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断路器的工作原理及选型要点

发布于:2022-10-16 17:54:16 来自:电气工程/继电保护 [复制转发]

知识点:双件数片断路器


1断路器的作用及工作原理



断路器是一种用于安全保障的电器产品,微型断路器又称MCB。断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机实行保护,当线路发生严重的过载或者短路及欠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过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。


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在低压配电系统中,断路器用来代替过去常用的保险丝和刀开关。断路器具有自动脱扣功能,带有消磁灭弧装置,在很多配电箱中,低压断路器已经取代了熔断器,因为熔断器是一次性的,一旦熔断器熔丝烧断就得重新更换熔丝,增加了维护成本。而断路器的保护是采用跳闸形式,在排除故障以后只需要通过合闸动作就能恢复正常供电,在维护和恢复上比熔断器方便许多。

断路器的工作原理是利用双金属片向上的热膨胀和弯曲触发杠杆,使断路器跳闸,实现过载保护。过载保护有一定的时差。当线路发生短路和严重过载状况时,电流通过感应线圈产生强烈的磁场,推动杠杆迅速跳闸。

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如果欠压后电能跟不上,电压就会降低的很厉害,根据P=UI公式可知,U变小,I会变大,U越小线路上电流I会越大。根据焦耳定律,电流上升越厉害,线路上器件发热量就越多,器件温度会越来越高,可能导致起火等事故。因此,线路有必要设置一个临界电压,在线路电压下降到这个临界电压时,通过保护设备或者类似功能的器件,将线路切断,从而保障整个回路上的器件设备不会烧坏,这个就叫欠压保护。在断路器中,当网络电压降低到某一规定值时,失压脱扣器的电磁铁的吸力变小,因此杠杆转动作用于脱扣机构,使得断路器断开,保护线路。




2断路器和空气开关的区别



空气开关属于断路器产品中的一种。通常来说空气开关指的就是微型断路器。小型电动机、办公或者家用的电路,他们的总电源开关都是空气开关。



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断路器一般指的是安装在三相四线总电路的总开关。控制的区域比较大,往往控制的都是一个楼层或者一个单元,甚至是更大的区域。



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断路器一般至少是三匹,主要安装在主电源主电路上。



3断路器上的参数




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Ue:额定工作电压,也就是线路的工作电压。大部分低压断路器的Ue额定工作电压是三种:220V、380V、690V。高的额定工作电压可以使用到低的额定工作电压。比如断路器Ue额定工作为690V,那么这台断路器可以运用到220V和380V中。而Ue额定工作为380V的断路器不可以使用到690V的线路中。


Uimp:表示额定耐受冲击电压为8kV,也就是断路器能保证安全而不被损坏的短时最高电压。


f:代表额定频率为50Hz。


CAT: 使用类别有A、B之分。A类断路器一般作为分配电柜的进线,或终端断路器,有短路故障时要求速断,没有承载短路电流的要求。B类主要用作低压进线总开关,有短路短延时保护。


Icu:指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的极限短路电流。ICU=15KA,当电路中发生15KA故障电流时,断路器可以安全的切断电路,而不会发生触头粘接、爆炸等状况,当线路发生这么大的短路电流断路器动作后,应该更换新的。


Ics:是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还可以继续承载其额定电流的分断能力。简单的说,超过其运行分断能力,经复位后还可以继续使用。断路器的分断能力越大越好,但是分断能力越高,价格越贵。通常50KA就满足很多低压线路使用,特殊场合则可以考虑更大分断能力,如100KA的分断能力。分断能力有35KA、50KA、60KA、80KA等多种规格,国内的小型断路器其极限短路能力一般在4-6KA之间。


Ii:额定瞬时短路电流整定值。ln是断路器额定电流。li=10ln指的是断路器在短路时,当短路电流达到断路器额定电流10倍时,断路器就可以跳开。断路器额定电流值的10倍数值就是短路保护的整定值。

+40℃ 代表以上的参数是在此温度工作时的技术参数。



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NXB-63:NXB是产品系列号,63是断路器的壳架电流。


C63:C代表跳闸电流,跳闸特性为C曲线。当线路中的电流大于该值时,断路器将自动跳闸,从而起到保护电路的作用。C63代表的是这个断路器脱扣曲线为C型、额定电流为63A。


