淺談 低壓萬能式斷路器

　一、設(shè)計和應(yīng)用中幾個問題的探討　　　　

    1、過電流脫扣器電流整定值的探討　　如何讓低壓斷路器準(zhǔn)確的動作，既起到有效的保護(hù)作用，又盡量提高供電可靠性，主要是要準(zhǔn)確的對過流脫扣器的各種參數(shù)進(jìn)行整定?！　￠L延時整定值Ir1對低壓斷路器來說是一個*重要也是*基本的參數(shù)，可整定在(0.4~1)In范圍之間。但整定值到底應(yīng)是多少，一直沒有定論，保守者認(rèn)為應(yīng)整定為1.1倍的變壓器額定電流,以有效保護(hù)變壓器；也有人認(rèn)為應(yīng)整定為1.5倍的變壓器額定電流,因為他們認(rèn)為變壓器超負(fù)荷1.5倍也應(yīng)能持續(xù)運行一段時間,以提高供電可靠性。大部分人認(rèn)為應(yīng)整定為1.2~1.3倍之間。本人就此問題查閱了很多資料，但一直找不到針對性的分析資料，因此只能根據(jù)一些相關(guān)資料自己來分析探討。根據(jù)變壓器允許承受的過負(fù)荷情況，在環(huán)境溫度20℃，油浸式變壓器超負(fù)荷50情況下，允許運行1小時。根據(jù)國家制定的斷路器生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，斷路器通過的電流達(dá)到1.3倍的整定值Ir1時即電流值達(dá)1.3*Ir1時,要求在1小時之內(nèi)自動斷開。假設(shè)將斷路器的整定電流Ir1整定為變壓器額定電流的1.2倍,斷路器通過電流達(dá)到變壓器額定電流的1.2*1.3=1.56倍時,斷路器在1小時之內(nèi)動作。基本符合，在環(huán)境溫度20℃，油浸式變壓器超負(fù)荷50情況下，允許繼續(xù)運行1小時的要求。因此在使用油浸式變壓器情況下，長延時過載脫扣器電流整定值整定為變壓器額定電流的1.2倍較合理。干式變壓器過載能力比油浸變壓器略差，因此在選擇整定值時應(yīng)適當(dāng)變小?！　　　?/p>

    2、斷路器分?jǐn)嗄芰Φ奶接憽　∪绾巫?a href="javascript:redirect('http%3A//tech.bjx.com.cn/keyword.asp%3Fkeyword%3D%25E6%2596%25AD%25E8%25B7%25AF%25E5%2599%25A8')">斷路器在*嚴(yán)重的短路電流情況下能準(zhǔn)確動作的同時，自身不會被損壞，主要是要對短路分?jǐn)嗄芰M(jìn)行校驗和選擇。斷路器框架選定時，短路分?jǐn)嗄芰﹄娏饕惨汛_定，無需整定。斷路器的短路分?jǐn)嗄芰碚撋隙寄軡M足三相短路電流情況下的分?jǐn)啵珜嶋H運行中還是會出現(xiàn)短路電流燒毀斷路器的情況發(fā)生，現(xiàn)作簡單分析如下：　　首先計算一下短路電流，變壓器副邊短接，原邊電壓為額定電壓時，副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。因此副邊的短路電流（三相短路）為I(3)=Ite/Uk，此值為交流有效值。在相同的變壓器容量下，若是兩相之間短路，則I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)。以上計算均是變壓器出線端短路時的電流值，這是*嚴(yán)重的短路事故。如果短路點離變壓器有一定的距離，則需考慮線路阻抗，因此短路電流將減小。以浙江電器開關(guān)有限公司生產(chǎn)的ZW1型的低壓萬能式斷路器為例，框架電流為2000A時，額定短路分?jǐn)嗄芰?0KA。假設(shè)變壓器額定電流達(dá)到了框架電流2000A，變壓器選擇S9型時，Uk=4.5,出線側(cè)的三相短路電流為I(3)=2000/0.045=44KA。50KA＞44KA,理論分析分?jǐn)嗄芰M足要求。從實際運行情況調(diào)查來看，如果變壓器額定電流接近框架等級電流時，斷路器的分?jǐn)嗄芰碚撋洗笥谌喽搪冯娏?，但偶然也會出現(xiàn)斷路器質(zhì)量問題，實際分?jǐn)嗄芰π∮诶碚摲謹(jǐn)嗄芰?，此時有可能出現(xiàn)燒毀斷路器情況。因此從分?jǐn)嗄芰Φ脑６群蛯頂U容等方面的考慮，此種情況，本人建議選用高一等級的框架電流。以ZW1型為例，如果變壓器的額定電流大到接近于2000A的框架電流時就應(yīng)選擇3200A的框架電流，此時的額定分?jǐn)嗄芰_(dá)到了75KA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2000A框架電流時的50KA的分?jǐn)嗄芰??！　　　?/p>

