低压断路器的简单介绍.

1、低压断路器的简单介绍2012 年 3 月 17 日北京区域管制中心 UPS B 组电源输出配电柜 的总输入开关 故障跳闸并锁定禁止备用开关自动闭合，造成北京区域 管制中心的管制设备的正常 运行受到影响。此开关采用的。默勒公司生产的 IZM32H-1250 型断路器。北京 区域管制中心低压配电系统共选用 18 台此系列的断路器。在低压配电系统中断路 器是非常重要且必 须的设备,下面就断路器的常用名词和结构作个简单介绍供与大 家讨论。一、低压、高压划分工频交流电高压和低压的标准是：我们习惯上将额定电压在 1 千伏以上称 为高压，额定电压为 1 千伏及以下称为低压。二、断路器断路器是一种能够分合和保

2、护电路的开关，它能够长时间地承 受一定的电流，并 能够切断一定的过载和短路电流。过载和短路电流的切断是通过保护装置来实现 的，该保护装置就是通常所说的脱扣器。脱扣器分热磁式和电子式。断路器的操作寿命(分合闸次数一般从 几千次到几万次不等。(一断路器的类型：断路器的类型一般可分为以下三种：空气断路器 ACB (Air Circuit-Breaker、塑 壳断路器 MCCB (Molded Case Circuit-Breaker、 微型断路器 MCB (Miniature Circuit-Breaker。空气断路器的电流等级一般较大，从 630A6300A;塑壳断路器的电流等级一般从几十安培到

3、1600A ,通常用到 630A ;微型断路器的电流 等级一 般在63A 以下，但也有到 125A 的。空气断路器的外型较大,可以配置更多的附件，可 以手动操作，也可以加装电动操作；可以是 固定安装，也可以是抽出式安装；它的大部 分技术参数和性能都高于塑壳断路器和微型断路器。塑壳断路器外型较小，也可以 配置较多的 附件,但不如空气断路器多；可以手动操作，也可以加装电动操作；可以是 固定安装,也可以是插拔式或抽出式安装；它的大部分技术参 数和性能都高于微型 断路器。微型断路器外型最小，可以握在手掌心 中,它可以配置一些基本的附件，如 辅助触点、故障触点、分励或欠 压脱扣器等，但在实际使用中很少配

4、置；微型断路器 只能手动操作、固定安装；它的技术参数和性能都较低；它一般用在线路末端的小 型用电设备上。（二断路器的安装方式：断路器的安装方式可范围三种：固定式（F、插入式（P、抽出式（Wo1.固定式安装：固定式安装指断路器本体直接固定在配电柜内安装板或安装支件上,进出线电缆直接连接在断路器本体的接线端子上。需要检修时，需使用工具将电缆及断路器 的固定螺钉拆卸后方可检修或更换。2.插入式安装：插入式断路器由固定底座和可移动本体两部分组成，类似插座 和插头。固定底 座一般由螺钉固定在配电柜内，进出线电缆连接在底座上。可移动本体含有断路器的所有主要部件，包括主触头（静触头、动触 头、灭弧室、储能弹

5、簧、脱扣器及可附加的各种附件，包括辅助触点、故障触点、分励脱扣器、欠压脱扣器、电动操作机构等等。工作时，可移动本体插装在固定底座上。需要检修时，断路器必须在 分闸位置,可移动本体才可以直接从固定底座上拔 下来；这个过程一般不需要使用工具，如螺丝刀等；也不需要拆卸电缆。插拔式断路 器可由人手直接插拔，一般它的电流等级和外型尺寸都不大。默勒的 LZM1、2 系 列,电流到250A，可以使用插拔的形式；施耐德的 NS 系列、ABB 的 T 系列，电流到 630A，可以使用插拔的形式；ABB 的 S 系列,电流到 400A，可以使用插拔的形式。3.抽出式安装及其三个位置抽出式断路器与插拔式断路器类似，

6、也是由固定底座和可抽出式 本体两部分组 成。抽出式断路器的电流等级和外型尺寸都较大,如默勒的 LZM3、NZM4,电流 400A1600A;IZM 系列，电流 630A6300A。抽出式断路器抽出时一般要使用工具 （摇杆。抽出式断路器一般有三 个位置:连接位置、试验位置、断开位置。在连接 位置时，可抽出式 本体完全插入固定底座中，一、二次插头和插座完全接通。在试验 位置时,可抽出式本体被摇杆从固定底座上摇出一定距离，此时一次插 头和插座已分离,二次插头和插座仍然连通。 可抽出式本体被摇杆从 固定底座上继续摇出，就 到了断开位置，此时，一、二次插头和插座 完全断开。然后，可抽出式本体可以从固 定

