浅谈智能化低压断路器84
浅谈智能化低压断路器
摘要：本文对智能断路器进行综述,阐述了智能断路器的组成、特点和实现低压
断路器智能化的关键技术和设计应用措施。
关键词：智能断路器；组成及原理；发展展望
引言
随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对
系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为
电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电
流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,
且不能出现越级跳闸或拒动现象。
特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动
化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器
也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。
一、智能化断路器概述
智能化断路器综合了现代高电压零飞弧技术、电子技术、电气自动化技术、
网络通信技术、计算机及其软件技术等, 采用模块化结构, 完全突破了传统断路器
的许多不足, 集保护、测量、监控于一体。除了具备过载、过流、速断、漏电、
接地等常规控制、保护、报警、整定功能外, 同时还具备人机对话显示、存储、
记忆、逻辑分析、判断和选择以及网络通信等功能。能够实时地显示温度、电流、电压、功率因数、有功、无功等各种特征参数并进行故障参数、类型的储存,具有
自诊断能力, 从而为运行维护人员进行相应的信息查询和故障判断处理提供现场
的实际运行资料, 为系统运行方式的优化奠定了基础。通过其所具备的网络通信
技术可以使多台智能化断路器实现与中央控制计算机双向通讯, 构成智能化的供
配电系统, 实现“四遥”功能, 为无人化站所和实现区域联锁、远方监控、运方调整
等创造必要的设备技术保障。
二、智能化断路器的组成及工作原理
智能化断路器中智能化技术的应用核心是集保护、测量、监控于一体的多功
能脱扣器, 它主要由微处理器单元、信号检测采集单元、开关量输入单元、显示
和键盘单元、执行输出单元、通信接口、电源等几个部分组成。如图1 所示。
图1智能断路器的组成框图
其各部分原理如下：
2.1微处理器单元
单片机以其高性价比和可靠性成为智能化断路器智能控制系统的首选。微处
理器单元由高性能的自带A/D 转换、看门狗监视器、I2C 串行总线和高速输入输
出通道、通讯接口和标准的JTAG 程序烧写口的单片机及其外围电子电路组成。
配以优化的软件, 组成的单片机控制系统所需外围元件少, 使得设计简单, 布线方便, 而且在稳定性和抗干扰能力上都有极大的提高。
低压断路器的选择(分断能力)
低压断路器的选择：95%的人都不曾了解的东东！ 如何正确选择低压断路器？以下五大步骤必不可少： （1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。 （2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。（大概有30%的设计者注意到了这一条）。 （3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。 （4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了这一条）。 （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。（大概有1%的设计者注意到了这一条）。 “第3~5条只是厂家的事”这也是大部分设计人人的误区。就最常见的DZ20而言，断路器的分断能力一般可分高、中、低（H、M、L）三档，如果设计人选择了错误的档次，就可能造成分断能力不足，而这显然不是厂家的事情，而是必须由设计人运算后才可作出正确选择的。我们不宜把设计责任推到厂家或盘厂身上，呵呵。 开关厂家可以提供额定短路运行（或极限）分断能力值，也许还可以提供额定短路接通能力值，但是它一般不会给你提供具体系统及线路的短路电流值呀——该你算的，还得算，不可偷懒，也无法偷懒啊。 比如1600KV A变压器的低压母线上，短路全电流峰值可达100KA！这不是一般开关所能胜任的，也不是什么开关厂家可以替你分忧解难的。呵呵，万一出了事，设计还是唯一责任。——因为厂家已经提供了几十KA到上百KA的接通能力，可是你当时只是选择了较低接通能力的开关。出事了怎么还可以牵扯到开关厂家呢？ 《工业与民用设计手册里》，第二版1995年才出来，第一版是1983年的事了，那时候我还不知道自己将来会搞电气，呵呵！[/quote] 呵呵，我好像没说第几版吧；不过，第一版我手头曾经也有（名字似乎是《工厂配电设计手册》），要比第二版薄不少。 这本书确实有一些细节问题尚待研究。
智能断路器的设计方案
智能断路器的设计方案 一． 系统的整体框架 二． 智能断路器各个模块映射的通信协议栈及通信特点 断路器位置 刀闸位置 弹簧状态 合闸控制信号 开关位置信息 分合闸命令 断路器 遥控 储能电机操作电流 刀闸电机操作电流 分闸线圈操作电流 合闸线圈操作电流 开关触头的温升 灭弧室真空度 分闸速度 合闸速度 保 护电流 测量电流 保护电压 测量电压
从图中可以瞧出:MMS映射了全部的A协议集与T协议集,复杂程度最高。但就是该模块主要实现的就是断路器参数的在线检测与远程控制,因此对通信的实时性要求并不高,基本上就是以人的反映时间为准。 GOOSE模块直接映射到了以太网,其目的就是保证分合闸GOOSE报文的快速传递,因此它的特点就是:通信映射简单,但就是实时性要求高,GOOSE报文的时延必须小于2ms。 SMV也直接映射到了以太网,其特点就是:实现简单,但就是实时性要求最高,SMV的时延必须控制在微秒级。 三．具体的实现方案 1.方案一
