功率大于30~315kW電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器,CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型均有相應(yīng)的產(chǎn)品供預(yù)選擇,它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e有400V,15~65(80)kA,可適應(yīng)于MCC(電動(dòng)機(jī)控制室)離電源較近回路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。
在現(xiàn)代社會(huì),無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防、文教衛(wèi)生、金融、商業(yè)、旅游服務(wù)和人民生活等領(lǐng)域都離不開電。電的產(chǎn)生、輸送、使用中,配電是一個(gè)很重要的環(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。
1、低壓斷路器,從它的結(jié)構(gòu)、用途所具有的功能來分,就有萬能式(又稱框架式,國際上通稱ACB)和塑料外殼式[國際上通稱MCCB,MCB(小型)]兩大類,它們相同的作用是:
(1)在正常情況下,作不頻繁合、分電路或起動(dòng)、停止電動(dòng)機(jī);
(2)在線路或電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載、短路或欠電壓(電壓不足)等故障時(shí),能自動(dòng)切斷電路,予以保護(hù)。
根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同,斷路器又分為四個(gè)類型:
(1)配電保護(hù)型──保護(hù)電源和電氣線路(電線、電纜)和設(shè)備;
(2)電動(dòng)機(jī)保護(hù)型──專作電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng),運(yùn)行中中斷,以及在電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載、短路和欠電壓時(shí)的保護(hù);
(3)家用和類似家用場所保護(hù)型──對(duì)照明線路、家用電器等的保護(hù);
(4)剩余電流(漏電)保護(hù)型──用來保護(hù)人身免受電擊危險(xiǎn)及防止電氣火災(zāi)的保護(hù)器。
2、我國低壓斷路器的發(fā)展概況
世界上最早的斷路器出現(xiàn)于1885年,它是一種刀開關(guān)和過電流脫扣器的組合。1905年具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來,隨著科技的進(jìn)步,電弧原理的發(fā)現(xiàn)和各種滅弧裝置的發(fā)明,逐漸形成了目前的機(jī)構(gòu)。50年代末,電子元件的興起,又產(chǎn)生了電子脫扣器,到了今天,由于小型化電腦的普及,又有智能型斷路器的問世。
我國解放前幾乎沒有斷路器的制造業(yè),新中國成立后,電器工業(yè)有了很大的發(fā)展,低壓斷路器經(jīng)歷了四代的發(fā)展過程。
1萬能式斷路器(ABC)
第一代是仿蘇A15,A2050的DW1、DW2型(額定電流200~1500A);第二代是在1958年我國自行設(shè)計(jì)的DWO基礎(chǔ)上更新的DW10系列,其額定電壓為AC380V,DC440V,額定電流200~4000A;第三代是70年代末開發(fā),80年代初投產(chǎn)的DW15和DWX15(限流型);第四代是90年代初研制成功的DW45智能型萬能式斷路器。
80年代初、中期,我國相繼從日本和德國引進(jìn)AH和ME型萬能式斷路器。
DW45系列萬能式斷路器,具有國際90年代同類產(chǎn)品(ABB公司的F系列,施耐德公司的M系列和日本三菱公司的AE系列)的水平。它具有過載長延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護(hù)特性和單相接地故障保護(hù)以及保護(hù)特性的電流、動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、顯示、試驗(yàn)、熱記憶、故障記憶、負(fù)載監(jiān)控、自診斷、MCR(低倍數(shù)短路合閘保護(hù))通訊接口等智能化功能。
2塑料外殼式斷路器(MCCB配電保護(hù)型)
