斷路器的認識及選用演示文稿

斷路器的認識及選用演示文稿當前第1頁\共有69頁\編于星期三\1點★A-斷路器的定義及分類斷路器的定義circuitbreaker：斷路器的分類：按電壓等級分：有高壓斷路器和低壓斷路器；

按滅弧介質(zhì)分：有油浸式、真空式、SF6和空氣式；（低壓斷路器一般為空氣式）按結構分：有萬能式（框架式）、塑殼式和小型微斷；

按級數(shù)分：有單極、二極、三極和四極；

按安裝方式分：有插入式、固定式和抽屜式等；

按操作方式分：有電動操作、儲能操作和手動操作；

按接線方式分：有板前接線、板后接線等；（板前接線是常見的接線方式）按脫扣曲線分：有A、B、C、D等四種脫扣曲線；能夠關合、承載和開斷正?；芈废碌碾娏?，能關合在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下（包括短路條件）電流的開關裝置。按通常品種分：有塑殼、塑殼漏電、小型、小型漏電、智能萬能式斷路器等；按脫扣器形式：有熱磁式脫扣器、電子式脫扣器等；當前第2頁\共有69頁\編于星期三\1點★A-斷路器的作用高壓斷路器的作用及用途：高壓斷路器在正常運行時用它接通或切斷負荷電流；

在電氣設備或線路發(fā)生短路故障或嚴重過負荷時，由繼電保護裝置控制其自動迅速地切斷故障電流，切斷發(fā)生短路故障的設備或線路，以防止擴大事故范圍。

低壓斷路器的作用及用途：低壓斷路器能夠接通、承載、分斷正常電路條件下的電流，在規(guī)定的異常電路條件下（如短路電流）也能接通、承載一定時間或者自動切斷故障電流。

低壓斷路器一般用作交流、直流線路的過載、短路保護；被廣泛應用于建筑照明、動力配電線路、用電設備作為控制開關和保護設備，也可用于不頻繁起動電動機以及操作或轉換電路。當前第3頁\共有69頁\編于星期三\1點★B-斷路器的工作原理81-主觸頭；2-杠桿機構；3-電磁脫扣器；4-分勵脫扣器；5-熱元件；6-失壓脫扣器；7-分勵脫扣器按鈕；8-雙金屬元件；9-主彈簧；10-鎖鉤；910當電流過大時熱磁脫扣的動作原理：電磁脫扣器3的電磁力變大，同時熱元件5是雙金屬片8變形，兩者同時作用導致杠桿機構2動作，在主彈簧9的拉力下帶動鎖鉤10脫扣，從而是主觸頭1斷開，斷路器分斷，達到保護線路和設備的效果。失壓脫扣器的動作原理：線路電壓過低時，失壓脫扣器6的電磁力變小，在彈簧11的作用下導致杠桿機構2動作從而是斷路器分斷，保證設備在合理的電壓條件下工作。11分勵脫扣器的動作原理：按下按鈕7，分勵脫扣器4通電，在電磁力的作用下在彈簧11的作用下杠桿機構2動作從而是斷路器分斷，可實現(xiàn)遠處分斷和消防切非的目的。當前第4頁\共有69頁\編于星期三\1點★B-小型斷路器的內(nèi)部結構端子雙金屬片條狀線辮動觸頭瞬時脫扣器負荷側端子當前第5頁\共有69頁\編于星期三\1點★B-電子式脫扣器的工作原理執(zhí)行機構傳感器控制單元CT脫扣器處理電流互感器CT的信號電流互感器CT的信號與整定值比較脫扣線圈★電子式脫扣器在電子式斷路器中，傳統(tǒng)的熱磁脫扣器由一個電子控制器所替代；當前第6頁\共有69頁\編于星期三\1點Ib:系統(tǒng)最大工作電流Id:最小接地故障電流Isd=(4~6)IrIi=15Inoroff1.3Ig≤IdIr≥Ib施耐德Micrologic保護電流的整定★B-電子式脫扣器的電流整定實例接地故障動作電流短延時電流長延時電流瞬時脫扣電流當前第7頁\共有69頁\編于星期三\1點施耐德Micrologic保護時間的整定★B-電子式脫扣器的保護時間整定實例tr=4~12stsd=0.4s(I2toff)tg=0.4s(I2toff)注意與下級斷路器的動作時間配合，Δt=0.1~0.2s當前第8頁\共有69頁\編于星期三\1點★電磁式脫扣曲線★電子式脫扣曲線★B-電磁式、電子式脫扣曲線的比較當前第9頁\共有69頁\編于星期三\1點★B-電磁式、電子式保護曲線的差別熱磁式斷路器保護特性曲線簡圖電子式斷路器保護特性曲線簡圖t(s)lrlmIcuI(A)t(s)lrlmIcuI(A)li兩段保護三段保護為什么要設置短延時？Ir:過載(熱或長延時)繼電器脫扣電流設定值Im:短路(磁或短延時)繼電器脫扣電流設定值Ii:短路瞬動繼電器脫扣電流設定值Icu:分斷能力當前第10頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-低壓斷路器選擇的一般要求及參數(shù)低壓斷路器選擇的一般要求：★正常工作條件下的參數(shù)

