低壓電器知識.doc

低壓斷路器基本結(jié)構(gòu)低壓斷電器是低壓電力系統(tǒng)中的主要電器設(shè)備之一。低壓斷路器可在正常負荷下接通或斷開電路，當電路中發(fā)生短路故障或過載時，低壓斷路器可自動掉閘電路起到保護氣線路和電氣設(shè)備的作用，并可防止事故范圍擴大。低壓電路器可用于低壓配電裝置中做總開關(guān)和支路開關(guān)，也可用于電動機不頻繁的起動控制。一、低壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)低壓電路器由脫扣器、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、傳動機構(gòu)、基架和外殼等部分組成。1、脫扣器脫扣器是低壓斷路器中用來接受信號的元件。若線路中出現(xiàn)不正常情況或由操作人員或繼電保護裝置發(fā)出信號時，脫扣器會根據(jù)信號的情況通過傳遞元件使觸頭動作掉閘切斷電路。低壓斷路器的脫扣器一般有過流脫扣器、熱脫扣器、失壓脫扣器、分勵脫扣器等幾種。低壓斷路器投入運行時，操作手柄已經(jīng)使主觸頭閉合，自由脫扣機構(gòu)將主觸頭鎖定在閉合位置，各類脫扣器進入運行狀態(tài)。（1）電磁脫扣器電磁脫扣器與被保護電路串聯(lián)。線路中通過正常電流時，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力小于反作用力彈簧的拉力，銜鐵不能被電磁鐵吸動，斷路器正常運行。當線路中出現(xiàn)短路故障時，電流超過正常電流的若干倍，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力大于反作用力彈簧的作用力，銜鐵被電磁鐵吸動通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)釋放主觸頭。主觸頭在分閘彈簧的作用下分開切斷電路起到短路保護作用。（2）熱脫扣器熱脫扣器與被保護電路串聯(lián)。線路中通過正常電流時，發(fā)熱元件發(fā)熱使雙金屬片彎曲至一定程度(剛好接觸到傳動機構(gòu))并達到動態(tài)平衡狀態(tài)，雙金屬片不再繼續(xù)彎曲。若出現(xiàn)過載現(xiàn)象時，線路中電流增大，雙金屬片將繼續(xù)彎曲，通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)釋放主觸頭，主觸頭在分閘彈簧的作用下分開，切斷電路起到過載保護的作用。（3）失壓脫扣器失壓脫扣器并聯(lián)在斷路器的電源測，可起到欠壓及零壓保護的作用。電源電壓正常時扳動操作手柄，斷路器的常開輔助觸頭閉合，電磁鐵得電，銜鐵被電磁鐵吸住，自由脫扣機構(gòu)才能將主觸頭鎖定在合閘位置，斷路器投入運行。當電源側(cè)停電或電源電壓過低時，電磁鐵所產(chǎn)生的電磁力不足以克服反作用力彈簧的拉力，銜鐵被向上拉，通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)使斷路器掉閘，起到欠壓及零壓保護作用。電源電壓為額定電壓的75%105%時，失壓脫扣器保證吸合，使斷路器順利合閘。當電源電壓低于額定電壓的40%時，失壓脫扣器保證脫開使斷路器掉閘分斷。一般還可用串聯(lián)在失壓脫扣器電磁線圈回路中的常閉按鈕做分閘操作。（4）分勵脫扣器分勵脫扣器用于遠距離操作低壓斷路器分閘控制。它的電磁線圈并聯(lián)在低壓斷路器的電源側(cè)。需要進行分閘操作時，按動常開按鈕使分勵脫扣器的電磁鐵得電吸動銜鐵，通過傳動機構(gòu)推動自由脫扣機構(gòu)，使低壓斷路器掉閘。