淺談 低壓萬(wàn)能式斷路器

　一、設(shè)計(jì)和應(yīng)用中幾個(gè)問(wèn)題的探討　　　　

    1、過(guò)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(dòng)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(duì)過(guò)流脫扣器的各種參數(shù)進(jìn)行整定。　　長(zhǎng)延時(shí)整定值Ir1對(duì)低壓斷路器來(lái)說(shuō)是一個(gè)*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?yàn)樗麄冋J(rèn)為變壓器超負(fù)荷1.5倍也應(yīng)能持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)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(wèn)題查閱了很多資料，但一直找不到針對(duì)性的分析資料，因此只能根據(jù)一些相關(guān)資料自己來(lái)分析探討。根據(jù)變壓器允許承受的過(guò)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(yùn)行1小時(shí)。根據(jù)國(guó)家制定的斷路器生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，斷路器通過(guò)的電流達(dá)到1.3倍的整定值Ir1時(shí)即電流值達(dá)1.3*Ir1時(shí),要求在1小時(shí)之內(nèi)自動(dòng)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(guò)電流達(dá)到變壓器額定電流的1.2*1.3=1.56倍時(shí),斷路器在1小時(shí)之內(nèi)動(dòng)作?；痉?，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(yùn)行1小時(shí)的要求。因此在使用油浸式變壓器情況下，長(zhǎng)延時(shí)過(guò)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(guò)載能力比油浸變壓器略差，因此在選擇整定值時(shí)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(dòng)作的同時(shí)，自身不會(huì)被損壞，主要是要對(duì)短路分?jǐn)嗄芰M(jìn)行校驗(yàn)和選擇。斷路器框架選定時(shí)，短路分?jǐn)嗄芰﹄娏饕惨汛_定，無(wú)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)?，但?shí)際運(yùn)行中還是會(huì)出現(xiàn)短路電流燒毀斷路器的情況發(fā)生，現(xiàn)作簡(jiǎn)單分析如下：　　首先計(jì)算一下短路電流，變壓器副邊短接，原邊電壓為額定電壓時(shí)，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(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值，這是*嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)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(wàn)能式斷路器為例，框架電流為2000A時(shí)，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(shí)，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(shí)際運(yùn)行情況調(diào)查來(lái)看，如果變壓器額定電流接近框架等級(jí)電流時(shí)，斷路器的分?jǐn)嗄芰碚撋洗笥谌喽搪冯娏?，但偶然也?huì)出現(xiàn)斷路器質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)際分?jǐn)嗄芰π∮诶碚摲謹(jǐn)嗄芰?，此時(shí)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?lái)擴(kuò)容等方面的考慮，此種情況，本人建議選用高一等級(jí)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(shí)就應(yīng)選擇3200A的框架電流，此時(shí)的額定分?jǐn)嗄芰_(dá)到了75KA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2000A框架電流時(shí)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(shí)，使斷路器自動(dòng)斷開的一種脫扣器?！　∈好摽燮髂茉谑须娡ｋ姇r(shí)使斷路器自動(dòng)斷開，市電再次來(lái)電時(shí)，需人工或遠(yuǎn)程控制再次合上，以避免市電再次來(lái)電時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)造成很大的沖擊。但正因?yàn)橥ｋ姾笤俅蝸?lái)電時(shí)，需人工或遠(yuǎn)程控制合閘，所以如果不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，將對(duì)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(jì)人員一開始幾乎所有斷路器均使用失壓脫扣器；后來(lái)上級(jí)有關(guān)部門提出使用失壓脫扣器給供電部門運(yùn)行管理造成極大的困難，有些設(shè)計(jì)人員以尊重上級(jí)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(jì)中比較統(tǒng)一的觀點(diǎn)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。現(xiàn)對(duì)此分析如下，以期共同探討：　　10KV公變配電室，運(yùn)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(gè)人管理，屬無(wú)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(jí)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(dòng)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(gè)一個(gè)人工合上。從人力和供電可靠性兩方面來(lái)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(duì)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?，往往會(huì)有專人負(fù)責(zé)配電室管理。如果發(fā)生停電后，再次供電時(shí)，可以較及時(shí)的實(shí)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(jī)，自備電的電壓往往不太穩(wěn)定，如果電壓過(guò)低，繼續(xù)供電將對(duì)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(lái)說(shuō)，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(shí)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(shí)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(chǎng)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(shí)際運(yùn)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(yùn)行中沒有發(fā)生短路或接地等現(xiàn)象，也沒有發(fā)生過(guò)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(zhǎng)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(qiáng)行使失壓脫扣器銜鐵吸合，如這時(shí)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(shí)斷路器就能正常工作了，以后可根據(jù)實(shí)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(zhǎng)度，可以通過(guò)調(diào)節(jié)撞針的長(zhǎng)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(shí)，失壓機(jī)構(gòu)動(dòng)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(huì)出現(xiàn)手動(dòng)可合閘，電動(dòng)不能合閘，三段保護(hù)功能及其它保護(hù)功能失靈?？刂破鳠龤Ч收弦话闶怯捎陔妷哼^(guò)高造成燒毀。一般廠家按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)工作電壓為400V，但實(shí)際運(yùn)行中，到了后半夜時(shí)，如果變壓器不做調(diào)壓措施，電壓往往會(huì)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€(gè)常見問(wèn)題是故障記憶如果得不到及時(shí)**，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(dòng)和電動(dòng)均會(huì)合不上閘。此時(shí)只能按照使用說(shuō)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(huì)想到是因?yàn)檫@個(gè)合不上閘，往往查不出故障原因，或者知道了這個(gè)原因，但因**操作過(guò)于復(fù)雜而只能找專業(yè)技術(shù)人員，帶來(lái)不必要的停電。解決的方法是廠家應(yīng)開發(fā)出操作更簡(jiǎn)單直觀的耐壓性能更好的控制器，同時(shí)加強(qiáng)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。　　　　

