低压断路器概要.ppt

1、2020/9/24,Rockwell Automation,1,低压断路器,一. 低压断路器的用途、工作原理和分类 二. 低压断路器的典型结构 三. 低压断路器的主要技术参数 四. 低压断路器的脱扣器与时间电流特性,2020/9/24,Rockwell Automation,2,2.4 低压断路器,低压断路器的用途、工作原理和分类 低压断路器：在低压配电网络中用来分配电能以及按规定 条件对低压配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用的开关电器。 低压断路器的保护作用：当电路中出现过载、短路或欠压 等故障时，能自动分断电路。 低压断路器以前称为自动开关、空气开关或自动空气断路器。

2、在正常情况下，低压断路器可用于不频繁地接通与切断线路。,2020/9/24,Rockwell Automation,3,2.4 低压断路器,一. 低压断路器的用途、工作原理和分类 原理 主触头2为常开触头，用于接通和分断主电路，串联在三相回路中，图中所示为主触头处于闭合位置，此时，传动杆3由锁扣4钩住，分断弹簧1被拉伸，过电流脱扣器5串联于主电路，在主电路电流为正常值时，过电流脱扣器的衔铁处于打开位置，当主电路电流超过规定值时，衔铁被吸合，顶杆向上将锁扣4顶开，分断弹簧1使主触头分断(或称分闸)。,图2.7 低压断路器的工作原理图 1一分断弹簧；2一主触头；3一传动秆； 4锁扣；5一过电流脱如

3、器； 6欠压脱扣器；7一分励脱扣器,2020/9/24,Rockwell Automation,4,2.4 低压断路器,欠压脱扣器6并联于主电路，在主电路电压正常时，其衔铁吸合，当主电路电压低于规定值时，其衔铁释放，顶杆也将锁扣4顶开，使主触头分断。 分励脱扣器7由控制电源供电，它可以根据操作人员的命令或其他信号使线圈通电，衔铁被吸合，顶杆向上将锁扣4顶开 ，使主触头分断。,图2.7 低压断路器的工作原理图 1一分断弹簧；2一主触头；3一传动秆； 4锁扣；5一过电流脱如器； 6欠压脱扣器；7一分励脱扣器,2020/9/24,Rockwell Automation,5,分励脱扣器电路,2020/

4、9/24,Rockwell Automation,6,2.4 低压断路器,一. 低压断路器的用途、工作原理和分类 低压断路器组成 导电接触系统 灭弧系统 各种脱扣器 开关机构 把以上各部分连接在一起的金属框架或塑料外壳,2020/9/24,Rockwell Automation,7,2.4 低压断路器,一. 低压断路器的用途、工作原理和分类 低压断路器分类 按用途分：保护配电线路用、保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用断路器。 按结构型式分：万能式/框架式和装置式/塑料外壳式断路器。 按极数分：四极、三极、二极和单极断路器。 按限流性能分：普通式和限流式断路器。 按操作方式分：直接手柄操作

5、式、杠杆操作式、电磁铁操作式和电动机操作式断路器。 按所采用灭弧介质分：空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、油断路器。 按使用类别分： 非选择型（A型）和选择型（B型）两类。 按动作速度分：快速型和一般型。,2020/9/24,Rockwell Automation,8,低压断路器型号及含义,2020/9/24,Rockwell Automation,9,低压断路器及其电气符号,2020/9/24,Rockwell Automation,10,2.4 低压断路器,二. 低压断路器的典型结构 1.万能式断路器 万能式断路器的结构特点是有一个金属框架，所有元件都安装在框架上。 万

6、能式断路器多数属于敞开式，为了防尘的需要，有时做成金属箱防护式。万能式断路器又分为普通式和限流式。,2020/9/24,Rockwell Automation,11,2.4 低压断路器,二. 低压断路器的典型结构 1. 万能式断路器 (1)普通万能式断路器 DWl5系列是没有限流作用的普通万能式低压断路器。额定电压交流为1140V及以下，额定电流有200、400、630A三个等级。它采用立体布置，操作手柄可以装在正前面也可以装在右侧面，而且都可以安装电磁铁传动机构。,2020/9/24,Rockwell Automation,12,2.4 低压断路器,二. 低压断路器的典型结构 1. 万能式断

7、路器 (2)限流万能式断路器。 DWXl5系列为限流万能式断路器，具有快速断开和抑制短路电流上升的特点，特别适用于可能产生较大短路电流的网络之中。 DWXl5系列为限流万能式断路器与普通万能式断路器不同之处在于，它有专门的斥力触头和快速脱扣装置。,2020/9/24,Rockwell Automation,13,2.4 低压断路器,二. 低压断路器的典型结构 2. 装置式断路器 目前，国产装置式断路器有DZ20系列和DZ15系列等。与万能式相比较，其特点是触头系统、灭弧室、操作机构及脱扣器等元件均装在一个塑料壳体内，具有结构紧凑、体积小、使用安全、价格低廉及外形美观等优点。 (1)普通装置式断

