智能型塑壳式断路器脱扣器的设计
摘要:介绍了智能型塑料外壳式断路器(HSM1z-160)脱扣器的内部结构、工作原理、零件设计与制造时应注意的问题及不同结构零件中技术参数的分析比较。通过技术改进，使该结构装置具有加工方便、成本低，性能准确、可靠等优点。0引言随着科学技术的不断进步，特别是电子技术、微电子技术、计算机、通信技术和电力工业自动化的飞速发展，产品逐渐趋于智能化、模块化、组合化，将不同功能的模块按不同的需求组合，是当今低压电器产品的发
摘要: 介绍了智能型塑料外壳式断路器(HSM1z-160) 脱扣器的内部结构、工作原理、零件设计与制造时应注意的问题及不同结构零件中技术参数的分析比较。通过技术改进，使该结构装置具有加工方便、成本低，性能准确、可靠等优点。
0 引言
随着科学技术的不断进步，特别是电子技术、微电子技术、计算机、通信技术和电力工业自动化的飞速发展，产品逐渐趋于智能化、模块化、组合化，将不同功能的模块按不同的需求组合，是当今低压电器产品的发展趋势。塑料外壳式断路器中的智能型塑料外壳式断路器( 简称智能型断路器)的智能化优势在使用中越发突出。脱扣器作为一个部件，是电子式和智能型断路器的重要组成部分。由于脱扣器是控制器的执行部件，其性能对电子式和智能型断路器有着至关重要的作用。现阶段的智能型断路器中所用脱扣器技术已趋成熟，本文对不同壳架电流所用脱扣器的设计作一比较。
1 脱扣器结构组成及原理
1. 1 脱扣器结构
HSM1z-160 脱扣器主要有壳体、端板、推杆、衔铁、垫块、导磁片、磁钢、称套、线圈、弹簧、轴等零件组成，其结构如图1 所示。
1. 2 脱扣器机构工作原理
脱扣器是一种含有复位装置的断路器脱扣装置。它将磁性元件、导磁体、线圈、衬套、储能器、驱动元件等紧凑地安装在一个体积很小的壳体内，并由磁性元件、壳体、导磁片、动作元件组成一个特定的磁回路。常态下，衔铁在永磁体作用下保持吸合状态，即磁回路将储能器处于最大的势能状态，当控制器检测到主回路过载或短路时，给脱扣器一个一定强度的短时持续脉冲信号( 持
续时间有软件控制)，使线圈通有电流而产生反向磁通，破坏了脱扣器内的磁回路，储能器释放能量，衔铁弹出推动推杆，再推动断路器上的牵引杆执行动作，从而使断路器可靠分闸。
低压断路器型号的含义是什么？ 举例： HUM18-63C32/1 HU-----企业代号(环宇)，M18---产品型号，63-----壳架等级， C------使用类别:照明电路(或者一般电路) 32-----额定电流，1-------1P(1极) 断路器DW17-400/3：DW-万能自动空气断路器； 17-设计代号；“-400”-额定电流(A)；“/3”-3极。 （1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。 （2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。（大概有30%的设计者注意到了这一条）。 （3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。 （4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了一条）。 （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。 问：空气开关（断路器）的极性和表示方法是怎样的？ 单极220V 切断火线（小型断路器） 双极220V 火线与零线同时切断（DPN零线火线双进双出断路器） 三级380V三相线全部切断 四级380V三相火线一相零线全部切断。 断路器极数选用 对于微型断路器来说，1P+N、1P、2P一般都用来作为单相用电器的通断控制，但效果不同。 1P------单极断路器，具有热磁脱扣功能，仅控制火线（相线）； 1P+N----单极+N断路器，同时控制火线、零线，但只有火线具有热磁脱扣功能；2P------单相2极断路器，同时控制火线、零线，且都具有热磁脱扣功能。 所以,可以得出以下结论： 1、为减少成本，用1P就可以，但上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源； 2、为检修时避免1条的问题，可用1P+N（即DPN）； 3、用2P的理由：对于同样是18mm模数的断路器壳体而言，内部装1P和装1P+N 是有区别的，前者在短路事故状态下的“极限分断能力”肯定要高于后者，毕竟空间是影响分断能力的一个重要因素。所以，对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P（成本高些）。 1P+N=一极+零线保护的（如室内用电保护），常用于室内；1P=单极的，常用于单相小负荷（如室内照明回路）；2P=二级，常用于较大负荷（如室外照明回路）。P---极。1P就是一个单个的开关，2P就是俩开关，1P+N就是开关内部一个
脱扣特性曲线的意思，应用场合不同会有不同的特性曲线（电流-脱扣时间）。B特性适用于纯阻性负载和低感照明回路； C特性适用于感性负载和高感照明回路； D特性适用于高感负载和较大冲击电流的配电系统； K特性适用于电机保护和变压器配电系统； 他们的热脱扣特性和电磁脱扣特性是不一样的 特性字母后面的数字是指额定电流 如果想有更深的了解可参照GB10963 瞬时过载能力，B：2倍、C：5倍、D：10倍 IEC60898 标准规定的III 级限流要求 B 型曲线： 保护短路电流较小的负载(保护短路电流较小的负载) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(3～5) In C 型曲线： 保护常规负载和配电线缆(配电保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(5～10) In D 型曲线： 保护起动电流大的冲击性负荷(如电动机，变压器等)(动力保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围(10～14) In K型脱扣曲线：具备1.2倍热脱扣动作电流和8～14倍磁脱扣动作范围，适用于保护电动机线路设备，有较高的抗冲击电流能力――――――――――――――――― 对于微型断路器来讲，共有四种磁脱扣曲线类型的断路器，脱扣曲线A/B/C/D 1、A型脱扣曲线：磁脱扣电流为（2-3）In,适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统