7、底座上拿下来。在固定底座上有三个位置的指示牌，可以指示本体当前位置。（三断路器的保护：断路器通常可以有四种保护，分别为：过载长延时保护，用字母 L 表示；短路短延时保护，用字母 S 表示；短路瞬时动作保护，用字母 I 表示；接地保护,用字母 G 表示。1.过电流（过载，过载长延时保护断路器采用热磁脱扣器时，过载保护又可称为热保护（T : Thermal。回路中的线缆和用电设备所能够承受的电流是有限的,因为 P= I 2 FK,线缆和 设备的电阻 R 是固定的所以,当电流越大时，热损耗 P 就成倍地变大。如果线缆和 设备的发热超过它们的承受能力，线缆和设备就会烧毁。如上例，短路发生时的电流 极大

8、，电缆会在极短的时间内 烧毁。但如果回路中的电流超过线缆或设备的安全设 定值,又没有大到短路电流那种程度，这种情况被称为过电流或过载。当过载发生时,线缆或设备的发热超过安全设定值，这种发热经过长时间的积累也会将线缆或 设备烧毁。为了避免过载对线缆和设备的损害，回路中的断路器大部分都具有过 载保护功 能。当回路电流超过断路器的过载保护设定值时，断路器的脱扣器经过一定时间的 延时,就会使断路器跳闸，断路器的主触点断 开,从而切断回路中的电流。如果回路电流超过断路器的过载保护设 定值越多，那么,断路器的脱扣器经过更短的时间延 时就使断路器跳闸，这被称为反时限。例如，断路器的过载设定值为 100A ,

9、回路中的实际电流为 120A，那么断路器可 能经过 10 分钟跳闸；如果回路中的电流为 150A，那么断 路器可能经过 3 分钟就跳 闸。2.短路、短路电流、短路保护断路器采用热磁脱扣器时，短路保护又可称为磁保护(M : Magnetic。在正常情况下，电流从电源流出，流过负载，再流回电源，构成一个 闭环回路。电 流的大小等于电源的电压除以回路中的总阻抗，即：I=U -(R1+R2+R3 , R1 是电源内部的阻抗，这个值通常很小；R2 是线缆的阻抗，这个值跟线缆的截面、长度都有关，通常也很小；R3 是负载(如电灯的阻抗，回路中的阻抗主要由它产生。在计算回路中的电流时，通常可以忽略 R1 和

10、R2,即:I=U4R3。例如:U=220V, R1= 0.1Q, R2=0.1Q, R3=10Q则 I=U 十 R1+R2+R3 =220(0.1+0.1+10 =21.57A或 I=UoR3=22O 10=22A 21.57A 22A在短路发生时，因为某些原因，电流没有流经负载，而直接流回电源，这种情况被 称为短路。短路发生时，回路中的电流被称为短路电流，短路电流值很大；如上例,短 路电流值:I=U0R1+R2 =22000.1+0.1 =1100A。如此大的短路电流会在回路中产生 极大的发热,P=I2 只；所以,在电源中产生的热损耗为:P= I2 示仁 1100X1100 0.1=1210

11、00W,在回路线缆中的热损耗也同样。如此大的热损耗会在极短的时间内将电源和线路烧毁，为了保护电源 和线路，在 短路发生时，必须尽快切断短路电流，这就是断路器所需 要做的工作。断路器一般能 在短路发生后 1020ms 内，将短路电流切 断,这个动作是由断路器的脱扣器控制 的。断路器所具有的自动切断 短路电流的功能被称为断路器的短路保护功能。3. 短路短延时保护短路短延时保护也是断路器的保护之一。当短路发生时，断路器的脱扣器并不马上使断路器跳闸，而是经过一个较短的时间延时，通常在 01000ms 之间可调，然 后再使断路器跳闸，这又被称为定时限 保护，该功能在实际使用中起到防越级跳闸的 作用。4.

12、 漏电保护和接地保护漏电保护和接地保护也是断路器的保护之一，一般较少配置，并且这两个保护 不会同时出现。打个比方，电流在线缆中流动就好比水 在水管中流动；如果水管破 裂,就会有水流出，如果破裂较小，或者在水管连接处，水的泄漏可能是一滴一滴的，这 种情况就好似电流回 路中的漏电；如果破裂较大，水的泄漏很快，甚至达到喷射的状 态，这种情况就好比电流回路中的接地。当漏电或接地发生时，断路器能够自动将 回路切断，回路中没有电流，也就没有电的泄漏，断路器的 这种保护被称为漏电保护和 接地保护。5. 断路器的保护类型所有的断路器都有短路瞬动保护，其它为可选项。如果一个断路器同时有过载 长延时保护、短路瞬动

13、保护，就称断路器具有二段保护；如果在二段保护的基础上增加短路短延时保护，就称断路器具有三段 保护;如 果在三段保护的基础上增加接地保护，就称断路器具有四段 保护。大部分的断路器 都是二段保护，作为进线的总断路器一般具有 三段保护。例如:一个额定电流 1000A 的断路器，具有四段保护。 过载长延时保 护整定在 1000A ;短路短延时保护整定在 8000A ,延时时间为 400ms ;短路瞬动保护整定在 12000A ;接地保护整定在 100A ,动作延时 200ms。当回路中的电流在 1000A 以下 时，断路器可以长期正常工作；当回路 中的电流在 10008000A 之间时，就是过载发 生