8、路器：DZ20系列。 (2)限流装置式断路器：DZX10系列。,2020/9/24,Rockwell Automation,14,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 1额定电压：额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。 额定工作电压：与通断能力及使用类别相关的电压值。对于交流多相电路则指电路的线电压。额定工作电压在数值上取决于电网的额定电压等级。 额定绝缘电压：设计断路器的电压值，开关电器的电气间隙和爬电距离应按此电压值确定。一般情况下，额定绝缘电压就是断路器的最大额定工作电压。 额定脉冲耐压值：数值应大于或等于系统中出现的最大过电压峰值。额定绝缘电压和额定脉冲耐压

9、共同决定了开关电器的绝缘水平。,2020/9/24,Rockwell Automation,15,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 2额定电流：脱扣器的额定电流，一般情况下也是断路器的额定持续电流。 3. 额定短路分断能力：在规定的使用条件下，分断短路预期电流的能力。它又分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力。,2020/9/24,Rockwell Automation,16,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 额定极限短路分断能力：断路器在规定的试验电压、功率因数或时间常数以及规定的试验程序下，相应分断预期短路电流(交流条件下以有效值表示)的能力。

10、额定极限短路分断能力的试验程序： O t CO 其中 O分断操作； CO接通操作后紧接着分断操作； t 两个相继操作之间的时间间隔。 在试验之后不要求断路器继续运行，因而它是断路器的最大分断电流。 额定运行短路分断能力：断路器在规定的试验电压、功率因数或时间常数以及相应的试验程序下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值。 额定运行短路分断能力的试验程序： O t CO t CO 额定运行短路分断能力试验后，要求断路器应依然具有能在额定电流下继续运行的能力。,2020/9/24,Rockwell Automation,17,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 4额定短路接通能

11、力：在规定的工作电压、功率因数或时间常数下能够接通短路电流的能力，用最大预期电流峰值表示。 断路器要求的最小额定短路接通能力和额定短路分断能力之间有一定的比例关系，由短路电流冲击系数决定。标准规定它们之间的关系如下表。,额定短路分断电流,功率因数,要求的最小短路接通电流,0.95,0.9,0.8,0.7,0.5,0.3,0.25,0.2,1.41,1.42,1.47,1.53,1.7,2.0,2.1,2.2,1.5kA,1.5kA 3kA,3kA 4.5kA,4.5kA 6kA,6kA 10kA,10kA 20kA,20kA 50kA,50kA,2020/9/24,Rockwell Autom

12、ation,18,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 5. 额定短时耐受电流 断路器的额定短时耐受电流是指断路器处于闭合状态下，耐受一定持续时间的短路电流能力。额定短时耐受电流包括要经受短路电流峰值冲击的电动力作用以及一定时间的短路电流(周期分量有效值)的热作用。,2020/9/24,Rockwell Automation,19,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 6. 保护特性 (1)过电流保护特性：断路器的动作时间t与过电流脱扣器的动作电流I 的关系曲线，即t=f (I)曲线。 低压断路器过电流保护可具有一段、两段或三段过电流保护特性，图中曲线ABCD为两段

13、非选择性保护特性，其中AB段为长延时反时限保护特性，用于过载保护；CD段为瞬时脱扣器动作特性。图中曲线abcdef为选择性三段保护特性，其中ab段是过载反时限长延时保护特性；cd段为短路电流较小时的定时限短延时特性；ef段则为短路电流较大时的瞬时动作特性。,2020/9/24,Rockwell Automation,20,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 6. 保护特性 (2)欠电压保护特性：当主电路电压低于规定值时，断路器应能瞬时或经短延时动作，将电路分断。零电压保护特性（或称失压保护特性）是欠电压保护特性中的一种特殊形式。 (3)漏电保护特性：当电路漏电电流超过规定值时，

14、断路器应在规定时间内动作，分断电路。,2020/9/24,Rockwell Automation,21,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数,2020/9/24,Rockwell Automation,22,2.4 低压断路器,三. 低压断路器的主要技术参数 SDW1-1600智能型万能式断路器技术参数： 额定电流In（A）：200、400、600、800、1000、1250、1600 额定工作电压Ue（V）：400 额定绝缘电压Ui（V）：690 极数P：3、4 分断时间（ms）：2530 合闸时间（ms）：6070 额定极限短路分断能力Icu（kA）：50 额定运行短路分断能

