闡述了我國小型低壓斷路器的發展歷程,介紹了國產小型斷路器的結構和附件的技術性能,重點論述了小型斷路器應用中的選型及在應用中應引起注意的問題,探討了我國小型斷路器發展方向。
1 斷路器的分類和發展
世界上最早的斷路器產生于1885年,它是一種刀開頭和過電流脫扣器的組合。1905年,具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來,隨著 科技的進步,電弧原理的發現和各種滅弧裝置的發明,逐漸形成了目前的機構。50年代末,由于電子元件的興起,又產生了電子脫扣器,到了今天,由于單片機的普及又有了智能型斷路器的問世。
1、1斷路器的分類
小型低壓斷路器,從它的結構、用途所具有的功能來分,可分為萬能式(又稱框架式,國際上通稱ACB)們塑料外殼式(國際上通稱MCCS,NICB小 型)兩大類,它們相同的作用是:在正常情況下,作不頻繁合、分電路成起動、停止電動機;在線路或電動機發生過載、短路或欠電壓(電壓不足)等故障時,能自 動切斷電路,予以保護。根據保護對象的不同,斷路器又分為四種類型:
配電保護型-保護電源和電氣線路(電線、電纜)和設備;電動機保護型——專作電動機的不頻繁起動,運行中分斷,以及在電動機發生過載、短路和欠電壓時的保護;
家用和類似家用場所保護型--對照明線路、家用電器等的保護;
剩余電流(漏電)保護型--用來保護人身免受電擊危險及防止電氣火災的保護器。
1.2小型斷路器的發展
我國小型低壓斷路器經歷了四代發展過程:
50年代,我國首次研制投產的是仿蘇(A310O)的DZI系列產品(40年代中期水平)。60年代末期,針對DZI體積過大、短路分斷能力偏小等 缺陷,對它進行了技術改進,形成了我國自行設計的第一代產品DZI0系列。60~70年代,小規格電流的塑殼斷路器有DZ5一10、DZ2~20、DZ5 一25、DZ5一50、DZ15一50、DZ15一63等,它們的短路分斷能力分別為1~3kA。
60年代后期,我國第一臺電流動作型電子式漏電保安器誕生(主開關是DZS一20斷路器)。我國首臺電流動作型電磁式漏電斷路器的型號是DZS— 20L(主開關仍是DZS—20斷路器)。70年代中后期,全國聯合設計的新型(DZ15L—40xDZ15L—63)電流動作型電磁式漏電斷路器試制成 功,其殼架電流有40A、63A兩種,額定電流6~63A,漏電動作電流有30mA、50mA、75mA和100mA,是快速型(漏電動作時間 ≤0.1s),斷路器的短路分斷能力為380V3hA和5kA。進入80年代就有DZL16、DZL18、DZL118。DZ12L、DZL33、 DZL38和DZ10L等,大部分是電流動作型電子(集成電路)式漏電斷路器(帶過載、短路保護和不帶過載、短路保護),80年代初,又開發了第二代的 DZ20系列。與此同時,分別從美國西屋公司、日本寺崎電氣公司引進具有80年代初技術水平,生產了H系列和TO、TG、TL等系列。
80年代中期,又引進德國F&G公司的技術,生產了FIN型(不帶過載、短路保護)(In有25A、40A、63A,I△n有30mA、100mA、300mA和500mA)和FI/LS(帶過載、短路保護)(In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等,I△n有30mA、50mA、100mA和300mA)的漏電斷路器。
進入90年代,引進國外先進技術,開發生產了VigiC45EIE(電子式)、VigiC45ELM(電磁式)。ViglNC100等漏電斷路器, 漏電動作電流I△n30mA,快速型(VigiNC100,IQ。有30mA、300mA和500mA幾種,快速動作型)。而后又推出了CMI系列、 TM30系列、TG系列的BD、BF型及JXMZ型、HSMI系列、S系列等新型塑殼式斷路器。
