•                             斷路器

   

    斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正?；芈窏l件下的電流并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

    斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。電的產(chǎn)生、輸送、使用中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備，低壓斷路器則是一種使用量大面廣的電器。

工作原理

    斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。當(dāng)短路時(shí)，大電流（一般10至12倍）產(chǎn)生的磁場(chǎng)克服反力彈簧，脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)瞬時(shí)跳閘。當(dāng)過(guò)載時(shí)，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作（電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短）。

    有電子型的，使用互感器采集各相電流大小，與設(shè)定值比較，當(dāng)電流異常時(shí)微處理器發(fā)出信號(hào)，使電子脫扣器帶動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

    斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開(kāi)斷1500V，電流為1500-2000A的電弧，這些電弧可拉長(zhǎng)至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問(wèn)題。

   吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過(guò)吹弧拉長(zhǎng)電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。

低壓斷路器也稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，可用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來(lái)控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開(kāi)關(guān)、過(guò)電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。

    低壓斷路器具有多種保護(hù)功能（過(guò)載、短路、欠電壓保護(hù)等）、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω摺⒉僮鞣奖?、安全等?yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。

    低壓斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過(guò)電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，過(guò)電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，主觸點(diǎn)斷開(kāi)主電路。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲，推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí)，欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用，在正常工作時(shí)，其線圈是斷電的，在需要距離控制時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，使線圈通電。

主要特性

    斷路器的特性主要有：額定電壓Ue；額定電流In；過(guò)載保護(hù)（Ir或Irth）和短路保護(hù)（Im）的脫扣電流整定范圍；額定短路分?jǐn)嚯娏鳎üI(yè)用斷路器Icu；家用斷路器Icn）等。

    額定工作電壓（Ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。

    額定電流（In）：這是配有專門的過(guò)電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無(wú)限承受的最大電流值，不會(huì)超過(guò)電流承受部件規(guī)定的溫度限值。

短路繼電器脫扣電流整定值（Im）：短路脫扣繼電器（瞬時(shí)或短延時(shí)）用于高故障電流值出現(xiàn)時(shí)，使斷路器快速跳閘，其跳閘極限Im。

    額定短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu或Icn）：斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏魇菙嗦菲髂軌蚍謹(jǐn)喽槐粨p害的最高（預(yù)期的）電流值。標(biāo)準(zhǔn)中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)直流暫態(tài)分量（總在最壞的情況短路下出現(xiàn)）假定為零。工業(yè)用斷路器額定值（Icu）和家用斷路器額定值（Icn）通常以kA均方根值的形式給出。

    短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）：斷路器的額定分?jǐn)嗄芰Ψ譃轭~定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰煞N。國(guó)標(biāo)《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》（GB14048.2—94）對(duì)斷路器額定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌慕忉專?/span>

1、斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實(shí)驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/span>

2、斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實(shí)驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/span>

3、額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)程序?yàn)镺—t—CO。

其具體試驗(yàn)是：把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值（例如380V ，50kA），而試驗(yàn)按鈕未合，被試斷路器處于合閘位置，按下試驗(yàn)按鈕，斷路器通過(guò)50kA短路電流，斷路器立即開(kāi)斷（open簡(jiǎn)稱O），斷路器應(yīng)完好，且能再合閘。t為間歇時(shí)間，一般為3min，此時(shí)線路仍處于熱備狀態(tài)，斷路器再進(jìn)行一次接通（close簡(jiǎn)稱C）和緊接著的開(kāi)斷（O），（接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動(dòng)和熱穩(wěn)定性）。此程序即為CO。斷路器能完全分?jǐn)啵瑒t其極限短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/span>

4、斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cn）的試驗(yàn)程序?yàn)镺—t—CO—t—CO。它比Icn的試驗(yàn)程序多了一次CO，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，斷路器能完全分?jǐn)?、熄滅電弧，就認(rèn)定它的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/span>

    因此，可以看出，額定極限短路分?jǐn)嗄芰cn指的是低壓斷路器在分?jǐn)嗔藬嗦菲鞒鼍€端最大三相短路電流后還可再正常運(yùn)行并再分?jǐn)噙@一短路電流一次，至于以后是否能正常接通及分?jǐn)啵瑪嗦菲鞑挥枰员ＷC；而額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs指的是斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時(shí)可多次正常分?jǐn)唷?/span>

    IEC947—2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：A類斷路器（指僅有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路瞬動(dòng)的斷路器）的Ics可以是25%、50%、75%和100%。B類斷路器（有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)的斷路器）的Ics可以是Ics的50%、75%和100%。因此可以看出，額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰κ且环N比額定極限短路分?jǐn)嚯娏餍〉姆謹(jǐn)嚯娏髦怠?/span>

    一般來(lái)說(shuō)，具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)三段保護(hù)功能的斷路器，能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，大多數(shù)主干線（包括變壓器的出線端）都采用它作主保護(hù)開(kāi)關(guān)。不具備短路短延時(shí)功能的斷路器（僅有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬動(dòng)二段保護(hù)），不能作選擇性保護(hù)，它們只能使用于支路。IEC92《船舶電氣》指出：具有三段保護(hù)的斷路器，偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ?，而使用于分支線路的斷路器，應(yīng)確保它有足夠的極限短路分?jǐn)嗄芰χ怠?/span>

    無(wú)論是哪種斷路器，雖然都具備Icu和Ics這兩個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。但是，作為支線上使用的斷路器，可以僅滿足額定極限短路分?jǐn)嗄芰纯?。較普遍的偏頗是寧取大，不取正合適，認(rèn)為取大保險(xiǎn)。但取得過(guò)大，會(huì)造成不必要的浪費(fèi)（同類型斷路器，其H型—高分?jǐn)嘈停萐型—普通型的價(jià)格要貴1.3倍～1.8倍）。因此支線上的斷路器沒(méi)有必要一味追求它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ笜?biāo)。而對(duì)于干線上使用的斷路器，不僅要滿足額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ囊?，同時(shí)也應(yīng)該滿足額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ囊?，如果僅以額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu來(lái)衡量其分?jǐn)嗄芰细衽c否，將會(huì)給用戶帶來(lái)不安全的隱患。

    斷路器是一種基本的低壓電器，斷路器具有過(guò)載、短路和欠電壓保護(hù)功能，有保護(hù)線路和電源的能力。

    主要技術(shù)指標(biāo)是額定電壓、額定電流。斷路器根據(jù)不同的應(yīng)用具有不同的功能，品種、規(guī)格很多，具體的技術(shù)指標(biāo)也很多。

斷路器自由脫扣：斷路器在合閘過(guò)程中的任何時(shí)刻，若是保護(hù)動(dòng)作接通跳閘回路，斷路器完全能可靠地?cái)嚅_(kāi)，這就叫自由脫扣。帶有自由脫扣的斷路器，可以保證斷路器合閘短路故障時(shí)，能迅速斷開(kāi)，可以避免擴(kuò)大事故的范圍。