低压断路器知识：低压断路器的分类及性能指标
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低压断路器知识：低压断路器的分类，低压断路器的性能指标 有关低压断路器的基础知识，介绍了低压断路器的定义、分类及执行的标准，低压断路器的主要技术性能指标，以及断路器各种参数的确定和考虑因素等。 (一)定义 低压断路器是一种使用于低压电网〔交流(50Hz或 60Hz额定电压在120及以下，直流额定电压在1200v及 以下的电路〕的配电电器。按其用途，低压断路器被定义 为:能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规 定的非正常条件下(如过载、短路、欠电压以及发生单相接 地故障时)接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。过 去也称之为自动开关、空气开关和空气断路器(空开、空 断)等。 (二)低压断路器的分类 低压断路器按其结构、功能和用途可分为:万能式 (也称框架式)、塑料外壳式、以及灭磁式、爆炸式，真空 和选相闭合式等等。后面的四种属于特殊场合使用，就不 予论述。 万能式、塑料外壳(模具压塑外壳)式两种主要的断路器，按它们的使用类别，国际电工委员会的IEc标准和我国相应标准又再分成A类和B类两个类型。 A类:是指在短路情况下，断路器无明确指明用作串 联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路 情况卜，选择性无人为的短延时，因而对此种断路器无额 定短时耐受电流的要求，属于A类的断路器;在除短路情 况外，如可作选择性保护、也可设置短延时，但其短时耐 受电流可比标准规定值(12In或5kA ,以及In> 250OA时 的30kA小。 大量的塑壳式断路器、小型断路器和一部分小电流规格 的万能式断路器属于A类，它的明显特征是:保护性能仅 有过载长延时、短路瞬时的二段保护。 B类:是指在短路情况下，断路器明确作串联在负载侧的另，一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，选择性保护有人为短延时(可调节)，这一类断路器要求有额定短时耐受电流，绝大多数的万能式都属于B类。 目前采用智能型控制 器(脱扣器)的塑壳式也属于B类，它的明显特征是:保 护特性具有过载长延时、短路瞬动、又有短路短延时的三段 保护，他们最适宜作选择性保护。 如果再细分、即按保护的对象来分，基本上可分为四种 型式: ①配电保护型;②电动机保护型;③家用或类似场所用保护型(以前称为导线保护型，现称为小型或称微型断路器的就属于此类);④剩余电流(漏电)保护型。 表1-1显示按细分的四类断路器的保护特性及其主要用 途。
(三)标准 不同类型的断路器，其性能应符合如下标准: (l)配电型。断路器应符合GB 14048.2《低压开关设 备和控制设备，低压断路器》(等效采用IEC 947-2同名标 准); (2)电动机保护型。应符合GB 14048.2和GB 14048.4 (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》(等效采用IEC 947-4同名标准); (3)家用和类似场所保护型。应符合GB 10963(家用和 类似家用场所过电流保护断路器》(等效采用IEC898同名标 准); (4)剩余电流保护型。应符合GB 6829《剩余电流动 作断路器的一般要求》和GB 16916.1《家用或类似用途 不带过电流保护的剩余电流动作断路器的一般要求》(等 效采用IEC1008)、GB 16917 . 1《家用或类似用途带过电流保护的剩余电流动作断路器的一般要求》(等效采用IEC1009。 二、低压断路器的主要技术性能指标 1、甲短路电流的通断能力〔短路的接通和分断能力) 短路接通能力:是指断路器在线路发生短路时瞬间的接 触，断路器能承受而不引起机械‘电动力)，电气(∫ i²dt: 引起的热)，可能造成的机械破损和绝缘热老化的电流值， 它是以短路电流的峰值来表示的。 短路分断能力:是指断路器能够分断的线路预期最大短 路电流的大小(以周期分量的有效值表示)。 接通和分断电流的关系，如表1--2所示。 2，极限短路分断能力与运行短路分断能力
