第3節(jié)低壓斷路器

1、低壓斷路器原理、結構和選擇一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱一.定義什么是斷路器什么是斷路器? 能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件(包括短路條件)下的電流的開關裝置。 1)正常電路條件:接通、承載及分斷額定電流。2)非正常電路條件：a.過載：接通、承載一定時間和分斷過載電流b.短路：接通、迅速分斷短路電流一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷

2、路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱斷路器的分類按結構形式萬能框架式，塑料外殼式，模數(shù)化小型斷路器按使用類別選擇型、非選擇型按保護類型基本保護、選擇性保護、選擇性+接地保護、選擇性保護+漏電保護按用途配電用，家用及類似場所用，電動機保護用，漏電保護用，特殊用途等按極數(shù)單極，雙極，三極和四極按滅弧介質空氣式，真空式按結構分類萬能式框架斷路器塑料外殼斷路器小型斷路器電動機保護斷路器漏電保護斷路器液壓電磁式斷路器按用途分類按極性分類：單極雙極三級四級一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷

3、路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱三. 工作原理、主要參數(shù)1.斷路器的工作原理斷路器的工作原理斷路器種類多，但基本結構和工作原理是基本相同的。額定電流或以下，不會動作過載電流時，雙金屬片發(fā)熱變形，推動牽引桿操作機構的傳動，觸頭斷開短路電流時，磁脫扣器迅速動作，推動牽引桿操作機構的傳動，觸頭斷開1）雙金屬片（延時脫扣器、熱脫扣器）雙金屬片（延時脫扣器、熱脫扣器）熱脫扣原理原理 將兩片不同的金屬薄片熔接在一起形成一個雙金屬片。當溫度升高（降低），兩層金屬膨脹（收縮），其中一層膨脹（收縮）得更多，雙金屬片發(fā)生彎曲。 2)磁脫扣器（瞬

4、動脫扣器）磁脫扣器（瞬動脫扣器）一般利用電磁原理制成，又稱為電磁脫扣器。整定值內(nèi)，磁力彈簧力, 銜鐵不運動;短路時，產(chǎn)生強磁，吸力克服彈簧阻力，銜鐵（動鐵芯）被吸引，迅速運動。磁脫扣原理三.工作原理、主要參數(shù)3.主要技術參數(shù)主要技術參數(shù)三.工作原理、主要參數(shù)塑殼斷路器塑殼斷路器1額定電壓2額定絕緣電壓3額定電流4殼架等級額定電流5使用類別6保護特性7分斷能力8動作時間9壽命(1)額定電壓額定電壓(3)額定電流額定電流(2)額定絕緣電壓額定絕緣電壓 在規(guī)定條件下長期運行的工作電壓。常用的有220V、380V、500V、690V、1000V等；在規(guī)定條件下，用來度量電器在不同電位部分的絕緣強度、電

5、氣間隙和爬電距離的標稱電壓值；在規(guī)定條件下，可長期通過的電流；三.工作原理、主要參數(shù)(4)殼架等級額定電流殼架等級額定電流 同一殼架的電器，額定電流不同，但外形尺寸和結構相同三.工作原理、主要參數(shù)框架或塑料外殼同中能裝的最大脫扣器電流；（5)使用類別使用類別電流種類類別典型用途標準AC和DCA無額定短時耐受電流要求的電路保護 GB14048.2B具有額定短時耐受電流要求的電路保護6)額定短時耐受電流額定短時耐受電流在規(guī)定實驗條件下短時間所能承受的電流值，短時時間為0.05，0.1，0.25，0.5，1s。三.工作原理、主要參數(shù)三.工作原理、主要參數(shù)(7)分斷能力分斷能力分斷短路電流的能力，是斷