2、B型脱扣曲线：磁脱扣电流为（3-5）In，适用于保护住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护 3、C型脱扣曲线：磁脱扣电流为（5-10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路 4、D型脱扣曲线：磁脱扣电流为（10-20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变压器，电磁阀等 如果是微断的话：B型是3~5倍额定电流时脱扣C型是5~10倍额定电流时脱扣D型是10~14倍额定电流时脱扣按断路器脱扣反时限的特性（也就是说过载电流越大，脱扣时间越短），和脱扣特性曲线图（主要是看在多大的电流下多长时间左右脱扣）。然后按用电设备的要求来选用。一般照明可以选B型或C型（选C型情况更多，属于常用的），动力设备或小型（小功率）电机可以选D型。
断路器广泛应用于低压配电系统中，是一种保护电器元件。在设计低压配电系统时，应注意断路器的选择性，对断路器过流脱扣器额定电流进行选择和整定，确保充分发挥过电流脱扣器的作用；当环境温度大于或小于校准温度值时，应根据制造商提供的温度与载流能力修正系数来调整低压断路器的额定电流值。 1、断路器的几种电流参数 断路器的额定电流In，是指脱扣器能长期通过的电流，也就是脱扣器额定电流。 断路器壳架等级额定电流Inm，用基本几何尺寸相同和结构相似的框架或塑料外壳中所装的最大脱扣器额定电流表示。它决定了所能安装的脱扣器的最大额定电流值。例如,DW15—1600额定电流800A的断路器，1600 A是断路器的壳架等级额定电流Inm，断路器的额定电流In为800A。 过电流脱扣器可分为过载脱扣器和短路(电磁)脱扣器，有长延时动作电流（Ir1）、短延时动作电流（Ir2）和瞬时动作电流（Ir3）之分。如正泰产DW15—1600的Ir1为（0.7～1）In，Ir3为（1～3）In，没有短延时脱扣器；常熟产CW2—1600A 的Ir1为（0.4～1）In，Ir2为（0.4～15）In＋OFF，短延时时间0.1s—0.4s，共4级，Ir3为1.6KA～35 kA＋OFF。 断路器的额定极限短路分断能力(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；也就是断路器规定的试验电压及其它规定条件下的极限短路分断电流值，不考虑断路器继续承载它的额定电流。 极限短路分断能力Icu的试验程序为O—t—CO。 其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V，50kA)，而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA的短路电流，断路器立即开断(OPEN简称O)并熄灭电弧，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间，一般为3min，此时线路处于热备状态(试验按钮仍在按下状态)，断路器再进行一次接通(CLOSE简称C)和紧接着的开断(O)(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性和动、静触头因弹跳的磨损)。此程序即为CO。断路器能完全分断，熄灭电弧，并无超出规定的损伤，就认定它的极限分断能力试验成功。 额定运行短路分断能力Ics，是指断路器在规定的试验电压及其它规定条件下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，在按规定的试验程序O—t—CO—t—CO动作之后，断路器应有继续承载它的额定电流的能力。它比Icu的试验程序多了一次CO。Ics是Icu的一个百分数。对于万能式和塑壳式断路器，
1低压断路器及智能化脱扣器概述 1.1 低压断路器 随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 1．2 脱扣器的发展过程 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该脱扣器只能实现瞬时保护功能。随着断路器的发展，其额定工作电压，电流以及分段能哭和保护功能不断发展，脱扣器也随之发展起来。在采用油阻尼，空气阻尼，钟表结构等作为延时元件后，脱扣器实现了过载延时和短路延时等功能。采用热双金属片的热
式脱扣器也逐步出现，到20世纪60年代初，由于电子技术的普及和应用，出现了半导体脱扣器。现用的脱扣器出来热式脱扣器，电磁式脱扣器外，还有半导体是脱扣器。进入20世纪90年代初依赖，低压断路器的保护紧跟国际发展趋势，由电子式向数字智能化方向发展，脱扣器的过流脱扣系统由微处理器控制。它除了保持了电子式脱扣器的各种优点外，还具有保护精度高，调节范围广，操作方便等特点。特脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。
