1 低压断路器的概述发展史分类和执行的标准1Word格式文档下载.docx
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还有一些特殊用途的断路器,如灭磁断路器、爆炸式断路器、真空断路器等。
万能式和塑料外壳式两大类断路器,它们的相同作用是:
(一)在正常情况下,作不频繁合、分电路或起动、停止电动机;
(二)当线路或电动机等发生过载、短路或欠电压(电压不足)等故障时,能自动切断电路,予以保护;
根据保护对象的不同,断路器又分四个类型:
1配电保护型—保护电源和电气线路(电线、电缆和设备);
2电动机保护型—专作电动机的不频繁起动、运行中分断,以及在电动机发生过载、短路、欠电压时的保护,一般它所保护电动机的功率多数在200kW及以下;
3家用和类似用途保护型—以前称导线保护断路器,属于电路末端的照明,家用电器等的保护;
4剩余电流(漏电)保护型—有不带过电流和带过电流保护两种,前者主要用作漏电(触电)保护,后者除漏电保护外,兼有一般断路器的过载、短路和欠电压的保护功能。
二低压断路器的发展史
世界上最早的断路器出现于1885年,它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。
1905年,具有自由脱扣装置的空气断路器诞生了。
1930年以来,随着科学、技术的进步,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了目前的机构。
五十年代末,电子元件的兴起,又产生了电子脱扣器,到了今天,由于小型化电脑的发展和普及,又有智能型断路器的问世。
我国解放前,几乎没有断路器的制造业。
新中国成立后,电器工业有了很大的发展和进步。
低压断路器经历了四代的发展过程:
(一)万能式断路器
第一代是五十年代的仿苏联A15、A2050的DW1、DW2和改进后的DW0型(额定电压AC380V、额定电流200-1500A);
第二代是1958年自行设计的在DW0基础上更新的DW10系列(同时代的还有DW5系列),其额定电压为AC380V,DC440V,额定电流200-4000A;
第三代是七十年代末开发、八十年代投放市场的DW15和DWX15(限流型),其额定电压有AC380V、660V、1140V,额定电流200-4000A;
第四代是九十年代中研制成功并投产的DW45型智能型万能式断路器。
20世纪八十年代初、中期,我国相继从日本和德国引进AH和ME型的万能式断路器,经过20多年的努力,我国的断路器质量和水平与国际先进水平的差距逐年缩小。
(二)塑料外壳式断路器
20世纪五十年代,我国首次研制投产的是仿苏(A3100)的DZ1系列塑壳式断路器(40年代中期水平);
六十年代末期,针对DZ1体积过大,短路分断能力偏小等缺陷,行业集中了几个主要厂家,对它进行了大刀阔斧的改进,形成了我国自行设计的第一代产品DZ10系列;
80年代初又开发了第二代的DZ20系列产品;
以此同时,上海华通开关厂、嘉兴电气控制设备厂分别从美国西屋(Westhouse)电气公司和日本寺崎电气公司引进具有八十年代初水平的技术,生产了H系列和TO、TG、TL等系列;
进入九十年代,又推出了CM1系列(常熟开关厂)、TM30系列(天津低压电器公司)、JXM2系列(嘉兴电气控制设备厂)、HSM1系列(杭州之江开关厂)、S系列(上海电器科学研究所、杭州之江开关厂、上海华通开关厂等组成的OTT集团)。
六、七十年代,小规格电流的塑壳断路器有DZ5-10、DZ5-20、DZ5-25、DZ5-50、DZ15-40、DZ15-63等,它们的短路分断能力在1~5kA。
(三)塑料外壳式断路器(MCCB电动机保护型)
对于小型鼠笼型异步电动机(功率在30kW及以下)保护的塑壳式断路器,目前仍流通于市场的有六、七十年代我国自行设计、开发的DZ5-20(短路分断能力380V1.5kA)、DZ15-40、DZ15-63(短路分断能力380V3kA)和八十年代引进国外技术制造的M611.3VE1(有多种附件),M611.3VE1的短路分断能力大抵在380V3kA左右。
1994-1995年,上海电器科学研究所与嘉兴电气控制设备厂共同开发了DZ35系列电动机保护型塑壳式断路器(型号有DZ35-25和DZ35-63两种)。
短路分断能力:
DZ35-25为380V3kA、35kA、50kA(后两种加装限流型部件),DZ35-63为380V3kA;
DZ35-25的体积为DZ5-20的43.13%,DZ35-63的体积为DZ15-63的50.7%。
DZ35系列断路器带有模块式的辅助触点、分励脱扣器、欠电压脱扣器和断相保护等附件。
功率大于30kW-200kW电动机保护型断路器有:
CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型等的产品供予选择,它们的短路分断能力分别有400V15~65(80)kA,可适应于MCC(电动机控制中心)离电源较近回路的电动机保护。
小型塑壳式断路器(MCB)现在也有适应小功率电动机保护的产品,如C45NAD(天津梅兰日兰公司)和PX200CD(嘉兴电控厂)等。
(四)家用或类似场所用过电流保护断路器
我国最初的家用或类似家用场所保护的是仿苏(AΠ-25)的DZ4-25(二极)塑壳断路器。
但性能不高,60年代中期国内开发了DZ5系列(二极),七十年代开发了DZ15系列(单极、二极)、DZ12系列,七十年代末引进德国技术生产了S060系列,八十年代中后期,天津梅兰日兰公司的C45N和嘉兴电控厂引进德国F&G公司的PX200C相继问世,使家用保护断路器上了一个新台阶,C45N、PX200C的短路分断能力均达到4kA(50A及以上)和6kA(40A及以下)。
(五)剩余电流动作断路器(漏电保护器)
为了保护人身免受电击和防止因漏电产生电气火灾,我国在五、六十年代,在一些电力系统维修厂生产了电压型漏电保安器。