  3、機(jī)構(gòu)故障　　機(jī)構(gòu)故障往往由于機(jī)構(gòu)不緊湊，彈簧和連桿配合不好，或者彈簧錯(cuò)位，甚至掉出來(lái)了，造成手動(dòng)電動(dòng)都合不上閘，解決方法各不相同，根據(jù)維修人員的經(jīng)驗(yàn)，在檢查時(shí)仔細(xì)觀察各機(jī)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(wú)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(gè)別斷路器因?yàn)橛|頭或滅弧裝置質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)際分?jǐn)嗄芰_(dá)不到理論分?jǐn)嗄芰?，出現(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(dòng)等原因造成。導(dǎo)電性能**嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生低壓電網(wǎng)斷相運(yùn)行?！　　　?/p>

  三、斷路器新技術(shù)及未來(lái)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(wèn)世。　　微處理器和計(jì)算機(jī)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(guò)中央控制系統(tǒng)，進(jìn)入計(jì)算機(jī)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(qiáng)，可以保護(hù)過(guò)載、斷相、反相、三相不平衡、接地等故障，并具有很高的動(dòng)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(guò)允許值，或觸頭磨損量超過(guò)限定值時(shí)能發(fā)出警報(bào)；可反映負(fù)載電流的有效值，消除輸入信號(hào)中的高次諧波，避免高次諧波造成的誤動(dòng)作；提高斷路器的自身診斷和監(jiān)視功能，可監(jiān)視檢測(cè)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(guò)與控制計(jì)算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)可自動(dòng)記錄斷路器運(yùn)行情況和實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控和遙信，提高了低壓配電系統(tǒng)自動(dòng)化程度，使控制系統(tǒng)的調(diào)度和維護(hù)達(dá)到新的水平。　　　　模塊化與塑殼化是一個(gè)新的理念，當(dāng)前具有國(guó)際水平的斷路器設(shè)計(jì)都趨于模塊化、塑殼化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。模塊化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將斷路器分成六個(gè)部分：框架、觸頭滅弧系統(tǒng)、手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、智能型控制器、抽屜座。每個(gè)部分都成為一個(gè)完整獨(dú)立的部件，總裝時(shí)只需一至二個(gè)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(diǎn)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)??！　≡诘谌a(chǎn)品智能型斷路器逐步推向市場(chǎng)的同時(shí)，現(xiàn)在國(guó)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(gè)統(tǒng)一的通訊協(xié)議是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?！　　　∫陨鲜潜救嗽谠O(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)際中，對(duì)低壓萬(wàn)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(diǎn)，還望大家一起探討，如有寫的不妥之處還望大家批評(píng)和指正。
                                          

                                                                                   －－－來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)