断路器作用_物理_自然科学_专业资料。断路器作用: 1.正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流. 2.在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流, 防止事故扩大,从而保证系统安全运行. 其实断路器就是一种开关,
断路器作用: 1.正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流. 2.在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流, 防止事故扩大,从而保证系统安全运行. 其实断路器就是一种开关,它和其他普通开关的不同点主要在:1.适用电压 等级高 2.灭弧介质及方式,有真空,少油,多油及六氟化硫等等 3.灭弧能力强, 效果好. 一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题,需要润滑的常常是它的操 动机构 热继电器作用： 热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片 膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断 电源的作用。热继电器动作后有人工复位和自动复位。 熔断器作用： 当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能 损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。 若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定 的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的 作用 如果电路中安装了断路器就可以不用熔断器，热继电器需要与交流接触器 配合使用，因过载时热继电器上的触点断开切断控制回路，目前熔断器一 般多用于控制回路。 断路器: 断路器是控制电气回路的分合开关，若以空气为灭弧介质的称空气断路器 （开关）、若以 SF6 气体为灭弧介质的称六氟化硫断路器（开关）。断路器 一般以额定电流（负荷）选择，做为电气回路的总开关使用。 漏电保护器和漏电保护开关： 漏电保护器和漏电保护开关：当一个空气开关带有漏电保护功能时，称之 为漏电保护开关。如果是一个单单用于漏电保护的电气装置，则称之为漏 电保护器。如图是一个漏电保护器，因为它并没有手动关断和合上的机构。 判定是否漏电的的原理依据是：流进和流出开关的电流必须相等，否则就 判定为漏电。当漏电电流达到和超过一定的程度时，产生保护动作----跳闸。 判定的阈值是可以设定的，因为电路就是我们设计的。只是应用时要根据 不同的场合，选用不同灵敏度的保护器。 如果是用于人身安全保护为目的，则漏电电流小于 30mA，视为安全，如大 于 30mA，则视为不安全，将产生保护动作。漏电保护的额定电流 30mA 的 漏电保护器或保护开关，属于同敏度漏电保护器或保护开关。其生产保护 动作时间还应在秒以内。这两个参数的选择主要依据是： 30mA：人体的感知电流----男为女为；摆脱电流男为 16mA 女为，儿童要较 成人为小；在较短时间内危及生命的电流是致使电流，从两个方面理解---一是电流达到 50mA 就会引起心室颤动，有生命危险，而 100mA 以上的电 流则中心将人致死，30mA 以下暂时不会有生命危险。 秒：人的心脏每收缩扩张一次有秒的间歇，而在这秒内，心脏对电流最敏 感，若电流在这一瞬间通过心脏，即使电流较小，也会引起心脏颤动，造 成危险。 本图虽然是三相四线的漏电保护器原理，对于单相电源，也同样是适用的。 但必须注意，通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源，对其 它电源，如直流电源、高频电源是不适用的，千万不能乱用。 见上传附件：漏电保护器原理图 漏电保护器的动作电流： 对测量漏电保护器的动作电流，为选用上方便，可参照下列经验公式选用。 设触电保护装置动作电流是 I△，电路的实际最大供电电流为 IH， 则对居民用电和照明电路的单相电路可按下式选用 I△=IH/2000。 对三相三线或三相四线的动力线路及动力与照明混合线路可按下列选用：I △≥IH/1000 负荷开关和断路器及隔离开关的区别 负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能。隔离开关一般是不能带负 荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关，只是结构上 与负荷开关不同，相对来说简单一些。 负荷开关和隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分断路器不具隔离功 能，也有少数断路器具隔离功能。 隔离开关不具备保护功能，负荷开关有过载保护的功能。负荷开关和熔断 器的组合电器能自动跳闸，具备断路器的部分功能。而断路器可具有短路 保护、过载保护、漏电保护等功能。 