图中所示为南瑞的开关设备智能装置实现方案。CPU采用Freescale公司高性能32位微处理器,考虑到GOOSE与SMV的强实时性要求,在系统中嵌入Vxworks专业硬实时操作系统。MMS,GOOSE,SMV全部在嵌入式单系统中实现。 其优点就是:结构紧凑,硬件平台比较简单,实现起来相对容易; 缺点就是:①采用专业的实时操作系统直接提高了研发经费,个人觉得仅仅为了满足GOOSE与SMV的实时性而采用Vxworks有点浪费; ②由于该系统只采用了61850定义的逻辑节点进行建模,因此系统在线检测的信息种类相对偏少。应该按照62271-3标准进行建模,个别的检测参数如果在标准中没有对应的数据对象,可以考虑扩展建模。 ③由于CPU的IO口有限,该方案中的电流互感器与电压互感器采样信号只能以QSPI(同步队列串行接口)方式通过CPU的IO口送入CPU中。这种方式下将不可避免的会造成采样值的巨大时延,产生很大的相位偏移。这种 时延在电子式互感器的设计规范中将不可容忍。 2.方案二
断路器型号选择
低压断路器型号的含义是什么？ 举例： HUM18-63C32/1 HU-----企业代号(环宇)，M18---产品型号，63-----壳架等级， C------使用类别:照明电路(或者一般电路) 32-----额定电流，1-------1P(1极) 断路器DW17-400/3：DW-万能自动空气断路器； 17-设计代号；“-400”-额定电流(A)；“/3”-3极。 （1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。 （2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。（大概有30%的设计者注意到了这一条）。 （3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。 （4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了一条）。 （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。 问：空气开关（断路器）的极性和表示方法是怎样的？ 单极220V 切断火线（小型断路器） 双极220V 火线与零线同时切断（DPN零线火线双进双出断路器） 三级380V三相线全部切断 四级380V三相火线一相零线全部切断。 断路器极数选用 对于微型断路器来说，1P+N、1P、2P一般都用来作为单相用电器的通断控制，但效果不同。 1P------单极断路器，具有热磁脱扣功能，仅控制火线（相线）； 1P+N----单极+N断路器，同时控制火线、零线，但只有火线具有热磁脱扣功能；2P------单相2极断路器，同时控制火线、零线，且都具有热磁脱扣功能。 所以,可以得出以下结论： 1、为减少成本，用1P就可以，但上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源； 2、为检修时避免1条的问题，可用1P+N（即DPN）； 3、用2P的理由：对于同样是18mm模数的断路器壳体而言，内部装1P和装1P+N 是有区别的，前者在短路事故状态下的“极限分断能力”肯定要高于后者，毕竟空间是影响分断能力的一个重要因素。所以，对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P（成本高些）。 1P+N=一极+零线保护的（如室内用电保护），常用于室内；1P=单极的，常用于单相小负荷（如室内照明回路）；2P=二级，常用于较大负荷（如室外照明回路）。P---极。1P就是一个单个的开关，2P就是俩开关，1P+N就是开关内部一个
如何正确选择低压断路器
如何正确选择低压断路器？以下五大步骤必不可少： （1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。 （2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。（大概有30%的设计者注意到了这一条）。 （3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。 （4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了这一条）。 （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。 首先，按1条选择的断路器，再区分A,B,C,D型的适用场所。 3,4,5条都是厂家的事了，现在的微断分断能力都达到15KA，主要是第4条，施耐德等产品也给出了配电长度表。
查表！ 不可以无条件用在低压屏上。 “第3~5只是厂家的事”？这也是大部分设计人人的误区。就最常见的DZ20而言，断路器的分断能力一般可分高、中、低（H、M、L）三档，如果设计人选择了错误的档次，就可能造成分断能力不足，而这显然不是厂家的事情，而是必须由设计人运算后才可作出正确选择的。我们不应把设计责任推到厂家或盘厂身上，如果说第4条还可以由厂家提供简化表格来勉强解决问题的话，第3、5条是厂家无法提供什么表格的。 开关厂家可以提供额定短路运行（或极限）分断能力值，也许还可以提供额定短路接通能力值，但是它一般不会给你提供具体系统及线路的短路电流值呀——该你算的，还得算，不可偷懒，也无法偷懒。