50年代,我國首次研制投產(chǎn)的是仿蘇(A3100)的DZ1系列產(chǎn)品(40年代中期水平)。60年代末期,針對(duì)DZ1體積過大、短路分?jǐn)嗄芰ζ〉热毕?,?duì)它進(jìn)行了大刀闊斧的改進(jìn),形成了我國自行設(shè)計(jì)的第一代產(chǎn)品DZ10系列。80年代初又開發(fā)了第二代的DZ20系列。與此同時(shí),上海華通開關(guān)廠、嘉興電氣控制設(shè)備廠,分別從美國西屋公司、日本寺崎電氣公司引進(jìn)具有80年代初水平技術(shù),生產(chǎn)了H系列和TO、TG、TL等系列。進(jìn)入90年代,又推出了CM1系列(常熟開關(guān)廠)、TM30系列(天津低壓電器公司)、TG系列的BD、BF型及JXM2型(嘉興電控廠)、HSM1系列(杭州之江開關(guān)廠)、S系列(上海電器科學(xué)研究所、杭州之江開關(guān)廠、上海華通開關(guān)廠等組成的OTT集團(tuán))等新型塑殼式斷路器。
60~70年代,小規(guī)格電流的塑殼斷路器有DZ5-10、DZ2-20、DZ5-25、DZ5-50、DZ15-50、DZ15-63等,它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e為1~3kA(以上型號(hào)至今還未淘汰)。
表2是各型號(hào)塑殼式斷路器的主要性能對(duì)比(以In為250A三極為例)。
3塑料外殼式斷路器(MCCB電動(dòng)機(jī)保護(hù)型)
對(duì)于小型鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)(功率在30kW及以下)保護(hù)的塑殼式斷路器,目前仍流通于市場的有60~70年代我國自行設(shè)計(jì)、開發(fā)的DZ5-20(短路分?jǐn)嗄芰?80V1.5kA)、DZ15-40、DZ15-63(短路分?jǐn)嗄芰?80V3kA)和80年代引進(jìn)國外技術(shù)制造的M611.3VE1(有多種附件),M611.3VE1的短路分?jǐn)嗄芰Υ蟮衷?80V3kA左右。
1994~1995年,上海電器科學(xué)研究所與嘉興電氣控制設(shè)備廠共同開發(fā)了DZ35系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)型塑殼式斷路器(型號(hào)有DZ35-25和DZ35-63兩種)。DZ35-25的額定電流有1、1.6、2.5、4、6.3、10、16、20、25A;DZ35-63的額定電流有:16、20、25、32、40、50、63A等。短路分?jǐn)嗄芰Γ篋Z35-25有380V3kA、35kA、50kA(后兩種加裝限流部件);DZ35-63為380V3kA;DZ35-25的體積為DZ5-20的43.13%,DZ35-63的體積為DZ15-63的50.7%.DZ35系列斷路器帶有模塊式的輔助觸點(diǎn)、分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器和斷相保護(hù)等附件。
功率大于30~315kW電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器,CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型均有相應(yīng)的產(chǎn)品供預(yù)選擇,它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e有400V,15~65(80)kA,可適應(yīng)于MCC(電動(dòng)機(jī)控制中心)離電源較近回路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。
小型塑殼式斷路器(MCB)現(xiàn)在也有適應(yīng)小功率電動(dòng)機(jī)保護(hù)的產(chǎn)品,如C45NAD(天津梅蘭日蘭公司)和PX200CD(嘉興電控廠)等。
4家用或類似場所用過電流保護(hù)斷路器
我國最初的家用或類似家用場所用保護(hù)器是仿蘇(AⅡ-25)的DZ4-25(二極)塑殼斷路器,但性能不高,60年代中期國內(nèi)開發(fā)了DZ5系列(二極),70年代開發(fā)了DZ15系列(單極、二極)、DZ12系列,70年代末引進(jìn)德國技術(shù)生產(chǎn)了S060系列,80年代初,引進(jìn)日本技術(shù)生產(chǎn)了TH-5SB、TH-5DB(二極插入式)系列,80年代中后期,天津梅蘭日蘭公司的C45N和嘉興電控廠引進(jìn)德國FG公司的PX200C相繼問世,使家用保護(hù)斷路器上了一個(gè)新臺(tái)階,C45N、PX200C的短路分?jǐn)嗄芰_(dá)到4kA(50A及以上)和6kA(40A及以下)。
5剩余電流動(dòng)作斷路器(漏電保護(hù)器)
為了保護(hù)人身免受電擊,我國在50~60年代,在一些電力系統(tǒng)維修廠,生產(chǎn)了電壓型漏電保安器。由于它的檢測線圈(或檢測繼電器)串接在變壓器中性點(diǎn)與接地極之間,接地極電阻變化無常,造成精度差,此外,檢測線圈容量不夠,結(jié)構(gòu)簡易,防雷效果差,便逐步退出了應(yīng)用。60年代后期,我國第一臺(tái)電流動(dòng)作型電子式漏電保安器誕生(主開關(guān)是DZ5-20斷路器)。我國首臺(tái)電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器的型號(hào)是DZ5-20L(主開關(guān)仍是DZ5-20斷路器)。70年代中后期,全國聯(lián)合設(shè)計(jì)的新型(DZ15L-40、DZ15L-63)電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器試制成功,其殼架電流有40A、63A兩種,額定電流6~63A,漏電動(dòng)作電流有30mA、50mA、75mA和100mA,是快速型(漏電動(dòng)作時(shí)間0.1s),斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?80V3kA和5kA.DZ15L系列是經(jīng)過國家鑒定的。
