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1、 1小型（漏电）断路器原理及其应用1小型断路器的基本知识1.1小型断路器的定义、分类及其执行的标准1.1.1定义：小型断路器是一种用于低压电网交流（50HZ 或 60HZ）额定电压不超过 440V，额定电流不超过125A 的配电电器，按其用途，低压断路器被定义为能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在非正常条件下（如过载，短路、过电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。过去又称之为自动开关、空气开关和空气断路（空开空断等） 。1.1.2小型断路器的分类a 、按小型断路器的极数来分为单极，两极、三极、四极，漏电保护断路器按极数分：1P+N、2P、3P、3P+N、
2、4P；b、按产品的使用功能来分：家用和类似用途、剩余电流保护；c、按脱扣器型式分：B 型脱扣器、C 型脱扣器、D 型脱扣器；d、按产品的保护功能来分：过载保护、短路保护、漏电保护、过压保护（定做）；1.1.3标准不同类型的断路器其性能应符合如下标准，以本公司生产的小型断路器为例；DZ47-32、63、DZ30-32 符合 GB10963.1-2005 标准；DZ47LE-32、63； DZ30LE-32 符合 GB16917.1-2003 标准；DZ47-100 符合 GB14048.2-2001 标准DZ47LE-100 符合 GB14048.2-2001 标准；1.2小型（漏电）断路器的主
3、要技术性能指标1.2.1短路电流的通断能力（短路接通和分断能力）短路接通能力：是指断路器在线路发生短路时瞬间的接触，断路器能承受而不引起机械（电动力） 、电气（电气引起的热） ，可能造成的机械破损和绝缘热老化的电流值，它是以短路电流的峰值来表示。短路的分断能力：是指断路器能够分断的线路预期最大短路电流的大小（以周期分量的有效值来表示） 。1.2.2极限短路分断能力与运行短路分断能力短路分断能力分极限短路分断能力与运行短路分断能力两种：极限短路分断能力 ICU按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力，用通俗的语言说就是这台断路器在使用时，线路发生短路故障时能分断
4、预期的最大短路电流而不致于对线路造成损坏，换句话说就是对线路进行了保护，这台断路器就功成名就了，光荣退休了。运行短路分断能力 ICS按规定的试验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力，用通俗的语言说就是这台断路器在使用时，线路发生短路故障时能分断不超过一定比例的预期的最大短路电流而不致于对线路造成损坏，换句话说就是这台断路器对线路进行了保护，但是仍要求它继续有能力执行原来的使命：继续承载其额定电流能力的分断能力。1.2.3额定剩余动作电流 I n在规定剩余条件下，使剩余（漏电）电流保护器动作的剩余（漏电）电流值，用有效值表示，In 适用于剩余电流动作保护器（断路器）具有
5、0.006、0.01、0.03、0.1、0.3 等规格。1.2.4额定剩余不动作电流（In0）在规定剩余条件下，使剩余（漏电）电流保护器不动作的剩余（漏电）电流值，用有效值表示，In的值通常是 In 的一半，即 In0=1/2In。 21.2.5单相负载时不动作过电流的极限值单相负载时不动作过电流的极限值是指：在没有剩余电流的情况下，能够流过剩余电流保护装置（不论极数多少）而不导致其动作的最大单相过电流，仅适用于剩余电流动作断路器。1.2.6剩余短路接通和分断能力剩余短路接通和分断能力是指；在规定的使用条件和性能条件下，能够接通，在分断时间内，能承受和分断的预期剩余（漏电）电流值，而不导致剩余
