在電路或設備發(fā)生過載、 短路等事故時, 自動切斷故障的功能。 而附件作 為斷路器功能的派生補充, 為斷路器增加了控制手段和擴大保護功能, 使斷路器 的使用范圍更廣、保護功能更齊全、操作和安裝方式更多。目前斷路器附件已成為斷路器不可分割的一個重要部分, 但附件并不是越齊全越 好, 這就要根據(jù)具體的控制線路和保護線路來合理地應用附件, 避免造成不

3、必要 的浪費,同時要分清電壓等級,交流或直流,輔助觸頭的對數(shù)等,如應用不當, 不但不起保護作用, 而且還會造成很大的經濟損失。 下面對斷路器的附件功能和 應用進行分析,使用戶在應用斷路器附件時有所幫助。低壓斷路器在作用?一、引言低壓斷路器分為萬能式斷路器和塑料外殼式斷路器兩大類, 目前我國萬能式 斷路器主要生產有 DWl5、 DWl6、 DWl7(ME、 DW45等系列,塑殼斷路器主要 生產有 DZ20、 CMl 、 TM30等系列。斷路器都是由本體和附件組成。 本體是不帶任何附件, 但能確保順利合、 分 電路, 并且有在電路或設備發(fā)生過載、 短路等事故時, 自動切斷故障的功能。 而附件作為斷

4、路器功能的派生補充, 為斷路器增加了控制手段和擴大保護功 能,使斷路器的使用范圍更廣、保護功能更齊全、操作和安裝方式更多。 目前斷路器附件已成為斷路器不可分割的一個重要部分, 但附件并不是越齊 全越好, 這就要根據(jù)具體的控制線路和保護線路來合理地應用附件, 避免造 成不必要的浪費,同時要分清電壓等級,交流或直流,輔助觸頭的對數(shù)等, 如應用不當, 不但不起保護作用, 而且還會造成很大的經濟損失。 下面對斷 路器的附件功能和應用進行分析,使用戶在應用斷路器附件時有所幫助。 二、內部附件1.輔助觸頭:與斷路器主電路分、合機構機械上連動的觸頭,主要用于斷 路器分、 合狀態(tài)的顯示, 接在斷路器的控制電路

5、中通過斷路器的分合, 對其 相關電器實施控制或聯(lián)鎖。 例如向信號燈、 繼電器等輸出信號。 萬能式斷路器有六對觸頭 (三常開、三常閉 , DW45有八對觸頭 (四常開、四常閉 。塑 殼斷路器殼架等級額定電流 100A 為單斷點轉換觸頭, 225A 及以上為橋式觸 頭結構,約定發(fā)熱電流為 3A ;殼架等級額定電流 400A 及以上可裝兩常開、 兩常閉,約定發(fā)熱電流為 6A 。操作性能次數(shù)與斷路器的操作性能總次數(shù)相 同。2.報警觸頭:用于斷路器事故的報警觸頭,且此觸頭只有當斷路器脫扣分 斷后才動作, 主要用于斷路器的負載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時而自由 脫扣, 報警觸頭從原來的常開位置轉換成閉合位

6、置, 接通輔助線路中的指示 燈或電鈴、 蜂鳴器等, 顯示或提醒斷路器的故障脫扣狀態(tài)。 由于斷路器發(fā)生 因負載故障而自由脫扣的機率不太多, 因而報警觸頭的壽命是斷路器壽命的 1/10。報警觸頭的工作電流一般不會超過 1A 。3.分勵脫扣器:是一種用電壓源激勵的脫扣器,它的電壓可與主電路電壓 無關。 分勵脫扣器是一種遠距離操縱分閘的附件。 當電源電壓等于額定控制 電源電壓的 70%-110%之間的任一電壓時,就能可靠分斷斷路器。分勵脫 扣器是短時工作制,線圈通電時間一般不能超過 1S ,否則線會被燒毀。塑 殼斷路器為防止線圈燒毀, 在分勵脫扣線圈串聯(lián)一個微動開關, 當分勵脫扣 器通過銜鐵吸合, 微

