低压断路器知识及总结Word文件下载.docx

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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

无脱扣器

00

02

0.6

热脱扣器

10

11

12

13

14

15

16

17

电磁扣器

20

21

22

23

24

25

26

27

复式脱扣器

30

31

32

33

34

35

36

37

3、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％之间的任一电压下，应能保证断路器可靠闭合。

2．释能电磁铁：

这种释能电磁铁适用于万能式断路器有电动机预储能机构（由电动储能机构使它的操作弹簧机构储能）。

当用户按下按钮，电磁铁线圈激励后，电磁铁闭合使储能弹簧释放，断路器合闸。

3．转动操作手柄，适用于塑壳断路器，在断路器的盖上装转动操作手柄的机构，手柄的转轴装在它的机构配合孔内，转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔，旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头，把手的圆形或方形座用螺钉固定的门上，这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动，来确保断路器的合闸或分闸。

同时转动手柄能保证断路器处于合闸时，柜门不能开启；

只有转动手柄处于分闸或再扣，开关板的门才能打开。

在紧急情况下，断路器处于"

合闸"

而需要打开门板时，可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。

4．加长手柄：

是一种外部加长手柄，直接装于断路器的手柄上，一般用于600A及以上的大容量断路器上，进行手动分合闸操作。

5．手柄闭锁装置：

是在手柄框上装设卡件，手柄上打孔然后用挂锁锁起来。

主要用于断路器处于合闸工作状态时，不容许其他人分闸而引起停电事故，或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时，以防被人误将断路器合闸，从而保护维修人员的安全或用电设备的可靠使用。

6．接线方式：

断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。

（1）板后接线方式：

板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器，不必重新接线，只须将前级电源断开。

由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉，需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。

（2）插入式接线：

在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上6个插头，断路器的连接板上有6个插座。

安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓，安装座预先接上电源线和负载线。

使用时，将断路器直接插进安装座。

如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。

它的更换时间比板前，板后接线要短，且方便。

由于插、拔需要一定的人力。

因此目前我国的插入式产品，其壳架电流限制在最大为400A。

从而节省了维修和更换时间。

插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。

（3）抽屉式接线：

断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大的方便，增加了安全性、可靠性。

特别是抽屉座的主回路触刀座，可与NT型熔断路器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。

四、结束语

由于分励脱扣器、欠电压脱扣器，电动操作机构和闭锁电磁铁具有不同的电压等级和交流、直流不同的电源，用户在订货时加以说明，同时用户在选用时不可能用单一的附件，如需两台断路器电气联锁（当一台合闸时，另一台必须分闸）则可选用辅助触头和分励脱扣器或电动操作机构，在进行板前和板后接线时一定要把螺钉紧固，以免烧坏断路器。

交流断路器用于直流电路

交流断路器可以派生为直流电路的保护，但必须注意三点改变：

1、过载和短路保护。

①过载长延时保护。

采用热动式（双金属元件）作过载长延时保护时，其动作源为I2R，交流的电流有效值与直流的平均值相等，因此不需要任何改制即可使用。

但对大电流规格，采取电流互感器的二次侧电流加热者，则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。

如果过载长延时脱扣器是采用全电磁式（液压式，即油杯式），则延时脱扣特性要变化，最小动作电流要变大110％—140％，因此，交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路（如要用则要重新设计）。

②短路保护。

热动—电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的，它用于经滤波后的整流电路（直流），需将原交流的整定电流值乘上一个1．3的系数。

全电磁型的短路保护与热动电磁型相同。

2、断路器的附件，如分励脱扣器、欠电压脱扣器、电动操作机构等；

分励、欠电压均为电压线圈，只要电压值一致，则用于交流系统的，不需作任何改变，就可用于直流系统。

辅助、报警触头，交直流通用。

电动操作机构，用于直流时要重新设计。

3、由于直流电流不像交流有过零点的特性，直流的短路电流（甚至倍数不大的故障电流）的开断；

电弧的熄灭都有困难，因此接线应采用二极或三极串联的办法，增加断口，使各断口承担一部分电弧能量。

五、低压断路器的选用：

1、自动空气开关的额定工作电压≥线路额定电压。

2、自动空气开关的额定电流≥线路计算负荷电流。

3、热脱扣器的整定电流=所控制负载的额定电流。

4、电磁脱扣器的瞬间脱扣整定电流>

负载电路正常工作时的峰值电流。

对于单台电动机来说，瞬时脱扣整定电流Iz可按下式计算：

Iz≥K*Ist

冗中K为安全系数，可取1.5~1.7；

Ist为电动机的启动电流。

对于多台电动机来说，可按下式计算：

Iz≥K（Istmax+ΣIn）

式中K取1.5~1.7；

Istmax为最大容量的一台电动机的启动电流；

ΣIn为其余电动机额定电流的总和；

·

5、自动空气开关欠电压脱扣器的额定电压=线路额定电压；

断路器的选择性保护：

衡量低压供配电系统的设计和使用水平高低的重要标志之一是：

他是否能获得优良的供选择性保护功能。

*完全选择性保护：

当因故在用户负载侧出现严重过载/短路故障时，位于负载侧的断路器能及时地自动跳闸、将“故障点”隔离开，从而确保对其余设备的连续供电。

*局部选择性保护：

当因故在用户负载侧出现严重过载/短路故障时，如果故障电流<

某一特定值，位于负载侧的断路器能及时地自动跳闸、将故障点隔离开，然后当故障电流>

某一特定值时，将会出现电源侧的断路器和负载侧的断路器同时“跳闸”或或电源侧的断路器“跳闸”，负载侧的断路器“不跳闸”的现象。

*无选择性保护：

当因故在用户负载侧出现严重过载/短路故障时，会出现电源侧的断路器和负载侧的断路器同时“跳闸”或电源侧的断路器“跳闸”，负载侧的断路器“不跳闸”的现象。

低压断路器的结构及工作原理，其安装时为什么要垂直安装

只有转动手柄