一、断路器简介一、断路器简介1、断路器简介:断路器(英文名称:circuit-breaker,circuit breaker)是指 能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载 和开断异常回路条件下的电流的开关装置断路器按其使用范围分为高压断路 器与低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将 3kV 以上的称为高压电器 这里主要讲的是低压断路器 低压断路器也称为自动空气开关或自动开关它相当于刀开关、熔断器、 热继电器、过电流继电器和欠压继电器、漏电保护器等电器部分或全部的功能 总和,可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实 行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,是 一种既有手动开关作用又能自动进行欠压,失压,过载和短路保护的电器它 是低压配电系统中非常重要的保护电器,而且在分断故障电流后一般不需要变 更零部件目前,已获得了广泛的应用 低压断路器与接触器不同的是:接触器允许频繁的接通和分断电路,但是 不能分断短路电流;而低压断路器不仅可以分断额定电流,一般故障电流,还 能分断短路电流,也可以用于不频繁的接通和分断电路及不频繁地启动电动机。
2、断路器铭牌及型号代表的意义:以施耐德 C65 系列断路器为例,其铭牌 及型号含义如下: 铭牌说明:型号含义:二、断路器工作原理二、断路器工作原理低压断路器一般由触头系统、灭弧系统、各种脱扣器(过流脱扣器、失 (欠)压脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器等)操作机构、自由脱扣机构、外壳 等构成它的工作原理如下图所示,低压断路器的主触点是靠手动操作或电动 合闸的主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上过电流脱扣 器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联 当电路发生短路或严重过载时,大电流(一般 10 至 12 倍)产生的磁场克服反 力弹簧使得过电流脱扣器 3 的衔铁吸合,使自由脱扣机构 2 动作当电路过载 时,电流变大,发热量加剧,热脱扣器 5 的热元件发热使双金属片上弯曲,推 动自由脱扣机构 2 动作当电路欠电压时, 欠电压脱扣器 6 的衔铁释放,也使自由脱 扣机构 2 动作自由脱扣机构动作时自动 脱扣,使断路器自动跳闸,主触点断开而 分断电路主电路分励脱扣器 4 则作为远 距离控制用,在正常工作时,其线圈是断 电的,在需要距离控制时,按下起动按钮 7,使线圈通电。
有电子型的,使用互感器采集各相电 流大小,与设定值比较,当电流异常时微 处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作 机构动作三、断路器主要特性三、断路器主要特性低压断路器的特性主要有:额定电压 Ue;额定电流 In;过载保护(Ir 或 Irth)和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围;额定短路分断电流(工业用断路 器 Icu;家用断路器 Icn)等 额定工作电压(额定工作电压(Ue)):这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电 压 额定电流(额定电流(In)):这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家 规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值,不会超过电流承受部件规定的 温度限值 短路继电器脱扣电流整定值(短路继电器脱扣电流整定值(Im)):短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用 于高故障电流值出现时,使断路器快速跳闸,其跳闸极限 Im 额定短路分断能力(额定短路分断能力(Icu 或或 Icn)):断路器的额定短路分断电流是断路器能 够分断而不被损害的最高(预期的)电流值标准中提供的电流值为故障电流 交流分量的均方根值,计算标准值时直流暂态分量(总在最坏的情况短路下出 现)假定为零工业用断路器额定值(Icu)和家用断路器额定值(Icn)通常以 kA 均方根值的形式给出。
短路分断能力(短路分断能力(Ics)):断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力 和额定运行短路分断能力两种国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》 (GB14048.2—94)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作 了如下的解释:1、断路器的额定极限短路分断能力:按规定的实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; 2、断路器的额定运行短路分断能力:按规定的实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; 3、额定极限短路分断能力的试验程序为 O—t—CO 其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如 380V ,50kA), 而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过 50kA 短路电流,断路器立即开断(open 简称 O),断路器应完好,且能再合闸t 为间歇时间,一般为 3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通 (close 简称 C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流 下的电动和热稳定性)此程序即为 CO断路器能完全分断,则其极限短路分 断能力合格。
