什么是断路器(断路器详解)

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什么是断路器(断路器详解)

断路器的分类

(1)框架式断路器(ACB)

框架断路器也称为万能式断路器,其所有零件都装在一个绝缘的金属框架内,常为开启式,可装设多种附件,改换触头和部件较为便利,多用在电源端总开关。过电流脱扣器有电磁式,电子式和智能式脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时及接地故障四段掩护,每种掩护整定值均依据其壳架等级在必定规模内调剂。

框架断路器实用交换50Hz,额定电压380V、660V,额定电流为200A-6300A的配电网络中,重要用来分配电能和掩护线路及电源装备免受过载、欠电压、短路,单相接地等故障的伤害,该断路器具有多种智能掩护功效,可做到选择性掩护。在正常的条件下,可作为线路的不频繁转换之用。1250A以下的断路器在交换50Hz电压380V 的网络中可用作掩护电动机的过载和短路。

框架式断路器还经常运用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关、大容量馈线开关和大型电动机掌握开关。

(2)塑壳式断路器(MCCB)

塑壳式断路器也被称为装置式断路器,其接地线端子外触头、灭弧室、脱扣器和操作机构等都装在一个塑料外壳内。帮助触点,欠电压脱扣器以及分励脱扣器等多采取模块化,构造非常紧凑,一般不斟酌维修,实用于作支路的掩护开关。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元,而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。

塑壳式断路器过电流脱扣器有电磁式和电子式两种,一般电磁式塑壳断路器为非选择性断路器,仅有长延时及瞬时两种掩护方法;电子式塑壳断路器有长延时、短延时、瞬时和接地故障四种掩护功效。部分电子式塑壳断路器新推出的产品还带有区域选择性连锁功效。

塑壳式断路器一般用于配电馈线掌握和掩护,小型配电变压器的低压侧出线总开关,动力配电终端掌握,也可用于各种生产机械的电源开关。

(3)微型断路器(MCB)

微型断路器是建筑电气终端配电装置引中应用最普遍的一种终端掩护电器。用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等掩护,包含单极1P,二极2P、三极3P、四极4P四种。

微型断路器由操作机构、触点、掩护装置(各种脱扣器)、灭弧体系等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸地位上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

在民用建筑电气设计中,微型断路器重要用于线路的过载、短路、过电流、失压、欠压、接地、漏电、双电源主动切换及电动机的不频繁起动时的掩护、操作等用处。

断路器的根本特征参数

(1)额定工作电压Ue

额定工作电压是指断路器的标称电压,在规定的正常应用和性能条件下,能够持续运行的电压。

我国规定在220kV及以下电压等级,体系额定电压的1.15倍即为最高工作电压;330kV及以上电压等级是以额定电压的1.1倍作为最高工作电压。断路器能在体系最高工作电压下坚持绝缘,并能按规定的条件进行关合与开断。

(2)额定电流In

额定电流是指在环境温度为40℃以下,脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器来说,则为脱扣器可长期通过的最大电流。

当应用在环境温度超过40℃,但不高于60℃时,许可下降负荷长期工作。

(3)过载脱扣器电流整定值Ir

电流超过脱扣器电流整定值Ir,断路器延时跳闸。它还代表着断路器不跳闸时所能蒙受的最大电流。该值必需大于最大负载电流Ib,但是小于线路所许可的最大电流Iz。

热百思特网脱口继电器Ir通常可在0.7~1.0In规模内调剂,但是如果应用电子装备,其调剂规模会更大,通常为0.4~1.0In。对于配有不可调过电流脱口继电器的断路器,Ir=In。

(4)短路脱扣器电流整定值Im

短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于百思特网高故障电流值涌现时,使断路器迅速跳闸,其跳闸阈值为Im。

(5)额定短时光耐受电流Icw

指在商定的时光内许可通过的电流值。该电流值在商定的时光内通过导体,不会因过热而引起导体的破坏。

(6)分断才能

断路器的分断才能是指该断路器安全切断故障电流的才能,与其额定电流无必定接洽目,前有36KA、50KA等规格。一般分为极限短路分断才能Icu和运行短路分断才能Ics。

断路器选用的一般原则

首先依据用处选择断路器的型式及极数; 依据最大工作电流选择断路器的额定电流;依据须要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体请求如下。

1)断路器的额定工作电压≥线路额定电压。

2)断路器的额定短路通断才能≥线路盘算负载电流。

3)断路器的额定短路通断才能≥线路中可能涌现的最大短路电流(一般按有效值盘算)。

4)线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流 。

5)断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

6)断路器的分励脱扣器额定电压等于掌握电源电压。

7)电动传动机构的额定工作电压等于掌握电源电压。

8)断路器用于照明电路时,电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。

9)采用断路器作为单台电动机的短路掩护时,瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍(DW系列断路器)或1.7倍(DZ系列断路器)。

10)采取断路器作为多台电动机的短路掩护时,瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。

11)采取断路器作为配电变压器低压侧总开关时,其分断才能应大于变压器低压侧的短路电流值,脱扣器的额定电流不应百思特网小于变压器的额定电流,短路掩护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍;过载掩护的的整定电流等于变压器的额定电流。