施耐德断路器分励脱扣器 ▲断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 ▲断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。 ▲电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器 ▲断路器应垂直安装，且在安装前应先检查断路器铭牌上所列的技术参数是否符合使用要求。 ▲通电前应人工操作几次断路器，其机构动作应灵活可靠、无阻滞现象。 ▲按下闭合按钮（黑色），电路处于接通状态；按下断开按钮（红色），电路处于断开状态。 ▲使用过程中，应对断路器进行定期检查（一般为一个月），即在断路器合闸通电状态下，拨动试验按钮（试验按钮用符号“Test”表示），断路器应可靠断开。 ▲当断路器因线路发生过载、短路故障而断开时，应先排除故障后再使断路器重新合闸。 ▲本断路器为非维护型，所以当断路器发生故障不能正常工作时，用户不得私自打开断路器进行维修。 ▲使用电流调节旋钮，须按线路实际电流调节至相应位置，请勿超负荷使用 ▲如需近一步了解施耐德接触器，ABB断路器，西门子接触器，西门子断路器，常熟开关，价格，厂家，批发，参数等。请关注科旭机电https://www.doczj.com/doc/649212696.html,
HSW1型智能型万能式低压断路器检修规程 1 范围 1.1本规程适用于杭州之江开关股份有限公司生产的智能型万能式断路器规程。 1.2本规程适用于#5、#6机组中的所有低压智能型断路器。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改或修订版均不适用于本标准，然而，其鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 1EC60947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 DL/.T596.1996电气设备预防性规程 DL/.T617.1997气体绝缘金属封闭开关设备技术文件 华北电力集团公司二000年《电力设备交接预防性试验规程》 3 总则 3.1本规程规定了HSW1系列智能型万能式低压断路器 3.2预试项目按相关标准执行 4 型号含义 5 结构特点 断路器为全体布置形式，且有结构紧凑，体积小的特点。 触头系统封闭在绝缘底板内，且每个触头边都用绝缘板隔开，形成一个小室，智能型脱扣器，手柄操作机构，电动操作机构依次排在前面形成各自独立的单元，如其中一个单元坏了，可将其拆下换上新的一般无需检修。 企业代号 极数（四极标以4，三极时不标） 断路器的壳架等级额定电流 设计序号 万能式断路器 HS W 1
6主要技术参数 6.2断路器的最大耗损功率（环境温度﹢40℃）。 HSW1—1000 三级210V A 四级250V A HSW1—4000 三级1200V A 四级1220VA HSW1—2000 三级360V A 四级420V A HSW1—6300 三级1250V A 四级1350V A HSW1—3200 三级870V A 四级1020V A 断路器在不同环境温度下额定电流变动表见下表 注：以上数据仅作为指导、参考用 7 检修周期和内容 因其断路器机械、电器特殊性一般无需检修只能做一般性检查。 7.1周期为小修每年2次 大修随机组大修新投运一年后大修。 7.2检修内容 投运以后的断路器应定期进行清扫，以保持绝缘件，导电件表面的清洁，紧固各部螺丝，以免过热。 检查各部连接销子，有无磨损或丢失。 定期对断路器各转动部位，加润滑油、防止机械犯卡，定期对断路器上一次隔离插头的接触部位应定期清理并涂上新的导电膏。 定期清扫母线，紧固母线各连接螺丝。 临时性检修根据运行情况再定。
断路器脱扣特性A B C D The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
断路器脱扣特性曲线的意思，（电流-脱扣时间）。 B特性适用于纯阻性负载和低感照明回路； C特性适用于感性负载和高感照明回路； D特性适用于高感负载和较大冲击电流的配电系统； K特性适用于电机保护和变压器配电系统； 他们的热脱扣特性和电磁脱扣特性是不一样的 特性字母后面的数字是指额定电流 如果想有更深的了解可参照GB10963 瞬时过载能力，B：2倍、C：5倍、D：10倍 IEC60898 标准规定的 III 级限流要求 B 型曲线： 保护短路电流较小的负载(保护短路电流较小的负载) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (3～5) In C 型曲线： 保护常规负载和配电线缆(配电保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (5～10) In D 型曲线： 保护起动电流大的冲击性负荷 (如电动机，变压器等)(动力保护) □脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (10～14) In 对于微型断路器来讲，共有四种磁脱扣曲线类型的断路器，脱扣曲线A/B/C/D
1、A型脱扣曲线：磁脱扣电流为（2-3）In,适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统 2、B型脱扣曲线：磁脱扣电流为（3-5）In，适用于保护住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护 3、C型脱扣曲线：磁脱扣电流为（5-10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路 4、D型脱扣曲线：磁脱扣电流为（10-20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变压器，电磁阀等