7、動開關從常閉狀態(tài)轉換成常開, 由于分勵脫扣器電源的 控制線路被切斷, 即使人為地按住按鈕, 分勵線圈始終不再通電就避免了線 圈燒損情況的產生。 當斷路器再扣合閘后, 微動開關重新處于常閉位置。 但 萬能式 DW45產品在出廠時要由用戶在使用時在分勵脫扣器線圈之前串聯(lián)一 組常開觸頭。4.欠電壓脫扣器:欠電壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時,使 斷路器有延時或無延時斷開的一種脫扣器, 當電源電壓下降 (甚至緩慢下降 到額定工作電壓的 70%至 35%范圍內,欠電壓脫扣器應運作,欠電壓脫扣 器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的 35%時,欠電壓脫扣器應能防止 斷路器閉全;電源電壓等于或大于 8

8、5%欠電壓脫扣器的額定工作電壓時, 在熱態(tài)條件下, 應能保證斷路器可靠閉合。 因此, 當受保護電路中電源電壓 發(fā)生一定的電壓降時, 能自動斷開斷路器切斷電源, 使該斷路器以下的負載 電器或電氣設備免受欠電壓的損壞。 使用時, 欠電壓脫扣器線圈接在斷路器 電源側,欠電壓脫扣器通電后,斷路器才能合閘,否則斷路器合不上閘。 三、外部附件1.電動操作機構,是用于遠距離自動分閘和合閘斷路器的一種附件,電動 操作機構有電動機操作機構和電磁鐵操作機構兩種, 電動機操作機構為塑殼 式斷路器殼架等級額定電流 400A 及以上斷路器和萬能式斷路器,電磁鐵操 作機構適用于塑殼斷呼器殼架等級額定電流 225A 及以下

9、斷路器,無論是電 磁鐵或電動機, 它們的吸合和轉動方向都是相同, 僅由電動操作機構內部的 凸輪的位置來達到合、 分, 斷路器在用電動機構操作時, 在額定控制電壓的 85%-110%之間的任一電壓下,應能保證斷路器可靠閉合。2.釋能電磁鐵:這種釋能電磁鐵適用于萬能式斷路器有電動機預儲能機構 (由電動儲能機構使它的操作彈簧機構儲能 。 當用戶按下按鈕, 電磁鐵線圈 激勵后,電磁鐵閉合使儲能彈簧釋放,斷路器合閘。3.轉動操作手柄,適用于塑殼斷路器,在斷路器的蓋上裝轉動操作手柄的 機構, 手柄的轉軸裝在它的機構配合孔內, 轉軸的另一頭穿過抽屜柜的門孔, 旋轉手柄的把手裝在成套裝置的門上面所露出的轉軸頭

10、, 把手的圓形或方形座用螺釘固定的門上, 這樣的安裝能使操作者在門外通過手柄的把手順時針 或逆時針轉動, 來確保斷路器的合閘或分閘。 同時轉動手柄能保證斷路器處 于合閘時, 柜門不能開啟; 只有轉動手柄處于分閘或再扣, 開關板的門才能 打開。 在緊急情況下, 斷路器處于 " 合閘 " 而需要打開門板時, 可按動轉動手 柄座邊上的紅色釋放按鈕。4.加長手柄:是一種外部加長手柄,直接裝于斷路器的手柄上,一般用于 600A 及以上的大容量斷路器上,進行手動分合閘操作。5. 手柄閉鎖裝置:是在手柄框上裝設卡件, 手柄上打孔然后用掛鎖鎖起來。 主要用于斷路器處于合閘工作狀態(tài)時,不容許

11、其他人分閘而引起停電事故, 或斷路器負載側電路需要維修或不允許通電時,以防被人誤將斷路器合閘, 從而保護維修人員的安全或用電設備的可靠使用。6.接線方式:斷路器的接線方式有板前、板后、插入式、抽屜式,用戶如 無特殊要求,均按板前供貨,板前接線是常見的接線方式。(1板后接線方式:板后接線最大特點是可以在更換或維修斷路器,不必重 新接線, 只須將前級電源斷開。 由于該結構特殊, 產品出廠時已按設計要求 配置了專用安裝板和安裝螺釘及接線螺釘, 需要特別注意的是由于大容量斷 路器接觸的可靠性將直接影響斷路器的正常使用,因此安裝時必須引起重 視,嚴格按制造廠要求進行安裝。(2插入式接線:在成套裝置的安裝

12、板上,先安裝一個斷路器的安裝座,安 裝座上 6個插頭, 斷路器的連接板上有 6個插座。 安裝座的面上有連接板或 安裝座后有螺栓, 安裝座預先接上電源線和負載線。 使用時, 將斷路器直接 插進安裝座。如果斷路器壞了,只要拔出壞的,換上一只好的即可。它的更 換時間比板前,板后接線要短,且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此 目前我國的插入式產品,其殼架電流限制在最大為 400A 。從而節(jié)省了維修 和更換時間。 插入式斷路器在安裝時應檢查斷路器的插頭是否壓緊, 并應將 斷路器安全緊固,以減少接觸電阻,提高可靠性。(3抽屜式接線:斷路器的進出抽屜是由搖桿順時針或逆時針轉動的,在主 回路和二次回路中均采