负荷开关和断路器的本质区别就是他们的开断容量不同，断路器的开断容 量可以在制造过程中做的很高但是负荷开关的开断容量是有限的。负荷开 关的保护一般是加熔断器保护，只有速断和过流。断路器主要是依靠加电 流互感器配合二次设备来保护。 负荷开关主要用在开闭所和容量不大的配电变压器（800KVA). 断路器主要用在经常开断负荷的电机和大容量的变压器以及变电站里. 负荷开关是可以分断正常负荷电流，具有一定的灭弧能力；隔离开关不具 备任何分断能力，只能在没有任何负荷电流的情况下开断，起到隔离电气 的作用，他一般装在负荷开关或断路器的两端，起到检修负荷开关或断路 器时隔离电气的作用；断路器具有分断事故负荷的作用，与各种继电保护 配合，起到保护电气设备或线路的作用； 隔离开关是在断开位置满足隔离要求的开关，负荷开关是能分断正常负荷 电流的开关.断路器是具有过载、短路和欠电压保护的保护电器 隔离开关又叫检修开关，是检修时有一个明显的断开点；它只可以断开小 电流，一般来说不允许带负荷拉隔离。 断路器一般用在低压的照明，动力部分，可以起到自动切断电路的作用， 而隔离开关是用在高压部分的，在变电所，高压进线先进隔离开关，然后 接到变压器的一次侧，这样可以实现控制高压进线通、断的功能。 隔离开关是在电气线路中起到一个明显断开点的作用,就是电气隔离，用于 保证电气检修时的安全。在故障时不能动作，对线路和设备没保护作用。 断路器有过载和短路保护等许多功能,可一但下端的负载有问题需要维修 是,隔离开关起到电气隔离的作用.而断路器的爬电距离不够. 现在有一种带隔离功能的断路器，是将普通断路器和隔离开关的功能二合 一。 带有隔离功能的断路器也可以体态隔离开关,只要你不怕钱多烧的就行,其 实隔离开关一般是不能带负荷操作的.而断路器却有短路,过载保护,欠压等 等保护功能.而隔离开关不只是用在高压处,低压处也有很多有用隔离开关 的.为了检修,事故切除等等. 要注意的一点是,送电时要先合隔离开关后合断路器,断电时要先断断路器 后断隔离开关.总之是为了不带负荷操作.所以用倒闸的顺序. 隔离开关是为检修而准备的，断路器是为保护而准备的。 换句话说，隔离开关你看到开关分闸了，那它就一定分闸了（机械设计上 保证其唯一的确定性）；普通断路器你看到开关分闸了，有可能因为断路 器的内部故障等原因而没有断开回路，此时你如果检修下端设备就有可能 触电。 施耐德等断路器是带隔离功能的断路器，在其标牌上的符号与普通断路器 是有区别的。带隔离功能的断路器在其样本上都会说明。 电气间隙----不同电位的两导电部件间的空间直线] 隔离距离----满足对隔离器的安全要求所规定的断开触头间的电气间隙.[IVE 441-17-35] 爬电距离----不同电位的两导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离.(两绝 缘材料之间的接合处亦被视为上述表面)[IVE471-01-08] 低压断路器附件的功能及应用 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)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 断路器 发布时间：2007-10-23 06:17:48 作者: kulling1985 点击:3 类别: 断路器的作用 高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流； 在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时，由继电保护装置控制其 自动迅速地切断故障电流，切断发生短路故障的设备或线路，以防止扩大 事故范围。 断路器的功能 断路器开断电路时，充分利用交流电弧电流每半周过零一次自然熄弧的特 点，加强去游离使电弧不再复燃。其介质强度恢复主要由断路器灭弧装置 和介质特性所决定。 系统电压恢复过程可能是周期性的或非同期性的。取决于被开断电路的参 数。 断路器的分类 -/ 型号特征 额定断流容量，MVA S─少油断路器 额定电流，A D─多油断路器 派生标志 K─空气断路器 C─带有手车装置 Q─产气断路器 G─改进型 Z─真空断路器 D─带有电磁操作结构 L─六氟化硫断路器 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ─断流容量 C─磁吹断路器 额定电压，kV 安装条件 设计序号 N─户内 W─户外 1．多油断路器：利用绝缘油作为灭弧介质、相间及相对地绝缘介质。 2．少油断路器：绝缘油只作灭弧介质。载流部分是借空气和陶器绝缘材料 或有机绝缘材料来绝缘，灭弧方式多为横向吹动电弧。 3．空气断路器：利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。和控制断路器的分合 阐动作。 4．SF6 断路器：用 SF6 气体作绝缘和灭弧介质。 5．磁吹式断路器：当电弧电流通过吹弧线圈以产生磁束来吹弧及消弧。 6．真空断路器：利用真空灭弧和绝缘，灭弧时间一般只有半个周波。 断路器的主要性能与参数 1．额定电压及额定电流 （1）额定电压 指断路器长期工作的标准电压（对三相系统指线电压）。