在一臺低壓斷路器上同時裝有兩種或兩種以上脫扣器時，則稱這臺低壓斷路器裝有復(fù)式脫扣器。2、觸頭系統(tǒng)低壓斷路器的主觸頭在正常情況下可以接通分斷負荷電流，在故障情況下還必須可靠分斷故障電流。主觸頭有單斷口指式觸頭、雙斷口橋式觸頭、插入式觸頭等幾種形式。主觸頭的動、靜觸頭的接觸處焊有銀基合金觸點，其接觸電阻小，可以長時間通過較大的負荷電流。在容量較大的低壓斷路器中，還常將指式觸頭做成兩擋或三擋，形成主觸頭、副觸頭和弧觸頭并聯(lián)的形式。兩接觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，分為弧觸頭和主觸頭?；∮|頭用耐弧金屬材料制成，主觸頭和弧觸頭在斷路器分、合閘時有不同的作用和操作次序。開關(guān)合閘時，弧觸頭承擔合閘的電磨損；開關(guān)分閘時，弧觸頭承擔電路分斷時的強電弧，起保護主觸頭的作用；主觸頭承擔長期通過負荷電流的任務(wù)。所以在合閘時弧觸頭先閉合、主觸頭后閉合；分閘時主觸頭先斷開、弧觸頭后斷開(如圖2所示)。大容量的斷路器中為了更好地保護主觸頭又增設(shè)了副觸頭，即為三接觸頭，合閘時的動作順序為弧觸頭先閉合，然后副觸頭閉合，最后弧觸頭閉合；分閘時的操作順序為弧觸頭先分斷，然后副縣觸頭分斷，最后主觸頭分斷。3、滅弧裝置低壓斷路器中的滅弧裝置一般為柵片式滅罩，滅弧室的絕緣壁一般用鋼板紙壓制或用陶土燒制。塑殼式斷路器知識在電工產(chǎn)品展覽會和電器市場上、低壓斷路器隨處可見，特別是塑殼式斷路器倍受青睞。塑殼式斷路器具有過載長延時、短路瞬動的二段保護功能，還可以與漏電器、測量、電操等模塊單元配合使用。在低壓配電系統(tǒng)中，常用它做終端開關(guān)或支路開關(guān)，取代了過去常用的熔斷器和閘刀開關(guān)。在電工產(chǎn)品展覽會和電器市場上、低壓斷路器隨處可見，特別是塑殼式斷路器倍受青睞。塑殼式斷路器具有過載長延時、短路瞬動的二段保護功能，還可以與漏電器、測量、電操等模塊單元配合使用。在低壓配電系統(tǒng)中，常用它做終端開關(guān)或支路開關(guān)，取代了過去常用的熔斷器和閘刀開關(guān)。現(xiàn)在的配電系統(tǒng)要求斷路器除了能通斷電流實現(xiàn)電路控制和簡單的短路、過載保護外，還要能提供隔離和安全保護功能，特別是在針對人身、設(shè)備安全與配電系統(tǒng)的可靠性方面都提出了新的要求。因此，產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計與選購也都重點考慮以下3個方面：(1)人身安全；(2)電氣線路與設(shè)備的保護；(3)可靠的、不間斷的電力供應(yīng)。l.塑殼式斷路器的主要特性(1)額定極限短路分斷能力Icu斷蹈器的分斷能力指標有兩種：額定極限短路分斷能力4U和額定運行短路分斷能力Ics。Ics作為一個特性參數(shù)，并非只簡單考慮斷路器的分斷能力，而是作為一種分斷指標，即分斷幾次短路故障后，還能保證其正常工作。對塑殼式斷路器而言，應(yīng)有足夠的Icu，能夠分斷短路電流使開關(guān)跳閘。按規(guī)定塑殼式斷路器的Ics只要大于25%Icu就算合格。而目前市場上斷路器的Ics大多數(shù)在(5075%)Icu之間，所以對供電要求不高的配電系統(tǒng)，只須考慮Icu。(2)限流分斷能力限流分斷能力是指斷路器短路跳閘時限制故障電流的能力。斷路器發(fā)生短路時、觸頭快速打開產(chǎn)生電弧，相當于在線路中串入1個迅速增加的電弧電阻，從而限制了故障電流的增加。