关于四极断路器的选用 四极断路器（4P）分为A、B、C、D四种： A：N极不安装过电流脱扣器，且N极始终接通，不与其它三极一起合分。 B：N极不安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。 C：N极安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。 D：N极安装过电流脱扣器，且N极始终接通，不与其它三极一起合分。 这里有两个问题要注意： 1在用四极的场合，一定要注明是选用产品中哪一种，因为同为四极，但在N线上有无安装过电流脱扣器，其作用和目的是不同的。N线上安装过电流脱扣器，它可以用在三相四线配电的单相负荷为主的线路中，或使用在产生大量谐波的非线性负荷 如气体放电灯，可控硅调光、调速线路中，或其它有一些有特殊要求的场合。一般设备回路可选用N线不装过电流脱扣器的断路器。 2实际上，A、D两种虽然称为四极断路器，但它的N极始终接通，并不随其它三极一起合分，因此，此类MCCB俗称“假四极”即为3P+N，与三极MCCB无本质的区别，它比三极唯一有用的是在成套柜中，线路的进出可能方便一些。因此，这类断路器只能适合应用在三相负荷但又有少量的单相负荷场合（如有控制电源采用220V的成套系统）。如果选择错了，不但起不到保护作用，反而要出大问题。
对于下列情况，有必要选用四极断路器；一是有双电源切换要求的系统必须选用四极断路器，以满足整个系统的维护、测试和检修时的隔离需要；二是住宅每户单相总开关应选用带N极的二极开关（可用四极断路器）；三是剩余电流保护器，必须保证所保护的回路中的一切带电导线断开，因此对具有剩余电流动作保护要求的回路，均应选用带N极的漏电断路器。 目前国内市场供应的四极塑壳式断路器有六种型式；1断路器的N极不带过电流脱扣器，N极与其他三个相线一起合分电路。2断路器的N极不带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个极一起断开。3、断路器N极带过电流脱扣器，N极与其他三个相线一起合分电路。4、断路器的N极带过流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线一起断开。5、断路器的N极装设中性线断线保护器N极合其他三个相线一起分合电路。6、断路器的N极装设中性线断线保护器，N极始终接通，不与其他三个相线一起断开。1和2型适用于中性线电流不超过相线电流的百分之二十五。的正常状态。（变压器连接组标号YYNO）其中2、型适用于TN-C系统（PEN线不允许断开）。 3和4型适用于三相负荷不平衡，且负荷中有大量的电子设备（谐波成分很大），导致N线的电流很大等于或超过相电流，N相过载而无法借助三个相线的过电流脱扣器的动作来切断过载故障的情况。 4型适合于TN-C系统
低压断路器 一、低压断路器的分类 低压断路器(曾称自动开关)就是一种不仅可以接通与分断正常负荷电流与过负荷电流,还可以接通与分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压与漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作与电动操作,有的还可以实现远方遥控操作。 低压断路器的分类:低压断路器的分类方式很多 按结构形式可分为: 框架式断路器(ACB)又称开启式、万能式断路器。比如ABB的F、Emax系列、施耐德的M、MT系列、穆勒的IZM系列、西门子的WL系列、国产的DW系列等。框架式断路器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,更换触头与部件较为方便。有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。按安装方式可分为固定式与抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便,多用在电源端总开关。过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式与智能化脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。随着微电子技术的发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作的灵敏性与选择性。ACB的最大特点就是容量大、极限短路分断能力高与足够的短时耐受电流,有的断路器的额定电流高达5000 A,额定短时耐受(允许)电流Icw 高达100kA (1S)。这使得ACB的有很好的选择性与稳定性。ACB的功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统的主开关,以及重要的、负载较大的主干线的保护。 塑壳式断路器(MCCB)又称装置式断路器,比如ABB的lsomaxS、Tmax系列、施耐德的NS、NSX系列、国产的DZ20系列等。所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑,MCCB基本不能检修。MCCB多为手动操作,大容量也有选择电动操作。由干电子式保护脱扣器的应用,MCCB也具备了三段保护特性,但由于价格因素,采用热磁式或电磁式脱扣器的断路器用量更大。MCCB的特点就是体积小、接触防护好、安装使用方便、价格相对便宜。但与ACB比,MCCB的容量小,短路分断能力低,选择性与短时耐受能力差。近年来新型MCCB容量已经做到3000A,极限短路分断能力高达150kA以上,但因结构上的原因,短时耐受能力就是最大短板,使选择型MCCB的应用受到局限。由于上述原因,MCCB 主要用于未端线路与一些分干线,主要作电动机、小容量配电线路。 还有一类叫微型断路器(MCB)又称微断,比如ABB的S250系列、施耐德的C65系列、国产的DZ47系列等。实际上也就是塑壳断路器的一种,因其体积很小把它另列,微断的特点就是结构紧凑、接触防护好、安装使用方便、价格便宜,与塑壳式断路器相比容量更小,短路分断能力更低,短时耐受能力更差,主要做微小型电动机、小容量配电线路与照明保护与家用。 按保护负载性质与特性可分为:配电保护型、电动机保护型与家用保护型断路器。 按脱扣器类型可分为:电磁(单磁)脱扣器、热磁脱扣器与电子脱扣器,电子脱扣器还可分为拨动开关式、智能数显式。 按使用类别分为非选择型(A类)与选择型(B类)。 A类,这类断路器不设置任何脱扣延时,只要达到定值立即跳闸。承受短路的时间就就是瞬时脱扣器动作的时间。此时选择断路器可按Ics或Icu满足短路预期电流,考虑到更严格一些的使用条件,一般我们习惯按Ics满足短路预期电流选择。 B类,这类断路器为了实现选择性在小于Icw的短路时延时一定时间脱扣。此时选择断路器就必须按Icw满足短路预期电流。
