智能型低压断路器 引 言 随着国民经济快速增长、 电网高速发展、 城市和乡村的用电负荷增加以及用电负荷日益 多样性和复杂化,承担供配电和对供电设备及线路进行保护的主要元器件———低压断路器 的制造技术水平也有显著的提高。 1. 万能式断路器的市场发展 我国低压万能式断路器的发展经历了两个阶段:①采用热磁式技术的低压万能式断路器, 如 DWl0/DWl5/ME 系列、AH 系列等产品,ME 和 AH 系列产品是我国20世纪80年代采用 的引进技术,分别从德国 AEG 公司(现被 GE 公司收购)和日本寺畸公司引进的制造技术,目 前广泛应用于低压配电网络中;②随着计算机单片机技术的发展及其在电器制造领域的应用, 断路器在接通、分断、保护、安全、维护等方面的性能有了显著变化,智能型低压万能式断 路器,如 DWl8、 DW48等系列,由上海电器科学研究所研发的产品 DW45万能式断路器和国 外 ABB 公司的 F 和 E 系列、MG 公司的 M 系列、西门子公司的3WL 系列、德国金钟—默 勒公司的 IZM 系列、GE 公司的 MPAKRT 系列等均属该类产品。智能型低压万能式断路器 因其卓越的性能正以惊人的速度在低压配电网络中得到大量应用。 2. 智能型低压万能式断路器结构 智能型低压万能式断路器按机械结构可分为:操作机构、绝缘体、触头系统、灭弧系统、 储能电机、智能保护单元、附件(分励、欠压、辅助、合闸线大部分。 智能型低压万能式断路器根据外形和机械结构有所差异,DW45系列和 M 系列断 路器靠近;DWl8、DW48和日本 AE-S、AE-SS 系列断路器相似,其中 DWl8系列因体积较 大的原因较少有厂家生产,市场占有率也较低。 DW45与 DW48系列的主要区别在于体积和电流范围,框架结构上以及断路器本 身安全闭锁上的差异。DW48系列电流壳架分1600A、3200A,DW45系列电流壳架分为2 000A、 3200A、 6300A,电流范围大;按极数都可分为3极和4极;电气性能上差异不大:额定 运行分断能力 Ics 均为50kA 以上,额定极限分断能力 Icu 为65kA 以上,额定短时耐受分断 能力 Icw 为50kA 以上;机械寿命和电寿命也相同,分别为10000次和2000次。DW45断路 器在国内市场占有率极大,遍布全国各主要企业生产。 2.1断路器本体结构特点 (1)断路器为立体布置形式,具有结构紧凑和体积小的特点。有固定式和抽屉式之分,把固定 式断路器本体装入专用的抽屉就成为抽屉式断路器。 本体由触头系统、 灭弧系统、 操作机构、 智能控制器、辅助触头、接线端子、欠压脱扣器、分励脱扣器、闭合电磁铁、电动储能机构 等组成。 (2)绝缘系统。断路器底座、盖采用绝缘性、阻燃性、机械强度都是很好的绝缘材料,不仅提 高断路器的分断能力,而且保证了断路器的机械寿命、电气寿命。 (3)触头系统。采用主、弧触头系统,多路并联,降低电动斥力,提高触头系统的电动稳定性。 新型耐弧的触头材料,使触头在分断短路电流后不致过分发热而引起温度过高。 (4)灭弧室。灭弧室全部置于断路器的绝缘基座内,每极分开,相互绝缘,与其他部分及操作人 员隔离,既安全又不致于在分断大电流时炸裂。采用去离子栅片灭弧原理,使得断路器上方飞 弧距离为零。 (5)操作机构和手动、电动储能机构。采用五连杆机构,完成合、分闸动作,并可手动或电动 储能。 2.2抽屉座结构特点 (1)抽屉座由带有导轨的左右侧板、底座和横梁等组成,底座上设有推进机构,并装有位置指 示,抽屉座的上方装有辅助电路静隔离触头。桥式主回路触头前方设置安全隔板。 (2)断路器本体在抽屉座内的运动具有3个“位置”:连接、试验、分离位置。连接:主回路、 二次回路均接通,安全隔板开启;试验:主回路断、 二次回路通,安全隔板关闭,可以进行动作试 验;分离:主回路、二次均断开,安全隔板关闭。 (3)抽屉座与断路器本体间有机械连锁,断路器必须在分闸状态才能摇出来。 2.3附件 断路器除具有分励脱扣器、合闸线圈、分闸线圈、欠压脱扣器、辅助开关等各种功能的 内部附件外,还具有机械联锁、门联锁等外部附件,满足用户各种场合的要求。 2.4智能控制器结构特点 (1)过电流保护特性。过载保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障保护。 (2)测量功能。可测量电流、电压、功率、电能、功率因数、频率等。 (3)负载监控。为保证重要负荷的正常供电,可控制分断两路受控负荷。 (4)MCR 和 HSISC 保护。针对断路器本身进行的高速瞬时保护;其中,MCR 保护对断路器 的接通分断能力进行保护, 在断路器分闸及和合闸瞬间(100ms)起作用。HSISC 保护 是当越限故障电流产生时,控制器会在10ms 内发出跳闸指令,对断路器的极限承载能力进 行保护,防止开关承载超过极限分断能力的电流,合闸100ms 以后起作用。智能控制器的核 心是 CPU。 2.4.1CPU 智能控制器的工作电源 智能控制器的工作电源核心是双电源供电的方式。主电源2#来自安装于断路器内部出线母 排上的三相速饱和电流互感器,与 CPU 采样电流互感器装于同一位置。 2.4.2智能控制器的保护特性 智能型低压万能式断路器智能保护控制器具有的常规保护功能:①过载保护 Ir1(也称: 过流保护,长延时保护),其整定值为额定电流值 In 的0.4～1倍,可按步长为1A 进行整定,动 作时间可在0到相应的反时限特性下最大值时间内设定 ,时间步长按反时限特性曲线自动生 成;②延时速断保护 Ir2(也称:短路短延时保护),其整定值为过载保护电流值 Ir1的1.5—15 倍,可按步长为1A 进行整定,动作时间可在0到相应的定时限特性下或反时限特性下最大值 时间设定,可选择反时限特性时,时间步长按反时限特性曲线自动生成,也可选择定时限特性 曲线(也称:瞬时保护,短路保护),其整定值为额定电流 值 In 的