斷路器斷開時間越少，Ics就越接近Icu，限流效果就越好，也可大大降低短路電流引起的電磁效應(yīng)、電動效應(yīng)和熱效應(yīng)對斷路器和用電設(shè)備的不良影響，延長斷路器的使用壽命。(3)短路保護短路保護就是短路瞬時跳閘。要注意在負荷變化后及時調(diào)整保護的整定值，防止整定值過小頻繁跳閘影響供電質(zhì)量，或整定值過大使線路和設(shè)備得不到有效保護。(4)過載延時保護過載延時保護是指負荷電流超過設(shè)備的限定范圍有燒毀設(shè)備的危險，保護裝置能在一定時間內(nèi)切斷電源。過載有個熱量積累的過程，保護動作不需要過于迅速。對于短時過電流，保護不應(yīng)該動作。(5)隔離功能隔離功能就是要求斷路器斷開后的泄漏電流不致對人身和設(shè)備產(chǎn)生危害。多次短路跳閘后開關(guān)性能下降，泄漏電流會增大。對人體而言30mA以下為安全漏電電流，而在惡劣的環(huán)境中，超過300mA的泄漏電流持續(xù)2小時以上，就可能使絕緣損壞發(fā)生相地短路進而引發(fā)火災(zāi)。(6)漏電保護漏電器有熱磁式和電子式2種，相比而言電子式漏電器具有體積小、精度高、靈敏度高的優(yōu)點，但其抗干擾能力較差。目前電子式漏電保護器占據(jù)主流，當漏電電流達到整定值時，執(zhí)行電路接收零序電流互感器二次側(cè)的感應(yīng)電壓信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)換觸點輸出漏電保護信號，使脫扣器動作切斷電源。一般終端開關(guān)的整定漏電脫扣電流為30mA、上一級支路開關(guān)的整定值為300mA。起火危險性大的電弧性短路難以被短路保護有效切斷，而漏電器可以可靠的斷開接地故障，防止人身觸電和相地短路故障的發(fā)生。2.塑殼式斷路器標準與認證(1)標準有：IEC標準和相對應(yīng)的中國低壓電器基本標準GB。目前我國的低壓電器產(chǎn)品標準正朝等效采用及等同采用IEC標準方向靠攏。(2)質(zhì)星體系認證有：IS0國際質(zhì)量體系認證、船級社ISO質(zhì)量體系認證。船級社認證對電器產(chǎn)品可靠性、防潮、抗振動等有極其嚴格的要求，只有通過該認證的產(chǎn)品才可以船用。(3)安全認證是按區(qū)域劃分的，影響較大的有：美國UL認證、長城CCEE認證、歐洲聯(lián)盟CE認證。凡是在中國境內(nèi)銷售的產(chǎn)品必須通過長城認證。3.選購指南(1)首先根據(jù)具體使用條件選擇類別，再按電路的額定電流及對保護的要求來確定具體參數(shù)。當額定電流在630A以下，短路電流不大大，首選塑殼式斷路器。額定電流比較大，可以選用框架式斷路器(ACB)，當然也可以用那些性能好的塑殼式斷路器代替。對短路電流特別大的支路要注意斷路器的限流能力能否滿足要求。有漏電保護要求時，斷路器須有此功能。(2)斷路器的類型、參數(shù)確定后，性價比就成了我們在眾多產(chǎn)品中進行取舍的關(guān)鍵因素。在能滿足基本使用要求的條件下，斷路器要安全可靠，最好具有一定的擴展性，比如能通過調(diào)整來適應(yīng)未來負荷在一定范圍內(nèi)的變化、加裝模塊單元實現(xiàn)功能擴充等。低壓塑殼斷路器脫扣器的問題塑殼斷路器脫扣器分為瞬時脫扣和過載脫扣器,瞬時和過載脫扣器合成為復(fù)式脫扣器,不包含分勵脫扣器,瞬時和過載脫扣器在塑殼斷路器內(nèi)部,而分勵一般是在塑殼斷路器上加的附件,分勵脫扣器是電動分斷斷路器的脫扣器,利用外電源給分勵提供電源脫扣,主要用于遠程分斷該斷路器.