断路器A型B型C型和D型脱扣曲线的含义和用途 断路器Ａ型、B型、Ｃ型和D型脱扣曲线的含义和用途脱扣特性曲线的意思，应用场合不同会有不同的特性曲线(电流-脱扣时间)。?B特性适用于纯阻性负载和低感照明回路；?C特性适用于感性负载和高感照明回路； Ｄ特性适用于高感负载和较大冲击电流的配电系统；?K特性适用于电机保护和变压器配电系统;?他们的热脱扣特性和电磁脱扣特性是不一样的 特性字母后面的数字是指额定电流 如果想有更深的了解可参照ＧB1096３ 瞬时过载能力,Ｂ：2倍、C：5倍、Ｄ：1０倍 IEC６０８９８标准规定的ＩII 级限流要求? B 型曲线：?保护短路电流较小的负载(保护短路电流较小的负载)?□脱扣特性：瞬时脱扣范围(３～5）In? C 型曲线:?保护常规负载和配电线缆(配电保护）?□脱扣特 性：瞬时脱扣范围（5～10）Iｎ?Ｄ型曲线:?保护起动电流大的冲击性负荷(如电动机,变压器等）（动力保护）?□脱扣特性: 瞬时脱扣范围（10～1４）Ｉn
―――――――――――――――――?对于微型断路器来讲，共有四种磁脱扣曲线类型的断路器，脱扣曲线A/B／Ｃ／Ｄ 1、A型脱扣曲线:磁脱扣电流为（2－3)In，适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统 ２、Ｂ型脱扣曲线:磁脱扣电流为（3－5）Ｉｎ,适用于保护住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护?3、C型脱扣曲线:磁脱扣电流为（5-10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路 ４、D型脱扣曲线：磁脱扣电流为（10-20)In,适用于保护具有很高冲击电流的设备,如变压器,电磁阀等...文档交流仅供参考... A特性:2倍额定电流,很少用,一般用于半导体保护；?Ｂ特性：2~3倍额定电流，一般用于变压器侧的二次回路保护; Ｃ特性:5～10倍额定电流，该特性是最常用的，一般用于建筑照明用电等等;?D特性:10～20倍额定电流，一般用于动力配电．?K特性（ABＢ专利)，它主要是用于额定电流40Ａ以下的电动机系统 按照区分进行断路器特性选择...文档交流仅供参考...
低压断路器的主要参数有：额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型及其额定电流、整定范围、电磁脱扣器整定范围、主触点分断能力等。 在选择低压断路器的时候，应遵从以下原则： 1，额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流； 2，极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流； 3，欠电压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压； 4，过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载电流。 微型断路器又称小型断路器，相对于其它类型的断路器如配电型断路器而言，无论在体积上还是在分断能力上都较小的断路器，微型断路器多使用在家用及电气设备上。 对于微型断路器的设计计算，在GB50054－95《低压配电设计规范》中规定： IB≤In≤IZ I2≤1.45Iz 式中：IB 线路计算负载电流（A） In 熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A） IZ 导体允许持续载流量（A）
I2 保证保护电器可靠的动作电流（A） 此外，还应考虑时间\电流脱扣特性曲线所带来的级间的选择性，级与级间应选用同一种类脱扣特性的微型断路器，并注意级间额定电流与动作电流的组配，应根据厂家所提供的选型手册或产品目录来选择。 脱扣曲线分为A、B、C、D、K等几种，各自的含义如下： A型脱扣曲线：脱扣电流为（2～3）In，适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量线路，或线路长且短路电流小的系统； B型脱扣曲线：脱扣电流为（3～5）In，适用于住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护； C型脱扣曲线：脱扣电流为（5～10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路和电动机回路； D型脱扣曲线：脱扣电流为（10～20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变压器电磁阀等； K型脱扣曲线：具备1.2倍热脱扣动作电流和8～14倍磁脱扣动作范围，适用于保护电动机线路设备，有较高的抗冲击电流能力。 微型断路器脱扣特性：（举例，C型脱扣曲线） 1、通过额定电流时，理论上可以连续长时间不脱扣（除非散热不良使温度升高）； 2、通过2倍额定电流时，超出2秒后才会脱扣； 3、通过5倍额定电流时，超出0.05秒后才会脱扣；