电力系统在运行 中允许有 5％的波动，断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作，为 此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴定。如：对 3～220kV 范围内，其 最高工作电压较额定电压约高 15％左右；对 330kV 以上，规定最高工作电 压较额定电压高 10%。 （2）额定电流 指在额定频率下长期通过此电流时，断路器无损伤，且各部分发热不超过 长期工作时最高允许发热温度。 我国规定额定电流为：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、 2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。 2．额定开断电流和额定断流容量 （1）断路器在开断操作时，首先起弧的某相电流称为开断电流。在额定电 压下，能保证正常开断的最大短路电流称为额定开断电流。它是标志断路 器开断能力的一个重要参数。 我国规定额定开断电流为：、、、8、10、、16、20、25、、40、50、63、 80、100kA 等。 （2）把额定条件下的开断能力称为额定断流容量。三相电路的额定断流容 量，以 （MVA）表示。 我国根据国际电工委员会（IEC）的规定，现只把额定开断电流作为表征开 断能力的唯一参数，而断流容量仅作为描述断路器特性的一个数值。 3．关合能力 说明断路器关合短路故障能力的参数为额定关合电流。其数值以关合操作 时，瞬态电流第一个大半波峰值来表示，制造部门对关合电流一般取额定 开断电流的 倍即 （4-10-1） 式中 ——额定关合电流，kA； ——额定开断电流，kA。 断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外，还与断路器操动机 构的合闸功率的大小有关。 4．耐受性能 断路器应具有足够的耐受短时短路电流作用的能力，简称耐受能力。 （1）短时热电流（热稳定电流） 在规定的时间内（规定标准时间为 2s， 需要大于 2s 时推荐 4s）断路器在合闸位置，可能经受的短时热电流有效值 （kA），称为短时热电流（或短时耐受电流），断路器标准中规定 I (r)=I (nkd) （4-10-2） 短时热电流通过断路器时，各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温 度，且不致出现触头熔接或软化变形，以及其它妨碍正常运行的异常现象。 允许发热最高温度数值随材料而异。 电弧---切断很大电流时，空气被电离而产生弧状通路（合开关时看见的火 花），使得电路不能安全切断，甚至不能切断 灭弧---就是要消除这种现象，比如采用比空气难电离的介质等 现在公司买的断路器里用到的是真空灭弧器，真空无介质就是最好的难电 离的介质啦。据说以前都是用油，电气绝缘油做介质 应用举例：高压断路器在分闸时，由于触头从接触到分开的过程中，两个 触头间的间隙从小到大，在高电压的作用下，间隙的绝缘介质会被电离击 穿，形成电弧，电弧形成后，产生的热量会进一步加剧介质电离，扩大电 弧，使断路器无法断开电路，为了阻止这一过程，在设计断路器的时候， 把两个触头装在一个灭弧室内，灭弧室内部有许多通道，一是分割电弧， 二是利用电弧高温产生的高压气流，通过灭弧室一定的通道喷口吹灭电弧。 目前断路器触头内部的绝缘介质，有真空的，有油质的，也有六氟化硫气 体的。就是最大限度地降低分闸时的电弧，在最短的时间断开电路。 继电器(relay)---也是一种电门，但与一般开关不同，继电器并非以机械方式 控制，而是一种以电磁力来控制切换方向的电门。当线圈通电后，会使中 心的软铁核心产生磁性，将横向的摆臂吸下，而臂的右侧则迫使电门接点 相接，使两接点形成通路。 简单的单轴单切式继电器，一颗继电器也可以同时切换多组电门，一个双 轴双切的继电器，它有八支接脚，排列方式如图上接脚编号。另外继电器 规格除了电门接点数目不同，还要注意线圈的工作电压是直流或是交流电， 使用的电压电流大小，切换电门耐电压程度等，继电器的规格有 6v、9v、 12v、24v、48v、100v、110v、200v、220v…等，例如一般工业界常用的继 电器接点可以耐电压电流 110vac-10a，线vdc，共有二组或 三组接点。低电压的直流继电器可以直接用电晶体推动，使用极为方便。 一般继电器规格中它并不会说明继电器需要多少电流可以驱动线圈，在使 用时可以量测线圈内的电阻值，就可以利用欧姆定律换算出耗电流，如果 我们量测阻值为 150w，线w=，这样 就可以知道电源供应器需要供应多大的电流，才能使继电器作动。 断路器 Circuit-breaker---能接通、分断承载线路正常电流，也能在规定的异 常电路条件下（例如短路）和一定时间内接通、分断承载电流的机械式开 关电器。机械式开关电器是用可分触头接通和分断电路的电器的总称。 断路器功能---断路器是电力系统中控制和保护用的电工设备。其功能主要 有：①控制功能。根据运行需要，用断路器把一部分电力设备和线路投入 或退出运行。②保护功能。在电力设备或线路发生故障时，通过电流互感 器和继电保护系统发出的分闸信号，使断路器自动分断，将故障部分迅速 切除，保证电力系统无故障部分的正常运行。
