断路器(circuit-breaker)能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流,也能在所规定的非正常电路(例如短路)下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。断路器在高低压配电系统中广泛运用,按其使用范围分为高压断路器与低压断路器,高低压界线划分并不统一,一般将3kV以上的称为高压电器。本书侧重介绍低压断路器,指直流1500V,交流1000V以下电压的断路器,即变压器下级的断路器。
低压断路器是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流,还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线,各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠电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热继电器的组合,而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
【场景案例】
生活场景:小明听爸爸讲过以前居民住户家电源箱是没有断路器的,有的是一把刀开关、一组熔断器,一旦发生用电故障导致熔断器熔断,特别是晚上一片漆黑要恢复供电很困难。如今带漏电保护功能的断路器替代了刀开关和熔断器,即便发生跳闸,小明在爸爸指导下也能独自解决了:排除漏电隐患后,先按下复位按钮再合闸。
工作场景:大明作为设备工程师,平时工作中经常会遇到各类断路器:有厂务系统的高压断路器、有控制机台电源的低压断路器。大明不仅要熟知各断路器的安装位置、操作手法要点,还必须了解各断路器所控制线路的区域范围及设备。因为只有具备上述技能,才能算一名合格工程师,可以应对各种情况下的电源倒闸操作而不至于掉链子。
【结构和分类】
低压断路器主要由触点系统、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。断路器分类如下:
1)按结构形式分为:框架断路器、塑料外壳式断路器、微型断路器、漏电保护式断路器。
2)按操作方式分为:人力操作式、动力操作式、储能操作式、遥控操作式4种断路器。
3)按电路极数分为:单极、二极、三极、四极式断路器。
4)按安装方式分为:固定式、插入式、抽屉式断路器。
5)按功能用途分为:配电用断路器、电动机保护用断路器、其他负载用断路器。
6)按制造工艺分为:油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器。
【型号和符号】
【结构和分类】
低压断路器主要由触点系统、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。断路器分类如下:
1)按结构形式分为:框架断路器、塑料外壳式断路器、微型断路器、漏电保护式断路器。
2)按操作方式分为:人力操作式、动力操作式、储能操作式、遥控操作式4种断路器。
3)按电路极数分为:单极、二极、三极、四极式断路器。
4)按安装方式分为:固定式、插入式、抽屉式断路器。
5)按功能用途分为:配电用断路器、电动机保护用断路器、其他负载用断路器。
6)按制造工艺分为:油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器。
【型号和符号】
【断路器的功能】
断路器在电网中起到控制和保护两方面的作用。
(1)控制作用 根据电网运行的需要,将部分电气设备或线路投入或退出运行。
(2)保护作用 在电气设备或电力线路发生故障时,继电保护自动装置发出跳闸信号,起动断路器跳闸,将故障设备或线路从电网中迅速切除,确保电网中无故障部分的正常运行。
【断路器的选用】
1)额定电流在600A以下,且短路电流不大时,可选用塑料外壳式断路器;额定电流较大,短路电流亦较大时,应选用万能式断路器。
2)家用一般用微型漏电断路器。
3)断路器额定电流应不小于负载工作电流。
4)断路器额定电压应不小于电源和负载的额定电压。
5)断路器脱扣器额定电流应不小于负载工作电流。
6)断路器极限通断能力应不小于电路最大短路电流。
7)线路末端单相对地短路电流与断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流之比不小于1.25。
8)断路器欠电压脱扣器额定电压应等于线路额定电压。
【低压断路器的安装】(https://www.xing528.com)
1)低压断路器应垂直安装,电源进线应接在上端,负载接在下端。
2)低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时,在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等,以形成明显的断开点。
3)低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净,以免影响其正常工作。同时应进行定期检修,清除断路器上的积尘,给操作机构添加润滑剂。
4)各脱扣器的动作值调整好后,不允许随意变动,并应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。
5)断路器的触点使用一定次数或分断短路电流后,应及时检查触点系统,如果触点表面有毛刺、颗粒等,应及时维修或更换。
【知识拓展】
1.断路器发展史
世界上最早的断路器产生于1885年,它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。1905年,具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930年以来,随着科技的进步,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了灭弧机构。20世纪50年代末,由于电子元器件的兴起,又产生了电子脱扣器。20世纪60、70年代随着真空技术的突破性进展,真空断路器开始普及。20世纪90年代,由于单片机的普及又有了智能断路器的问世。到了今天,绿色环保、节能安全、信息互联成为新一代断路器的标志特点。
【断路器的功能】
断路器在电网中起到控制和保护两方面的作用。
(1)控制作用 根据电网运行的需要,将部分电气设备或线路投入或退出运行。
(2)保护作用 在电气设备或电力线路发生故障时,继电保护自动装置发出跳闸信号,起动断路器跳闸,将故障设备或线路从电网中迅速切除,确保电网中无故障部分的正常运行。
【断路器的选用】
1)额定电流在600A以下,且短路电流不大时,可选用塑料外壳式断路器;额定电流较大,短路电流亦较大时,应选用万能式断路器。
2)家用一般用微型漏电断路器。
3)断路器额定电流应不小于负载工作电流。
4)断路器额定电压应不小于电源和负载的额定电压。
5)断路器脱扣器额定电流应不小于负载工作电流。
6)断路器极限通断能力应不小于电路最大短路电流。
7)线路末端单相对地短路电流与断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流之比不小于1.25。
8)断路器欠电压脱扣器额定电压应等于线路额定电压。
【低压断路器的安装】
1)低压断路器应垂直安装,电源进线应接在上端,负载接在下端。
2)低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时,在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等,以形成明显的断开点。
3)低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净,以免影响其正常工作。同时应进行定期检修,清除断路器上的积尘,给操作机构添加润滑剂。
4)各脱扣器的动作值调整好后,不允许随意变动,并应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。
5)断路器的触点使用一定次数或分断短路电流后,应及时检查触点系统,如果触点表面有毛刺、颗粒等,应及时维修或更换。
【知识拓展】
1.断路器发展史
世界上最早的断路器产生于1885年,它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。1905年,具有自由脱扣装置的空气断路器诞生。1930年以来,随着科技的进步,电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明,逐渐形成了灭弧机构。20世纪50年代末,由于电子元器件的兴起,又产生了电子脱扣器。20世纪60、70年代随着真空技术的突破性进展,真空断路器开始普及。20世纪90年代,由于单片机的普及又有了智能断路器的问世。到了今天,绿色环保、节能安全、信息互联成为新一代断路器的标志特点。
2.新型断路器
1)固态断路器SSCB(Solide-state Circuit Breaker)与传统的机械式断路器相比,基于电力电子元器件的固态断路器,其卓越的电流关断性能使电气系统提高了操作的快速性、稳定性和可靠性,机械式断路器存在的噪声、电气寿命受限等缺点都得到了极大的改善。
2)多种保护功能的模块化设计,过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、逆功率保护、低频保护、剩余电压保护、过电压保护、接地保护,以及零序保护均可灵活整定甚至关闭。
2.新型断路器
1)固态断路器SSCB(Solide-state Circuit Breaker)与传统的机械式断路器相比,基于电力电子元器件的固态断路器,其卓越的电流关断性能使电气系统提高了操作的快速性、稳定性和可靠性,机械式断路器存在的噪声、电气寿命受限等缺点都得到了极大的改善。
2)多种保护功能的模块化设计,过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、逆功率保护、低频保护、剩余电压保护、过电压保护、接地保护,以及零序保护均可灵活整定甚至关闭。
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