低压断路器智能脱扣器的设计与实现 黄绍平,李永坚(湖南工程学院,411101) 摘要:智能化开关设备是在传统开关设备中引入计算机技术、数字处理技术和通信技术而形成的新一代开关设备。本文介绍了低压断路器智能脱扣器的设计方案和具体实现方法,这种智能脱扣器具有测量、保护、通信和断路器状态在线监测等功能。文中着重阐述了硬件系统的原理和具体电路,并对软件设计要点进行了介绍。 关键词:低压断路器;智能脱扣器;测量;保护 中图分类号:TM561文献标识码:B文章编号:1004-0420(2004)03-0008-03 Design and implement on intellectualized release of low voltage circuit breaker HUANG Shao-ping,LI Yong-jian (Hunan Institute of Engineering,411101) Abstr act:Intellectualized switchgear is a new generation switchgears,which syncretizes microco mputer technology,digi2 tal processing technology,and communication technolo gy.In this paper,a design project and the implement methods for the in2 tellectualized release of low voltage circuit br eaker are introduced.This kind of intellectualized r elease have some functions, such as measurement,protection,co mmunication and on-line monitor ing fo r the status of cir cuit breaker.The principle of its hardware system and the detailed circuits ar e explained,and the design points of software are o ffered. Key wor ds:low v oltage cir cuit breaker;intellectualized r elease;measurement;protection 0引言 低压断路器(又称自动空气开关)是低压电网中一种重要的控制电器和保护电器,应用非常广泛。低压断路器一般由触头系统、灭弧装置、脱扣器和操动机构等4部分组成。其中,脱扣器是低压断路器的检测和故障处理单元,它对被保护电路进行电参数的检测和判断,决定断路器是否动作和如何动作。传统的低压断路器采用电磁式和热式脱扣器,其动作精度低,动作值整定困难;而且,为了获得不同的保护特性,要配置不同的脱扣器。随着配电自动化的发展,使用传统脱扣器的低压断路器已不能适应新的要求。于是,运用计算机技术、数字信号处理技术和通信技术的智能脱扣器成为国内外开关电器行业的研究开发热点。 智能脱扣器也叫做智能控制器或智能控制/保护单元,它一般具有以下功能: a.保护包括电流三段保护(长延时过电流、短延时过电流、瞬时短路)、单相接地故障保护、欠压保护等,而且保护参数可设定; b1测量可测量电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电能等各种电量,并可以显示; c1断路器状态在线监测例如:1断路器操作次数统计)))监测断路器是否达到规定机械寿命次数或达到需要进行维修的次数;o开断电流加权值)))间接监测断路器触头的电磨损,预测其剩余电寿命; d1通信智能脱扣器与配电自动化系统的主控计算机(上位机)进行通信,一方面,上传电参数测量值、断路器工作状态(断开还是闭合)、故障信号、断路器自诊断信息等;另一方面,上位机可对断路器进行遥控(断路器分、合闸)、遥测、遥调(调整保护整定值)、遥信的/四遥0功能。目前,世界上各大开关电器制造商均推出了智能型低压断路器(装有智能脱扣器的断路器),如ABB公司的F 系列,施耐德公司的M系列,西门子公司的3W N 系列和3VF系列,三菱公司的AE系列等,这些产品均在国内有所应用。国内一些电器厂家也推出 ) 8 ) 机床电器2004.3研究#开发)))低压断路器智能脱扣器的设计与实现
断路器A型B型C型和D型脱扣曲线的含义 和用途 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
断路器A型、B型、C型和D型脱扣曲线的含义和用途 脱扣特性曲线的意思，应用场合不同会有不同的特性曲线（电流-脱扣时间）。 B特性适用于纯阻性负载和低感照明回路； C特性适用于感性负载和高感照明回路； D特性适用于高感负载和较大冲击电流的配电系统； K特性适用于电机保护和变压器配电系统； 他们的热脱扣特性和电磁脱扣特性是不一样的 特性字母后面的数字是指额定电流 如果想有更深的了解可参照GB10963 瞬时过载能力，B：2倍、C：5倍、D：10倍 IEC60898标准规定的III级限流要求 B型曲线： 保护短路电流较小的负载(保护短路电流较小的负载) □脱扣特性:瞬时脱扣范围(3～5)In C型曲线： 保护常规负载和配电线缆(配电保护) □脱扣特性:瞬时脱扣范围(5～10)In D型曲线： 保护起动电流大的冲击性负荷(如电动机，变压器等)(动力保护) □脱扣特性:瞬时脱扣范围(10～14)In？ ――――――――――――――――― 对于微型断路器来讲，共有四种磁脱扣曲线类型的断路器，脱扣曲线A/B/C/D 1、A型脱扣曲线：磁脱扣电流为（2-3）In,适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量回路或线路长且电流小的系统 2、B型脱扣曲线：磁脱扣电流为（3-5）In，适用于保护住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护 3、C型脱扣曲线：磁脱扣电流为（5-10）In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路 4、D型脱扣曲线：磁脱扣电流为（10-20）In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如变压器，电磁阀等 A特性：2倍额定电流，很少用，一般用于半导体保护； B特性：2~3倍额定电流，一般用于变压器侧的二次回路保护； C特性：5~10倍额定电流，该特性是最常用的，一般用于建筑照明用电等等；
