低壓斷路器的概述發(fā)展史分類和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)

1、§1 低壓斷路器的概述、發(fā)展史、分類和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 一 概述 在現(xiàn)代社會(huì)，無(wú)論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)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(kāi)電這個(gè)能源。電力產(chǎn)生后，其輸送、使用中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)所用電氣器具包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備，而低壓斷路器則是一種使用中量大面廣的電器產(chǎn)品。 所謂低壓是指交流50Hz（或60Hz）、額定電壓在1200V及以下，直流額定電壓在1500V及以下的電路。 低壓電器（包括低壓斷路器）就是使用上述電網(wǎng)電壓的電氣產(chǎn)品。低壓電器按其與使用系統(tǒng)之間的關(guān)系，可分為配電電器和控制電器兩大類。低壓斷路器與熔斷器、刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換

2、開(kāi)關(guān)等同屬于配電電器范疇（控制電器主要是指接觸器、起動(dòng)器、主令電器和控制繼電器等，獨(dú)立作為電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)和停止的某些斷路器，也有控制電器的一些性能）。 什么是低壓斷路器？低壓斷路器的定義是：能夠接通、承載及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件（過(guò)載、短路、特別是短路）下接通、承載一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯拈_(kāi)關(guān)電器。斷路器，我國(guó)在上世紀(jì)六、七十年代也稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)、空氣開(kāi)關(guān)和空氣斷路器。 低壓斷路器，從它的結(jié)構(gòu)、用途和所具備的功能來(lái)分，就有萬(wàn)能式（又稱框架式，國(guó)際上通稱Air circuit breaker，簡(jiǎn)稱ACB）和塑料外殼式斷路器我國(guó)舊稱裝置式，國(guó)際上通稱Moulded c

3、ase circuit breaker，簡(jiǎn)稱MCCB，小型塑殼式斷路器，Miniature (Micro) circuit breaker，簡(jiǎn)稱MCB，還有稱無(wú)熔絲斷路器No-fuse breaker，簡(jiǎn)稱NFB兩大主要類。還有一些特殊用途的斷路器，如滅磁斷路器、爆炸式斷路器、真空斷路器等。 萬(wàn)能式和塑料外殼式兩大類斷路器，它們的相同作用是： （一）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)； （二）當(dāng)線路或電動(dòng)機(jī)等發(fā)生過(guò)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

4、 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)行中分?jǐn)?，以及在電?dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載、短路、欠電壓時(shí)的保護(hù)，一般它所保護(hù)電動(dòng)機(jī)的功率多數(shù)在200kW及以下； 3家用和類似用途保護(hù)型以前稱導(dǎo)線保護(hù)斷路器，屬于電路末端的照明，家用電器等的保護(hù)； 4 剩余電流（漏電）保護(hù)型有不帶過(guò)電流和帶過(guò)電流保護(hù)兩種，前者主要用作漏電（觸電）保護(hù)，后者除漏電保護(hù)外，兼有一般斷路器的過(guò)載、短路和欠電壓的保護(hù)功能。 二 低壓斷路器的發(fā)展史 世界上最早的斷路器出現(xiàn)于1885年，它是一種刀開(kāi)關(guān)和過(guò)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了。1930年以來(lái)，隨著科學(xué)、技術(shù)的進(jìn)步，電弧原理的發(fā)現(xiàn)和各種滅弧裝置的發(fā)明，

5、逐漸形成了目前的機(jī)構(gòu)。五十年代末，電子元件的興起，又產(chǎn)生了電子脫扣器，到了今天，由于小型化電腦的發(fā)展和普及，又有智能型斷路器的問(wèn)世。 我國(guó)解放前，幾乎沒(méi)有斷路器的制造業(yè)。新中國(guó)成立后，電器工業(yè)有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。低壓斷路器經(jīng)歷了四代的發(fā)展過(guò)程： （一）萬(wàn)能式斷路器 第一代是五十年代的仿蘇聯(lián)A15、A2050的DW1、DW2和改進(jìn)后的DW0型（額定電壓AC380V、額定電流200-1500A）；第二代是1958年自行設(shè)計(jì)的在DW0基礎(chǔ)上更新的DW10系列（同時(shí)代的還有DW5系列），其額定電壓為AC380V，DC440V，額定電流200-4000A；第三代是七十年代末開(kāi)發(fā)、八十年代投放市場(chǎng)的DW