☆額定電壓；

☆額定電流；

☆保護特性；★短路工作條件下的參數(shù)

☆短時耐受電流；

☆短路分斷能力；★特殊使用環(huán)境的考慮

☆多塵環(huán)境；

☆腐蝕環(huán)境；

☆高溫環(huán)境；

☆高原地區(qū)；

☆特殊場所；低壓斷路器的其他電氣特性：★要考慮的其他電氣參數(shù)及特性☆額定沖擊耐受電壓Uimp；☆額定頻率；☆機械壽命及電氣壽命；☆分斷時間；☆動作延時時間；當前第11頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-低壓斷路器額定電流的選擇★以下是電氣設計技術措施09版中關于斷路器額定電流值選擇的要點斷路器常用工作電流等級10、16、25、32、40、50、63、80、100、125、140、160、180、200、225、250、300、350、400、500、630、700、800、1000、1250、1400、1600、2000、2500★一般我們內(nèi)部設計時：

☆考慮到一些不可估計的因素，可靠系數(shù)我們?nèi)?.2；

☆斷路器的額定電流值不小于1.2的回路計算電流；

☆斷路器的額定電流值一般從右邊的表中選擇。當前第12頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-低壓斷路器瞬時脫扣電流校驗★相關規(guī)范及電氣設計技術措施09版對瞬時脫扣電流的要求如下：☆電氣設計技術措施09版中的相關要求：

當前第13頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-低壓斷路器額定電流選擇及脫扣曲線校驗舉例★11kW的電動機為例：☆查表得：電動機的額定電流In=22A；☆查表得：電動機的啟動電流Iq=153A；☆斷路器的長延時脫扣電流及額定電流Ir≥1.2In=26.4A，取Ir=32A；

☆斷路器的瞬時脫扣電流校驗：（下面是規(guī)范的條文說明）☆瞬時脫扣電流Ii≥K·Iq；☆根據(jù)條文說明一般我們保守的取K=2.5；☆一般瞬時脫扣電流Ii=10~12Ir，對于士林斷路器Ii=10Ir；

☆Ii=10Ir=320A，K·Iq=2.5×153=382.5A；☆320A＜382.5A，Ir=32不滿足瞬時脫扣曲線的要求，而400A≥382.5A，故

11kW的電動機我們選擇其長延時脫扣電流值為40A。當前第14頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-短路電流值的定義ZIUAZtXZIUABZtXIsc3==UZtUR2+X2ZtR2X2B★短路電流的定義：

