1.3 低壓斷路器

1.3.1 低壓斷路器簡介

1.低壓斷路器的分類

低壓斷路器的分類方式很多,見表1-3。

表1-3 低壓斷路器的分類

(續(xù))

2.低壓斷路的作用

低壓斷路器俗稱自動空氣開關(guān)或空氣開關(guān),是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流,還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。

低壓斷路器在電路中除起通斷控制作用外,還具有一定的保護功能,如過負(fù)荷、短路、欠電壓和漏電保護等。

低壓斷路器還可用于不頻繁地起動電動機或接通、分?jǐn)嚯娐贰?/p>

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(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)的各級饋出線,各種機械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護。

3.低壓斷路器的型號

塑料外殼式斷路器品牌種類繁多,國產(chǎn)典型型號為DZ20系列塑料外殼式斷路器。其型號命名及意義如下:

其中:1—塑料外殼式斷路器;

2—設(shè)計代號;

3—額定極限短路分?jǐn)嗄芰墑e:Y—基本型(又稱一般型);J—較高型;G—最高型;C—經(jīng)濟型;

4—殼架額定電流的等級(A);

5—操作方式:手柄直接操作無代號,電動操作用P表示,轉(zhuǎn)動手柄操作用Z表示;

6—極數(shù)分別用2、3、4極表示;

7—脫扣器方式及附件代號;

8—用途代號:配電用斷路器無代號;保護電動機用斷路器用2表示。

舉例,DZ20-250/330,為DZ系列塑料外殼低壓斷路器,額定電流250A,3極,復(fù)式脫扣器,不帶附件。

友情提示

DZ20系列塑料外殼式斷路器有四種性能型式,Y型為基本型(又稱一般型)、C型(經(jīng)濟型)、J型(較高型)和G型(最高型)。

4.低壓斷路器的結(jié)構(gòu)

低壓斷路器一般由絕緣外殼、操作機構(gòu)、滅弧系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和脫扣系統(tǒng)5個部分組成。DZ系列低壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)如圖1-12所示。

1)絕緣外殼由絕緣底座、絕緣蓋、進出線端的絕緣封板所組成。絕緣底座和蓋是斷路器提高通斷能力、縮小體積、增加額定容量的重要部件。

2)操作機構(gòu)采用四連桿結(jié)構(gòu)方式,具有彈簧儲能,快速“合”、“分”的功能,其“合”、“分”、“再扣”和“自由脫扣”位置以手柄位置來區(qū)分。

3)滅弧系統(tǒng)由滅弧室和其周圍的絕緣封板、絕緣夾板所組成。滅弧裝置一般為柵片式滅罩,滅弧室的絕緣壁一般用鋼板紙壓制或用陶土燒制。

4)觸頭系統(tǒng)由動觸頭、靜觸頭組成。630A及以下的斷路器,其觸頭為單點式。1250A斷路器的動觸頭由主觸頭及弧觸頭組成。

圖1-12 DZ系列低壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)

主觸頭在正常情況下可以接通分?jǐn)嘭?fù)荷電流,在故障情況下還必須可靠分?jǐn)喙收想娏鳌Ｖ饔|頭有單斷口指式觸頭、雙斷口橋式觸頭、插入式觸頭等幾種形式。主觸頭的動、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸點,其接觸電阻小,可以長時間通過較大的負(fù)荷電流。在容量較大的低壓斷路器中,還常將指式觸頭做成兩擋或三擋,形成主觸頭、副觸頭和弧觸頭并聯(lián)的形式。低壓斷路器的主觸頭和弧觸頭分為弧觸頭和主觸頭。弧觸頭用耐弧金屬材料制成,主觸頭和弧觸頭在斷路器分、合閘時有不同的作用和操作次序。開關(guān)合閘時,弧觸頭承擔(dān)合閘的電磨損;開關(guān)分閘時,弧觸頭承擔(dān)電路分?jǐn)鄷r的強電弧,起保護主觸頭的作用;主觸頭承擔(dān)長期通過負(fù)荷電流的任務(wù)。所以在合閘時弧觸頭先閉合、主觸頭后閉合;分閘時主觸頭先斷開、弧觸頭后斷開大容量的斷路器中為了更好地保護主觸頭又增設(shè)了副觸頭,即為三接觸頭,合閘時的動作順序為弧觸頭先閉合,然后副觸頭閉合,最后弧觸頭閉合;分閘時的操作順序為弧觸頭先分?jǐn)?然后副觸頭分?jǐn)?最后主觸頭分?jǐn)唷?/p>

5)脫扣器是低壓斷路器中用來接受信號的元件。若線路中出現(xiàn)不正常情況或由操作人員或繼電保護裝置發(fā)出信號時,脫扣器會根據(jù)信號的情況通過傳遞元件使觸頭動作掉閘切斷電路。

知識窗

低壓斷路器的脫扣器

低壓斷路器的脫扣器一般有過流脫扣器、熱脫扣器、失電壓脫扣器、分勵脫扣器等幾種,見表1-4。在一臺低壓斷路器上同時裝有兩種或兩種以上脫扣器時,則稱這臺低壓斷路器裝有復(fù)式脫扣器。

