小型断路器的开展与应用.docx

小型断路器的开展与应用世界上最早的断路器产生于1885年度，它是一种刀开始和过电流脱扣器的组合。1905年度，具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930年度以来，随着科技的进步，电弧原理的发现和各种灭弧装置的创造，逐渐形成了目前的机构。50年度代末，由于电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于单片机的普及又有了智能型断路器的问世。1.1断路器的分类小型低压断路器，从它的构造、用处所具有的功能来分，可分为万能式又称框架式，国际上通称ACB们塑料外壳式国际上通称MCCS，NICB小型两大类，它们一样的作用是：在正常情况下，作不频繁合、分电路成起动、停顿电动机；在线路或者电动机发生过载、短路或者欠电压电压缺乏等故障时，能自动切断电路，予以保护。根据保护对象的不同，断路器又分为四种类型：配电保护型-保护电源和电气线路电线、电缆和设备；电动机保护型专作电动机的不频繁起动，运行中分断，和在电动机发生过载、短路和欠电压时的保护；家用和类似家用场所保护型对照明线路、家用电器等的保护；剩余电流漏电保护型用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。1.2小型断路器的开展我国小型低压断路器经历了四代开展经过：50年度代，我国首次研制投产的是仿苏A310O的DZI系列产品40年度代中期程度。60年度代末期，针对DZI体积过大、短路分断才能偏小等缺陷，对它进展了技术改良，形成了我国自行设计的第一代产品DZI0系列。6070年度代，小规格电流的塑壳断路器有DZ5一10、DZ220、DZ5一25、DZ5一50、DZ15一50、DZ15一63等，它们的短路分断才能分别为13kA。60年度代后期，我国第一台电流动作型电子式漏电保安器诞生主开关是DZS一20断路器。我国首台电流动作型电磁式漏电断路器的型号是DZS20L主开关仍是DZS20断路器。70年度代中后期，全国结合设计的新型DZ15L40xDZ15L63电流动作型电磁式漏电断路器试制成功，其壳架电流有40A、63A两种，额定电流663A，漏电动作电流有30mA、50mA、75mA和100mA，是快速型漏电动作时间0.1s，断路器的短路分断才能为380V3hA和5kA。进入80年度代就有DZL16、DZL18、DZL118。DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等，大局部是电流动作型电子集成电路式漏电断路器带过载、短路保护和不带过载、短路保护，80年度代初，又开发了第二代的DZ20系列。与此同时，分别从美国西屋公司、日本寺崎电气公司引进具有80年度代初技术程度，消费了H系列和TO、TG、TL等系列。80年度代中期，又引进德国F&G公司的技术，消费了FIN型不带过载、短路保护In有25A、40A、63A，In有30mA、100mA、300mA和500mA和FI/LS带过载、短路保护In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，In有30mA、50mA、100mA和300mA的漏电断路器。进入90年度代，引进国外先进技术，开发消费了VigiC45EIE电子式、VigiC45ELM电磁式。ViglNC100等漏电断路器，漏电动作电流In30mA，快速型VigiNC100，IQ。有30mA、300mA和500mA几种，快速动作型。而后又推出了CMI系列、TM30系列、TG系列的BD、BF型及JXMZ型、HSMI系列、S系列等新型塑壳式断路器。2小型断路器附件及标准无论是万能式ACB或者塑料外壳式断路器MCCB和一些MCB如今都具备各种内、外部附件又称附属装置，以增加断路器的功能。2.1内部附件辅助触点辅助开关根据控制电磁铁和其他辅助回路电器的合、分需要而设置，目前较多的是采用发热电流Ith3A和6A的微动开关组成。报警触点报警开关反映断路器因线路故障过载、短路跳闸而接通声、光报警，它的发热电流较小，一般小于3A或者更低。分励脱扣器作远间隔操作，使断路器跳闸的一种脱扣器，它的控制电压有沟通380V400V、220V230V，直流220V、110V、24V等。欠电压脱扣器防止因线路电压缺乏，对线路或者电动机造成损害的一种脱扣器，它与线路电压一样，通常有沟通380V400V、220230V、直流110V、220V等。2.2外部附件外部转动手柄合适于断路器在开关柜或者抽屉柜门板上合、分断路器，可以起联锁作用，成套电器装置只有断电才能开门。电动操作机构一用电磁铁或者电动机等构成，代替手动合闸ON或者分问OFF断路器，可远间隔控制。机械联锁、自身闭锁。2.3小型断路器标准国内开发、研制和应用的小型断路器MCB保护型断路器，符合GB1963等效采用IEC898家用和类似家用场所过电流保护断路器）标准。而剩余电流保护型断路器漏电断路器应符合GB6829、GB16917IEC100、EC755标准。3小型断路器应用小型断路以下简称MCB是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。MCB固然是一种终端电器，但其应用量大而且面广，假设选用了不适宜的MCB，由其造成的损失是不可无视的。3.1额定分断选择MCB的额定分断才能是在保证断路器不受任何损坏的前提下，能分断的最大短路电流值。如今市场上见到的MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册，一般有各.skA、6hA、10hA等几种额定分断才能。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB塑壳断路器、ACB框架式断路器一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。假如MCB的额定分断才能小平被保护范围内的短路故障电流，那么在发生故障时，不但不能分断故障线路，还会因MCB的分断才能过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的平安运行。低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源间隔长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为0.23/0.4kV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配电变压器，低压馈线端短路电流是不同的。