低压万能式断路器

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1、低压万能式断路器一、设计和应用中几个问题的探讨1. 过电流脱扣器电流整定值的探讨如何让低压断路器准确的动作，既起到有效的保护作用，又尽量提高供电可 靠性，主要是要准确的对过流脱扣器的各种参数进行整定。长延时整定值Ir1对低压断路器来说是一个最重要也是最基本的参数，可整 定在(0.4-1) In范围之间。但整定值到底应是多少，一直没有定论，保守者认 为应整定为1.1倍的变压器额定电流，以有效保护变压器，也有人认为应整定为 1.5倍的变压器额定电流，因为他们认为变压器超负荷1.5倍也应能持续运行一 段时间，以提高供电可靠性。大部分人认为应整定为1.2-1.3倍之间。根据变压器允许承受的过负荷情况，

2、在环境温度20摄氏度，油浸式变压器 超负荷50%情况下，允许运行1小时。根据国家制定的断路器生产标准，断路器 通过的电流达到1.3倍的整定值Ir1时即电流值达1.3* Irl时，要求在1小时 之内自动断开。假设将断路器的整定电流Ir1整定为变压器额定电流的1.2倍， 断路器通过电流达到变压器额定电流的1. 2*1. 3=1. 56倍时，断路器在1小时之 内动作。基本符台，在环境温度20摄氏度，油浸式变压器超负荷50%情况下， 允许继续运行1小时的要求。因此在使用油浸式变压器情况下，长延时过载脱扣 器电流整定值整定为变压器额定电流的1.2倍较为合理。干式变压器过载能力比 油浸变压器略差，因此在选

3、择整定值时应适当变小。2. 断路器分断能力的探讨如何让断路器在最严重的短路电流情况下能准确动作的同时，自身不会被损 坏，主要是要对短路分断能力进行校验和选择。断路器框架选定时，短路分断能 力电流也已确定，无需整定。断路器的短路分断能力理论上都有满足三相短路电 流情况下的分断，但实际运行中还是会出现短路电流烧毁断路器的情况发生，现 作简单分析如下：首先计算一下短路电流，变压器副边短接，原边电压为额定电压时，副边电 流就是它的预期短路电流。因此副边的短路电流(三相短路)为I( 3 ) = Ite / Uk，此值为交流有效值。在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2) =1.732I( 3

4、)/2 = 0.866I( 3 ) 。以上计算均是变压器出线端短路时的电流值， 这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗， 因此短路电流将减小。以ZW1型的低压万能式断路器为例，框架电流为2000A时, 额定短路分断能力为50kA。假设变压器额定电流达到了框架电流2O00A，变压器 选择S9型时，Uk=4.5%，出线侧的三相短路电流为1( 3)=2000/0.045=44KA。 50KA44KA,理论分析分断能力满足要求。从实际运行情况调查来看，如果变压 器额定电流接近框架等级电流时，断路器的分断能力理论上大于三相短路电流， 但偶然也会出现断路器质量问题，实际分断

5、能力小于理论分断能力，此时有可能 出现烧毁断路器情况因此从分断能力的裕度和将来扩容等方面的考虑，此种情 况，建议选用高一等级的框架电流。以ZW1型为例，如果变压器的额定电流大到 接近于2OOOA的框架电流时就应选择3200A的框架电流，此时的额定分断能力达 到了 75KA，远远大于2000A框架电流时的50KA的分断能力。3. 断路器失压脱扣器的使用探讨失压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器自动断开的一种 脱扣器。失压脱扣器能在市电停电时使断路器自动断开，市电再次来电时，需人工或 远程控制再次合上，以避免市电再次来电时对电力系统造成很大的冲击。但正因 为停电后再次来电时，需人工或

6、远程控制合闸，所以如果不能实现远程自动控制， 将对供电可靠性造成很大的影响。所以是否使用失压脱扣器，要视具体情况而定。 有些设计人员一开始几乎所有断路器均使用失压脱扣器；后来有关部门提出使用 失压脱扣器给供电部门运行管理造成极大的困难，有些设计人员以尊重上级意见 为准，而不能完全理解失压脱扣器的利与弊，取消了失压脱扣器的使用。以上两 种做法都是不正确的。目前在设计中比较统一的观点是，公变配电室不使用失压 脱扣器，专变配电室使用失压脱扣器。10KV公变配电室，运行管理由供电局负责，一大片区域的配电室只由几个 人管理，属无人值班性质。如果断路器带了失压脱扣器，在发生市电lOkv级较 大范围停电情况

7、下，所有该范围配电室内的断路器将自动断开。在目前的配网情 况下，当市电恢复供电后，配电室内的断路器只能由供电局派人一个一个人工合 上。从人力和供电可靠性两方面来看都显然是不可取的。不带失压脱扣器的断路 器，在市电恢复供电后，可以立即通电，这虽然将对电力系统及用电设备造成较 大的冲击，但权衡利弊，只能选择不带失压脱扣器。专变配电室由用户自行管理，往往会有专人负责配电室管理。如果发生停电 后，再次供电时，可以较及时的实现人工合闸供电，供电可靠性影响较小。另外， 专变用户往往配有自备发电机，自备电的电压往往不太稳定，如果电压过低，继 续供电将对用电设备造成损坏，所以装失压脱扣器从保护设备角度来说，也