400V~50HZ:指断路器额定电压是交流400V,频率为50HZ。


6000A :是这款断路器的极限分断电流为6000A。



4断路器的选型及接线




在照明回路中为了减少工程造价,通常选用1P的断路器。比如用1P断路器来控制照明回路的火线。



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                           1P断路器

1P断路器只可以通断火线,安全性能较低。换句话说,无论1P断路器是断开还是闭合,该断路器所在回路内的零线始终是接通的。只能够对火线进行保护,对于零线上发生的过载和短路故障则无能为力。断开1P断路器后,由于没有断开零线,依旧存在用电危险。



1P+N断路器可以接通和断开火线、不能够断开零线。有些型号可以同时断开火线和零线,但都只有火线具有过载及短路保护,零线没有过载和短路保护。



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                           1P+N断路器


从1P+N断路器上的电气符号可以看出,1-2端子之间画了一个“×”和“-”,而N端子之间仅有一个“-”,说明N端子仅具有断开功能,没有过载及短路保护。1P+N只保护火线,通断零线。1P+N断路器,虽然同时接入了零火线,但只能对火线进行保护,其零线只有通断的作用。1P+N断路器如果N极接成了火线,发生接地故障时,由于N极没有短路及过载保护,它是不会跳闸的。


2P断路器接线头有二个,一个接相线一个接零线。常用于需要同时断开两根线的场合。比如单相220V插座、单相380V焊机等。2P断路器可以同时保护零火线,安全性最高。


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                           2P断路器


从2P断路器上面的符号可以看出,1-2和3-4端子之间都画了一个“×”和“-”,说明相线和零线都具有过载及短路保护。


3P断路器常用于需要同时断开三根相线的场合。因为地线不需要经过开关,所以3P断路器主要用于三相用电设备。比如三相电机、三相焊机、三相烤炉等。

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                          3P断路器


3P断路器一般用于380V的电器。零线能不能断开取决于零线是不是保护线功能。如果零线具有保护线,就不允许断开,三相线路只能采用3P断路器,单相线路只能采用1P+N断路器。如果零线不具有保护线功能,那么三相线路就允许采用4p断路器,单相线路允许采用2p断路器。


3P+N断路器带零线端子的三极开关,而且零线始终不开断,闭合开关过程只是开关三根相线。

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                   3P+N带漏电保护断路器


4P断路器接线头有四个,三个接相线,一个接零线,这种开关适用于控制三相四线制线路。


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                       4P断路器

4P断路器常用于需要同时断开四根线的场合,主要用于低压配电线路。比如楼层总开关、车间总开关、三相五线用电设备总开关等。如果零线不具有保护线功能,那么三相线路就允许采用4p断路器,单相线路允许采用2p断路器。4P断路器和3P+N断路器相比,4P安全系数更可靠。


DZ47系列小型断路器主要分为ABCD四个型号。由于它们的脱扣器类型不同,所以使用的场合也不一样。


A型:脱扣电流范围 2In-3In ,适用于半导体保护。


B型:脱扣电流范围 3In-5In ,适用于一般住宅线路。


C型:脱扣电流范围 5In-10In ,适用于大电流电器设备、照明灯。


D型:脱扣电流范围 10In-20In ,适用于产生脉冲电流设备。比如电动机、变压器、电容器等。


断路器的A、B、C、D型如果选择错了,不仅不能起到保护作用,还可能会造成重大问题。这是目前设计和使用中最混乱的问题,应引起重视。

要控制一条线的通断就选1P断路器,比如控制电灯回路的火线。


要控制两条线的通断就选2P断路器,比如控制插座零火线等。


要控制三条线的通断就选3P断路器,比如控制电机三相火线等。


要控制四条线路通断就选4P断路器,比如低压配电盘总开关等。


如果需要漏电保护功能,就选漏电断路器。


380v的电力负载按照1kw约2.0A计算,比如5.5kw的三相电机大概11A的电流。

220V的阻性负载按照1kw约4.5A计算,比如10kw的单相设备大概45A的电流。


 断路器额定电压≥线路额定电压

断路器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器脱扣器额定电流≥线路计算负荷电流

断路器极限通断能力≥线路中最大短路电流 

为了确保安全性和可靠性,电气组件的额定工作电流通常应大于所需最大负载电流的2倍。另外,在设计和选择电气元件时,有必要考虑将来电气负载增加的可能性,为将来的需求留出空间。
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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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