12)初步选定断路器的类型和等级后,还要与上、下级开关的掩护特征进行配合,以免越级跳闸,扩展事故规模。

断路器的选择性

在配电体系中用的断路器按其掩护性能可分为,选择性和非选择性两类。选择性低压断路器,有两段掩护和三段掩护两种。其中瞬时特征和短延时特征实用于短路动作,而长延时特征实用于过载掩护。非选择性断路器,一般为瞬时动作,只做短路掩护用。也有的为长延时动作,只做过负荷掩护用。在配电体系中,如果上一级断路器采取选择性断路器,下一级断路器采取非选择性断路器或选择性断路器,重要是应用短延时脱扣器的延时动作或延时动作时光的不同,以获得选择性。通过上一级断路器的延时动作时,请注意以下几点问题。

1)无论下一级是选择性断路器还是非选择性断路器,上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍。

2)如果下一级是非选择性断路器,为防止在下一级断路器所掩护回路产生短路电流时,因这一级瞬时动作敏锐度不够,而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作,使其失去选择性。一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍。

3)如果下一级也是选择性断路器,为保证选择性,上一级断路器的短延时动作时光至少比下一级断路器的短延时动作时光长0.1s。一般来说,要保证高低两级低压断路器之间选择性动作,上一级断路器宜选择带短延时的过流脱扣器,而且其动作电流要大于下一级过流脱扣器动作电流一级以上,至少上一级的动作电流Iop.1不小于下一级动作电流Iop.2的1.2倍,即Iop1≥1.2Iop.2。

断路器的级联掩护性

在配电体系的设计中,断路器的高低两级之间的选择性配合,必需具有“选择性、迅速性和敏锐性”。

选择性则与高低两级断路器之间的配合有关,而迅速性和敏锐性分离与掩护电器本身特色和线路运行方法有关。

高低两级断路器配合得当,则能有选择地将故障回路切除,保证配电体系的其它无故障回路持续正常工作。反之,则影响配电体系的可靠性。

级联掩护是断路器限流特征的具体运用,其重要原理是应用上级断路器的限流作用,在选择下级断路器时,可选择分断才能较低的断路器,以到达下降成本勤俭费用的目标。

上级的限流型断路器QF1能分断其安装处的最大预期短路电流,由于配电体系中高低级的断路器为串联安装,当下级,断路器QF2出口处产生短路时,该短路电流由于上级断路器QF1的限流作用而使其实际值远小于该处的预期短路电流,也就是说,下级断路器QF2的分断才能在上级断路器QF1赞助下大大加强,超过了其额定分断才能。这种级联掩护也是有必定的条件,譬如临近的回路不能有主要负载(因为一旦QF1跳闸QF3回路也停电),同时QF1的瞬动整定值与QF2的瞬动整定值也要匹配得当等。级联数据只能由试验测定,高低级断路器的配合选择也只能由断路器制作商供给肯定。

断路器的敏锐度

为了保证断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在体系最小运行方法下,在其掩护规模内产生最轻微的短路故障时能可靠动作。断路器掩护的敏锐度必需满足《低压配电设计规范》 (CB50054-95)规定其敏锐度应不小于1.3,即Sp=lk.min/Iop≥1.3。式中,lop为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流,Ik.Min为断路器掩护的线路末端在体系最小运行方法下的单相短路电流或两相短路电流,Sp为断路器的敏锐度。

在选用断路器时,还应注意对其敏锐度的校验,对于同时具有短延时和瞬时过电流脱扣器的选择性断路器,只须要校验短延时过电流脱扣器的动作敏锐度,不须要校验瞬时过电流脱扣器动作的敏锐度。

断路器脱扣器的选择和整定

(1)瞬时过电流脱扣器动作电流的整定

断路器所掩护的对象中,有某些电器装备,这些电器装备在启动进程中,会在短时光内发生数倍于其额定电流的高峰值电流,从而使断路器在短时光内蒙受较大的尖峰电流。瞬时过电流脱扣器的动作电流lop(o)必需躲过线路的尖峰电流Ipk,即Iop(o)≥KrelIpk。式中,Krel为可靠系数。在选用断路器时,应注意使断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流躲过尖峰电流,以免引起断路器的误动作。

(2)短延时过流脱扣器动作电流和动作时光的整定

短延时过流脱扣器的动作电流lop(s),也应躲过线路的尖峰电流Ipk,即Iop(s)≥KrelIpk。式中,Krel为可靠系数。短延时过流脱扣器的动作时光一般分0.2s、0.4s和0.6s三种,按前后掩护装置的掩护选择性来肯定,应使前一级掩护的动作时光比后一级掩护的动作时光长一个时光级差。

(3)长延时过流脱扣器动作电流和动作时光的整定

长延时过流脱扣器重要是用来掩护过负荷,因此其动作电流Iop(l)只须要躲过线路的最大负荷电流即盘算电流I30,即Iop(l)≥KrelI30。式中,Krel为可靠系数。长延时过流脱扣器的动作时光应躲过许可短时过负荷的连续时光,以免引起低压断路器的误动

(4)过流脱扣器的动作电流与被掩护线路的配合请求

为了不致线路因涌现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损甚至失火,而其断路器不跳闸事故的产生,断路器过流脱扣器的动作电流lop应符合公式的请求,lop≤KolIal。式中,Ial为绝缘线缆的许可载流量;Kol为绝缘线缆的许可短时过负荷系数,对瞬时和短延时过流脱扣器,一般取4.5;对长延时过流脱扣器,做短路掩护时取1.1,只做过负荷掩护时取1。如果不满足以上配合请求,则应改选脱扣器动作电流,或恰当加粗导线或电缆线的截面积