比如1600kVA变压器的低压母线上，短路全电流峰值可达100KA！这不是一般开关所能胜任的，也不是什么开关厂家可以替你分忧解难的。呵呵，万一出了事，设计还是唯一责任。——因为厂家已经提供了几十kA到上百kA的接通能力，可是你当时只是选择了较低接通能力的开关。出事了怎么还可以牵扯到开关厂家呢？ 低压屏上不要用微断的，宁可用熔断器！ 现在的民用设计除了算负荷，算电流，其他的校验很少有人做，如此设计，却也没出什么大事，原因何在呢？即使出了问题，也很难找到设计身上，因为使用方经常更改引结负荷。 设计者一般宁可选大，整定大。。。分断能力大。。。至少在近期不会出事，很少去管灵敏度。与电力设计的严禁态度相比，建筑电气设计十分混乱。 我敢说，民用建筑电气设计者有一半不会短路电流计算，包括所谓的高工。。。。 其实小容量的变压器低压母线上，甚至可以使用15KA微断的。 “出事了很少找到设计头上”？那大多是因为“事故调查组组长”，往往就是属于设计之列的！
低压万能式断路器
浅谈低压万能式断路器 摘要：本文针对低压万能式断路器在实际设计和应用中碰到的一些有争议的问题进行了一些探讨，通过较详细的分析和总结后，发表了个人的观点；通过深入现场学习，对万能式断路器在投入运行后出现的故障情况及原因进行了一些总结，并提出解决方案；针对日新月异的新技术在断路器方面的应用，本文作了一些未来发展的展望。关键词：低压万能式断路器设计与应用问题探讨实际运行故障分析新技术发展方向一、设计和应用中几个问题的探讨 1、过电流脱扣器电流整定值的探讨 如何让低压断路器准确的动作，既起到有效的保护作用，又尽量提高供电可靠性，主要是要准确的对过流脱扣器的各种参数进行整定。 长延时整定值Ir1对低压断路器来说是一个最重要也是最基本的参数，可整定在(0.4~1)In 范围之间。但整定值到底应是多少，一直没有定论，保守者认为应整定为1.1倍的变压器额定电流,以有效保护变压器；也有人认为应整定为1.5倍的变压器额定电流,因为他们认为变压器超负荷1.5倍也应能持续运行一段时间,以提高供电可靠性。大部分人认为应整定为1.2~1.3倍之间。本人就此问题查阅了很多资料，但一直找不到针对性的分析资料，因此只能根据一些相关资料自己来分析探讨。根据变压器允许承受的过负荷情况，在环境温度20℃，油浸式变压器超负荷50情况下，允许运行1小时。根据国家制定的断路器生产标准，断路器通过的电流达到1.3倍的整定值Ir1时即电流值达1.3*Ir1时,要求在1小时之内自动断开。假设将断路器的整定电流Ir1整定为变压器额定电流的1.2倍,断路器通过电流达到变压器额定电流的1.2*1.3=1.56倍时,断路器在1小时之内动作。基本符合，在环境温度20℃，油浸式变压器超负荷50情况下，允许继续运行1小时的要求。因此在使用油浸式变压器情况下，长延时过载脱扣器电流整定值整定为变压器额定电流的1.2倍较合理。干式变压器过载能力比油浸变压器略差，因此在选择整定值时应适当变小。 2、断路器分断能力的探讨 如何让断路器在最严重的短路电流情况下能准确动作的同时，自身不会被损坏，主要是要对短路分断能力进行校验和选择。断路器框架选定时，短路分断能力电流也已确定，无需整定。断路器的短路分断能力理论上都能满足三相短路电流情况下的分断，但实际运行中还是会出现短路电流烧毁断路器的情况发生，现作简单分析如下： 首先计算一下短路电流，变压器副边短接，原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。因此副边的短路电流（三相短路）为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。以浙江电器开关有限公司生产的ZW1型的低压万能式断路器为例，框架电流为2000A时，额定短路分断能力为50KA。假设变压器额定电流达到了框架电流2000A，变压器选择S9型时，Uk=4.5,出线侧的三相短路电流为I(3)=2000/0.045=44KA。50KA＞44KA,理论分析分断能力满足要求。从实际运行情况调查来看，如果变压器额定电流接近框架等级电流时，断路器的分断能力理论上大于三相短路电流，但偶然也会出现断路器质量问题，实际分断能力小于理论分断能力，此时有可能出现烧毁断路器情况。因此从分断能力的裕度和将来扩容等方
智能化断路器的开发
产品介绍 智能化断路器的开发 王富东 王家善 邵光庆 苏州大学工学院(215021) 唐春潮 杨正明常熟开关厂(215500) 摘 要 对智能化断路器的开发所涉及的关键技术进行了分析和探讨。介绍一些基本的单元电路和相关技术,如单片机、专用集成电路、集成传感器、电源技术和系统集成化技术等。重点讨论了用于智能化断路器的智能化全功能低压脱扣器的开发,包括主要技术要求,总体结构和功能电路设计等。 叙 词:断路器 智能化 脱扣器 功能电路 Development of Intelligent Circuit B reaker W A N G Fudong W A N G Jiashan S HA O Guangqi ng Institute of Technology ,Suzhou University (215021) TA N G Chunchao YA N G Zhengm i ng Changshu Switchgear Plant (215500) Abstract :S ome key technologies concerning the development of intelligent circuit breaker were analyzed and discussed.S ome basic element circuits and related technologies such as microprocessor ,special integrated circuit ,integrated sensor ,power supply and integrated system technology were introduced.The development of the intelligent release with full functions for intelligent circuit breaker ,including the main specifications ,general construction and the design of function circuits etc were discussed. K ey w ords :circuit breaker intelligence release function circuit 第一作者王富东,男,1957年生,1990年于浙江大学获博士学位,副教授。 