☆發(fā)生短路故障時線路上的電流，由于回路上的阻抗極小，所以一般短路電流值較大；

☆回路的阻抗包括：高壓系統(tǒng)的阻抗、變壓器的阻抗和低壓線路的阻抗；當前第15頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-不同的短路電流三相故障相間故障相對中性線故障ZLZLZLZLZLZscV~ZscU~ZscIsc2U2×ZscIsc3U/3ZscZLZLnZSCV~ZLnIsc1U/3Zsc+

ZLn★一般我們計算相短路電流；當前第16頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-回路短路電流值的計算步驟高壓/低壓變壓器額定值負荷額定值功率因數(shù)同時系數(shù)暫載率預見的增長系數(shù)導體特性母線：長度寬度厚度電纜：絕緣材料單芯或多芯長度截面環(huán)境：環(huán)境溫度敷設方式并列敷設回路數(shù)上方側短路容量SscUsc(%)在變壓器出線端Isc總配電柜引出線Isc二次配電柜的首端Isc末端配電柜的首端Isc最終引出線末端的Isc-饋電線-額定電流-電壓降分斷能力瞬時脫扣設定主斷路器總配電柜出線斷路器二級配電斷路器分斷能力瞬時脫扣設定分斷能力瞬時脫扣設定分斷能力瞬時脫扣設定末端配電斷路器★短路電流值的計算步驟：當前第17頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-回路短路電流值的計算★計算公式：★高壓系統(tǒng)的感抗及阻抗計算：Ss為高壓系統(tǒng)的短路容量，一般取：100MVA、300MVA、500MVA；★變壓器的感抗及阻抗計算：★低壓線路的感抗及阻抗計算：ρ銅t℃=0.016*(1+0.00393*t)電阻：感抗：可查相關數(shù)據(jù)手冊；當前第18頁\共有69頁\編于星期三\1點★C-短路電流值Icu、Ics及Icw的區(qū)分當前第19頁\共有69頁\編于星期三\1點圖中是某三相四線制供電系統(tǒng)的漏電保護電氣原理圖。圖中TA為零序電流互感器，GF為主開關，TL為主開關GF的分勵脫扣器線圈。在被保護電路工作正常、沒有發(fā)生漏電或觸電的情況下，由基爾荷夫定律可知，通過TA一次側電流的相量和等于零。即

IL1+IL2+IL3+IN＝0此時，TA二次側不產(chǎn)生感應電動勢，漏電保護裝置不動作，系統(tǒng)保持正常供電。

當被保護電路發(fā)生漏電或有人觸電時，由于漏電電流的存在，通過TA一次側各相負荷電流的相量和不再等于零，即IL1+IL2+IL3+IN≠0產(chǎn)生了剩余電流，TA二次側線圈就有感應電動勢產(chǎn)生，此信號經(jīng)中間環(huán)節(jié)進行處理和比較，當達到預定值時，使主開關分勵脫扣器線TL通電，驅動主開關GF自動跳閘，迅速切斷被保護電路的供電電源，從而實現(xiàn)保護?！顳-漏電斷路器工作原理★漏電斷路器工作原理：當前第20頁\共有69頁\編于星期三\1點★D-漏電斷路器的分類電磁式漏電保護裝置其中間環(huán)節(jié)為電磁元件，有電磁脫扣器和靈敏繼電器兩種型式。電磁式漏電保護裝置因全部采用電磁元件，使得其耐過電流和過電壓沖擊的能力較強，因而無需輔助電源，當主電路缺相時仍能起漏電保護作用。但其靈敏度不易提高，且制造工藝復雜，價格較高。漏電保護裝置的分類(2)電子式漏電保護裝置其中間環(huán)節(jié)使用了由電子元件構成的電子電路，有分立元件電路和集成電路之分。中間環(huán)節(jié)的電子電路用來對漏電信號進行放大、處理和比較。其特點是靈敏度高、動作電流和動作時間調(diào)整方便、使用耐久。但電子式漏電保護裝置對使用條件要求嚴格，抗電磁干擾性能差，當主電路缺相時，可能會失去輔助電源而喪失保護功能。當前第21頁\共有69頁\編于星期三\1點★D-漏電斷路器的安裝漏電保護裝置的安裝注：1、L1、L2、L3為相線；N為中性線；PE為保護線；PEN為中性線和保護線合一；為單相或三相設備；為單相照明設備；為漏電保護器；為不與系統(tǒng)中接地點相連的單獨接地裝置，作保護接地用。