6、路器技術指標中最重要的一項。1）極限短路分斷能力Icu按規(guī)定程序動作之后，不考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流。2）運行短路分斷能力Ics按規(guī)定程序動作之后，須考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流。注意：額定工作電流為In3）設置）設置Icu和和Ics的意義：的意義：哪一個能代表斷路器的額哪一個能代表斷路器的額定短路分斷能力，定短路分斷能力，Icu還還是是Ics？Icu切斷最大故障電流。Ics重復切斷故障電流。三.工作原理、主要參數(shù)(8)保護特性保護特性 延時脫扣 瞬時脫扣 t I/InL3510I熱磁脫扣器的“跳閘”保護曲線1三.工作原理、主要參數(shù)過載電流時,由過載脫扣器感測電路，有一定的延遲時間；短

7、路電流時，需要迅速切斷電路，由瞬動脫扣器感測，迅速反應，使斷路器跳閘。一般用電流大小與動作時間的關系曲線來表示。ab段-過載長延時部分ce段-短路短延時部分df段-瞬時動作部分1）特性曲線ab + df段ab + ce段ab + cg + hf段，過載長延時、短路短延時、嚴重短路瞬動兩段保護特性三段保護特性三.工作原理、主要參數(shù)2)斷路器的保護特性和使用類別的關系：電流使用類別 特性常用斷路器AC和DCAAbdf段小型斷路器 多數(shù)塑殼斷路器BAbce 段abcghf段少數(shù)塑殼斷路器 框架斷路器三.工作原理、主要參數(shù)三. 工作原理、主要參數(shù)(9)動作時間動作時間從出現(xiàn)過電流的瞬間開始到觸頭分離電

8、弧熄滅電路被完全分斷所需要的全部時間，又稱為全分斷時間一般斷路器的動作時間為3060ms，快速斷路器的動作時間一般小于20ms。正常工作電流增大到脫扣器整定電流所需要的時間；過電流脫扣器行到信號開始動作傳動機構觸頭分離，稱為固有時間；觸頭分離產(chǎn)生電弧開始，到電弧完全熄滅，稱為燃弧時間。(10)使用壽命使用壽命使用壽命包括電氣壽命和機械壽命，這是指在規(guī)定的正常負載條件下動作而不必更換零部件的操作次數(shù)。斷路器屬于非頻繁操作類器件，電氣壽命和機械壽命要求不高，一般電氣壽命為0.2 1.2萬次，機械壽命為0.2 2萬次。三. 工作原理、主要參數(shù)一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、

9、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱低壓斷路器的結構低壓斷路器由觸頭、滅弧裝置、操作機構和保護裝置等組成一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱四、選用指導1.斷路器的選型斷路器的選型（1）類型的選擇（2）電氣參數(shù)的確定（3）保護特性的選擇2.斷路器的應用斷路器的應用（1）選擇性配合（2）級聯(lián)保護（3）串聯(lián)、并聯(lián)使用（4）上進線與下進線問題（5）隔離功能四

10、、選用指導1.斷路器的選型斷路器的選型（1）類型的選擇根據(jù)電流大小來初步選型斷路器的應用場合和保護要求結構特點主路開關用還是分支路開關用保護線路還是保護設備是否有漏電保護要求需要考慮斷路器的尺寸和接線，如80A，100A和125A電流等級，有塑殼式開關和小型斷路器。600A以上，框架斷路器600A以下，塑殼斷路器125A以下，小型斷路器四、選用指導（2）電氣參數(shù)的確定關鍵電氣參數(shù):額定電壓、額定電流和分斷能力；一般選用原則如下:額定電流額定電流線路實際工作電流線路實際工作電流額定電壓額定電壓電源和負載的額定電壓電源和負載的額定電壓分斷能力分斷能力線路的最大預期短路電流線路的最大預期短路電流選用

11、指導選用指導目前國標是和目前國標是和IEC標準相同！標準相同！選用指導四、選用指導（3）保護特性的選擇原則:被保護對象的發(fā)熱特性必須在保護特性曲線的右邊.四、選用指導小型斷路器的脫扣特性選擇特特性性簡簡 述述應用示例應用示例 A快速（無延時）脫扣的使用場合，故障電流通常是23In；半導體設備保護 B允許通過的峰值電流3In；如變壓器二次線路保護 C適用于大部分的電氣回路，允許通過的峰值電流5In如電氣線路保護 D較高的峰值電流10In如變壓器一次保護四、選用指導ABCD熱脫扣t 1h1.13I In1.13I In1.13I In1.13I Int1h1.45I In1.45I In1.45I