1 引 言 供电网络中的电气开关(包括断路器、转换开 关和接触器),通常情况下用于闭合或断开供应电能的电路,以达到停电、供电和转换电路的目的。当电网出现不正常情况时,例如过载、过压和欠压、短路等,能自动地把负载从电网上断开。因为这些不正常情况将危及操作人员的安全和设备的正常运行,甚至引起人身死亡事故或造成火灾。 配电用断路器主要在低压配电系统中做过载、短路、过压和欠压保护之用,也可用作为电路的不频繁操作。配电用断路器有选择型和非选择型两类。非选择型保护特性较为简单,多用于支路保护。主断路器则要求采用选择型,以满足电路内各种保护电器的选择性断开,把事故区域限制到最小范围。 传统的断路器保护功能是利用了某些物理效 应,通过机械系统的动作来实现的。因而体积较大,效果也不够理想。为了防止用电设备发生故障时影响整个供电线路,以及在供电网络出现异常时损坏用电设备,在传统断路器的基础上逐步开发出更可靠的和具有更多保护功能的断路器。例如,具有短路保护、过流和过热保护、漏电保护、缺相保护等功能的断路器。 随着微电子技术的发展,集成电路的出现大大缩小了普通电子电路的体积,因此出现了以专用集成电路为基础的多功能断路器。这种断路器已经比原有的机械式断路器进了一大步,但仍然不能称之为智能化。 微型计算机技术的发展为电气开关的智能化提供了条件。智能化的电气开关,不仅能够提供普通断路器的各种保护功能,还能够实时显示电路中的各种参数(电流、电压、功率、功率因数等)。各种保护功能的动作参数也可以显示、设定和修 — 31—智能化断路器的开发低压电器(2000№2)
智能脱扣器设计 (1)
1低压断路器及智能化脱扣器概述 1.1 低压断路器 随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 1．2 脱扣器的发展过程 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该脱扣器只能实现瞬时保护功能。随着断路器的发展，其额定工作电压，电流以及分段能哭和保护功能不断发展，脱扣器也随之发展起来。在采用油阻尼，空气阻尼，钟表结构等作为延时元件后，脱扣器实现了过载延时和短路延时等功能。采用热双金属片的热
式脱扣器也逐步出现，到20世纪60年代初，由于电子技术的普及和应用，出现了半导体脱扣器。现用的脱扣器出来热式脱扣器，电磁式脱扣器外，还有半导体是脱扣器。进入20世纪90年代初依赖，低压断路器的保护紧跟国际发展趋势，由电子式向数字智能化方向发展，脱扣器的过流脱扣系统由微处理器控制。它除了保持了电子式脱扣器的各种优点外，还具有保护精度高，调节范围广，操作方便等特点。特脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。 早起的脱扣器是空气断路器采用的电磁式过电流脱扣器，该随着电力技术的高速发展和供电规模的日益扩大, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对电源的可靠性、安全性及供电质量也都提出了更高的要求,相应地对系统设备的操作简便性和安全性以及可靠性也提出了新的要求。低压断路器作为电力供配电系统中广泛使用的主要控制电器, 除了要能正常分合相关系统额定电流外, 还要在相关系统故障时能快速有选择性地可靠分断相关系统短路故障电流,且不能出现越级跳闸或拒动现象。 特别是随着电力系统控制方式数字化进程的发展应用以及电力系统综合自动化的广泛应用, 对系统可视化、自动化、网络化、实时化、精确化的要求越来越高, 相应地对应用面积广、网络结构复杂、操作较频繁、故障率高的低压断路器也就提出了更高的要求, 传统断路器根本无法满足现代电力系统综合自动化的需要。智能化技术的应用于是成了低压断路器的一个重要发展应用方向。 脱扣器是能使断路器在电气设备遭受过载，短路，欠电压，过电压等故障时实施各种保护功能的机构。
低压断路器的选择浅析
摘要：随着我国现代化建设的飞速发展，新建住宅、商业、工业等项目越来越多，功能也越来越复杂，其对用电要求也越来越高。而对工程实际运用来说，低压断路器是直接保证供电回路安全的重要设备，低压断路器如何选用得安全、经济、合理显得尤为重要。 关键词：低压断路器；电子脱扣器；热磁脱扣器；电磁脱扣器 中图分类号：tu855 文献标识码：a 断路器是一种能够接通、承载以及分段正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路（例如短路）下接通、承载一定时间和分段电流的一种机械开关电器。低压断路器广泛地应用于低压配电系统各级馈电回路，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。在使用低压断路器的过程中如何科学地选型，避免因断路器选型不当及安装不合理，造成其不能发挥应有控制与保护作用，并在运行中存在一定安全隐患，既降低系统保护运行的可靠性，又对使用人员的人身安全构成相应威胁。所以如何科学合理地选择使用低压断路器是保证系统安全有效运行关键。 一、低压断路器的特性 1.低压断路器的基本特性主要体现在 （1）额定电压ue：这是断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压； （2）额定电流in：配有专门的过电流脱口继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值； （3）额定极限短路分断能力icu：是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值； （4）过载保护（ir或irth）和短路保护（im）的脱扣电流整定范围。 