4、断路器的额定运行短路分断能力(Ics)的试验程序为 O—t—CO—t— CO它比 Icn 的试验程序多了一次 CO,经过试验,断路器能完全分断、熄灭电 弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格因此,可以看出,额定极限短路 分断能力 Icu 指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还 可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断, 断路器不予以保证;而额定运行短路分断能力 Ics 指的是断路器在其出线端最大 三相短路电流发生时可多次正常分断 IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定:A 类断路器 (指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的 Ics 可以是 Icu 的 25%、50%、75%和 100%B 类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路 器)的 Ics 可以是 Icu 的 50%、75%和 100%因此可以看出,额定运行短路分断 能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值一般来说,具有过载长 延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器,能实现选择性保护,大 多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。
不具备短路短延 时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护),不能作选择性保护, 它们只能使用于支路IEC92《船舶电气》指出:具有三段保护的断路器,偏重 于它的运行短路分断能力值,而使用于分支线路的断路器,应确保它有足够的 极限短路分断能力值无论是哪种断路器,虽然都具备 Icu 和 Ics 这两个重要的 技术指标但是,作为支线上使用的断路器,可以仅满足额定极限短路分断能 力即可较普遍的偏颇是宁取大,不取正合适,认为取大保险但取得过大, 会造成不必要的浪费(同类型断路器,其 H 型—高分断型,比 S 型—普通型的 价格要贵 1.3 倍~1.8 倍)因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短 路分断能力指标而对于干线上使用的断路器,不仅要满足额定极限短路分断 能力的要求,同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求,如果仅以额定极 限短路分断能力 Icu 来衡量其分断能力合格与否,将会给用户带来不安全的隐 患四、断路器主要分类四、断路器主要分类按极数分按极数分:有单极(1P)、二极(2P)、三极(3P)和四极(4P)等;单极(1P): 只能接入和分断 一相 二级(2P): 能接入和分断一相线一零线(零线是否和相线一起分断接通按要求)三级(3P): 能接入和分断三相线。
四级(4P): 能接入和分断三相线一零线单极(1P) 二极(2P) 三极(3P) 四极(4P) 按安装方式分按安装方式分:有插入式、固定式和抽屉式等; 固定式和抽屉式的都可以按照字面意思来理解区别在于,抽屉式的便于 维修,固定式的维修比较麻烦 以施耐德 NSX 系列塑壳断路器为例:固定式插入式 抽屉式 按用途分类按用途分类: 导线保护用断路器、配电用断路器、电动机保护用断路器、漏 电保护断路器 1.导线保护用断路器主要用于照明线路和保护家用电器,额定电流在 6~125 安范围内; 2.配电用断路器在低压配电系统中作过载、短路、欠电压保护之用,也 可用作电路的不频繁操作,额定电流一般为 200~4000 安; 3.电动机保护用断路器在不频繁操作场合,用于操作和保护电动机,额 定电流一般为 6~63 安; 4.漏电保护断路器主要用于防止漏电,保护人身安全,额定电流多在 63 安以下 按结构形式分按结构形式分:万能式(框架式)、塑料外壳式、直流快速式和限流式 框架电流范围 630A~6300A,主要用于低压配电系统的进线、母联及其它 大电流回路的关合。
塑壳断路器:框架电流范围 80A~1250A,主要用于低压配电系统的进出线、 电动机保护 小型断路器:额定电流范围 1A~125A,主要用于建筑物和用电设备的终端 配电箱内 按灭弧介质分按灭弧介质分:: (1)油断路器:指触头在变压器油(断路器油)中开断,利用变压器油(断 路器油)作为灭弧介质的断路器 (2)压缩空气断路器:以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器,弧所用的 空气压力一般在 1013~4052kPa (10~40atm)的范围内 (3) SF6 断路器:以 SF6 气体作为灭弧介质,或兼作绝缘介质的断路器 (4)真空断路器:指触头在真空中开断,利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断 路器,真空断路器需求的真空度在 10-4 Pa 以上 另外还有磁吹断路器、固体产气断路器等类型精雕常用断路器按用途可分为以下几类:精雕常用断路器按用途可分为以下几类: 类型物料代码名称型号规格备注2270.3001.000001漏电保护器GDA203A-25/0.03 AP-R2270.3003.000001漏电保护器GDA203A-25/0.1 AP-R漏电保护 器 2270.3303.000001漏电保护器F204 A-25/0.12270.1308.000002断路器S253S-C20/S263S-C20C 型脱扣2270.1308.300001断路器S203S-C202270.2317.000001断路器S293-C1002270.2316.000001断路器S203S-C632270.1307.000002断路器S203S-C16C 型脱扣2270.1304.000002断路器S203S-C4C 型脱扣2270.1415.000001断路器C120H 4P D 125A2270.1204.000002小型断路器S202S-C42270.1205.000001小型断路器S202S-C62270.1102.000002小型断路器S201S-C22270.1104.000002小型断路器S201S-C42270.1105.000002小型断路器S201S-C62270.1202.000002小型断路器S202S-C22270.2316.000002断路器OSMC32N3C632270.2300.000002断路器OSMC32N3C502270.2300.000003断路器OSMC32N3C22270.1306.000001断路器OSMC32N3C102270.1308.000005断路器OSMC32N3D202270.1310.000002断路器OSMC32N3C322270.1310.000003断路器OSMC32N3D322270.1309.000003断路器OSMC32N3C252270.1308.000001断路器OSMC32N3C20C 型脱扣2270.1307.000001断路器OSMC32N3C16C 型脱扣2270.1305.000001断路器OSMC32N3D6D 型脱扣2270.1304.000001断路器OSMC32N3C4C 型脱扣2270.1208.000001断路器OSMC32N2C202。