2 小型斷路器附件及標準
無論是萬能式(ACB)或塑料外殼式斷路器(MCCB和一些MCB)現在都具備各種內、外部附件(又稱附屬裝置),以增加斷路器的功能。
2.1內部附件
輔助觸點(輔助開關)——根據控制電磁鐵和其他輔助回路電器的合、分需要而設置,目前較多的是采用發熱電流(Ith)3A和6A的微動開關組成。
報警觸點(報警開關)——反映斷路器因線路故障(過載、短路)跳閘而接通聲、光報警,它的發熱電流較小,一般小于3A或更低。
分勵脫扣器——作遠距離操作,使斷路器跳閘的一種脫扣器,它的控制電壓有交流380V(400V)、220V(230V),直流220V、110V、24V等。
欠電壓脫扣器——防止因線路電壓不足,對線路或電動機造成損害的一種脫扣器,它與線路電壓相同,通常有交流380V(400V)、220(230V)、直流110V、220V等。
2.2外部附件
外部轉動手柄——適合于斷路器在開關柜或抽屜柜門板上合、分斷路器,可以起聯鎖作用,成套電器裝置只有斷電才能開門。
電動操作機構一用電磁鐵或電動機等構成,代替手動合閘(ON)或分問(OFF)斷路器,可遠距離控制。機械聯鎖、自身閉鎖。
2.3小型斷路器標準
國內開發、研制和應用的小型斷路器MCB保護型斷路器,符合GB1963(等效采用IEC898)家用和類似家用場所過電流保護斷路器》標準。而剩余電流保護型斷路器(漏電斷路器)應符合GB6829、GB16917IEC100)、EC755標準。
3 小型斷路器應用
小型斷路(以下簡稱MCB)是建筑電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護電器。MCB雖然
是一種終端電器,但其應用量大而且面廣,若選用了不合適的MCB,由其造成的損失是不可忽視的。
3.1額定分斷選擇
MCB的額定分斷能力是在保證斷路器不受任何損壞的前提下,能分斷的最大短路電流值?,F在市場上
見到的MCB,根據各制造廠商提供的有關技術資料和設計手冊,一般有各.skA、6hA、10hA等幾種額定分斷能力。我們在選用MCB時,應當像 選用MCCB(塑殼斷路器)、ACB(框架式斷路器)一樣,計算在該使用場合的最大短路容量,再選擇MCB。如果MCB的額定分斷能力小平被保護范圍內的 短路故障電流,則在發
生故障時,不但不能分斷故障線路,還會因MCB的分斷能力過小而引起MCB的爆炸,危及人身和其它電氣設備線路的安全運行。
低壓配電線路的短路電流與該供電線路的導線截面、導線敷設方式、短路點與電源距離長短、配電變壓器的容量大小、阻抗百分比等電氣參數有關。一般工業 與民用建筑配電變壓器低壓側電壓多為0.23/0.4kV,變壓器容量大多為1600kVA及以下,低壓側線路的短路電流隨配電容量增大而增大。對于不同 容量的配電變壓器,低壓饋線端短路電流是不同的。一般來說,對于民用住宅、小型商場及公共建筑,由于當地供電部門采用高壓深入符合中。動的配電網絡結 線,其配電變壓器的容量都控制在1600kVA以下,并采取單母線分段運行方式的低壓電網供電,用電設備距供電電源距離較遠(大干250米),選用 4.skV及以上分斷能力的MCB即可。對于專供或10kV變配電站的用戶,往往因供電線路的電纜截面較粗,供電距離較短,應選用6hA及以上額定分斷能 力的MCB。而對于如變配電站(站內使用的照明、動力電源直接取自于低壓總母排)以及大容量車間變配電站(供車間用電設備)等供電距離較短的類似場合,則 必須選用10kA及以上分斷能力的MCB,具體設計時還必須進行校驗。此外,特別要注意的三點是:
3.1.1隨著現代建筑物中配變容量的增大,大容量母線槽的使用以及用電設備與電源問的距離縮短等各種因素,使供電線路末端的短路電流也在不斷地增大,特別是一些高檔的寫字樓、辦公樓、賓館及大型商場等公共建筑,這類場合使用的MCB,在設計時應加以注意。