2.低压断路器的脱扣器类型有 （1）电磁脱扣器：只提供磁保护，也就是短路保护。 （2）热磁脱扣器：提供磁保护和热保护，热保护也就是过载保护。一般来说，电路中都用热磁脱扣器来提供短路和过载保护，只有一些特殊场合用电磁脱扣器提供短路保护，而由其他元件（如热继电器）来提供过载保护。但其只能提供二段保护；动作值误差比较大，不可以调节。 （3）电子脱扣器可以有以上所有功能，并可以方便地进行整定，且能够提供三段甚至四段保护，动作比较精准，可以调节。 二、低压断路器的选择 低压断路器的选择需要考虑如下因数：断路器所在设备系统的电气特性；断路器的使用环境（如周围环境温度、罩棚或开关柜的外护物，当地气候条件等）；短路电流分断和接通能力；断路器操作要求（如分级跳闸、遥控要求和指示及相关辅助触点，辅助跳闸线圈以及它们间的连接要求）；安装规定，特别是对人身的保护；负荷特性（如电动机、荧光灯、低压变压器等），本文主要从短路电流计算和热稳定校验等方面探讨低压断路器的选择。 《低压配电设计规范》gb50054-2011第3.1.1条要求：“电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流；电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求；用于断开短路电流的电器应该满足短路条件下的接通能力和分段能力”。第6.2.1条要求：“配电线路的短路保护电器，应在短路电流对导体和连接处产生的热作用和机械作用造成危害之前切断电源”。第6.2.4条要求：“当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”。 下面通过案例进行相关分析： 在以上计算结论的前提下，现对单元配电总箱的出线开关进行校验。由于通常甲方要求不标示所选断路器型号，只用代号mccb表示塑壳断路器，现选取常熟开关厂和施耐德电气有
低压断路器选用规则及示例
（1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流； （2）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力； （3）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍； （4）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流； （5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。 低压断路器的选用，应根据具体使用条件选择使用类别，选择额定工作电压、额定电流、脱扣器整定电流和分励、欠压脱扣器的电压电流等参数，参照产品样本提供的保护特性曲线选用保护特性，并需对短路特性和灵敏系数进行校验。当与另外的断路器或其他保护电器之间有配合要求时，应选用选择型断路器。 1、额定工作电压和额定电流低压断路器的额定工作电压Ue。和额定电流Ie。应分别不低于线路，设备的正常额定工作电压和工作电流或计算电流。断路器的额定工作电压与通断能力及使用类别有关，同一台断路器产品可以有几个额定工作电压和相对应的通断能力使用类别。 2、长延时脱扣器整定电流Ir1 所选断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1应大于或等于线路的计算负载电流，可按计算负载电流的1～1.1倍确定；同时应不大于线路导体长期允许电流的0.8—1倍。 3、瞬时或短延时脱扣器的整定电流Ir2所选断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流Ir2应大于线路尖峰电流。配电断路器可按不低于尖峰电
流1.35倍的原则确定，电动机保护电路当动作时间大于0.02s时可按不低于1.35倍起动电流的原则确定，如果动作时间小于0.02s，则应增加为不低于起动电流的1.7—2倍。这些系数是考虑到整定误差和电动机起动电流可能变化等因素而加的。 4、短路通断能力和短时耐受能力校验低压断路器的额定短路分断能力和额定短路接通能力应不低于其安装位置上的预期短路电流。当动作时间大于0.02s时，可不考虑短路电流的非周期分量，即把短路电流周期分量有效值作为最大短路电流；当动作时间小于0.02s时，应考虑非周期分量，即把短路电流第一周期内的全电流作为最大短路电流。如校验结果说明断路器通断能力不够，应采取如下措施。 a)在断路器的电源侧增设其他保护电器(如熔断器)作为后备保护。 b)采用限流型断路器，可按制造厂提供的允通电流特性或限流系数(即实际分断电流峰值和预期短路电流峰值之比)选择相应的产品。 c)可改选较大容量的断路器。各种短路保护断路器必须能在闭合位置上承载未受限制的短路电流瞬态值，还须能在规定的延时范围内承载短路电流。这种短时承载的短路电流值应不超过断路器的额定短时耐受能力，否则也应采取措施或改变断路器规格。断路器产品样本中一般都给出产品的额定峰值耐受电流和额定短时耐受电流(1s电流)。当为交流电流时，短时耐受电流应以未受限制的短路电流周期分量的有效值为准。 5、灵敏系数校验所选定的断路器还应按短路电流进行灵敏系数校验。灵敏系数即线路中最小短路电流(一般取电动机接线端或配电线路末端的两相或单相短路电流)和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。两相短
低压断路器规程
