低压断路器知识及总结

低压断路器ACB-万能式（框架式）断路器断路器DZ5MCCB-塑壳断路器MCB-微型断路器ELCB-漏电断路器漏电断路器DZL18-20/2主要区别是：1、分断能力不同，ACB的分断能力相对较高，MCCB次之，MCB最差，当然现在有不少的MCCB的生产企业能够将MCCB的分断能力作到很高，但稳定和可靠性不好；2、安装的位置不同，ACB多被采用作为主断路器，因为它本身具有延时功能，能够延时分断和脱扣，而且还具有很好的通信功能和选择性，而MCCB多被采用作为配电电器，在线路的中间位置，因为它只具备分断能力和反时限脱扣能力，不具备选择性，多以只能作为下级保护开关紧急停止开关HW；MCB多被用在负载端，因为它的分断能力相对比较低一半为6000A和4500A；3、外形尺寸也相差很大，MCB的体积小，安装方便，ACB的体积最大，安装繁杂，MCCB处中间。框架断路器的所有零件都装在一个绝缘的金属框架内，常为开启式，可装设多种附件，更换触头和部件较为方便，多用在电源端总开关。过电流脱扣器有电磁式，电子式和智能式脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时及接地故障四段保护，每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内调整。手动及电动操作均有，随着微电子技术的发展，目前部分智能型断路器具有区域选择连锁功能，充分保证了动作的灵敏性和选择性。塑壳断路器是接地线端子外触头、灭弧室、脱扣器和操作机构等都装在一个塑料外壳内，一般不考虑维修，适用于作支路的保护开关，过电流脱扣器有电磁式和电子式两种，一般电磁式塑壳断路器为非选择性断路器，仅有长延时及瞬时两种保护方式，电子式塑壳断路器有长延时、短延时、瞬时和接地故障四种保护功能。部分电子式塑壳断路器新推出的产品还带有区域选择性连锁功能。大多数塑壳断路器为手动操作，也有部分带电动机操作。低压断电器是低压电力系统中的主要电器设备之一。低压断路器可在正常负荷下接通或断开电路，当电路中发生短路故障或过载时，低压断路器可自动掉闸电路起到保护气线路和电气设备的作用，并可防止事故范围扩大。低压电路器可用于低压配电装置中做总开关和支路开关，也可用于电动机不频繁的起动控制。一、低压断路器的基本结构低压电路器由脱扣器、触头系统、灭弧装置、传动机构、基架和外壳等部分组成。1、脱扣器脱扣器是低压断路器中用来接受信号的元件。若线路中出现不正常情况或由操作人员或继电保护装置发出信号时，脱扣器会根据信号的情况通过传递元件使触头动作掉闸切断电路。低压断路器的脱扣器一般有过流脱扣器、热脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器等几种。低压断路器投入运行时，操作手柄已经使主触头闭合，自由脱扣机构将主触头锁定在闭合位置，各类脱扣器进入运行状态。（1）电磁脱扣器电磁脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，电磁铁产生的电磁力小于反作用力弹簧的拉力，衔铁不能被电磁铁吸动，断路器正常运行。当线路中出现短路故障时，电流超过正常电流的若干倍，电磁铁产生的电磁力大于反作用力弹簧的作用力，衔铁被电磁铁吸动通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头。主触头在分闸弹簧的作用下分开切断电路起到短路保护作用。（2）热脱扣器热脱扣器与被保护电路串联。线路中通过正常电流时，发热元件发热使双金属片弯曲至一定程度(刚好接触到传动机构)并达到动态平衡状态，双金属片不再继续弯曲。若出现过载现象时，线路中电流增大，双金属片将继续弯曲，通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头，主触头在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到过载保护的作用。（3）失压脱扣器失压脱扣器并联在断路器的电源测，可起到欠压及零压保护的作用。电源电压正常时扳动操作手柄，断路器的常开辅助触头闭合，电磁铁得电，衔铁被电磁铁吸住，自由脱扣机构才能将主触头锁定在合闸位置，断路器投入运行。当电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。电源电压为额定电压的75%～105%时，失压脱扣器保证吸合，使断路器顺利合闸。当电源电压低于额定电压的40%时，失压脱扣器保证脱开使断路器掉闸分断。一般还可用串联在失压脱扣器电磁线圈回路中的常闭按钮做分闸操作。（4）分励脱扣器分励脱扣器用于远距离操作低压断路器分闸控制。它的电磁线圈并联在低压断路器的电源侧。需要进行分闸操作时，按动常开按钮使分励脱扣器的电磁铁得电吸动衔铁，通过传动机构推动自由脱扣机构，使低压断路器掉闸。在一台低压断路器上同时装有两种或两种以上脱扣器时，则称这台低压断路器装有复式脱扣器。2、触头系统低压断路器的主触头在正常情况下可以接通分断负荷电流，在故障情况下还必须可靠分断故障电流。主触头有单断口指式触头、双断口桥式触头、插入式触头等几种形式。主触头的动、静触头的接触处焊有银基合金触点，其接触电阻小，可以长时间通过较大的负荷电流。在容量较大的低压断路器中，还常将指式触头做成两挡或三挡，形成主触头、副触头和弧触头并联的形式。3、灭弧装置低压断路器中的灭弧装置一般为栅片式灭罩，灭弧室的绝缘壁一般用钢板纸压制或用陶土烧制。二、低压断路器的工作原理：低压断路器的工作原理如下：主触点1串联在被控制的电路中。将操作手柄扳到合闸位置时，搭扣3勾住锁键2，主触头1闭合，电路接通。由于触头的连杆被锁钩3锁住，使触头保持闭合状态，同时分断弹簧被拉长，为分断作准备。瞬时过电流脱扣器（磁脱扣）12的线圈串联于主电路，当电流为正常值时，衔铁吸力不够，处于打开位置。当电路电流超过规定值时，电磁吸力增加，衔铁11吸合，通过杠杆5使搭扣3脱开，主触点在弹簧13作用下切断电路，这就是瞬时过电流或短路保护作用。当电路失压或电压过低时，欠压脱扣器8的衔铁7释放，同样由杠杆5使搭扣3脱开，起到欠压和失压保护作用。当电源恢复正常时，必须重新合闸后才能工作。长时间过载使得过流脱扣器的双金属片式（热脱扣）10弯曲，同样由杠杆5使搭扣3脱开，起到过载（过流）保护作用。低压断路器的图形符号如图6.27所示，其文字符号用QF表示三种合闸操作方式：直接手柄操作、电磁铁操作和电动操作。自由脱扣机构有三种状态：合闸状态、自由脱扣状态、预合状态。三、低压断路器的主要技术参数1、额定电压（1）额定工作电压断路器的额定工作电压是指与能断能力及使用类别相关的电压值。