進(jìn)入80年代就有DZL16、DZL18、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等,大部分是電流動(dòng)作型電子(集成電路)式漏電斷路器(帶過載、短路保護(hù)和不帶過載、短路保護(hù)),90年代初天津梅蘭日蘭公司生產(chǎn)了VigiC45EIE(電子式)、VigiC45ELM(電磁式)、VigiNC100等漏電斷路器,漏電動(dòng)作電流In30mA,快速型(VigiNC100,In有30mA、300mA和500mA幾種,快速動(dòng)作型)。
80年代中期,嘉興電控廠、遵義長征電器八廠又引進(jìn)德國FG公司的技術(shù)生產(chǎn)了FIN型(不帶過載、短路保護(hù))(In有25A、40A、63A,In有30mA、100mA、300mA和500mA)和FI/LS(帶過載、短路保護(hù))(In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等,In有30mA、50mA、100mA和300mA)的漏電斷路器。
OTT集團(tuán),于1999年開發(fā)試制了S-L系列剩余電流動(dòng)作斷路器規(guī)格有100A、200A(額定電流40、50、63、80、100A和100、125、160、200A),漏電保護(hù)原理采用電子與電磁混合型,漏電動(dòng)作電流有30mA、100mA、300mA三種,動(dòng)作時(shí)間有快速型(0.2s)和延時(shí)型(最大0.5s),斷路器還有過載和短路保護(hù)。極限短路分?jǐn)嗄芰_(dá)40kA(400V時(shí)),另外還開發(fā)了只報(bào)警不脫扣型,以適合消除不斷電的要求。
對(duì)于只報(bào)警而不斷電的漏電繼電器,目前有JD1型(電磁式)、JD3(電子式),在農(nóng)村使用的LJM型、LTS型(均為電子式),漏電繼電器額定電流有100A、250A,最大達(dá)800A,額定漏電動(dòng)作電流為100mA、300mA、500mA等多種,除了單獨(dú)作漏電時(shí)聲、光報(bào)警之用外,也可與接觸器、斷路器組合成漏電繼路器。
電磁式和電子式剩余電流保護(hù)(漏電保護(hù))裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。
在現(xiàn)代社會(huì),無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防、文教衛(wèi)生、金融、商業(yè)、旅游服務(wù)和人民生活等領(lǐng)域都離不開電。電的產(chǎn)生、輸送、使用中,配電是一個(gè)很重要的環(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。
1、低壓斷路器,從它的結(jié)構(gòu)、用途所具有的功能來分,就有萬能式(又稱框架式,國際上通稱ACB)和塑料外殼式[國際上通稱MCCB,MCB(小型)]兩大類,它們相同的作用是:
(1)在正常情況下,作不頻繁合、分電路或起動(dòng)、停止電動(dòng)機(jī);
(2)在線路或電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載、短路或欠電壓(電壓不足)等故障時(shí),能自動(dòng)切斷電路,予以保護(hù)。
根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同,斷路器又分為四個(gè)類型:
(1)配電保護(hù)型──保護(hù)電源和電氣線路(電線、電纜)和設(shè)備;
(2)電動(dòng)機(jī)保護(hù)型──專作電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng),運(yùn)行中中斷,以及在電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載、短路和欠電壓時(shí)的保護(hù);
(3)家用和類似家用場所保護(hù)型──對(duì)照明線路、家用電器等的保護(hù);
(4)剩余電流(漏電)保護(hù)型──用來保護(hù)人身免受電擊危險(xiǎn)及防止電氣火災(zāi)的保護(hù)器。
2、我國低壓斷路器的發(fā)展概況