瞬時脫扣是短路脫扣器,一般為5-10倍(C型脫扣)和10-15倍(D型脫扣)的額定電流脫扣,過載脫扣器一般在1.13倍額定電流下1小時內(nèi)不脫扣,1.45倍的額定電流下1小時內(nèi)脫扣,這是斷路器在恒溫40度條件下的標準電動機配電一般選用額定電流5-10倍(D型脫扣)的瞬時脫扣器,而一般配電都選用5-10倍(C型脫扣)斷路器分勵脫扣器主要看是不是需要遠程操作而定,另外分勵脫扣器只能實現(xiàn)遠程分斷,要是需要遠程閉合斷路器則需要電動操作機構(gòu).運行中斷路器誤跳閘故障的分析、判斷和處理若系統(tǒng)無短路或直接接地現(xiàn)象，繼電保護未動作，斷路器自動跳閘稱斷路器“誤跳”。對“誤跳”的分析、判斷與處理一般分以下三步進行。1、根據(jù)事故現(xiàn)象的以下特征，可判定為“誤跳”。（1）在跳閘前表計、信號指示正常，表示系統(tǒng)無短路故障。（2）跳閘后，綠燈連續(xù)閃光，紅燈熄滅，該斷路器回路的電流表及有功、無功表指示為零。2、查明原因，分別處理。（1）若由于人員誤碰、誤操作，或受機械外力振動，保護盤受外力振動引起自動脫扣的“誤跳”，應(yīng)排除開關(guān)故障原因，立即送電。（2）對其他電氣或機械部分故障，無法立即恢復(fù)送電的則應(yīng)聯(lián)系調(diào)度及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)將“誤跳”斷路器停用，轉(zhuǎn)為檢修處理。3、對“誤跳”斷路器分別進行電氣和機械方面故障的檢查、分析。（1）電氣方面故障原因有：保護誤動或整定位不當，或電流、電壓互感器回路故障；二次回路絕緣不良，直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地（跳閘回路發(fā)生兩點接地）。（2）機械方面故障原因有：合閘維持支架和分閘鎖扣維持不住，造成跳閘；液壓機械a分閘一級閥和逆止閥處密封不良、滲漏時，本應(yīng)由合閘保持孔供油到二級閥上端以維持斷參器在合閘位置，但當漏的油量超過補充油量時，在二級閥上下兩端造成壓強不同。當二級習上部的壓力小于下部的壓力時，二級閥會自動返回，而二級閥返回會使工作缸合閘腔內(nèi)高壓油泄掉，從而使斷路器跳閘。隔離開關(guān)與斷路器之間為什么要裝聯(lián)鎖裝置？聯(lián)鎖裝置有哪些類型？在隔離開關(guān)與斷路器之間之所以要裝聯(lián)鎖裝置，要防止在斷路器未切斷電源以前就去拉隔離開關(guān)。聯(lián)鎖裝置有機械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖兩種類型。工作原理是：（1）機械聯(lián)鎖裝置一般使用鋼絲繩或者杠桿機構(gòu)，以機械位置的變動（也可采用多功能程序鎖）來保證在斷路器切斷電源以前，隔離開關(guān)的操作把手不能動作。（2）電氣聯(lián)鎖裝置電氣聯(lián)鎖一般有兩種聯(lián)鎖方式，一種是通過操作機構(gòu)上的聯(lián)動輔助接點（常開或常閉）去控制隔離開關(guān)的把手。當斷路器未斷開時，隔離開關(guān)操作把手不能動作。另一種電氣聯(lián)鎖是利用距離開關(guān)操作機構(gòu)上的聯(lián)動輔助接點（常開或常閉）去控制斷路器。當拉動隔離開關(guān)的把手時，聯(lián)動輔助接點（常開或常閉）使斷路器動作以切斷電路，從而可防止帶負荷拉動距離開關(guān)的事故。漏電斷路器小知識問：漏電斷路器是否可以采用下進線？答：漏電斷路器上方的接線端作為電源的進線通常叫做電源端，下方的接線端通常作為負載的連接叫做負載端。