2、單相負載或三相負載在不同的接地保護系統(tǒng)中的接地方式圖中，左側設備為未裝有漏電保護器，中間或右側為裝有漏保的接線圖。3、在TN系統(tǒng)中使用漏電保護器的設備，其外露可導電部分的保護線可接在PEN線，也可以接在單獨接地裝置上形成局部TT系統(tǒng)，如TN系統(tǒng)接線方式圖的右側設備的接線。當前第22頁\共有69頁\編于星期三\1點★D-漏電斷路器的選用漏電保護裝置的選用當前第23頁\共有69頁\編于星期三\1點★D-漏電斷路器故障分析當前第24頁\共有69頁\編于星期三\1點★E-斷路器間的選擇性定義選擇性的定義：選擇性配合保護和后備保護在同一機構中的實現(xiàn),首先要明確保護、后備保護的定義，在配電系統(tǒng)中的串聯(lián)保護電器，就存在保護電器分為上、下級位置的配備，當下級保護電器發(fā)生過載，短路，單相接地等故障時，發(fā)生拒動的情況，上級保護電器要動作，保護發(fā)生故障線路的安全。所謂選擇性配合保護，簡單說就是在下一級保護電器的保護范圍內(nèi)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。一般情況下，保護電器安裝在被保護線路首端，到配電箱處未端出線再裝設保護電器，首端的保護電器就是配電箱末端保護電器的后備保護，也就是說上級斷路器就是下一級短路器的后備保護。因此在進行配電設計時要根據(jù)項目的不同情況來考慮配電方案，應做到考慮周到，優(yōu)化簡化配電系統(tǒng)的保護裝置，提高系統(tǒng)的可靠性，杜絕危險隱患。短路下級開關動作上級開關不動作減小故障面當前第25頁\共有69頁\編于星期三\1點★E-斷路器間選擇性的設置一般斷路器實現(xiàn)上下級之間的選擇性方法有兩種：電流選擇性和時間選擇性。前者對于過載情況，基于脫扣器長延時整定電流值不同；后者對于小短路電流情況，基于上下級脫扣器時間整定值的不同，上級斷路器的脫扣器具有短延時，下級斷路器的脫扣應更快或僅有瞬動短路保護，以實現(xiàn)上下級之間時間上的選擇性。當短路電流很大已經(jīng)超越上下級斷路器短路速斷保護的瞬動電流（Ii）值時，兩臺斷路器脫扣曲線會發(fā)生重合，這時上下級斷路器動作順序難以確定，這時可利用斷路器的壓力跳閘，利用其特殊限流能力和靈敏反映斷路器中短路時產(chǎn)生的能量來進行選擇性配合，用能量的方式來彌補在大短路電流情況下（25In）上下級之間存在的問題，消除大短路電流情況下的保護“盲區(qū)”，做到完全選擇性。選擇性的設置：電流選擇性基于設定值的不同基于保護延時時間時間選擇性當前第26頁\共有69頁\編于星期三\1點斷路器控制回路當前第27頁\共有69頁\編于星期三\1點課程目錄

一、電氣二次回路的基本知識二、二次圖紙三、斷路器控制回路當前第28頁\共有69頁\編于星期三\1點電氣二次回路的基本知識一）二次設備：為確保一次系統(tǒng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟運行和操作管理的需要而配置的輔助電氣設備。如測控裝置、繼電保護裝置、安全自動裝置、故障錄波器裝置等統(tǒng)稱為二次設備。二）二次回路：把二次設備按一定功能要求連接起來所形成的電氣回路，以實現(xiàn)對一次系統(tǒng)設備運行工況的監(jiān)視、測量、控制、保護、調(diào)節(jié)等功能。當前第29頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第30頁\共有69頁\編于星期三\1點