HSW1型智能型万能式低压断路器检修规程 1 范围 1.1本规程适用于杭州之江开关股份有限公司生产的智能型万能式断路器规程。 1.2本规程适用于#5、#6机组中的所有低压智能型断路器。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改或修订版均不适用于本标准，然而，其鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 1EC60947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 DL/.T596.1996电气设备预防性规程 DL/.T617.1997气体绝缘金属封闭开关设备技术文件 华北电力集团公司二000年《电力设备交接预防性试验规程》 3 总则 3.1本规程规定了HSW1系列智能型万能式低压断路器 3.2预试项目按相关标准执行 4 型号含义 5 结构特点 断路器为全体布置形式，且有结构紧凑，体积小的特点。 触头系统封闭在绝缘底板内，且每个触头边都用绝缘板隔开，形成一个小室，智能型脱扣器，手柄操作机构，电动操作机构依次排在前面形成各自独立的单元，如其中一个单元坏了，可将其拆下换上新的一般无需检修。 企业代号 极数（四极标以4，三极时不标） 断路器的壳架等级额定电流 设计序号 万能式断路器 HS W 1
6主要技术参数 6.2断路器的最大耗损功率（环境温度﹢40℃）。 HSW1—1000 三级210V A 四级250V A HSW1—4000 三级1200V A 四级1220VA HSW1—2000 三级360V A 四级420V A HSW1—6300 三级1250V A 四级1350V A HSW1—3200 三级870V A 四级1020V A 断路器在不同环境温度下额定电流变动表见下表 注：以上数据仅作为指导、参考用 7 检修周期和内容 因其断路器机械、电器特殊性一般无需检修只能做一般性检查。 7.1周期为小修每年2次 大修随机组大修新投运一年后大修。 7.2检修内容 投运以后的断路器应定期进行清扫，以保持绝缘件，导电件表面的清洁，紧固各部螺丝，以免过热。 检查各部连接销子，有无磨损或丢失。 定期对断路器各转动部位，加润滑油、防止机械犯卡，定期对断路器上一次隔离插头的接触部位应定期清理并涂上新的导电膏。 定期清扫母线，紧固母线各连接螺丝。 临时性检修根据运行情况再定。
低压断路器的选择和应用
低压断路器的选择和应用 １电灯（白炽灯）、电热器回路 这些回路基本上是电阻负载，选用的是小型断路器（MCB）。断路器的额定电流理论上是In≥IＬ（In为断路器额定电流，IＬ为线路或电气设备的额定电流）。若In取≤IＬ，MCB可能发生误动作，所以国际上很多国家将用于白炽灯、电热回路的断路器In选为（1.1～1.15）IＬ。 白炽灯和电热回路在通电的瞬间都可能产生闪流（由冷态电阻逐渐形成热态电阻的过程），最大闪流可达10IＬ，故在选用小型断路器时应选用Ｃ型（瞬动电流整定值5～10倍In）。 ２高压汞灯、钠灯、金属卤化灯等的回路 小型断路器的In≥（1.2～1.4）IＬ 水银灯等的特点是电流的畸变率（系数）达１５％，起动时，因镇流器电感因素，将产生冲击电流，但起动的时间也较长。为此，水银灯等的保护用断路器，其瞬动电流应选用Ｃ型。 ３电动机回路 作为电动机回路直接保护的断路器可采用电动机保护型断路器，它的过载保护有1.2In、1.5In、7.2In（可返回特性），短路瞬动为12In。这种断路器的额定电流In=I M（I M为电动机的额定电流）。如果无法找到电动机保护型断路器，也可使用一般配电保护型断路器，但这种配电型断路器仅能作电动机的短路保护（线路的过载保护采用热继电器）。 由于这种配电型断路器无躲过电动机起动电流的可返回特性，为了避免电动机起动时断路器动作（包括电动机采用Ｙ－Δ起动器等，在起动、运转瞬间的过渡性冲击电流），所以它的额定电流取得较高。日本有关标准（包括一些公司的产品样本介绍）规定：当电动机额定电流I M≤50A时，断路器的额定电流In≤3I M，当I M＞50A时，In≤2.5I M，而瞬动电流仍取10In（倘额定电流不放大，则瞬动电流必须大于14I M），断路器的额定短路分断能力≥电动机的短路电流。 ４电容器回路 国际电工委员会IEC和德国DIN标准都规定，电容器单元必须长期在这样的电流下工作，即：它的有效值不会超过在正弦电压和额定频率时流过电流的1.3倍，对于大多数使用场合中的电容器单元可不采用过载保护，它可使上一级电网通过滤波回路进一步消除谐波。 对于短路保护，最普遍的是采用熔断器（此时熔断器的额定电流应是电容器额定电流的1.6～1.7倍），也有很多使用电容器的地方，它的短路保护选择塑料外壳式断路器（MCCB）。 电容器的保护开关（熔断器、断路器）必须符合以下三条要求。 （１）应能承受电容器产生的涌流； （２）保护开关、电器应有不重燃性； （３）熔断器或断路器的短路分断能力应大于电容器的短路故障电流。 电容器合闸投入运行时，由于端电压不能发生突变（由零变到额定电压），其情况有如短路，因此有较高的频率和较大幅值的浪涌电流（涌流）。 单个电容器的涌流峰值按公式（１）计算 Im＝Ic（１） 式中： Im--涌流峰值Ａ； Ｓ--电容器安装处的短路容量，ｋＶＡ； Ｑ--电容器的无功功率，ｋＶＡＲ； Ic--电容器电流，Ａ。 为了抑制电容器开断时的过电压和合闸涌流，集中补偿的电容器一般是装切合电阻的。要求加装切合电阻后，将Im降下来。加装切合电阻后，涌流（峰值）可降到16Ic，有效值为11.3Ic，因选用的断路器额
一体式组合型真空断路器
简介|江阴宝光（三工位真空断路器） 三工位真空断路器集真空断路器、隔离开关、接地开关于一体.相比传统高压固定式开关柜XGN2或XGN66、KYN28等等，在成套厂内需要分别单独安装隔离开关、真空断路器、接地开关，安装调试机械联锁，工艺复杂、耗工时大、对工人技术要求高，使用该产品后，配多功能真空断路器，开关本体具有隔离工位、断路器工位，接地工位更加集成化、系统化，安装简单、快捷、方便、可靠。 江阴宝光从事户内外高压真空断路器：10KV、24KV、35KV、40.5KV规格齐全。宝光作为中压户内和户外开关产品的研发和制造专家，早在6多年前公司就开始着力于研究高可靠性智能化真空断路