1.引言 塑料外壳式断路器以下简称MCCB，作为低压配电系统和电动机保护回路中的过载、短路保护电器，是应用极广的产品。随着现代科技水平的不断发展，新技术、新工艺、新材料不断出现，断路器的生产工艺及各种材质不断改进，使断路器的性能有了很大的提高，除国际知名品牌，如ABB、施耐德外，国内一些企业也不甘落后，自行开发、研制或引进国外先进技术，并加以消化、吸收，也向市场推出了成熟了的产品如常熟开关厂的CMl、天津低压开关厂TM30等。这类产品具有零飞弧、高分断、大容量、进出线方向可以互换、智能型、四极、内部附件结构模块化、安装积木化、体积小型化等特点。实现了MCCB所需的选择性保护功能和多种辅助功能，并带有通信接口，使低压配电系统实现自动化和组网成为可能；降低了低压成套配电装置的动、热稳定性的要求；缩小了成套配电装置的体积；大大地提高了供配电系统和设备运行的可靠性。 然而，目前在一些电气设计方案中，对MCCB的正确合理选用并不尽人意，往往忽略了所选厂家的MCCB规格、型号、附件等其它电气参数，特别是对一些新型MCCB 的电气参数理解不透，标注不全、应用类别、使用场合及用途等考虑不周。选用了不合适的MCCB，导致成套厂订货困难，保护的选择性变差，灵敏性，合理性不符合设计规范要求，不但使MCCB没有物尽所用，反而造成了浪费，降低了配电系统的可靠性，影响了工矿企业的生产和人们的生活。为此，本文结合有关MC—CB的常用参数和国家标准谈谈自己对MCCB正确选用的一些看法。 2.断路器的常用基本相关符号其合义及相互之间的关系 Inm——断路器壳架等级电流，它所指的含义是本断路器内所能安装的最大 开关及脱扣器电流值。 In——断路器的额定电流，它所指的含义是该断路器内选用的额定热动型脱 扣器电流值，在不可调固定式热脱扣器中In=Ir1。 Ir1——断路器的长延时整定电流，它所指的含义是该断路器的过载保护脱 扣器所整定的电流值。 Ir2——断路器的短延时整定电流，它所指的含义是该断路器的短延时脱扣 器整定的电流，它的数值在电子可调式脱扣器中为～12Irl左右可调。 Ir3——断路器的瞬时整定电流，它所指的含义是该断路器瞬时脱扣器整定 的电流，它的数值在不可调固定式脱扣器中，配电型为5Irl、10Irl两种，电动机保护型为12Ir1，在电子可调式中，为～16Irl左右可调。 Ir4——断路器的单相接地整定电流，它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生单相接地故障时，接地保护脱扣器整定的电流值，它的数值为0.2～0.6Irl 左右可调。 Ire——断路器的漏电动作电流，它所指的含义是该断路器保护的线路或设 备发生不正常泄漏电流时，漏电保护脱扣器整定的电流值。它的数值为 0.03/0.1/0.3/0.5A几种。 Ir0——断路器预报警动作电流，它所指的含义是该断路器负载电流超出预 先设定的电流时，预报警装置发出报警指示信号，它的数值为～lIr1左右可调。 Ir2——短延时脱扣器的脱扣时间整定值，可调时间为0.05～0.45s。 3.MCCB的额定分断能力、Ics 根据IEC947—2《低压开关设备和控制设备，低压断路器》规范，
断路器主要参数与特性 断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护（Ir或Irth）和短路保护（Im）的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流（工业用断路器Icu；家用断路器Icn）等。 额定工作电压（Ue）：这是断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压。 额定电流（In）：这是配有专门的过电流脱扣的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。 短路继电器脱扣电流整定值（Im）：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限Im。 额定短路分断能力（Icu或Icn）：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值。标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时直流暂态分量（总在最坏的情况短路下出现）假定为零。工业用断路器额定值（Icu）和家用断路器额定值（Icn）通常以kA均方根值的形式给出。 短路分断能力（Ics）：断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》（GB14048.2—94）对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释： 断路器的额定极限短路分断能力：按规定的实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； 断路器的额定运行短路分断能力：按规定的实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；