8、是非 常有必要的。4. 四极断路器的应用探讨关于四极断路器的应用，用或不用应以是否能确保供电的可靠性、安全性为 准，因此大体上是：TN-C系统TN-C系统中，N线与保护线PE合二为一（PEN线）， 考虑安全，任何时候不允许断开PEN线，因此绝对禁用四极断路器；TT系统、 TN-C-S系统和TN-S系统可使用四极断路器，以便在维修时保障检修者的安全， 但是TN-C-S和TN-S系统，断路器的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线； 装设双电源切换的场所，由于系统中所有的中性线（N线）是通联的，为了确保 被切换的断路器的检修安全，必须采用四极断路器。二、实际运行中常见故障介绍及原因分析1. 失压脱

9、扣器断路器在运行中没有发生短路成接地等现象，也没有发生过载，却莫名其妙 的跳闸了，一般就是失压脱扣器或控制器有故障。失压脱扣器的故障一般就是电 源模块烧坏了。电源模块长期处于带电工作伏态，因此如果模块质量不可靠，很 容易发生故障。检查的方法可用人工强行使失压脱扣器衔铁吸合，如这时断路器 合上后不再断开，即可证明是失压脱扣器的故障。解决的方法只能是拆掉失压脱 扣器和电源模块，此时断路器就能正常工作了，以后可很据实际需要，考虑更换 新的失压脱扣器的电源模块。如果失压脱扣器为助吸式，要注意失压脱扣器铁芯 撞针的长度，可以通过调节撞针的长度，使失压脱扣器处于正确位置，即只有当 电源电压下降到额定电压的

10、 40%以下时，失压机构动作开关才跳闸。2. 智能控制器故障智能控制器发生烧毁故障后，一般会出现手动可合闸，电动不能合闸，三段 保护功能及其它保护功能失灵。控制器烧毁故障一般是由于电压过高造成烧毁。 一般厂家按照国家有关标准，设计工作电压为400V，但实际运行中，到了后半 夜时，如果变压器不做调压措施，电压往往会达到42OV及以上，很容量使控制 器承受不了如此高的电压而烧毁。控制器另外一个常见问题是故障记忆，如果得 不到及时清除，即使电网故障已排除解决，断路器仍认为电网有故障而手动和电 动均会合不上闸。此时只能按照使用说明书上的操作，清除故障记忆后复位，就 能正常工作了。一般人员不会想到是因为

11、这个合不上闸，往往查不出故障原因， 或者知道了这个原因，但因清除操作过于复杂而只能找专业技术人员，带来不必 要的停电。解决的方法是厂家应开发出操作更简单直观的耐压性能更好的控制 器，同时加强操作人员的技术培训。3. 机构故障机构故障往往由于机构不紧凑，弹簧和连杆配合不好，或者弹簧错位，甚至 掉出来了，造成手动电动都合不上闸，解决方法各不相同，很据维修人员的经验， 在检查时仔细观察各机械部件有没有脱落、变形损坏，进行相应的复位调整即可。 如果是连杆大件损坏无法修复的，则只能联系厂家派技术人员修理或更换相关音 附。4. 分断能力不足或导电性能不良造成的事故极个别断路器因为触头或灭孤装置质量问题，实

12、际分断能力达不到理论分断 能力，出现短路致使电弧烧毁断路器的情况发生。导电性能不良往往由于接触面 不清洁、接触面太小及接触压力不足、触头脱落卡阻、接触处螺丝钉松动等原因 造成。导电性能不良严重的会发生低压电网断相运行。三、断路器新技术及未来发展方向断路器经历了从电磁脱扣器到电子脱扣器，近年，微电脑处理器的普及，又 有智能型断路器问世。微处理器和计算机技术引入低压断路器，一方面使低压断路器具有智能化功 能，另一方面使低压断路器通过中央控制系统，进入计算机网络系统。微处理器 引入低压断路器，使断路器的保护功能大大增强，可以保护过载、断相、反相、 三相不平衡、接地等故障并具有很高的动作准确性；可设置

13、预警特性，当断路 器内部温升超过允许值，或触头磨损量超过限定值时能发出警报，可反映负载电 流的有效值，消除输入信号中的高次谐波，避免高次谐波造成的误动作；提高断 路器的自身诊断和监视功能，可监视检测电压、电流和保护特性，并可用液晶显 示。智能化断路器通过与控制计算机组成网络可自动记录断路器运行情况和实现 遥测、遥控和遥信，提高了低压配电系统自动化程度，使控制系统的调度和维护 达到新的水平。模块化与塑壳化是一个新的理念，当前具有国际水平的断路器设计都趋于模 块化、塑壳化结构设计。模块化结构特点是将断路器分成六个部分：框架、触头 灭弧系统、手动操作机构、电动操作机构、智能型控制器、抽屉座。每个部分都 成为一个完整独立的部件，总装时只需一至二个螺钉即可将其固定，拆装十分方 便，而且便于检修维护及断路器改造。塑壳化结构特点是将断路器外壳、框架采 用塑料压制而成，以便将触头、灭弧系统都放在绝缘小室中，防止相间短路，确 保电弧向上喷出，保证下进线可靠分断。在第三代产品智能型断路器逐步推向市场的同时，现在国内外低压电器公司 正努力开发第四代产品，除了高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、可通 信外，最主要的发展方向是网络通讯、高可靠、维护性能好、符合环保要求等。 网络通讯的发晨，日益要求用户和设备之间的开放性和兼容性，因而制定一个统 一的通讯协议是个关键问题。