14、了，断路器会延时一 段时间跳闸，电流越大，延时的时间越短，时间从数十分钟到几 秒钟（按其特性曲线动作；当回路中的电流在 800012000A 之间时,就是短路短延时 动作，断路器会在延时 400ms事先已设定后立即跳 闸;当回路中的电流在 12000A 以 上时，就是短路瞬时动作，断路器会立即跳闸，所用的时间只有大约 1020ms。如果 线路中有电流泄漏,并且超过了 100A ,那么断路器会在 200ms 事先已设定 后立即 跳闸。（四断路器的三个工作状态（合闸、分闸、跳闸断路器有三个工作状态，合闸 （主触点接通，分闸 （主触点断开，跳闸 （主触点断 开。在正常操作情况下，断路器一般在合闸状

15、态（I 或者分闸状态（O。当故障发生时 即过载或短路或接地发 生时,断路器的脱扣器会使断路器脱扣到故障跳闸状态（+。当断路器在故障跳闸状态时，这时不能对断路器进行合闸操作，即使强行操作，也不 能使断路器合闸；此时，必须先对断路器进行复位操作，然后断路器才能进行合闸操作。针对塑壳断路器,复位操作就是对断路器进行一 次分闸操作；针对空气断路器,复位操作是按一下断路器上 的复位按钮。（五断路器的附件断路器的常用附件有：辅助触点、故障触点、分励脱扣器、欠压 脱扣器、电动 操作机构、插拔式或抽出式机构、机械联锁等等。辅助触点：辅助触点的动作与主触点一致,但辅助触点能承受的电流 较小，一般为几安培到十几安

16、培。 它一般用来 指示断路器的分合闸状 态。故障触点：当断路器的保护动作时（如过载保护动作，断路器到故障跳闸位置，此 时故障触点动作。它能承受的电流较小，一般为几安培到十几安培。对于塑壳断路 器,当分励脱扣器或欠压脱扣器动作时，断路器也会到故障跳闸位置，故障触点也会 动作。对于空气断路器,当分励脱扣器或欠压脱扣器动作时，断路器到分闸位置，故 障触点不会动作。分励脱扣器：又被称为分励线圈。一般情况下，分励线圈不得电，当分励线圈通 电的时候，分励脱扣器动作，断路器不能合闸。欠压脱扣器：又被称为欠压线圈。一般情况下，欠压线圈长期带电，当欠压线圈 失电的时候，欠压脱扣器动作，断路器不能合闸。塑壳断 路

17、器只能带有一个分励脱扣 器或一个欠压脱扣器，分励脱扣器和欠压脱扣器不能同时出现在塑壳断路器上。空 气断路器可以同时组合分 励脱扣器和欠压脱扣器。电动操作机构：断路器都可以手动操作分合闸，为了操作更省力，或者需要远方 操作断路器分合闸，可以选用电动操作机构。电动操作机 构可以代替人手执行断路器的分合闸操作，我们只需要通过按钮来控制电动操作机构即可。机械联锁：两个或三个断路器之间可以加机械联锁附件，机械联锁保 证两个断 路器之间只能有一个断路器可以合闸；或者三个断路器之间只能有一个或两个断路 器可以合闸，永远不会出现三个断路器同时合 闸的情况。（六电弧和断路器的短路分断能力电压15V 的电气回路在

18、断开时基本都会产生电弧。在操作回路断开的过程中,触点虽已分离，但触点之间的空气被电离击穿，电流通过空气仍然是导通的；此时，空 气也变成了导体。断开的触点之间 的这段电流就是电弧，电弧产生时，在电弧内部 的温度可高达 10000C以上,它可使触头材料气化。因此电弧对触头有极大的损害，必须采取措施使电弧尽快熄灭。 在所有断路器的内部都有灭弧室，它可以切断一 定强度的电弧。电弧的强度与许多因素有关，在低压系统中，电弧的强度主要受回路 中的电流大小的影响。当短路发生的时候，回路中的电流极大，此时切断电流，产生的电弧 极强。断路 器切断电弧的能力是有限的，因此断路器切断短路电流的 能力也是有限的，这被描述为断路器的短路分断能力。不同的断路器 的短路分断能力是不同的。短路分断能力是衡量断路器性能的重要技术指标。1. 额定极限短路分断能力 leu （参照 IEC/EN 60947 操作顺序：O-t-CO断路器能够分断短路电流的最大能力，比如:65KA ;在这个值 下，断路器可以切 断一次短路电流；切断一次后，因为断路器的触头、灭弧室等都受到电弧的烧损，断路器不能再切断第二次短路电流；但是断路器仍然可以切断过载电流，不过对过载 电流检测的准确性可能会