三）二次回路按用途可劃分為用于實現(xiàn)不同功能的子回路:

繼電保護及安全自動裝置回路、測量回路、調(diào)節(jié)回路、斷路器控制回路、隔離開關操作及閉鎖回路、信號回路、同期回路、直流電源回路等。當前第31頁\共有69頁\編于星期三\1點二次圖紙為便于設計、制造、安裝、調(diào)試及運行維護，通常在圖紙上使用圖形符號及文字符號按一定規(guī)則連接來對二次回路進行描述，這類圖紙我們稱之為二次回路接線圖。二次回路圖通常分為“原理接線圖”和“安裝接線圖”。當前第32頁\共有69頁\編于星期三\1點1、原理接線圖通常又分為“歸總式原理接線圖”和“展開式原理接線圖”。歸總式原理接線圖歸總式原理接線圖以整體的形式表示各二次設備之間的電氣聯(lián)接，一般與一次回路的有關部分畫在一起。在這種圖中，設備的觸點和繞組是集中地表示出來，綜合地表示出交流電壓、電流回路和直流回路之間的聯(lián)系。當前第33頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第34頁\共有69頁\編于星期三\1點展開式原理接線圖：以分散的形式表示二次設備之間的連接。展開圖中二次設備的接點與線圈分散布置，交流電壓、交流電流、直流回路分別繪制。這種繪制方式容易跟蹤回路的動作順序，便于二次回路的設計，也容易在讀圖時發(fā)現(xiàn)回路中的錯誤。當前第35頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第36頁\共有69頁\編于星期三\1點2、安裝接線圖：安裝圖是二次回路設計的最后階段，用來作為設備制造、現(xiàn)場安裝的實用二次接線圖，也是運行、調(diào)試、檢修等的主要參考圖紙。在這種圖上設備和器具均按實際情況布置，設備、器具的端子和導線、電纜的走向均用符號、標號加以標志，表示屏內(nèi)的設備、器具之間和與屏外設備之間的電氣連接。安裝圖包括屏面布置圖、屏后接線圖、端子排圖等。當前第37頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第38頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第39頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第40頁\共有69頁\編于星期三\1點3、二次回路的讀圖技巧1）先一次，后二次；2）先交流、后直流；3）交流看電源、直流找線圈；4）先找線圈、再找接點，每個接點都查清；5）先上后下、先左后右，屏外設備不能掉；6）安裝圖紙要結合展開圖。當前第41頁\共有69頁\編于星期三\1點小結及思考二次設備、二次回路及其范圍規(guī)定二次接線圖常見形式有哪幾種，各有什么特點？二次圖紙讀圖技巧當前第42頁\共有69頁\編于星期三\1點斷路器控制回路

一）控制回路的基本要求二）控制開關、繼電器符號介紹三）基本跳合閘回路四）防“跳躍”、閉鎖回路五）三相一次自動重合閘六）控制回路異常判斷當前第43頁\共有69頁\編于星期三\1點斷路器控制回路全圖當前第44頁\共有69頁\編于星期三\1點控制回路的基本要求1)能進行手動跳、合閘和由繼電保護與自動裝置（必要時）實現(xiàn)自動跳、合閘；

2）能指示斷路器的分、合閘位置狀態(tài)，自動跳、合閘時應有明顯信號；

3）能監(jiān)視電源及下次操作時分閘回路的完整性，對重要元件及有重合閘功能、備用電源自動投入的元件，還應監(jiān)視下次操作時合閘回路的完整性；

4）有防止斷路器多次合閘的“跳躍”閉鎖裝置；當前第45頁\共有69頁\編于星期三\1點5）斷路器的操作動力消失或不足時，例如彈簧機構的彈簧未拉緊，液壓或氣壓機構的壓力降低等，應閉鎖斷路器的動作，并發(fā)出信號；