13、用了插入式結構, 省略了固定式所必須的隔離器, 做 到一機二用,提高了使用的經濟性,同時給操作與維護帶來了很大的方便, 增加了安全性、可靠性。特別是抽屜座的主回路觸刀座,可與 NT 型熔斷路 器觸刀座通用,這樣在應急狀態(tài)下可直接插入熔斷器供電。四、結束語由于分勵脫扣器、 欠電壓脫扣器, 電動操作機構和閉鎖電磁鐵具有不同的電 壓等級和交流、 直流不同的電源, 用戶在訂貨時加以說明, 同時用戶在選用 時不可能用單一的附件,如需兩臺斷路器電氣聯(lián)鎖 (當一臺合閘時,另一臺 必須分閘 則可選用輔助觸頭和分勵脫扣器或電動操作機構,在進行板前和 板后接線時一定要把螺釘緊固,以免燒壞斷路器。五、其他事項交流斷

14、路器可以派生為直流電路的保護,但必須注意三點改變:1、過載和短路保護過載長延時保護。 采用熱動式 (雙金屬元件 作過載長延時保護時, 其動作 源為 I2R ,交流的電流有效值與直流的平均值相等,因此不需要任何改制即 可使用。 但對大電流規(guī)格, 采取電流互感器的二次側電流加熱者, 則因互感 器無法使用于直流電路而不能使用。如果過載長延時脫扣器是采用全電磁式 (液壓式, 即油杯式 , 則延時脫扣特 性要變化,最小動作電流要變大 110% 140%,因此,交流全電磁式脫扣 器不能用于直流電路 (如要用則要重新設計 。短路保護。 熱動電磁型交流斷路器的短路保護是采用磁鐵系統(tǒng)的,它 用于經濾波后的整流電

15、路(直流 ,需將原交流的整定電流值乘上一個 1. 3的系數(shù)。全電磁型的短路保護與熱動電磁型相同。2、斷路器的附件,如分勵脫扣器、欠電壓脫扣器、電動操作機構等;分勵、 欠電壓均為電壓線圈, 只要電壓值一致, 則用于交流系統(tǒng)的, 不需作任何改 變,就可用于直流系統(tǒng)。輔助、報警觸頭,交直流通用。電動操作機構,用 于直流時要重新設計。3、 由于直流電流不像交流有過零點的特性, 直流的短路電流 (甚至倍數(shù)不大 的故障電流 的開斷;電弧的熄滅都有困難,因此接線應采用二極或三極串 聯(lián)的辦法,增加斷口,使各斷口承擔一部分電弧能量。4、除傳統(tǒng)的熱磁脫扣器外,電子脫扣器也得到了廣泛應用。電子脫扣器的 一個重要優(yōu)點

16、在于在環(huán)境溫度變化的情況下,仍能穩(wěn)定地工作。摘 要 :本文介紹了低壓 斷路器 的限流作用和供配電系統(tǒng)中選擇性保護、級聯(lián)保護的重要 性 , 并提出了實際解決方案 , 對提高低壓配電系統(tǒng)的可靠性、 選擇性、 安全性有很好的借鑒作 用。關鍵詞 :斷路器 ; 選擇性 ; 級聯(lián)保護中圖分類號 : TM561 文獻標志碼 :A 文章編號 :100820155 (2010 0620116202 1. 概述隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展 , 新上用戶配電所越來越多 , 用電要求也越來越高。 低壓斷 路器是直接面向廣大電力用戶的重要設備 , 低壓斷路器如何選用得安全、經濟、合理顯得尤 為重要。在設計低壓配電系統(tǒng)時

17、, 應注意低壓斷路器的選擇性和級聯(lián)保護性。目前我們在設計 變壓器 低壓側出線系統(tǒng)時 , 大量采用塑殼斷路器 , 國內外目前生產的塑 殼斷路器大多是能夠快速開斷而有限流作用的 , 但在配電 開關 的選擇性配合上往往忽略了斷 路器或 熔斷器 組成選擇性好的保護配合。 下面本人根據(jù)自己的實踐經驗淺談一下塑殼斷路器 在線路發(fā)生短路時的限流作用及配電開關的選擇性配合。2. 斷路器的限流作用斷路器的負載出現(xiàn)短路時 , 由于斷路器具有極快的分斷速度 , 在短路電流未來得及達到 預期峰值前即被切斷 , 使實際短路電流產生的能量比預期能量減少 , 使得電網、 用電電器受到 的機械應力及熱耗大大減小。短路電流從零