表1-4 低壓斷路器的脫扣器

(續(xù))

5.低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)

(1)額定電壓

1)斷路器的額定工作電壓是指與通斷能力及使用類別相關(guān)的電壓值。對多相電路是指相間的電壓值。

常用交流電壓:220V、380V、660V、1140V。

常用直流電壓:110V、240V、440V、750V、850V、1000V。

2)斷路器的額定絕緣電壓是指設(shè)計斷路器的電壓值,電氣間隙和爬電距離應(yīng)參照這些值而定。除非型號產(chǎn)品技術(shù)文件另有規(guī)定,額定絕緣電壓是斷路器的最大額定工作電壓。在任何情況下,最大額定工作電壓不超過絕緣電壓。

(2)額定電流

1)斷路器的殼架額定電流用尺寸和結(jié)構(gòu)相同的框架或塑料外殼中能裝入的最大脫扣器額定電流表示。

框架式斷路器的殼架額定電流為630～6300A,主要用于低壓配電系統(tǒng)的進線、母聯(lián)及其他大電流回路的關(guān)、合。

塑殼斷路器的殼架電流為80～1250A,主要用于低壓配電系統(tǒng)的進出線、電動機的保護。

小型斷路器的殼架電流為1～125A,主要用于建筑物和用電設(shè)備的終端配電箱內(nèi)。

2)斷路器額定電流就是額定持續(xù)電流,也就是脫扣器能長期通過的電流。對帶可調(diào)式脫扣器的斷路器是可長期通過的最大電流。

常用額定電流:30A、40A、63A、100A、160A、200A、400A、630A、1000A、1250A、1600A、3200A、4000A、5000A、6300A。

(3)額定短路分?jǐn)嗄芰?/p>

斷路器在規(guī)定條件下所能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦?稱為額定短路分?jǐn)嗄芰Α?/p>

知識窗

漏電保護斷路器

漏電保護斷路器又稱為漏電保護開關(guān),具有漏電、觸電、過載、短路等保護功能,主要用來對低壓電網(wǎng)直接觸電和間接觸電進行有效保護,也可以作為三相電動機的斷相保護。它有單相的,也有三相的。

漏電保護斷路器主要由試驗按鈕、操作手柄、漏電指示和接線端幾部分組成,如圖1-13所示。

圖1-13 單相漏電保護斷路器

漏電保護斷路器和其他斷路器一樣可將主電路接通或斷開,而且具有對漏電流檢測和判斷的功能。當(dāng)主電路中發(fā)生漏電或絕緣破壞時,漏電保護開關(guān)可根據(jù)判斷結(jié)果將主電路接通或斷開的開關(guān)元件。它與熔斷器、熱繼電器配合可構(gòu)成功能完善的低壓開關(guān)元件。

目前,市場上的漏電保護斷路器,根據(jù)功能常用的有以下幾種類別:

1)只具有漏電保護斷電功能,使用時必須與熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器等保護元件配合。

2)同時具有過載保護功能。

3)同時具有過載、短路保護功能。

4)同時具有短路保護功能。

5)同時具有短路、過負(fù)荷、漏電、過電壓、欠電壓功能。

6.低壓斷路器的保護特性

低壓斷路器具有過電流保護特性、欠電壓保護特性和漏電保護特性。

1)在輸出短路或過載時對電源或負(fù)載進行的保護,即為過電流保護。

2)對所有的電器設(shè)備而言,都有一個額定電壓,但在實際中,不能完全保證在額定電壓下工作,是在額定電壓附近的一個范圍,一般要求在±15%。為了保護電器設(shè)備和工藝質(zhì)量,如果低于這個電壓15%,就是“欠電壓”,當(dāng)工作電壓下降到這個電壓以下,保護動作,切斷電源。相反,如果高于這個電壓15%,就是“過電壓”,保護也動作切斷電源。在不同場合使用的電器,這個電壓要求略有不同,但保護原理是一致的。

1.3.2 低壓斷路器的應(yīng)用

1.低壓斷路器的選用

選用低壓斷路器,一般應(yīng)遵循以下4個原則。

1)額定電壓和額定電流應(yīng)不小于電路正常的工作電壓和工作電流。

①用于控制照明電路時,電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流通常應(yīng)為負(fù)載電流的6倍。

②用于電動機保護時,塑料外殼式斷路器電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流應(yīng)為電動機起動電流的1.7倍;框架式斷路器的整定電流應(yīng)為電動機起動電流的1.35倍。