短路分断能力分极限和运行两种: 极限短路分断能力Icu—按规定的试验程序所规定的 条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。 它的试验程序是O一t-CO。O表示分断;t表示休息时间，一 般为3min(分钟);CO表示接通后立即分断。 运行短路分断能力Ics—按规定的试验程序所规定的 条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。它 的试验程序是:O- t -CO- t -CO 由于运行短路分断能力试验后，要继续承载额定电流， 试后的验证还必须进行温升试验和5%的电气寿命试验，它 比极限分断的试验要求更严酷。因此，IEC标准规定:人，可 以是25%、50%、75%、100%的Icu，其中B类(有三段保 护性能的断路器)的Ics,最少是50% Icu }无25%Icu这一 最低档的指标。 3 限流能力(限流系数) 限流能力表示:①开断的最大通过电流峰值(kA)与 预期的短路电流的周期分量有效值(kA)之比;②以最大 通过的(i²t(x 10²A²s) As即安培平方一乘秒)与预期短路 电流的周期分量有效值(kA)之比(也称断路器的产i²t特 性)，①可做成曲线，纵坐标为最大通过的电流峰值，横坐 标为预期短路电流的有效值。它表示由于断路器采用限流技 术，在发生颊路时，实际分断(通过)的电流峰值与发生的 预期颊路电流有效值之比，限流系数为E,E值越小越好， 对于限流式断路器，一般要求E ≤0.5 4.短路耐受电流Icw。 短时耐受电流是指:在规定的使用和性能条件下，电路 或在闭合位置上的断路器在指定的短时间内所能承受的电 流。它是考核在此指定的短时间内，断路器是否会脱扣(动 作)，在此严酷条件下，断路器是否会因电动力和骤热m]’遭 受破坏，额定短时耐受电流的最小值，IEC947一2和国标GB 14042.2规定，应不小于表1-3。
短时耐受电流只限于对B类断路器考核。 5.额定剩余动作电流I△n。 在规定的条件下，使剩余(漏电)电流保护器动作的剩 余(漏电)电流，用有效值(r,m,s)表示，几。I△n仅适用 于剩余电流动作保护器(断路器)。它具有0.006,0.01,0.03，0.1,0.3,0.5,1,3,10,20,30A等规格。 6.额定剩余不动作电流(I △no) 在规定的条件下，剩余(漏电)电流保护器不动作的剩 余(漏电)电流。几。I no的值通常是I △n的一半，即I △no=½I △n。 8。单相负载时不动作过电流的极限值 单相负载不动作过电流的极限位是指:在没有剩余电流 的情况下，能够流过剩余电流保护装置(不论极数多少)而 不导致其动作的最大单相过电流值。此一技术性能指标，仅 适用于剩余电流动作断路器。 9.剩余短路接通和分断能力 乘余短路接通和分断能力是指:在规定的使用条件和性 能条件下，能够接通，在分断时间内，能承受和分断的预期 剩余(漏电)电流值，而不导致剩余电流保护装置失去保护 性能。此技术性能指标仅适用于剩余电流动作断路器。 10，保护特性 断路器的保护特性包括:过载长延时、短路短延时、短 路瞬动的三段保护，欠电压保护和单相电弧性接地(对地泄 漏电流)，以及单相金属性短路、三相不平衡电流和发电机 的逆功率等的保护，常见的是三段保护。 过载长延时保护:较多的是采用双金属元件，而纯电磁 式(油杯式脱扣器)是带油阻尼的电磁铁系统〔机构)，智 能型脱扣器采用空心互感器、MPU(小型微处理器)、键盘 和编码器、驱动器及磁通变换器等来实现长延时反时限的保 护。 短路短延时保护:较早时期是采用钟表延时，现在有电 子脱扣器短延时和韧能脱扣器短延时等。 短路瞬动:采用电磁铁机构，电子脱扣器、智能脱扣器等。 |