由于它的检测线圈(或检测继电器)串接在变压器中性点与接地极之间,接地极电阻变化无常,造成精度差,此外,检测线圈容量不够,结构简陋,防雷效果差,便逐步退出了应用。
六十年代后期,我国第一台电流动作型电子式漏电保安器诞生(主开关是DZ5-20断路器)。
我国首台电流动作型电磁式漏电断路器的型号是DZ5-20L(主开关仍是DZ5-20断路器)。
七十年代中后期,全国联合设计的新型(DZ15L-40、DZ15L-63)电流动作型电磁式漏电断路器试制成功,其壳架电流有40A、63A两种,额定电流6-63A,漏电动作电流(
)有30mA、50mA、75mA和100mA,是快速型(漏电动作时间≤0.1s)。
断路器的短路分断能力为380V3kA和5kA。
DZ15L系列是经过国家级鉴定的。
进入八十年代又有DZL16、DZL18、DZL29、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等流入市场,但大部分是电流动作型电子(集成电路)式漏电断路器(带过载、短路保护和不带过载、短路保护),九十年代初,天津梅兰日兰公司生产了VigiC45ELE(电子式)、VigiC45ELM(电磁式)、VigiNC100等漏电断路器,漏电动作电流(
)30mA,快速型(VigiNC100,
有30mA、300mA和500mA几种,快速动作型)。
八十年代中期,嘉兴电控厂、遵义长征电器八厂又引进德国F&G公司的技术生产了FIN型(不带过载、短路保护)(In有25A、40A、63A,
有30mA、100mA、300mA和500mA)和FI/LS型(带过载、短路保护)(In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等,
有30mA、50mA、100mA和300mA)的漏电断路器。
OTT集团,于1999年开发试制了S-L系列剩余电流动作断路器,规格有63A、100A、200A、400A、630A、800A等,漏电保护用脱扣器采用电子与电磁混合型,漏电动作电流有30mA、100mA、300mA、500mA、1000mA等,动作时间有快速型(≤0.1s)和延时型(最大1.5s),断路器还有过载和短路保护。
极限短路分断能力达400V,40~50kA,另外还开发了只报警不脱扣型,以适合消防等行业的不断电的要求。
对于只报警而不断电的漏电继电器,目前有JD1型(电磁式)、JD3(电子式)、在农村使用的LJM型、LTS型(均为电子式)。
漏电继电器的额定电流有100A、250A,最大达800A,额定漏电动作电流为100mA、300mA、500mA等种,除了单独作漏电时声、光报警之用外,也可与接触器、断路器组合成漏电断路器。
三不同类型断路器的保护特性和它们执行的标准
(一)表1-1为配电保护型断路器的反时限断开特性
表1-1
通过电流名称
整定电流倍数
约定时间h
In≤63A
In>63A
约定不脱扣电流
1.05In
≥1
≥2
约定脱扣电流
1.30In
<1
<2
返回特性电流
3.0In
可返回时间s
5
8
12
注:
可返回特性:
考虑到配电线路内有电动机群,由于电动机仅是是其负载的一部分,且一群电动机不会同时起动,故确定为3In(In为断路器的额定电流,In≥IL,IL为线路额定电流),对断路器进行试验,当试验电流为3In时保持5s(In≤40A时),8s(40<In<250A时),12s(In>250A时),然后将电流返回至In,断路器应不动作,这就是返回特性。
(二)表1-2为电动机保护型断路器的反时限断开特性
表1-2
约定时间
1.0In
≥2h
1.2In
<2h
1.5In
*
7.2In
*.*
*按电动机负载性质可以选2、4、8、12min(分钟)之内动作,一般的选2~4min。
*.*7.2In也是一种可返回特性,它必须躲过电动机的起动电流(5-7In),tp为延时时间,按电动机的负载性质可选动作时间Tp为2s<Tp≤10s、4s<Tp≤10s、6s<Tp≤20s和9s<Tp≤30s,一般选用2s<Tp≤10s或4s<Tp≤10s。
(三)配电保护型的瞬动整定电流为10In(误差为±
20%),In为400A及以上规格,可以在5In和10In中任选一种(由用户提出,制造厂整定);
电动机保护型的瞬动整定电流为12In(误差为±
20%),一般设计时In可以等于电动机的额定电流。
(四)表1-3为家用和类似场所用断路器的过载脱扣特性
表1-3
脱扣器型式
断路器的脱扣器额定电流In
通过电流
规定时间(脱扣或不脱扣极限时间)
预期结果
B、C、D
≤63
1.13In
≥1h
不脱扣
>63
≤32
1.45In
<1h
脱扣
>32
2.55In
>1s~<60s
>1s~<120s
B
所有值
3In
≥0.1s
C
5In
D
10In
<0.1s
50In
表1-3中的B、C、D型是瞬时脱扣器的型式:
B型,脱扣电流为>3In-5In,
C型脱扣电流为>5In~10In,D型脱扣电流为>10In~50In。
用户可根据保护对象的需要,任选它们中的一种(A型脱扣器电流为>2In~3In,特别适用于测量回路中互感器的保护、具有特长导线回路保护和有限的半导体保护)。
断路器适合标准情况
配电保护型断路器符合GB14048.2(等效采用IEC947-1)《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准。
电动机保护型断路器符合GB14048.2和GB14048.4(等效采用IEC947-4)《低压开关设备和控制设备低压机电式接触器和电动机起动器》标准。
家用和类似场所保护型断路器符合GB10963(等效采用IEC898)《家用和类似家用场所过电流保护断路器》标准。
剩余电流保护型断路器(漏电断路器)符合GB6829、GB16916(IEC1008)、GB16917(IEC1009)、IEC755等标准和文件。
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