6）當具有單相操作機構的斷路器按三相操作時，其合閘及跳閘的三相線圈一般采用串聯(lián)聯(lián)接，斷路器合閘回路的輔助接點應串聯(lián)聯(lián)接；跳閘回路的輔助接點應并聯(lián)聯(lián)接。此時，斷路器應有三相不一致信號；

7）接線應簡單、可靠，使用電纜芯數(shù)應盡量少。當前第46頁\共有69頁\編于星期三\1點控制開關萬能轉換開關（KK）當前第47頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第48頁\共有69頁\編于星期三\1點繼電器符號繼電器符號:（圖形符號、文字符號）表示繼電器線圈表示繼電器常開接點表示繼電器常閉接點

TWJ表示跳閘位置繼電器

TBJ表示防跳繼電器

JSJ表示加速繼電器當前第49頁\共有69頁\編于星期三\1點基本跳合閘回路—合閘當前第50頁\共有69頁\編于星期三\1點1）“跳閘后”位置當KK的手柄在“跳閘后”位置，斷路器在跳閘位置時，其常閉觸點DL閉合，+KM經(jīng)1RD、TWJ（繼電器線圈）、HQ線圈、3CK、2RD、-KM。啟動TWJ，其常開接點閉合。

+KM經(jīng)1RD、KK10-11、LD及附加電阻、TWJ（常開）、2RD、-KM。,此時，綠色信號燈回路接通，綠燈亮，它表示斷路器正處于跳閘后位置，同時表示電源、熔斷器、輔助觸點及合閘回路完好，可以進行合閘操作。因TWJ分壓作用，HQ不會動作。當前第51頁\共有69頁\編于星期三\1點2）“預備合閘”位置當KK的手柄順時針方向旋轉90o至“預備合閘”位置，KK9-10接通，此時綠燈閃光。當前第52頁\共有69頁\編于星期三\1點3）“合閘”位置當KK的手柄再順時針方向旋轉45o至“合閘”位置時，KK5-8觸點接通，接觸器HQ回路由+KM經(jīng)1RD、KK5-8、TBJ（常閉）、DL（常閉）、HQ線圈、3CK、2RD、-KM導通而啟動，閉合其在合閘回路中的觸點，使斷路器合閘。斷路器合閘后，DL（常閉）打開、DL常開閉合。

KK13-16觸點接通，+KM經(jīng)1RD、KK13-16、HD及附加電阻、TBJ（線圈）、DL（常開）、TQ線圈、4CK、2RD、-KM。紅燈亮。當前第53頁\共有69頁\編于星期三\1點4）“合閘后”位置松手后，KK的手柄自動反時針方向轉動45o，至垂直位置，KK13-16觸點仍接通。+KM經(jīng)1RD、KK13-16、HD及附加電阻、TBJ（線圈）、DL（常開）、TQ線圈、4CK、2RD、-KM。紅燈亮。指示斷路器處于合閘位置，同時表示跳閘回路完好，可以進行跳閘。當前第54頁\共有69頁\編于星期三\1點基本跳合閘回路—合閘當前第55頁\共有69頁\編于星期三\1點基本跳合閘回路—分閘當前第56頁\共有69頁\編于星期三\1點1）“預備跳閘”位置當KK的手柄逆時針方向旋轉90o至“預備分閘”位置，KK13-14接通，紅燈閃光。

2）“跳閘”位置將KK手柄逆時針方向轉45o至“跳閘”位置，KK6-7導通，+KM經(jīng)1RD、TBJ（線圈）、DL（常開）、TQ線圈、4CK、2RD、-KM。使TQ勵磁，斷路器跳閘。斷路器跳閘后，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，綠燈亮，指示斷路器已跳閘完畢，放開手柄后，KK復位至“跳閘后”位置。當前第57頁\共有69頁\編于星期三\1點當前第58頁\共有69頁\編于星期三\