那么能不能把電源接在負載端，而把負載接在電源端呢？不行。因為在我國現(xiàn)階段，觸電保護領(lǐng)域使用最廣泛的就是電子式漏電斷路器，由于電子式漏電斷路器的脫扣線圈只有在得到動作信號的時候瞬時帶電，當漏電斷路器分斷電路后脫扣線圈即刻斷電。如果把漏電斷路器上進線和下進線接反，造成漏電斷路器動作后，電壓依然加在脫扣線圈上，就會燒毀線圈，使整個漏電斷路器喪失漏電保護功能。問：已經(jīng)安裝了漏電斷路器，開關(guān)也是好的，為什么短路時電器設(shè)備還會被燒毀？答：漏電開關(guān)分為兩大類，一類是漏電保護功能和過電流保護功能相結(jié)合的產(chǎn)品，另一類是僅有漏電保護功能的產(chǎn)品。前者在設(shè)計和制造中已經(jīng)考慮短路保護，具有高分斷能力，能分斷短路電流，而且如線路中發(fā)生漏電，能夠正常切斷電源起到保護作用；后者只能在線路產(chǎn)生漏電時切斷正常負荷電流，本身沒有過電流保護功能，因此通常要與熔斷器配合使用，由熔斷器切斷短路電流。如果選用后一種產(chǎn)品，而沒有加裝熔斷器，結(jié)果線路短路時漏電開關(guān)不能分斷，電器設(shè)備會被燒毀。問：線路的電流較大，又沒有與之相適應(yīng)的電流等級的漏電斷路器，能否將漏電斷路器并聯(lián)使用？答：不能并聯(lián)使用。因為每次流過的電流不可能相等，這就會產(chǎn)生電流差，使通過零序電流互感器的電流不再平衡，導(dǎo)致漏電斷路器動作。如果兩個斷路器僅一個漏電斷路器動作，那么全部電流流至另一個漏電斷路器上，若這一個漏電斷路器不帶過載保護，就會發(fā)生燒毀現(xiàn)象。問：動作電流越小的漏電斷路器是不是越好呢？答：要視具體情況而定。我們不能將漏電動作電流選得太大（不能起有效保護），又不能選得太?。ń?jīng)常動作切斷電源，影響正常使用）。對于觸電危險性高的場合，應(yīng)選用高靈敏度、快速型漏電保護裝置（漏電動作電流不宜超過10mA）。對于其他場所，應(yīng)視其工作場所危險性的大小，安裝漏電動作電流為10mA30mA的快速型漏電保護裝置。選擇漏電動作電流還應(yīng)考慮誤動作的可能性。漏電斷路器應(yīng)能避開線路不平衡的泄漏電流而不動作，還應(yīng)能在安裝位置可能出現(xiàn)的電磁干擾下不誤動作。選擇漏電動作電流還應(yīng)考慮漏電斷路器制造的實際情況。問：斷路器是好的，使用電器時為何老跳閘？答：這主要要考慮到常見的幾個因素：（1）電器設(shè)備是不是無線電高頻發(fā)生源，對于電子式漏電斷路器，會在零序電流互感器中感應(yīng)出電信號，使開關(guān)動作。（2）漏電斷路器負載側(cè)的開關(guān)電器合閘不同步引起。不同步合閘時，首先合閘的一相可能產(chǎn)生足夠大的泄漏電流，使開關(guān)動作。（3）是不是由于工作零線與保護零線共用且保護零線由斷路器的負載側(cè)的零線引出而引起的。漏電斷路器的負載側(cè)的零線接地，會使正常的工作電流直接通過保護零線接地而不經(jīng)過工作零線，使開關(guān)漏電保護動作。問：為什么漏電斷路器使用不久就發(fā)生拒動作？答：首先是漏電動作電流選擇不當，斷路器動作電流選擇過大或整定過大都將造成斷路器拒動作。其次是產(chǎn)品質(zhì)量低劣，互感器二次回路斷路等質(zhì)量缺陷可造成斷路器拒動作。最后還應(yīng)看一下是不是安裝接線的錯誤。智能型萬能式低壓斷路器主要技術(shù)性能本文以DW45系列為例介紹智能型萬能式低壓斷路器主要技術(shù)性能斷路器的技術(shù)性能根據(jù)智能控制器的型式不同有多種類型，智能控制器按智能化功能分為L型，M型和H型3種。