18、迅速上升到峰值的時間是在短路發(fā)生后半周波 (10ms 的時刻 , 使得斷路器起到限制短路電流和通過能量的作用 , 也就是說在短路電流上升 未達到峰值之前 (10ms 之內 斷開。限流型斷路器比一般斷路器多一個限流系數(shù) , 就是指實際分斷電流峰值與預期短路電流 峰值之比。 限流斷路器的快速動作是利用短路電流所產生的電動力作為推動斷路器觸頭快速 動作的力。斷路器固有動作時間后即觸頭斥開后電弧出現(xiàn) , 利用電弧電阻的迅速增加限制短 路電流的上升至斷弧。一般限流型斷路器具有快速斷開和限制短路電流上升的特點 , 特別適用于可能發(fā)生特大 短路電流的網絡中。但正因為限流斷路器在短路電流大于或等于其瞬時 脫扣

19、器 的整定值時 , 將會在數(shù)毫秒內脫扣 , 故一般不宜用于有下級斷路器情況下的選擇性保護。當前國內外生產 的塑殼斷路器產品僅注明有限流能力 , 缺少限流能力應有具體指標 , 只有運用這些指標 , 通過 設計的實際計算 , 才能在工程中具體使用。3. 配電斷路器選擇性保護的重要性低壓配電設計規(guī)范 ( GB50054 - 95 第 4. 1. 2條規(guī)定:“配電線路采用的上下級 保護電器 , 其動作應具有選擇性 ; 各級之間應能協(xié)調配合。但對于非重要負荷的保護電器 , 可 采用無選擇性切斷?！泵裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范(J GJ 16 - 2008 第 7. 6. 1. 2 條規(guī)定:“配電線路采用 的上下

20、級保護電器,其動作應具有選擇性,各級之間應能協(xié)調配合。當有困難時,對于非重要 負荷除第一、二級之間具有選擇性動作外,其他可無選擇性動作。” 上下級斷路器之間的選擇性配合,就是在線路上發(fā)生故障時,靠近故障點的斷路器最先 動作,切斷故障部分,從而使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復正常運行。 配電系統(tǒng)設計的主要任務是使所設計的系統(tǒng),盡可能在最短的時間內消除故障,同時維 持高度的供電連續(xù)性,盡可能地限制斷電的范圍,最佳保護和最優(yōu)供電連續(xù)性的目標,應由正 確選擇和調整保護設備來最大限度地實現(xiàn)。為了正確地選擇和調整保護設備,必須進行保護 設備配合的研究。 4. 選擇性配合保護的實現(xiàn) 選擇性配合保護,就是在下一級保護

21、電器的保護范圍內發(fā)生短路,過電流故障時應該由 該保護電器動作,上一級保護電器不動作,而當該保護電器拒動時,上一級保護電器才動作, 要分范圍和有先后次序要求。選擇性保護技術是斷路器限流特性的應用形式,它利用上級斷 路器的分斷能力大于或等于下級預期短路電流的特點。 當下級選用的額定分斷能力低于預期 短路電流的斷路器時,通過線路的短路電流由上級限流型斷路器進行限制,使原來分斷不了 的短路電流,由上級和下級斷路器同時分斷,這樣可使下級斷路器較順利地分斷比它額定分 斷能力要大的短路電流,無形中下級斷路器的實際分斷能力相對增強了。 低壓配電系統(tǒng)中使用的斷路器按其保護性能可分為,選擇性和非選擇性兩類。如果上一級斷 路器采用選擇性斷路器,下一級斷路器采用非選擇性斷路器或選擇性斷路器,主要是利用短 延時脫扣器的延時動作或延時動作時間的不同,以獲得選擇性。通過上一級斷路器的延時動 作,無論下一級斷路器是選擇性還是非選擇性斷路器,上一級斷路器的瞬時過電流脫扣器整 定電流一般不得小于下一級斷路器出線端的最大三相短路電流的 1. 1 倍;如果下一級是非 選擇性斷路器,為防止在下一級斷路器所保護回路發(fā)生短路電流時,