6、15和DWX15（限流型），其額定電壓有AC380V、660V、1140V，額定電流200-4000A；第四代是九十年代中研制成功并投產(chǎn)的DW45型智能型萬(wàn)能式斷路器。 20世紀(jì)八十年代初、中期，我國(guó)相繼從日本和德國(guó)引進(jìn)AH和ME型的萬(wàn)能式斷路器，經(jīng)過(guò)20多年的努力，我國(guó)的斷路器質(zhì)量和水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距逐年縮小。 （二）塑料外殼式斷路器 20世紀(jì)五十年代，我國(guó)首次研制投產(chǎn)的是仿蘇（A3100）的DZ1系列塑殼式斷路器（40年代中期水平）；六十年代末期，針對(duì)DZ1體積過(guò)大，短路分?jǐn)嗄芰ζ〉热毕?，行業(yè)集中了幾個(gè)主要廠家，對(duì)它進(jìn)行了大刀闊斧的改進(jìn)，形成了我國(guó)自行設(shè)計(jì)的第一代產(chǎn)品DZ10系列；

7、80年代初又開(kāi)發(fā)了第二代的DZ20系列產(chǎn)品；以此同時(shí)，上海華通開(kāi)關(guān)廠、嘉興電氣控制設(shè)備廠分別從美國(guó)西屋（Westhouse）電氣公司和日本寺崎電氣公司引進(jìn)具有八十年代初水平的技術(shù)，生產(chǎn)了H系列和TO、TG、TL等系列；進(jìn)入九十年代，又推出了CM1系列（常熟開(kāi)關(guān)廠）、TM30系列（天津低壓電器公司）、JXM2系列（嘉興電氣控制設(shè)備廠）、HSM1系列（杭州之江開(kāi)關(guān)廠）、S系列（上海電器科學(xué)研究所、杭州之江開(kāi)關(guān)廠、上海華通開(kāi)關(guān)廠等組成的OTT集團(tuán)）。 六、七十年代，小規(guī)格電流的塑殼斷路器有DZ5-10、DZ5-20、DZ5-25、DZ5-50、DZ15-40、DZ15-63等，它們的短路分?jǐn)嗄芰υ?

8、5kA。 （三）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(chǎng)的有六、七十年代我國(guó)自行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的DZ5-20（短路分?jǐn)嗄芰?80V 1.5kA）、DZ15-40、DZ15-63（短路分?jǐn)嗄芰?80V 3kA）和八十年代引進(jìn)國(guó)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?80V 3kA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(kāi)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）。短路分?jǐn)嗄芰Γ篋Z35-25為3

9、80V 3kA、35kA、50kA（后兩種加裝限流型部件），DZ35-63為380V 3kA；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30kW-200kW電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器有：CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型等的產(chǎn)品供予選擇，它們的短路分?jǐn)嗄芰Ψ謩e有400V 1565（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

10、）和PX200CD（嘉興電控廠）等。 （四）家用或類似場(chǎng)所用過(guò)電流保護(hù)斷路器 我國(guó)最初的家用或類似家用場(chǎng)所保護(hù)的是仿蘇（A-25）的DZ4-25（二極）塑殼斷路器。但性能不高，60年代中期國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了DZ5系列（二極），七十年代開(kāi)發(fā)了DZ15系列（單極、二極）、DZ12系列，七十年代末引進(jìn)德國(guó)技術(shù)生產(chǎn)了S060系列，八十年代中后期，天津梅蘭日蘭公司的C45N和嘉興電控廠引進(jìn)德國(guó)FG公司的PX200C相繼問(wèn)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）。 （五）剩余電流動(dòng)作斷路器（漏電保護(hù)器） 為了保護(hù)人身免受電擊和防止

11、因漏電產(chǎn)生電氣火災(zāi)，我國(guó)在五、六十年代，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(cè)線圈（或檢測(cè)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(wú)常，造成精度差，此外，檢測(cè)線圈容量不夠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，防雷效果差，便逐步退出了應(yīng)用。六十年代后期，我國(guó)第一臺(tái)電流動(dòng)作型電子式漏電保安器誕生（主開(kāi)關(guān)是DZ5-20斷路器）。我國(guó)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(kāi)關(guān)仍是DZ5-20斷路器）。七十年代中后期，全國(guó)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3

12、0mA、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?80V 3kA和5kA。DZ15L系列是經(jīng)過(guò)國(guó)家級(jí)鑒定的。進(jìn)入八十年代又有DZL16、DZL18、DZL29、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等流入市場(chǎng)，但大部分是電流動(dòng)作型電子（集成電路）式漏電斷路器（帶過(guò)載、短路保護(hù)和不帶過(guò)載、短路保護(hù)），九十年代初，天津梅蘭日蘭公司生產(chǎn)了Vigi C45ELE（電子式）、Vigi C45ELM（電磁式）、Vigi NC100等漏電斷路器，漏電動(dòng)作電流（）30mA，快速型（Vigi NC100，有30mA、300mA和500mA幾種

