低压断路器的基本知识

（1）定义

低压断路器是一种用于低压电网的配电设备[AC（额定电压为50 Hz或60 Hz的电压为120及以下的电路，DC额定电压为1200 v的电路，下面）. 根据其用途，定义了一种低压断路器: 它可以连接，承载和断开正常电路条件下的电流，并且还可以在指定的异常条件下打开，承载和承载一定的时间和分断电流（例如过载，短路，欠压和单相接地故障）. 过去也称为自动开关，空气开关和空气断路器（断开，断开）等.

（2）低压断路器的分类

低压断路器根据其结构，功能和用途可分为: 通用型（也称为框架型），塑料壳型，励磁型，型，真空和选相闭合型等. 采用. 后四种类型是在特殊场合使用的，因此将不进行讨论. 断路器的两种主要类型为通用型和塑料外壳（模压模制外壳），根据其使用类别，分为国际电工委员会的IEc标准和中国相应的标准，分别为A型和B型.

类别A: 是指断路器未明确指示负载侧串联连接的另一种短路保护装置的选择性保护的短路情况，即没有人为的短期选择性延迟因此，对于属于A类断路器的这种类型的断路器，没有额定短时耐受电流的要求；除短路条件外，如果可以将其用于选择性保护，还可以设置一个短延时，但是其短期耐受电流与标准规定值（12In或5kA，In> 250OA时为30kA）相当. 大量的塑壳断路器，小型断路器和一些电流规格较小的通用断路器都属于A类，其明显的特点是: 保护该性能仅为过载延时长且瞬时短路的二级保护. 电路.

B级: 是指在短路情况下断路器明确地串联在负载侧的情况，以及短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下的情况，选择性保护是人为的短延时（可调）），这种类型的断路器需要额定的短时耐受电流，并且大多数通用类型都属于B类.

目前，带有智能控制器（跳闸）的塑料外壳也被归类为B类. 其明显特征是: 保护功能具有过载，长延时，短路瞬变动作和短路短延时保护三个阶段，它们最适合选择性保护.

如果进一步细分，即根据保护对象进行细分，则基本上可以分为四种类型:

①配电保护类型； ②电机保护方式； ③家用或类似场所的保护类型（以前称为电线保护类型，现在称为小型或小型断路器）； ④剩余电流（漏电）保护类型.

表1-1显示了按细分细分的四种类型的断路器的保护特性及其主要用途.

（3）标准

不同类型的断路器的性能应符合以下标准:

（l）分发类型. 断路器应符合GB 14048.2“低压成套开关设备和控制设备，低压断路器”（等效于IEC 947-2同名标准）；

（2）电动机保护类型. 它应符合GB 14048.2和GB 14048.4（低压开关设备和控制设备，低压机电接触器和电动机起动器）（等同于IEC 947-4的同名标准）；

（3）家庭和类似场所的保护类型. 它应符合GB 10963（家用和类似家用场所的过电流保护断路器（等效于IEC898的标准）；

（4）剩余电流保护类型. 它应符合GB 16917的GB 6829“剩余电流操作型断路器的一般要求”和GB 16916.1“家用或类似用途的无过电流保护的剩余电流操作型断路器的一般要求”（等效于IEC1008）. 1或类似的一般规定具有过电流保护的剩余电流操作断路器的要求”（等同于IEC1009.

二，低压断路器的主要技术性能指标

1A短路通断能力（短路通断能力）

短路接通能力: 是指电路短路时断路器的瞬时触点，断路器可以承受而不会产生机械的“电力”，电气的（∫i²dt: 引起的热量），可能的机械性损伤和绝缘热老化的电流值，用短路电流的峰值表示.

短路分断能力: 是指断路器可以分断的电路的预期最大短路电流（表示为周期性组件的有效值）. 导通电流与分断电流之间的关系如表1--2所示.

2. 限制短路分断能力和运行短路分断能力

短路分断能力有两种类型: 极限和操作:

有限的短路分断能力Icu-根据规定的测试程序中规定的条件，不包括断路器的分断能力以继续保持其额定电流容量. 其测试程序为O-t-CO. O表示休息； t表示休息时间，通常为3分钟（分钟）； CO表示立即中断.

操作性短路分断能力Ics-根据规定的测试程序中指定的条件，包括断路器的分断能力，以继续保持其额定电流容量. 其测试程序为: O- t -CO- t -CO

由于运行了短路分断能力测试之后，要继续承受额定电流，后测试验证还必须进行温度上升测试和5％的电气寿命测试，其严重性超出了极限破坏测试. 因此，IEC标准规定: 人体可承受25％，50％，75％和100％的Icu，B类（具有三级保护性能的断路器）的Ics至少为50％Icu}否25％ Icu. 低级指标.

3限流能力（限流系数）

限流能力是指: ①最大分断电流峰值（kA）与短路电流周期分量（kA）的预期有效值之比；预期短路电流的周期分量（kA）的有效值（乘以一）（也称为断路器的i²t特性）的有效值. 这意味着，因为断路器采用限流技术，所以当面颊电路发生时，断开（通过）的电流的实际峰值与面颊电路的预期电流有效值之比. 限流断路器，通常要求E≤0.5

4. 短路耐受电流Icw.