15、力Ics（kA）：35 额定短路接通能力Icm（kA）：105 额定短时耐受电流Icw 1s（kA）：35,2020/9/24,Rockwell Automation,23,2.4 低压断路器,四. 低压断路器的脱扣器与时间电流特性 为了得到不同的保护特性，低压断路器必须带有不同的脱扣器，它是断路器的感应元件。当电路发生故障时，脱扣器接到信号后动作，并作用于自由脱扣机构，使断路器分闸。脱扣器包括： (1)电磁式脱扣器：可以是瞬时过电流、失压、分励脱扣器。 (2)热脱扣器：双金属热脱扣器，利用双金属片受热变形作用于断路器脱扣机构而动作，具有反时限过电流保护特性。 (3)油阻尼脱扣器：反时限与瞬时

16、过电流脱扣。 (4)钟表机构脱扣器：可以得到短或较长延时的过电流脱扣。 (5)半导体/智能脱如器：可设计成各种时间电流特性。 (6)特殊作用脱扣器：漏电保护脱扣器等。,2020/9/24,Rockwell Automation,24,2.4 低压断路器,几种脱扣器示意图（1）,图2.8 电磁式过电流脱扣器结构示意图 1-衔铁；2-线圈；3-静铁心； 4-拉力弹簧；5调节螺秆,2020/9/24,Rockwell Automation,25,2.4 低压断路器,几种脱扣器示意图（2）,图2.9 油阻尼脱扣器 1一动铁心；2一复拉弹簧；3一油杯； 4一极靴；5一衔铁；6调节弹簧；7一硅油,2020

17、/9/24,Rockwell Automation,26,2.4 低压断路器,几种脱扣器示意图（3）,图2.10 半导体脱扣器原理方框图,2020/9/24,Rockwell Automation,27,智能化断路器的特征则是采用了以微处理器或单片机为核心的智能控制器(智能脱扣器)，智能化断路器原理框图如下图所示。,智能化断路器,2020/9/24,Rockwell Automation,28,智能化断路器原理框图,2020/9/24,Rockwell Automation,29,智能化断路器,2020/9/24,Rockwell Automation,30,续表,2020/9/24,Rock

18、well Automation,31,续表,2020/9/24,Rockwell Automation,32,新型断路器,（1）框架断路器 新一代框架断路器整体性能与主要技术指标均有较大幅度的提高。其主要特点如下： 内外部附件均采用模块化设计，既方便于标准化装配生产，又方便于拆装更换和维护； 在减小每个规格产品的体积的同时，提高了产品性能和运行可靠性； 减少了整个系列的规格数量，从而更便于大批量自动化生产和降低生产成本； 电子控制器均具备了强大功能，不仅具有传统断路器必须的保护与控制功能，还增加了如能量管理、谐波分析、区域连锁等功能，功能日趋完善，进一步提高了产品的市场竞争力； 均配有通信接口

19、，可与主要工业现场总线系统（如DeviceNet、Profibus、Modbus等）相连接，也可以与工业以太网系统（如Profinet、EtherNet-IP等）相连接，实现远程监控，大大提高系统运行安全性。,2020/9/24,Rockwell Automation,33,新型断路器,2020/9/24,Rockwell Automation,34,新型断路器,（2）塑壳断路器 新一代塑壳断路器在产品结构、操作机构、触头灭弧系统、可调热磁脱扣器和电子脱扣器等技术方面较老一代的产品有了较大的突破，使产品的综合技术经济指标大大提高。其发展非常注重在缩小体积的同时提高技术性能指标。 新一代塑壳断路

20、器均具有通信功能，可通过外接的通信适配器方便地与各种现场总线系统（如Profibus 、DeviceNet、Modbus等）相连接，实现远程控制。 塑壳断路器由于经济性和体积的原因，壳架电流160A及以下的断路器一般不采用电子式脱扣器，仍采用热磁式脱扣器；壳架电流250A及以上均既可采用热磁式脱扣器，又可采用电子式脱扣器；而壳架电流630A或800A以上的塑壳断路器设计成只能带电子式脱扣器。随着电子式脱扣器的体积的缩小和成本的降低。全系列均采用电子式脱扣器已经是明显趋势，应用电子式脱扣器的塑壳断路器其保护性能更为完善。,2020/9/24,Rockwell Automation,35,2020/9/24,Rockwell Automation,36,1常用低压断路器的型号选择 低压断路器的类型应根据线路及电气设备的额定电流及对保护的要求来选择。 若额定电流较小（600A以下）、短路电流不太大，可选用塑壳式断路器； 若短路电流相当大的支路，则应选用限流式断路器； 若额定电流很大，或需要选择型断路器时，则应选择万能式断路器； 若有漏电电流保护要求时，应选用带漏电保护功能的断路器等。 控制和保护硅整流装置及晶闸管的断路器，应选用直流快速断路器。,五、低压断路器的选用,2020/9/24,Rockwell Aut