世界上最早的斷路器出現(xiàn)于1885年,它是一種刀開關(guān)和過電流脫扣器的組合。1905年具有自由脫扣裝置的空氣斷路器誕生。1930年以來,隨著科技的進(jìn)步,電弧原理的發(fā)現(xiàn)和各種滅弧裝置的發(fā)明,逐漸形成了目前的機(jī)構(gòu)。50年代末,電子元件的興起,又產(chǎn)生了電子脫扣器,到了今天,由于小型化電腦的普及,又有智能型斷路器的問世。
我國解放前幾乎沒有斷路器的制造業(yè),新中國成立后,電器工業(yè)有了很大的發(fā)展,低壓斷路器經(jīng)歷了四代的發(fā)展過程。
1萬能式斷路器(ABC)
第一代是仿蘇A15,A2050的DW1、DW2型(額定電流200~1500A);第二代是在1958年我國自行設(shè)計(jì)的DWO基礎(chǔ)上更新的DW10系列,其額定電壓為AC380V,DC440V,額定電流200~4000A;第三代是70年代末開發(fā),80年代初投產(chǎn)的DW15和DWX15(限流型);第四代是90年代初研制成功的DW45智能型萬能式斷路器。
80年代初、中期,我國相繼從日本和德國引進(jìn)AH和ME型萬能式斷路器。
DW45系列萬能式斷路器,具有國際90年代同類產(chǎn)品(ABB公司的F系列,施耐德公司的M系列和日本三菱公司的AE系列)的水平。它具有過載長延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬動(dòng)的三段保護(hù)特性和單相接地故障保護(hù)以及保護(hù)特性的電流、動(dòng)作時(shí)間可調(diào)、顯示、試驗(yàn)、熱記憶、故障記憶、負(fù)載監(jiān)控、自診斷、MCR(低倍數(shù)短路合閘保護(hù))通訊接口等智能化功能。
2塑料外殼式斷路器(MCCB配電保護(hù)型)
50年代,我國首次研制投產(chǎn)的是仿蘇(A3100)的DZ1系列產(chǎn)品(40年代中期水平)。60年代末期,針對(duì)DZ1體積過大、短路分?jǐn)嗄芰ζ〉热毕?,?duì)它進(jìn)行了大刀闊斧的改進(jìn),形成了我國自行設(shè)計(jì)的第一代產(chǎn)品DZ10系列。80年代初又開發(fā)了第二代的DZ20系列。與此同時(shí),上海華通開關(guān)廠、嘉興電氣控制設(shè)備廠,分別從美國西屋公司、日本寺崎電氣公司引進(jìn)具有80年代初水平技術(shù),生產(chǎn)了H系列和TO、TG、TL等系列。進(jìn)入90年代,又推出了CM1系列(常熟開關(guān)廠)、TM30系列(天津低壓電器公司)、TG系列的BD、BF型及JXM2型(嘉興電控廠)、HSM1系列(杭州之江開關(guān)廠)、S系列(上海電器科學(xué)研究所、杭州之江開關(guān)廠、上海華通開關(guān)廠等組成的OTT集團(tuán))等新型塑殼式斷路器。
60~70年代,小規(guī)格電流的塑殼斷路器有DZ5-10、DZ2-20、DZ5-25、DZ5-50、DZ15-50、DZ15-63等,它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e為1~3kA(以上型號(hào)至今還未淘汰)。
表2是各型號(hào)塑殼式斷路器的主要性能對(duì)比(以In為250A三極為例)。
3塑料外殼式斷路器(MCCB電動(dòng)機(jī)保護(hù)型)
對(duì)于小型鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)(功率在30kW及以下)保護(hù)的塑殼式斷路器,目前仍流通于市場的有60~70年代我國自行設(shè)計(jì)、開發(fā)的DZ5-20(短路分?jǐn)嗄芰?80V1.5kA)、DZ15-40、DZ15-63(短路分?jǐn)嗄芰?80V3kA)和80年代引進(jìn)國外技術(shù)制造的M611.3VE1(有多種附件),M611.3VE1的短路分?jǐn)嗄芰Υ蟮衷?80V3kA左右。
1994~1995年,上海電器科學(xué)研究所與嘉興電氣控制設(shè)備廠共同開發(fā)了DZ35系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)型塑殼式斷路器(型號(hào)有DZ35-25和DZ35-63兩種)。DZ35-25的額定電流有1、1.6、2.5、4、6.3、10、16、20、25A;DZ35-63的額定電流有:16、20、25、32、40、50、63A等。短路分?jǐn)嗄芰Γ篋Z35-25有380V3kA、35kA、50kA(后兩種加裝限流部件);DZ35-63為380V3kA;DZ35-25的體積為DZ5-20的43.13%,DZ35-63的體積為DZ15-63的50.7%.DZ35系列斷路器帶有模塊式的輔助觸點(diǎn)、分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器和斷相保護(hù)等附件。