对多相电路是指相间的电压值。（2）额定绝缘电压断路器的额定绝缘电压是指设计断路器的电压值，电气间隙和爬电距离应参照这些值而定。除非型号产品技术文件另有规定，额定绝缘电压是断路器的最大额定工作电压。在任何情况下，最大额定工作电压不超过绝缘电压。2、额定电流（1）断路器壳架等级额定电流用尺寸和结构相同的框架或塑料外壳中能装入的最大脱扣器额定电流表示。（2）断路器额定电流断路器额定电流就是额定持续电流。也就是脱扣器能长期通过的电流。对带可调式脱扣器的断路器是可长期通过的最大电流。例如DZ10-100/330型低压断路器壳架额定电流为100A，脱扣器额定电流等级有15A，20A，25A，30A，40A，50A，60A，80A，100A等九种。其中最大的额定电流100A与壳架等级额定电流一致。3、额定短路分断能力断路器在规定条件下所能分断的最大短路电流值。四、常见几种低压断路器：1、DZ12-□/□-□（三个□分别表示：额定电流、极数、脱扣器额定电流）2、DZ10-□□/□-□□（□分别表示：额定电流、派生代号：CP电动操作、极数、脱扣器和附件代号）脱扣器类别及附件代号附件种类代号类别不带附件分励脱扣器辅助触头欠电压脱扣器分励脱扣器辅助触头分励脱扣器欠电压脱扣器二组辅助触头辅助触头欠电压脱扣器无脱扣器00020.6热脱扣器1011121314151617电磁扣器2021222324252627复式脱扣器30313233343536373、DZX10-□□/□□□（限流型：可作为线路和电源设备的过负荷、短路、欠电压保护）4、C45N系列塑料外壳式开关5、DZ20系列塑料外壳式开关6、DW10系列万能式空气开关7、DW15系列万能式空气开关一、引言低压断路器分为万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类，目前我国万能式断路器主要生产有DWl5、DWl6、DWl7(ME)、DW45等系列，塑壳断路器主要生产有DZ20、CMl、TM30等系列。断路器都是由本体和附件组成。本体是不带任何附件，但能确保顺利合、分电路，并且有在电路或设备发生过载、短路等事故时，自动切断故障的功能，而附件作为断路器功能的派生补充，为断路器增加了控制手段和扩大保护功能，使断路器的使用范围更广、保护功能更齐全、操作和安装方式更多。目前断路器附件已成为断路器不可分割的一个重要部分。但附件并不是越齐全越好，这就要根据具体的控制线路和保护线路来合理地应用附件，避免造成不必要的浪费，同时要分清电压等级，交流或直流，辅助触头的对数等，如应用不当，不但不起保护作用，而且还会造成很大的经济损失。下面对断路器的附件功能和应用进行分析，使用户在应用断路器附件时有所帮助。二、内部附件1．辅助触头；与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，主要用于断路器分、合状态的显示，接在断路器的控制电路中通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁，例如向信号灯、继电器等输出信号。万能式断路器有六对触头(三常开、三常闭)，DW45有八对触头(四常开、四常闭)。塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头，225A及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3A；壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。2．报警触头：用于断路器事故的报警触头，且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作，主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多，因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1A。3．分励脱扣器：是一种用电压源激励的脱扣器，它的电压可与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70％-110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1S，否则线会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁，在分励脱扣线圈串联一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即使人为地按住按钮，分励线圈始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新处于常闭位置。但万能式DW45产品在出厂时要由用户在使用时在分励脱扣器线圈之前串联一组常开触头。4．欠电压脱扣器：欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器，当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70％至35％范围内，欠电压脱扣器应运作，欠电压脱扣器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35％时，欠电压脱扣器应能防止断路器闭全；电源电压等于或大于85％欠电压脱扣器的额定工作电压时，在热态条件下，应能保证断路器可靠闭合。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时，欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧，欠电压脱扣器通电后，断路器才能合闸，否则断路器合不上闸。三、外部附件1．电动操作机构，是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件，电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种，电动机操作机构为塑壳式断路器壳架等级额定电流400A及以上断路器和万能式断路器，电磁铁操作机构适用于塑壳断呼器壳架等级额定电流225A及以下断路器，无论是电磁铁或电动机，它们的吸合和转动方向都是相同，仅由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分，断路器在用电动机构操作时，在额定控制电压的85％-110％之间的任一电压