器领域。通过对配网智能化理论、真空开断技术及绝缘技术的深入研究，在市场上推出了使用更方便、体积更紧凑、重量更轻、性能更可靠的断路器产品，重合器产品，广泛地应用于全国各地，为江阴宝光电气在中压开关制造领域奠定了领导地位。 三工位真空断路器符合GBl804、DL403、GBll022等标准的规定，无论是在正常使用条件还是在故障条件(特别是短路情况)下，只要在断路器的技术参数范围内，它就可以保证安全、可靠的运行于相应电压等级的电网中。
主要符合以下国家标准： 开关部分：GB1984 《高压交流断路器》GB/T11022-1999 《高压开关设备控制和设备标准的共同技术条件》 控制终端部分：GB/T726-2000《继电器及装置基本试验方法》GB/T17626-1998
《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群搞扰度试验》（江阴宝光真空断路器型号） AB-3S-12/630-20 ZW20-12F/630-20
低压断路器及选型
低压断路器 一、低压断路器得分类 低压断路器（曾称自动开关)就就是一种不仅可以接通与分断正常负荷电流与过负荷电流,还可以接通与分断短路电流得开关电器。低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压与漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作与电动操作，有得还可以实现远方遥控操作。 低压断路器得分类:低压断路器得分类方式很多 按结构形式可分为: 框架式断路器(AＣB)又称开启式、万能式断路器。比如ABB得Ｆ、Emax系列、施耐德得M、MＴ系列、穆勒得IZM系列、西门子得WＬ系列、国产得DW系列等。框架式断路器所有零件都装在一个绝缘得金属框架内，常为开启式，可装设多种附件,更换触头与部件较为方便。有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。按安装方式可分为固定式与抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便，多用在电源端总开关。过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式与智能化脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。随着微电子技术得发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作得灵敏性与选择性。ACＢ得最大特点就就是容量大、极限短路分断能力高与足够得短时耐受电流,有得断路器得额定电流高达500０Ａ，额定短时耐受(允许)电流Icｗ高达１００kA (1S)。这使得ＡCB得有很好得选择性与稳定性。ACB得功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统得主开关,以及重要得、负载较大得主干线得保护。 塑壳式断路器(ＭＣCB）又称装置式断路器,比如ＡBB得lsｏmａxS、Tｍａx系列、施耐德得ＮS、ＮＳX系列、国产得DZ20系列等。所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑，MCＣB基本不能检修。MCCＢ多为手动操作,大容量也有选择电动操作。由干电子式保护脱扣器得应用,MCCB也具备了三段保护特性，但由于价格因素，采用热磁式或电磁式脱扣器得断路器用量更大。ＭCCB得特点就就是体积小、接触防护好、安装使用方便、价格相对便宜。但与AＣＢ比，MCＣB得容量小,短路分断能力低，选择性与短时耐受能力差。近年来新型MCCＢ容量已经做到3000A，极限短路分断能力高达150ｋＡ以上，但因结构上得原因，短时耐受能力就就是最大短板，使选择型MCCB 得应用受到局限。由于上述原因，MＣCB主要用于未端线路与一些分干线,主要作电动机、小容量配电线路。 还有一类叫微型断路器（MCＢ)又称微断,比如ABＢ得S25０系列、施耐德得C65系列、国产得DZ4７系列等。实际上也就就是塑壳断路器得一种,因其体积很小把它另列，微断得特点就就是结构紧凑、接触防护好、安装使用方便、价格便宜,与塑壳式断路器相比容量更小,短路分断能力更低,短时耐受能力更差,主要做微小型电动机、小容量配电线路与照明保护与家用。 按保护负载性质与特性可分为:配电保护型、电动机保护型与家用保护型断路器。 按脱扣器类型可分为：电磁(单磁)脱扣器、热磁脱扣器与电子脱扣器,电子脱扣器还可分为拨动开关式、智能数显式。 按使用类别分为非选择型(Ａ类)与选择型(B类)。 A类,这类断路器不设置任何脱扣延时,只要达到定值立即跳闸。承受短路得时间就就就是瞬时脱扣器动作得时间。此时选择断路器可按Icｓ或Ｉcｕ满足短路预期电流,考虑到更严格一些得使用条件,一般我们习惯按Ｉcs满足短路预期电流选择。
新一代智能化断路器与物联网技术的融合
新一代智能化断路器与物联网技术的融合 摘要：智能变电站相关新技术的大量应用，改变了常规变电站信息交互的方式----以光缆和软件逻辑代替继电保护二次回路，以二次系统配置文件描述二次设备连接关系。这样的改变使得智能变电站对从业人员的缺陷分析处理能力提出了更多 样化的要求，改变了原有的缺陷分析处理思路和工作习惯。随着物联网技术的逐 渐成熟以及智能断路器功能的进一步完善，融合物联网技术使得传统配电系统得 到进一步的革新。本文主要分析了新一代智能化断路器与物联网技术的融合策略。 关键字：智能化；断路器；物联网技术；融合 新一代智能化变电站三大突破主要表现在集成优化设计技术突破，智能设备 制造与检测技术突破和模块化建设技术突破。随着互联网的普及和通信技术的发展，在互联网基础上延伸和扩展的物联网开始应用。在新一代智能化断路器推出后，促进了断路器与物联网的融合，使其智能功能得到进一步的拓展。新一代智 能化断路器与物联网的融合既体现了智能化断路器数字化全新功能的优势，又为 用户提供了极具高性价比和功能优越的整体解决方案，为智能化配电系统的发展 趋势开辟了全新的思路。 