6、电流保护装置失去保护性能。仅适用于剩余电流动作断路器。上面的意思是：当漏电动作断路器在规定的使用条件和性能条件下，当所保护的线路中出现预期的短路电流，漏电保护部分应不动作而由过载、短路保护部分去进行保护，与此同时（无过载、短路保护功能时）如有达漏电动作值的漏电流产生，漏电保护应动作。此时接通的电流为其通断能力值。保护特性1.2.7 小型断路器的保护特性包括：过载长延时、短路瞬动保护，如是小型漏电断路器还有漏电保护功能，根据客户的要求还增加过压保护功能等。过载长延时的实现较多的采用双金属元件，利用双金属随温度变化而弯曲的性能，恰当地选用双金属元件，经调试就能生产出符合标准要求的产品。短路瞬动保护
7、性能：小型断路器一般采用电磁铁结构，由铁芯、电流线圈、线圈骨架，弹簧等组成，由于电流线圈套在铁芯上，当有电流通过时出现电磁感应就产生吸力，由于电流线圈匝数少、微弱的电流产生的吸力，不足以克服弹簧的反作用力，所以正常工作状态断路器不会动作，只有电流达整定电流时才会动作。根据整定电流大小的不同，选取合适的弹簧（一般选用压缩弹簧）反作用力，在同一壳架的产品中就派生出 B 型 脱扣器，C 型 脱扣器，D 型 脱扣器，短路保护特性也不一样，直接影响产品的选型，具体参数将在后面陈述。对地泄漏电流保护：即漏电保护；过压保护：电网电压超过规定值的上限时，将会造成设备损坏及加速线路绝缘损坏以致人身及火灾事故的发
8、生，因此对一些电压不稳定的地区或场所应采取过压保护措施。过电压的整定值一般取280（15%）V，特殊情况由用户提出，过压保护功能由用户提出定做，常规产品不具备此项功能。1.2.8产品的温升温升时指断路器在通以额定工作电流（约定发热电流）一定时间后，各零部件（如作外部连接的接线端子，可触及但不是手握的部件等）和线圈（如果有的话）的温度与周围空气温度之差。产品的温升直接影响产品的长延时性能，引起产品的早跳或不跳。在实际销售的产品中，温升高是一个普遍的现象，因此在安装使用时尽量要求客户按说明书选用相应线径的导线，而且尽可能与铜线为主，因为说明书给出的线径与作温升试验的导线一致，减少实际使用与试验室试
9、验的差异性。1.2.9寿命小型断路器的寿命是以完成闭合、断开操作的次数来表示的。试验时规定了操作的频率，既每小时的闭合-断开（机械寿命）和接通分断（电气寿命）的次数。寿命分机械寿命和电气寿命两种，机械寿命又称无载寿命。电气寿命又称有载寿命。有载寿命规定了施加的工作电压、工作电流和线路的功率因数（功率因数通常取 COS=0.8）它与线路的正常情况贴合。寿命在标准中有具体的规定，产品说明书中也有说明。 1.2.10额定电压一般额定电压是指相间电压，即线电压，我国绝大多数的负载电压为三相交流 50Hz、380V、单相负载额电压为 220V。小型断路器按最新标准规定三相额定电压为 400V、单相电压为
10、 230V，完全可以满足负载对配电电器的要求。1.2.11安装类别 3又称过电压类别。根据限定（或控制）电路中（或具有不同标称电压的电气系统中）产生的预期瞬态过电压和为限制过电压而采用的有关方法为基础而确定的分类。安装类别分为四个等级：安装类别（信号水平级）安装类别（负载水平级）安装类别（配电水平级）安装类别（电源水平级）从以上分类可知小型断路器属于安装类别，配电水平级1.2.12污染等级污染等级是根据导电的或吸湿的尘埃，游离气体或盐类和相对湿度的大小以及由于吸湿或凝露导致表面介电强度和（或）电阻率下降事件发生频度而对环境条件作出的分级，污染等级可分为四级。小型断路器根据其使用环境以及执行的标
11、准不同属于类污染等级的产品包括：DZ47（LE）-32、63；DZ30（LE）-32、属于类污染等级属于类污染等级的产品是：DZ47（LE）-100；因为 DZ47（LE）-100 执行 GB/T14048.2 标准，与塑壳式断路器执行同一标准，漏电部分参照GB16917.1 标准，因其额定电流在 63A100 之间，一般适合工业设备配电，家用一般不需要这么大的额定电流，工业环境相对于家用场所环境要恶劣得多，因此规为类。其余的产品由于额定电流小，一般适用于家用及类似场所，规为类，执行 GB10963.1 标准及 GBI6971.1 标准。1.2.13防护等级是指外壳能防止直径超过规定值的固体异