12、 In1.45I In磁脫扣t 0.1s2I In3I In5I In10I Int0.1s3I In5I In10I In20I In四. 選用指導（1）上下級選擇性配合問題在不引起上級保護裝置動作的情況下，只在發(fā)生故障的分支路保護斷開。斷路器之間的選擇性配合上級斷路器必須具備短路短延時的保護特性2.斷路器的應用斷路器的應用最好辦法將上下級的保護特性繪制在同一坐標上,比較特性的配合情況；注意：上、下級斷路器的保護特性不能交叉四. 選用指導四、選用指導斷路器與熔斷器的選擇性配合一般情況下，熔斷器作為后備保護，目的是擴大線路分斷短路電流的能力。a.過載區(qū)域 熔斷器的短時間允許特性不應與斷路器的動

13、作特性相交，且應比斷路器動作要慢；b.短路區(qū)域 應選擇交接電流IB小于斷路器的短路極限分斷能力80%，當短路電流小于IB時，應由斷路器動作。 A-熔斷器弧前特性 B-熔斷器動作特性 C-斷路器的動作特性 Is-選擇性極限電流 IB-交接電流 I-cu額定極限短路分斷能力四、選用指導（2）斷路器級聯(lián)應用四、選用指導斷路器級聯(lián)，實際上是一種后備保護，目的是借助上級斷路器，共同切斷短路故障電流。四、選用指導級聯(lián)(后備保護)與選擇性保護比較級聯(lián)保護選擇性保護上級斷路器無短路短延時帶短路短延時下級斷路器分斷能力可以選小一些分斷能力相對大一些保護對象下級所有負載將會停電，不會造成嚴重影響重要設備，只切斷故

14、障回路而不涉及無故障回路。優(yōu)選配置上、下級二段保護特性上級三段保護，下級二段保護特性保護效果效果差，上下級一起跳閘可能性高效果好，上下極一起跳閘可能性低經(jīng)濟性投入少，費用相對較低投入多，費用相對較高（3）串、并聯(lián)使用四、選用指導四、選用指導（4）斷路器的上進線與下進線問題為什么有的斷路器只能上進線而不能下進線，而有的既能上進線又能下進線？主要跟斷路器的結構有關。通常電源端用1、3、5表示，負載端用2、4、6表示，或直接標識“Line”(電源端)，Load(負載端)。凡是在規(guī)格書或產(chǎn)品上沒有標識，則認為既能上進線又能下進線；進線方法（5）斷路器的隔離功能 四、選用指導符號符號：在分閘位置，必須有

15、明顯標記表明觸頭處于斷開位置；斷路器在分閘位置的觸頭開距 小型斷路器4mm，塑殼斷路器6mm；分閘位置，能承受6kV的沖擊耐壓試驗；在1.1Ue,進線口和出線口之間的泄漏電流小于0.5mA安裝一、定義一、定義二、分類二、分類三、工作原理、主要參數(shù)三、工作原理、主要參數(shù)四、低壓斷路器的結構四、低壓斷路器的結構五、選用指導五、選用指導六、失效分析介紹六、失效分析介紹內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱低壓斷路器作為電路的關鍵保護裝置，切斷故障電路的可靠性要求是非常高的，一般不容易失效，但應用不當可能會造成不必要的損失。常見失效模式有：五.失效分析介紹失效模式失效機理特性不符合選用斷路器和所保護對象特性不符，斷路器起不到保護作用，或斷路器不符合標準特性要求；開路（觸頭不導通）應用不當造成斷路器意外跳閘觸頭受污染或內(nèi)部機構裝配問題短路（觸頭熔焊）時間非常短的沖擊電流，斷路器來不及動作，造成損傷，如雷電流五.失效分析介紹（1）斷路器額定電流過大，沒能及時切斷故障電流如圖，負荷開關的額定電流是400A，選用了額定電流1600A的斷路器保護五.失效分析介紹（2）接線端子沒有壓緊，斷路器意外跳閘。