1新一代智能化变电站三大突破 1.1集成优化设计技术突破 首先，考虑整体集成设计，引领设备制造厂家实现功能集成和技术创新。其次，优化电气主接线、总平面布局、结构紧凑和减少占地面积。最后，优化电气 设备选型和配置，形成“智能化和集成化”选型原则。 1.2智能设备制造与检测技术突破 2013 年底，6 座变电站投运前期，国家电网公司完成了19类107种型号设备的研制和单机检测工作。研制完成了“传感器 + 智能组件”的智能一次设备、集成 式隔离断路器、高度精密电子式互感器、集成式无功补偿设备。实现了一次设备 与智能组件一体化设计制造和集成联调；二次设备制定了新一代信息流方案，研 制了通用一体化业务平台，提高了系统可扩展性，增加工程集成调试环节，减少 现场接线与调试工作，提高了工程建设效率。 1.3模块化建设技术突破 新一代智能变电站采用工厂预制结构的建筑物结构，预制舱式二次设备，实 现最大化工厂加工，最小化现场施工，预制舱采用双列屏柜布局、单列屏柜布局 和二次前接线装置，实现了结构紧凑；采用预制电缆盒预制光缆，实现设备之间 标准化连接和一、二次设备连接的“即插即用”的原则。 2新一代智能化变电站核心技术 新一代智能变电站涉及多个学科理论和多领域技术，是一项系统工程、一项 重大集成创新工作，决定了必须采用“顶层设计”的方法构建规划与实践之间的蓝图。通过顶层设计制定了变电站的战略规划，顶层设计是以需求为导向，根据需 求确定总体目标；然后需要找到实现总体目标的关键环节及突破点，分析影响关 键环节的敏感因素；最终落实到实现总体目标的近远期概念设计方案。新一代智 能变电站总体思路坚持“设计为龙头、科研为支撑、设备为关键、建设为基础” 的工作思路，高效推进新一代智能变电站建设工作。 2.1变压器智能化技术 使用智能组件与变压器本体结合，电子式互感器与套管成套安装，实现测量 数字化和功能一体化特征。尤其是传感器应运在检测方面，如：油中溶解气体传
低压断路器及选型
低压断路器 一、低压断路器的分类 低压断路器(曾称自动开关)就是一种不仅可以接通与分断正常负荷电流与过负荷电流,还可以接通与分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起通断控制作用外,还具有保护功能,如过负荷、短路、欠压与漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作与电动操作,有的还可以实现远方遥控操作。 低压断路器的分类:低压断路器的分类方式很多 按结构形式可分为: 框架式断路器(ACB)又称开启式、万能式断路器。比如ABB的F、Emax系列、施耐德的M、MT系列、穆勒的IZM系列、西门子的WL系列、国产的DW系列等。框架式断路器所有零件都装在一个绝缘的金属框架内,常为开启式,可装设多种附件,更换触头与部件较为方便。有手操动、储能式、非储能式以及电动式等操动形式。按安装方式可分为固定式与抽屉式两种,固定式外壳采用金属材料,外形尺寸较大,防护等级较低;抽屉式采用工程塑料外壳,结构较为紧凑,防护等级高,检修方便,多用在电源端总开关。过电流脱扣器有热磁式、电磁式(单磁)、电子式与智能化脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时三段保护及接地保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内可选择或调整。随着微电子技术的发展,现在部分智能型断路器具有区域选择联锁功能,充分保证了动作的灵敏性与选择性。ACB的最大特点就是容量大、极限短路分断能力高与足够的短时耐受电流,有的断路器的额定电流高达5000 A,额定短时耐受(允许)电流Icw 高达100kA (1S)。这使得ACB的有很好的选择性与稳定性。ACB的功能完善但价格贵,多用于作为低压配电系统的主开关,以及重要的、负载较大的主干线的保护。 塑壳式断路器(MCCB)又称装置式断路器,比如ABB的lsomaxS、Tmax系列、施耐德的NS、NSX系列、国产的DZ20系列等。所有零件都密封于外壳中,辅助触点、欠压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,由于结构非常紧凑,MCCB基本不能检修。MCCB多为手动操作,大容量也有选择电动操作。由干电子式保护脱扣器的应用,MCCB也具备了三段保护特性,但由于价格因素,采用热磁式或电磁式脱扣器的断路器用量更大。MCCB的特点就是体积小、接触防护好、安装使用方便、价格相对便宜。但与ACB比,MCCB的容量小,短路分断能力低,选择性与短时耐受能力差。近年来新型MCCB容量已经做到3000A,极限短路分断能力高达150kA以上,但因结构上的原因,短时耐受能力就是最大短板,使选择型MCCB的应用受到局限。由于上述原因,MCCB 主要用于未端线路与一些分干线,主要作电动机、小容量配电线路。 还有一类叫微型断路器(MCB)又称微断,比如ABB的S250系列、施耐德的C65系列、国产的DZ47系列等。实际上也就是塑壳断路器的一种,因其体积很小把它另列,微断的特点就是结构紧凑、接触防护好、安装使用方便、价格便宜,与塑壳式断路器相比容量更小,短路分断能力更低,短时耐受能力更差,主要做微小型电动机、小容量配电线路与照明保护与家用。 按保护负载性质与特性可分为:配电保护型、电动机保护型与家用保护型断路器。 按脱扣器类型可分为:电磁(单磁)脱扣器、热磁脱扣器与电子脱扣器,电子脱扣器还可分为拨动开关式、智能数显式。 按使用类别分为非选择型(A类)与选择型(B类)。 A类,这类断路器不设置任何脱扣延时,只要达到定值立即跳闸。承受短路的时间就就是瞬时脱扣器动作的时间。此时选择断路器可按Ics或Icu满足短路预期电流,考虑到更严格一些的使用条件,一般我们习惯按Ics满足短路预期电流选择。 B类,这类断路器为了实现选择性在小于Icw的短路时延时一定时间脱扣。此时选择断路器就必须按Icw满足短路预期电流。