L型智能控制器采用編碼開關(guān)整定。根據(jù)基本保護功能的不同有3種型式，L2型為長延時+瞬時二段保護。L3型為長延時+短延時+瞬時三段保護。L4型為長延時+短延時+瞬時+接地漏電四段保護。L型控制器適用于一般配電網(wǎng)絡(luò)，用戶可按需要選用。M型智能控制器采用數(shù)碼顯示和按鈕整定方式，除具有L型基本功能外，還具有負載監(jiān)控保護、電流、電壓顯示、各種參數(shù)整定、試驗、報警、故障檢查等。保護特性域值較寬，輔助功能較全，是一種多功能型控制器，可適用于大部分要求較高的配電網(wǎng)絡(luò)使用。H型智能控制器具有M型的所有功能，此外，該控制器可以通過網(wǎng)卡或接口轉(zhuǎn)換器對斷路器實行遙控、遙調(diào)、遙測、遙訊操作，適用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過上位機可集中監(jiān)察和控制，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的自動化管理。下面就用于配電及電動機保護帶M型智能控制器的斷路器有關(guān)性能作簡要說明。長延時保護特性長延時整定電流，用戶可以根據(jù)電網(wǎng)負荷大小任意設(shè)置。設(shè)定范圍0.41.0In，級差為2%。長延時反時限動作特性T=（1.5Ir1/I）2tLT脫扣時間；Ir1長延時設(shè)定電流；過載電流；tL長延時設(shè)定時間。tL是智能控制器在1.5Ir1時的脫扣時間，其設(shè)定值為15、30、60、120、240、480s共6檔，用戶可根據(jù)被保護設(shè)備的實際負荷進行設(shè)定，以達到最佳過載保護狀態(tài)。短延時保護特性短延時特性為定時限+反時限短延時電流設(shè)定范圍為0.415In，短延時時間設(shè)定為0.1、0.2、0.3、0.4s四檔短延時電流大于等于8Ir1時，定時限動作。小于8Ir1時，反時限動作，動作時間為：T=（8Ir1/I）2tsT短時脫扣時間；Ts短延時設(shè)定時間；Ir1長延時設(shè)定電流；短延時電流。瞬時動作特性瞬時脫扣電流可以按需要設(shè)定：SHTW12000瞬時脫扣電流設(shè)定范圍為1.0In50kA；SHTW13200瞬時脫扣電流設(shè)定范圍為1.0In75kA；瞬時脫扣時間為0.01s。單相接地保護單相接地保護是指故障電流在幾百安以上金屬性接地保護，一般用于中性點直接接地系統(tǒng)，控制器有兩種不同保護方式：一種為差值型（T），控制器根據(jù)三相和中性極矢量和進行保護。另一種為地電流型（W），控制器直接取主電源中性點地與地之間的一個附加電流互感器輸出信號進行保護。差值型保護有兩種方式：一種為零序電流保護，適用于中性線（N）與接地線（PE）合并的TNC系統(tǒng)，無故障情況下三相互感器二次電流矢量和等于三相不平衡電流。當其中任何一相對設(shè)備外殼短路，則在該相中會疊加一個接地電流，該電流與三相不平衡電流合成后的零序電流經(jīng)與脫扣器整定電流比較后即可區(qū)分出接地電流，從而實現(xiàn)單相接地保護。該種保護方式應(yīng)注意：如三相負載不平衡，接地設(shè)定值必須大于系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最大不平衡電流，若無法避開時接地應(yīng)退出，即將接地脫扣時間設(shè)定在OFF位置。接