    3、斷路器失壓脫扣器的使用探討　　失壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時，使斷路器自動斷開的一種脫扣器。　　失壓脫扣器能在市電停電時使斷路器自動斷開，市電再次來電時，需人工或遠(yuǎn)程控制再次合上，以避免市電再次來電時對電力系統(tǒng)造成很大的沖擊。但正因為停電后再次來電時，需人工或遠(yuǎn)程控制合閘，所以如果不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制，將對供電可靠性造成很大的影響。所以是否使用失壓脫扣器，要視具體情況而定。有些設(shè)計人員一開始幾乎所有斷路器均使用失壓脫扣器；后來上級有關(guān)部門提出使用失壓脫扣器給供電部門運行管理造成極大的困難，有些設(shè)計人員以尊重上級意見為準(zhǔn)，而不能完全理解失壓脫扣器的利與弊，取消了失壓脫扣器的使用。以上兩種做法都是不正確的。目前在設(shè)計中比較統(tǒng)一的觀點是，公變配電室不使用失壓脫扣器，專變配電室使用失壓脫扣器?，F(xiàn)對此分析如下，以期共同探討：　　10KV公變配電室，運行管理由供電局負(fù)責(zé)，一大片區(qū)域的配電室只由幾個人管理，屬無人值班性質(zhì)。如果斷路器帶了失壓脫扣器，在發(fā)生市電10KV級較大范圍停電情況下，所有該范圍配電室內(nèi)的斷路器將自動斷開。在目前的配網(wǎng)情況下，當(dāng)市電恢復(fù)供電后，配電室內(nèi)的斷路器只能由供電局派人一個一個人工合上。從人力和供電可靠性兩方面來看都顯然是不可取的。不帶失壓脫扣器的斷路器，在市電恢復(fù)供電后，可以立即通電，這雖然將對電力系統(tǒng)及用電設(shè)備造成較大的沖擊，但權(quán)衡利弊，只能選擇不帶失壓脫扣器?！　Ｗ兣潆娛矣捎脩糇孕泄芾恚鶗袑Ｈ素?fù)責(zé)配電室管理。如果發(fā)生停電后，再次供電時，可以較及時的實現(xiàn)人工合閘供電，供電可靠性影響較小。另外，專變用戶往往配有自備發(fā)電機，自備電的電壓往往不太穩(wěn)定，如果電壓過低，繼續(xù)供電將對用電設(shè)備造成損壞，所以裝失壓脫扣器從保護(hù)設(shè)備角度來說，也是非常有必要的?！　　　?/p>

    4、四極斷路器的應(yīng)用探討　　關(guān)于四極斷路器的應(yīng)用，用或不用應(yīng)以是否能確保供電的可靠性、**性為準(zhǔn)，因此大體上是：TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)中，N線與保護(hù)線PE合二為一（PEN線），考慮**，任何時候不允許斷開PEN線，因此**禁用四極斷路器；TT系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)可使用四極斷路器，以便在維修時保障檢修者的**，但是TN-C-S和TN-S系統(tǒng)，斷路器的N極只能接N線，而不能接PEN或PE線；裝設(shè)雙電源切換的場所，由于系統(tǒng)中所有的中性線（N線）是通聯(lián)的，為了確保被切換的斷路器的檢修**，必須采用四極斷路器?！　　?/p>

    二、實際運行中常見故障介紹及原因分析　　　　

    1、失壓脫扣器故障?！　　　?a href="javascript:redirect('http%3A//tech.bjx.com.cn/keyword.asp%3Fkeyword%3D%25E6%2596%25AD%25E8%25B7%25AF%25E5%2599%25A8')">斷路器在運行中沒有發(fā)生短路或接地等現(xiàn)象，也沒有發(fā)生過載，卻莫名其妙的跳閘了，一般就是失壓脫扣器或控制器有故障。失壓脫扣器的故障一般就是電源模塊燒壞了。電源模塊長期處于帶電工作狀態(tài)，因此如果模塊質(zhì)量不可靠，很容易發(fā)生故障。檢查的方法可用人工強行使失壓脫扣器銜鐵吸合，如這時斷路器合上后不再斷開，即可證明是失壓脫扣器的故障。解決的方法只能是拆掉失壓脫扣器和電源模塊，此時斷路器就能正常工作了，以后可根據(jù)實際需要，考慮更換新的失壓脫扣器的電源模塊。如果失壓脫扣器為助吸式，要注意失壓脫扣器鐵芯撞針的長度，可以通過調(diào)節(jié)撞針的長度，使失壓脫扣器處于正確位置，即只有當(dāng)電源電壓下降到額定電壓的40以下時，失壓機構(gòu)動作開關(guān)才跳閘?！　　　?/p>