功率大于30~315kW電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器,CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型均有相應(yīng)的產(chǎn)品供預(yù)選擇,它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e有400V,15~65(80)kA,可適應(yīng)于MCC(電動(dòng)機(jī)控制中心)離電源較近回路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)。
小型塑殼式斷路器(MCB)現(xiàn)在也有適應(yīng)小功率電動(dòng)機(jī)保護(hù)的產(chǎn)品,如C45NAD(天津梅蘭日蘭公司)和PX200CD(嘉興電控廠)等。
4家用或類似場所用過電流保護(hù)斷路器
我國最初的家用或類似家用場所用保護(hù)器是仿蘇(AⅡ-25)的DZ4-25(二極)塑殼斷路器,但性能不高,60年代中期國內(nèi)開發(fā)了DZ5系列(二極),70年代開發(fā)了DZ15系列(單極、二極)、DZ12系列,70年代末引進(jìn)德國技術(shù)生產(chǎn)了S060系列,80年代初,引進(jìn)日本技術(shù)生產(chǎn)了TH-5SB、TH-5DB(二極插入式)系列,80年代中后期,天津梅蘭日蘭公司的C45N和嘉興電控廠引進(jìn)德國FG公司的PX200C相繼問世,使家用保護(hù)斷路器上了一個(gè)新臺(tái)階,C45N、PX200C的短路分?jǐn)嗄芰_(dá)到4kA(50A及以上)和6kA(40A及以下)。
5剩余電流動(dòng)作斷路器(漏電保護(hù)器)
為了保護(hù)人身免受電擊,我國在50~60年代,在一些電力系統(tǒng)維修廠,生產(chǎn)了電壓型漏電保安器。由于它的檢測線圈(或檢測繼電器)串接在變壓器中性點(diǎn)與接地極之間,接地極電阻變化無常,造成精度差,此外,檢測線圈容量不夠,結(jié)構(gòu)簡易,防雷效果差,便逐步退出了應(yīng)用。60年代后期,我國第一臺(tái)電流動(dòng)作型電子式漏電保安器誕生(主開關(guān)是DZ5-20斷路器)。我國首臺(tái)電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器的型號(hào)是DZ5-20L(主開關(guān)仍是DZ5-20斷路器)。70年代中后期,全國聯(lián)合設(shè)計(jì)的新型(DZ15L-40、DZ15L-63)電流動(dòng)作型電磁式漏電斷路器試制成功,其殼架電流有40A、63A兩種,額定電流6~63A,漏電動(dòng)作電流有30mA、50mA、75mA和100mA,是快速型(漏電動(dòng)作時(shí)間0.1s),斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?80V3kA和5kA.DZ15L系列是經(jīng)過國家鑒定的。
進(jìn)入80年代就有DZL16、DZL18、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等,大部分是電流動(dòng)作型電子(集成電路)式漏電斷路器(帶過載、短路保護(hù)和不帶過載、短路保護(hù)),90年代初天津梅蘭日蘭公司生產(chǎn)了VigiC45EIE(電子式)、VigiC45ELM(電磁式)、VigiNC100等漏電斷路器,漏電動(dòng)作電流In30mA,快速型(VigiNC100,In有30mA、300mA和500mA幾種,快速動(dòng)作型)。
80年代中期,嘉興電控廠、遵義長征電器八廠又引進(jìn)德國FG公司的技術(shù)生產(chǎn)了FIN型(不帶過載、短路保護(hù))(In有25A、40A、63A,In有30mA、100mA、300mA和500mA)和FI/LS(帶過載、短路保護(hù))(In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等,In有30mA、50mA、100mA和300mA)的漏電斷路器。
OTT集團(tuán),于1999年開發(fā)試制了S-L系列剩余電流動(dòng)作斷路器規(guī)格有100A、200A(額定電流40、50、63、80、100A和100、125、160、200A),漏電保護(hù)原理采用電子與電磁混合型,漏電動(dòng)作電流有30mA、100mA、300mA三種,動(dòng)作時(shí)間有快速型(0.2s)和延時(shí)型(最大0.5s),斷路器還有過載和短路保護(hù)。極限短路分?jǐn)嗄芰_(dá)40kA(400V時(shí)),另外還開發(fā)了只報(bào)警不脫扣型,以適合消除不斷電的要求。
對(duì)于只報(bào)警而不斷電的漏電繼電器,目前有JD1型(電磁式)、JD3(電子式),在農(nóng)村使用的LJM型、LTS型(均為電子式),漏電繼電器額定電流有100A、250A,最大達(dá)800A,額定漏電動(dòng)作電流為100mA、300mA、500mA等多種,除了單獨(dú)作漏電時(shí)聲、光報(bào)警之用外,也可與接觸器、斷路器組合成漏電繼路器。
電磁式和電子式剩余電流保護(hù)(漏電保護(hù))裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。