12、物进入壳内，能防止长度或厚度（或直径）不超 过规定值的工具，金属丝试验探针等触及壳内带电或运动部分，小型断路器的防护等级为 IP20，IP20能防止直径大于 12.5mm 的固体异物进入壳内和防止手指或长度大于 80mm 的类似物体及壳内带电部分或运动部件。1.3小型断路器的保护特性与其所执行的标准1.3.1DZ47（LE ）-100 的保护特性及其所执行的标准DZ47（LE）-100 按 GB14048.2低压断路器标准执行、检验。配电型断路器的反时限特性如下表：DZ47（LE）-100 断路器的反时限断开标准周围空气温度 整定电流倍 数 试验时间 起始状态1.05In 2h 冷态1.30I
13、n 2 h 热态3023In 可返回时间5S 冷态8In 0.2S 冷态任何合适温度12In 0.2S 冷态由于 DZ47（LE）-100 与塑壳式断路器又有差别，根据使用的需要可拼成 1 至 4 极的断路器，在作等效特性试验时，1 极不变，2 极乘以 1.1 的系数，3 极、4 极乘以 1.2 的系数。1.3.2DZ47LE-32、63；DZ30（LE）-32 的过载脱扣特性以上几种产品的过载脱性能按 GB10963.1 的标准执行，具体特性要求如下表.脱扣器型式断路器的脱扣器的额定电流In(A)通过电流 规定时间（脱扣或不脱扣极限时间） 预期结果 463 1hB、C、D63 113In 2
14、h 不脱扣63 1hB、C、D63 145In 2h 脱扣32 1ST60SB、C、D32255In1ST120S 脱扣B 3InC 5InD所有值10In0.1s 不脱扣B 5InC 10InD所有值20In0.1s 脱扣表中的 B、C、D 型是瞬时脱扣器的型式：B 型脱扣器的脱扣电流为3In5In 表示的意思是：当瞬时电流为 3 倍的额定电流，使用此类脱扣器的产品在0.1s 时间内应不动作，而在 5In 时，在0.1s 内必须百分之百动作，有可能整定的瞬时动作电流 3In5In 之间，但前提是保证 3In 时必须百分之百不误动作，此整定在 3In5In 之间的电流，如用 5In 的测试电流
15、当然会百分之百动作。C 型脱扣器的脱扣电流为5In10In、D 型脱扣器的脱扣电流为10In20In 它们所表示的意思按 B 型脱扣器进行类推。具有 B、C、D 型是瞬时脱扣器的产品的使用范围：B 型：脱扣器电流 3In5In，是标准特性，用于住宅建筑和专用建筑的插座回路，在实际生产中此类产品销售不多，如有需要须定做，一般没有库存。C 型：脱扣器电流 5In10In，优先用于接通大电流的电气设备，如灯和电动机，特别适用于家用场所。D 型：脱扣器电流 10In20In，适用于产生脉冲的电气设备，如变压器，电焊机，电磁阀、电容器、动力保护。顺便提下还有 A 型脱扣器，由于用量极少以至标准中也未将其
16、列入。A 型：特别适用于测量回路中的互感器保护，具有特长导线回路保护和有限的半导体保护，它的过载保护特性与 B、C、D 一样按上表规定，而短路保护则为 2In3In，A 型 用户极少，这里只作常识性介绍，知道有这么一回事。1.3.3小型漏电保护断路器的保护特性与其所执行的标准DZ47LE-32、63、100；DZ47LE-100、TGM30L-32 的漏电保护特性执行 GB16917.1-2003 标准根据本公司产品的实际状况，所有漏电产品都有带有过载，短路保护功能按国际标准称为 RCBO,不带过载、短路保护功能，只有漏电保护功能的产品称为称为剩余电流动作断路器，以前又称为漏电开关，按国际标准称为 RCCB。小型漏电断路器的漏电动作作时间（一般型）0.1S;当额定漏电动作电流30mA时，必须作50V（电源故障情况