一般来讲，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于当地供电部门采用高压深化符合中。动的配电网络结线，其配电变压器的容量都控制在1600kVA以下，并采取单母线分段运行方式的低压电网供电，用电设备距供电电源间隔较远大干250米，选用4.skV及以上分断才能的MCB即可。对于专供或者10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆截面较粗，供电间隔较短，应选用6hA及以上额定分断才能的MCB。而对于如变配电站站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排和大容量车间变配电站供车间用电设备等供电间隔较短的类似场合，那么必须选用10kA及以上分断才能的MCB，详细设计时还必须进展校验。此外，十分要注意的三点是：3.1.1随着当代建筑物中配变容量的增大，大容量母线槽的使用和用电设备与电源问的间隔缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，十分是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。3.1.2MCB产品有两个标准：一个是IEC898（）家用装置及类似装置用断路器）GB109631999；另一个是IEC9472低压开关设备及控制设备低压断路器）。IEC898是针对由非电气专业和无经历人员使用的标准，而IEC9472是针对由电气专业人员操作使用的产品标准。两个标准对MCB的额定分断才能指标是不同的，对设计人员来讲，一定要看详细使用场合和对象来选用MCB。假设按IEC9472的额定分断才能来选用MCB，应安装在供专业人员操作的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内的照明总配电箱；假设按IEC898来选用MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中.这些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用MCB时，一定要注意加以区别，不能混淆。3.1.3一般来讲，MCB的额定分断才能是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中假设遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断故障电流时灭弧的原因，MCB必须降容使用，即额定分断才能必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。如今有些厂商制造的MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断才能不受影响，但笔者认为，在实际应用中，应以上进下出为妥。3.1.4MCB的保护特性根据IEC898规定，可分为A、B、C、D四种特性供用户选用：A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值电流值通常是额定电流In的23倍，以限制允许通过短路电流值和总的分断时间，利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护。B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合；与A特性相比拟，B特性允许通过的峰值电流t2“，讲明过载区有选择性。通过理论证明，一般MCB在过载区假设11>2，即能在过载区有选择性。当短路电流流过电磁脱扣系统时，MCB上下门要获得选择性是很困难的，为了防止越级脱扣，一般应使Q1的瞬时脱扣电流Iml与Q2的瞬时脱扣电流Im2之比大于1.4。当短路电流大干7Iml时，要想只有Q2开断，应选限流型断路器作为Q2，这样可以减少电流的峰值及持续时间，使Q1免于断开，当然可以选用具有延时的断路器作为Q1。当短路电流很大时，是很难保证有选择性的，只能获得局部选择性。制造厂商为了方便设计人员选用适宜的MCB来确保选择性，在设计参考资料中都有向用户推荐的匹配表，设计人员可以根据匹配表选用上下级的MCB。3.5MCB附件选择MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合在一起，扩展使用范围，其中最主要的是剩余电流动作保护器简称RCD、分励脱扣器简称ST、欠压脱扣器简称UR。RCD与MCB组合一起就能成为带过电流保护的剩余电流动作断路器简称RCD，安装在配电箱内能防止线路发生单相接地故障时危及人身平安和有效抑制电气火灾。MCB的附件UR是当电源电压下降到70%以下时，使MCB脱扣：当电源恢复正常时，防止MCB重新接通。既可防止一些电气设备在低电压下运行而损坏设备，可以防止电源突然恢复正常时，线路上的电动机等大容量负荷在没有接到控制信号下自行起动，进而进步了线路的平安性。但对于一些特殊要求的场合和一般照明回路那么不宜安装UR装置。分励脱扣装置ST是一种能远间隔控制MCB脱扣的装置。上述两种脱扣装置都是电压型线圈，都能使MCB到达脱扣的目的，但两者是有区别的。UR是按长时间通电设计的，而ST是按瞬间通电设计的，这一点往往在选用时被忽略，误把ST当作UR使用，导致ST的烧毁。假如UR当作ST使用，理论上是可行的，但实际上是不经济的。因为UR是24h接入线路中的，终究要消耗一定的电功率，并且发出一定的热量。假如要使UR兼有失压和分励脱扣作用，那么在控制回路中应接入-常闭按钮，这点在实际应用中务必注意。4断路器的开展趋势我国小型低压断路器正向“小型化、模块化、多功能、附件模块化、高分断、低噪音、工作可靠、逐步实现智能化要求的方向开展，不断创造出符合时代需要的新产品。主要开展二极和四极，尺寸模数化，安装导轨化，短分断才能从现有的4kA、6kA进步到1015kA。在功能方面还有分励、欠压、过电压、断相、声光报警、防窃电等附属装置模块化。随着电力工业的开展和城乡电网的改造，在城市的智能建筑、乡村城镇化建立、工业自动化控制等的开展，都对我国小型断路器提出了更高的技术要求，与此同时我国的参加世贸组织也为我国小型断路器产业带来了新的开展的机遇，但其机遇和挑战是并存的，所以我国低压小型断路器正面临着一个开展机遇和怎样适应市场经济的挑战，我们必须加大科研、开发力度，为市场提供高质量和高可靠性的低压断路器。