额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。 其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值（例如380V ，50kA），而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA短路电流，断路器立即开断（open简称O），断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通（close简称C）和紧接着的开断（O），（接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性）。此程序即为CO。断路器能完全分断，则其极限短路分断能力合格。 断路器的额定运行短路分断能力（Icn）的试验程序为O—t—CO—t—CO。它比Icn的试验程序多了一次CO，经过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，就认定它的额定运行短路分断能力合格。 因此，可以看出，额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后是否能正常接通及分断，断路器不予以保证；而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。 IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定：A类断路器（指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器）的Ics可以是25%、50%、75%和100%。B类断路器（有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器）的Ics可以是Ics的50%、75%和100%。因此可以看出，额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值。 无论是哪种断路器，虽然都具备Icu和Ics这两个重要的技术指标。但是，作为支线上
关于断路器的脱扣器 Inm——断路器壳架等级电流 A，它所指的含义是本断路器内所能安装的最大开关及脱扣器电流值。In——断路器的额定电流 A，它所指的含义是该断路器内选用的额定热动型脱扣器电流值，在不可调固定式热脱扣器中In=Ir1。可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数，如1r=0.4～1×1n。 Ir1——断路器的长延时整定电流 A，它所指的含义是该断路器的过载保护脱扣器所整定的电流值。 Ir2——断路器的短延时整定电流 A，它所指的含义是该断路器的短延时脱扣器整定的电流，它的数值在电子可调式脱扣器中为 2～12Irl左右可调。 Ir3——断路器的瞬时整定电流 A，它所指的含义是该断路器瞬时脱扣器整定的电流，它的数值在不可调固定式脱扣器中，配电型为5Irl、10Irl两种，电动机保护型为12Ir1，在电子可调式中，为 4～16Irl左右可调。 Ir4——断路器的单相接地整定电流 A，它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生单相接地故障时，接地保护脱扣器整定的电流值，它的数值为0.2～0.6Irl左右可调。 Ire——断路器的漏电动作电流 A，它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生不正常泄漏电流时，漏电保护脱扣器整定的电流值。它的数值为0.03/0.1/0.3/0.5A几种。 Ir0——断路器预报警动作电流 A，它所指的含义是该断路器负载电流超出预先设定的电流时，预报警装置发出报警指示信号，它的数值为 0.5～lIr1左右可调。 tr2——短延时脱扣器的脱扣时间整定值 s，可调时间为0.05～0.45s。 保护类别: 传统MCCB采用的是热保护加电磁后备保护，只可实现过载延时和短路瞬时动作的基本保护功能，即具有二段保护特性。因此在短路条件下无选择性可言，一般只能用作馈电断路器，而不能作为主断路器使用。由于目前已经有了具有成熟的过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作的三段可调式保护特性的大容量、高分断MCCB，使MCCB既可作为主断路器使用，也可用于各级中，并有较好的选择性。因此把MCCB 按使用类别分为非选择性断路器，类别为A，选择性断路器，类别为B。 保护特性与选择性: 根据被保护对象和用途MCCB分为5类：配电用、保护电动机用、“三防”场合用、船用及核电工业用。在一般建筑电气设计中常用的为前二类，后三类为特殊场合用。在有关厂商提供的设计样本中，明确要求设计人员在断路器的型号、规格一栏中标注是配电用，还是电动机保护用。由于一般的标注中，配电用可不标，而电动机保护用则必须用一个代号表示，但一些设计人员省略了这一代号，导致了一些保护电动机场合用的MCCB，错误选用了配电用MCCB，这就带来了隐患。大家知道，电动机在起动瞬间有一个5～7In 持续时间为10～20s的启动尖峰电流。避开电动机起动时所引起的这个尖峰电流，保护单台电动机的断路器，要有个7.2倍Irl下的可返回时间≥电动机实际起动时间的考核指标。对于接有几台电动机的配电线路上的断路器，要考核的3倍Ir1下的可返回时间≥线路中最大起动电流的电动机的起动时间。可返回时间一般有l～15s数档，在设计时可按电动机实际起动时间选用其中的一档。 因此，这二类断路器的使用条件、保护特性存这个问题。 A类与B类MCCB的瞬时脱扣器保护功能不完全一样。B类断路器的瞬时和短延时脱扣器各司其职，它的短延时脱扣器是保证上下级断路器之间的动作选择性，而瞬时脱扣器作为特大短路时保护线路用，瞬时切除故障。 四极断路器: 关于四极断路器的使用场合，以CMl为例： 四极MCCB分为A、B、C、D四种。A型——N极不安装过电流脱扣器，且N极始终接通，不与其它三极一起合分。 B型——N极不安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。 C型——N极安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。