  2、智能控制器故障?！　≈悄芸刂破靼l(fā)生燒毀故障后，一般會出現(xiàn)手動可合閘，電動不能合閘，三段保護(hù)功能及其它保護(hù)功能失靈。控制器燒毀故障一般是由于電壓過高造成燒毀。一般廠家按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計工作電壓為400V，但實際運行中，到了后半夜時，如果變壓器不做調(diào)壓措施，電壓往往會達(dá)到420V及以上，很容量使控制器承受不了如此高的電壓而燒毀?？刂破髁硗庖粋€常見問題是故障記憶如果得不到及時**，即使電網(wǎng)故障已排除解決，斷路器仍認(rèn)為電網(wǎng)有故障而手動和電動均會合不上閘。此時只能按照使用說明書上的操作，**故障記憶后復(fù)位，就能正常工作了。一般人員不會想到是因為這個合不上閘，往往查不出故障原因，或者知道了這個原因，但因**操作過于復(fù)雜而只能找專業(yè)技術(shù)人員，帶來不必要的停電。解決的方法是廠家應(yīng)開發(fā)出操作更簡單直觀的耐壓性能更好的控制器，同時加強操作人員的技術(shù)培訓(xùn)?！　　　?/p>

  3、機構(gòu)故障　　機構(gòu)故障往往由于機構(gòu)不緊湊，彈簧和連桿配合不好，或者彈簧錯位，甚至掉出來了，造成手動電動都合不上閘，解決方法各不相同，根據(jù)維修人員的經(jīng)驗，在檢查時仔細(xì)觀察各機械部件有沒有脫落、變形損壞，進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)位調(diào)整即可。如果是連桿大件損壞無法修復(fù)的，則只能聯(lián)系廠家派技術(shù)人員修理或更換相關(guān)部件?！　　　?nbsp; 

  4、分?jǐn)嗄芰Σ蛔慊驅(qū)щ娦阅?*造成的事故　　極個別斷路器因為觸頭或滅弧裝置質(zhì)量問題，實際分?jǐn)嗄芰_(dá)不到理論分?jǐn)嗄芰Γ霈F(xiàn)短路致使電弧燒毀斷路器的情況發(fā)生。導(dǎo)電性能**往往由于接觸面不清潔、接觸面太小及接觸壓力不足、觸頭脫落卡阻、接觸處螺絲釘松動等原因造成。導(dǎo)電性能**嚴(yán)重的會發(fā)生低壓電網(wǎng)斷相運行?！　　　?/p>

  三、斷路器新技術(shù)及未來發(fā)展方向　　斷路器經(jīng)歷了從電磁脫扣器到電子脫扣器，近年，微電腦處理器的普及，又有智能型斷路器問世?！　∥⑻幚砥骱陀嬎銠C技術(shù)引入低壓斷路器，一方面使低壓斷路器具有智能化功能，另一方面使低壓斷路器通過中央控制系統(tǒng)，進(jìn)入計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。微處理器引入低壓斷路器，使斷路器的保護(hù)功能大大增強，可以保護(hù)過載、斷相、反相、三相不平衡、接地等故障，并具有很高的動作準(zhǔn)確性；可設(shè)置預(yù)警特性，當(dāng)斷路器內(nèi)部溫升超過允許值，或觸頭磨損量超過限定值時能發(fā)出警報；可反映負(fù)載電流的有效值，消除輸入信號中的高次諧波，避免高次諧波造成的誤動作；提高斷路器的自身診斷和監(jiān)視功能，可監(jiān)視檢測電壓、電流和保護(hù)特性，并可用液晶顯示。智能化斷路器通過與控制計算機組成網(wǎng)絡(luò)可自動記錄斷路器運行情況和實現(xiàn)遙測、遙控和遙信，提高了低壓配電系統(tǒng)自動化程度，使控制系統(tǒng)的調(diào)度和維護(hù)達(dá)到新的水平?！　　　∧K化與塑殼化是一個新的理念，當(dāng)前具有國際水平的斷路器設(shè)計都趨于模塊化、塑殼化結(jié)構(gòu)設(shè)計。模塊化結(jié)構(gòu)特點是將斷路器分成六個部分：框架、觸頭滅弧系統(tǒng)、手動操作機構(gòu)、電動操作機構(gòu)、智能型控制器、抽屜座。每個部分都成為一個完整獨立的部件，總裝時只需一至二個螺釘即可將其固定，拆裝十分方便，而且便于檢修維護(hù)及斷路器改造。塑殼化結(jié)構(gòu)特點是將斷路器外殼、框架采用塑料壓制而成，以便將觸頭、滅弧系統(tǒng)都放在絕緣小室中，防止相間短路，確保電弧向上噴出，保證下進(jìn)線可靠分?jǐn)唷！　≡诘谌a(chǎn)品智能型斷路器逐步推向市場的同時，現(xiàn)在國內(nèi)外低壓電器公司正努力開發(fā)第四代產(chǎn)品，除了高性能、小型化、電子化、智能化、模塊化、可通信外，*主要的發(fā)展方向是網(wǎng)絡(luò)通訊、高可靠、維護(hù)性能好、符合環(huán)保要求等。網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展，日益要求用戶和設(shè)備之間的開放性和兼容性，因而制定一個統(tǒng)一的通訊協(xié)議是一個關(guān)鍵問題?！　　　∫陨鲜潜救嗽谠O(shè)計和生產(chǎn)實際中，對低壓萬能式斷路器應(yīng)用的一些膚淺看法。讀者如有不同的意見和觀點，還望大家一起探討，如有寫的不妥之處還望大家批評和指正。
                                          

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