13、，快速動(dòng)作型）。 八十年代中期，嘉興電控廠、遵義長(zhǎng)征電器八廠又引進(jìn)德國(guó)FG公司的技術(shù)生產(chǎn)了FIN型（不帶過(guò)載、短路保護(hù)）（In有25A、40A、63A，有30mA、100mA、300mA和500mA）和FI/LS型（帶過(guò)載、短路保護(hù)）（In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，有30mA、50mA、100mA和300mA）的漏電斷路器。OTT集團(tuán)，于1999年開(kāi)發(fā)試制了S-L系列剩余電流動(dòng)作斷路器，規(guī)格有63A、100A、200A、400A、630A、800A等，漏電保護(hù)用脫扣器采用電子與電磁混合型，漏電動(dòng)作電流有30mA、100mA、300mA、500mA、1000mA等，動(dòng)

14、作時(shí)間有快速型（0.1s）和延時(shí)型（最大1.5s），斷路器還有過(guò)載和短路保護(hù)。極限短路分?jǐn)嗄芰_(dá)400V，4050kA，另外還開(kāi)發(fā)了只報(bào)警不脫扣型，以適合消防等行業(yè)的不斷電的要求。 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）。漏電繼電器的額定電流有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、斷路器組合成漏電斷路器。 三 不同類型斷路器的保護(hù)特性和它們執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)（一） 表1-1為配電保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性表 1-1

15、通過(guò)電流名稱整定電流倍數(shù)約定時(shí)間 hIn63AIn63A約定不脫扣電流1.05In12約定脫扣電流1.30In12返回特性電流3.0In可返回時(shí)間 s5812 注：可返回特性：考慮到配電線路內(nèi)有電動(dòng)機(jī)群，由于電動(dòng)機(jī)僅是是其負(fù)載的一部分，且一群電動(dòng)機(jī)不會(huì)同時(shí)起動(dòng)，故確定為3In (In為斷路器的額定電流，InIL，IL為線路額定電流)，對(duì)斷路器進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)電流為3In時(shí)保持5s(In40A時(shí))，8s（40In250A時(shí)），12s（In250A時(shí)），然后將電流返回至In，斷路器應(yīng)不動(dòng)作，這就是返回特性。 （二）表1-2為電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開(kāi)特性表 1-2通過(guò)電流名稱整定電流倍數(shù)約定時(shí)

16、間約定不脫扣電流1.0In2h約定脫扣電流1.2In2h1.5In*7.2In*.* 注：*按電動(dòng)機(jī)負(fù)載性質(zhì)可以選2、4、8、12min（分鐘）之內(nèi)動(dòng)作，一般的選24min。 *.*7.2In也是一種可返回特性，它必須躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（5-7In），tp為延時(shí)時(shí)間，按電動(dòng)機(jī)的負(fù)載性質(zhì)可選動(dòng)作時(shí)間Tp為2sTp10s、4sTp10s、6sTp20s和9sTp30s，一般選用2sTp10s或4sTp10s。 （三）配電保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為10In（誤差為±20%），In為400A及以上規(guī)格，可以在5In和10In中任選一種（由用戶提出，制造廠整定）；電動(dòng)機(jī)保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為12

17、In（誤差為±20%），一般設(shè)計(jì)時(shí)In可以等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。 （四）表1-3為家用和類似場(chǎng)所用斷路器的過(guò)載脫扣特性表 1-3 脫扣器型式斷路器的脫扣器額定電流 In通過(guò)電流規(guī)定時(shí)間（脫扣或不脫扣極限時(shí)間）預(yù)期結(jié)果B、C、D631.13In1h不脫扣632hB、C、D321.45In1h脫扣321hB、C、D322.55In1s60s脫扣321s120sB所有值3In0.1s不脫扣C5InD10InB所有值5In0.1s脫扣C10InD50In 注：表1-3中的B、C、D型是瞬時(shí)脫扣器的型式：B型，脫扣電流為3In-5In，C型脫扣電流為5In10In，D型脫扣電流為10In50In。用戶可根據(jù)保護(hù)對(duì)象的需要，任選它們中的一種（A型脫扣器電流為2In3In，特別適用于測(cè)量回路中互感器的保護(hù)、具有特長(zhǎng)導(dǎo)線回路保護(hù)和有限的半導(dǎo)體