③用于分?jǐn)嗷蚪油娐窌r,其額定電流和熱脫扣器整定電流均應(yīng)等于或大于電路中負(fù)載的額定電流之和。

④選用斷路器作多臺電動機短路保護時,電磁脫扣器整定電流為容量最大的一臺電動機起動電流的1.3倍加上其余電動機額定電流之和。

2)熱脫扣器的整定電流要與所控制負(fù)載的額定電流一致,否則應(yīng)進行人工調(diào)節(jié),如1-14所示。

3)選用低壓斷路器時,在類型、等級、規(guī)格等方面要配合上、下級開關(guān)的保護特性,不允許因本級保護失靈導(dǎo)致越級跳閘,擴大停電范圍。

4)斷路器的主要參數(shù)有額定電壓、額定電流、通斷能力、操作壽命、保護特性等,與使用直接有關(guān)的是額定電壓、額定電流、通斷能力及保護特性。使用中,要求斷路器在正常工作狀態(tài),溫升不超過規(guī)定值,在事故狀態(tài)下,能可靠地起到保護作用。

圖1-14 調(diào)節(jié)整定電流

應(yīng)用技巧

斷路器與上下級電器保護特性的配合方法如下:

1)上級斷路器短延時整定電流大于或等于1.2倍下級斷路器短延時或瞬時(若下級無短延時)整定電流。

2)上級斷路器的保護特性和下級斷路器的保護特性不能交叉。在級聯(lián)保護方式時可以交叉,但交點短路電流應(yīng)為下級斷路器的80%。

3)斷路器與熔斷器配合時,一般熔斷器作后備保護。應(yīng)選擇交接電流IB小于斷路器的額定短路通斷能力的80%,當(dāng)短路電流大于IB時,應(yīng)由熔斷器動作。

4)在具有短延時和瞬時動作的情況下,上級斷路器瞬時整定電流小于或等于斷路器的延時通斷能力,大于或等于1.1倍下級斷路器進線處的短路電流。

友情提示

低壓斷路器選型的步驟如下:

1)根據(jù)電氣裝置的要求確定斷路器的類型,即萬能式、塑料外殼式及限流式。如根據(jù)電氣裝置額定電流范圍,額定電壓范圍,短路電流大小,安裝方式等。

2)根據(jù)線路對保護的要求,確定斷路器是否是選擇型的,是否需要欠電壓保護,以及是否作為隔離開關(guān)使用等。

3)根據(jù)選用原則選用產(chǎn)品。

4)如果與脫扣器額定電流對應(yīng)的斷路器有兩個不同的殼架電流等級,究竟應(yīng)選哪一種,就要看具體的線路了。例如,當(dāng)額定電流為630A時,既可以選用DW15-630/630A,也可以選用DW15-1600/630A的產(chǎn)品,如果線路比較重要,而且發(fā)生短路故障的概率又比較大,那就宜選用DW15-1600/630A的產(chǎn)品,因為它的極限分?jǐn)嗄芰Ρ菵W15-630/630A大。

5)在初步確定好斷路器的品種規(guī)格后,還要考慮它與上下級電器的保護特性方面的協(xié)調(diào)配合,從而從總體上滿足系統(tǒng)對選擇性保護的要求。

2.低壓斷路器的檢測

檢測低壓斷路器時,可以用萬用表R×10擋測量其各組開關(guān)的電阻值來判斷其是否正常,如圖1-15所示。

若測得低壓斷路器的各組開關(guān)在斷開狀態(tài)下,其阻值均為無窮大在閉合狀態(tài)下,均為零,則表明該低壓斷路器正常;若測得低壓斷路器的開關(guān)在斷開狀態(tài)下,其阻值為零,則表明低壓斷路器內(nèi)部觸頭粘連損壞。若測得低壓斷路器的開關(guān)在閉合狀態(tài)下,其阻值為無窮大,則表明低壓斷路器內(nèi)部觸頭斷路損壞。若測得低壓斷路器內(nèi)部的各組開關(guān),有任一組損壞,均說明該低壓斷路器損壞。

圖1-15 萬用表檢測低壓斷路器

3.低壓斷路器的安裝

1)低壓斷路器一般應(yīng)垂直安裝,其傾斜度不應(yīng)大于5°,操作手柄及傳動杠桿的開、合位置應(yīng)正確,如圖1-16所示。對于有半導(dǎo)體脫扣裝置的低壓斷路器,其接線應(yīng)符合相序要求,脫扣裝置動作應(yīng)可靠。直流快速低壓斷路器的極間中心距離及開關(guān)與相鄰設(shè)備或建筑物的距離不應(yīng)小于500mm。若小于500mm,要加隔弧板,隔弧板高度不小于單極開關(guān)的總高度。

圖1-16 低壓斷路器的安裝

2)安裝時,對觸點的壓力、開距及分?jǐn)鄷r間等應(yīng)進行檢查,并符合出廠技術(shù)條件。對脫扣裝置必須按照設(shè)計要求進行校驗,在短路或者模擬短路的情況下合閘時,脫扣裝置應(yīng)能夠立即自動脫扣。

3)低壓斷路器與熔斷器配合使用時,熔斷器應(yīng)安裝在電源側(cè)。

應(yīng)用技巧

低壓斷路器常見故障的處理見表1-5。

表1-5 低壓斷路器常見故障的處理

(續(xù))

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