短时耐受电流是指在指定的使用和性能条件下，闭合位置的断路器或断路器在指定的短时间内可以承受的电流. 它用于评估断路器是否会在此处指定的短时间内跳闸（动作）. 在这种严酷条件下，断路器会由于电力和突然的热量而损坏吗？ IEC947-2和国家标准GB 14042.2规定的最小值不应小于表1-3.

短时耐受电流仅限于B级断路器的评估.

5. 额定剩余工作电流I△n.

在指定条件下低压断路器的用途，以有效值（r，m，s）表示操作剩余（漏电）电流保护器的剩余（漏电）电流. I△n仅适用于剩余电流保护器（断路器）. 它具有0.006、0.01、0.03、0.1、0.3、0.5、1、3、10、20、30A等规格.

6. 额定剩余不动作电流（I△no）

在指定条件下，剩余（漏电）电流保护器的剩余（漏电）电流不工作. 一些. I no的值通常是I△n的一半，即I△no = 1 / 2I△n.

8. 单相负载下无动作的过电流极限值

单相负载的过电流极限不起作用是指在不引起残留电流的情况下，可流过剩余电流保护装置的最大单相过电流值（与极数无关）. 该技术性能指标仅适用于剩余电流操作断路器.

9. 剩余短路和分断能力

过剩的短路和分断能力是指: 在规定的使用条件和性能条件下，可以接通，并且在分断时间内，可以承受和分断的预期剩余（漏电）电流值导致残留电流保护装置失去保护性能. 该技术性能指标仅适用于剩余电流操作断路器.

10，保护功能

断路器的保护特性包括: 过载的长延时，短路的短延时，短路瞬变，短路保护，欠压保护和单相电弧接地（对地漏电流）的三级保护，以及单相金属短路，三相不平衡电流和发电机反向功率保护，三相保护很常见.

过载长延时保护: 大多数使用双金属部件，而纯电磁型（油杯释放）是具有油阻尼[机构]的电磁系统，而智能释放则使用空心互感器MPU（小型微处理器） ），键盘和编码器，驱动器和磁通量转换器等，以实现长时间的反时限保护.

短路短时延迟保护: 在较早的时期，采用了时钟延迟. 现在，电子发布有短暂的延迟，而韧性发布有短期的延迟.

瞬时短路: 使用电磁机构，电子释放，智能释放等.

欠压保护: 欠压脱扣器用于确保当工作电压降至额定电压的70％至35％（切断故障电路）时，它会运行. 欠压释放具有瞬时作用，也可以延迟. 如果工作电压在额定电压的35％到10％之间，则称为失压保护. 失压保护是欠压保护的一种形式.

对地的漏电（漏电）保护: 即漏电保护.

单相金属接地: 是指相线与中性线或PEN线之间的短路. 三相不平衡电流是指反射到中性线的零序电流超过规定值的保护，可以通过断路器的单相接地故障保护装置进行保护.

反向功率（也称为反向功率）；这是为了保护发电机免受因输出功率为零而从输出功率更改为输入功率（电）而导致的严重后果. 因此，它由反向功率继电器检测并操作，以使保护发电机的通用断路器跳闸.

11. 温升

温升一是指断路器通过额定工作电流（常规加热）后的零件（例如外部连接的端子，人为操作的零件，可触摸但不能手持的零件等）. 一定时间段内的电流）和线圈的温度（如果有）和环境空气温度. 极限温度上升是指断路器组件的极限允许温度与在额定操作系统下进行的热测试中指定的最高环境温度之差. 断路器标准中规定了允许的极限温度上升（也称为温度上升极限）. 根据新的国家标准GB 14048.2. ，取消了新断路器必须测试温度升高的要求. 温升测试是一项验证测试，即断路器通过寿命测试和短路断裂测试后对温升的验证.

12个寿命

断路器的寿命用合闸和分闸操作次数表示[测试指定了操作频率，即合闸和分闸（机械寿命）和合闸和分断（电气寿命）的次数].

寿命分为机械寿命和电气寿命. 机械寿命也称为空载寿命. 电气寿命也称为有载寿命. 有载寿命规定了线路的外加工作电压，上限工作电流和功率因数（功率因数通常为cosφ= 0.8，符合线路的正常情况）.

应根据标准评估预期寿命.

首先，断路器的额定绝缘电压

额定绝缘电压是用于在指定条件下测量处于不同电位的断路器及其组件的绝缘强度，电气间隙和爬电距离的标称电压值. 确定绝缘电压后，应考虑断路器的绝缘结构，例如电气间隙值，爬电距离和介电试验（耐电压）. 通常，其最小值应等于断路器的最大额定工作电压. 在断路器的类型测试和工厂测试期间低压断路器的用途，未将其作为项目进行验证或评估.

第二，断路器间隙和爬电距离的设计

在讨论断路器的间隙和爬电距离之前，您必须首先了解系统对断路器的绝缘配合的要求. 电力系统断路器的条件应为:

（1）断路器的额定绝缘电压应高于或等于电源系统的额定电压；

（2）断路器的额定冲击电压应大于或等于电力系统的额定冲击耐受电压；

（3）断路器产生的瞬态过电压应小于或等于电力系统的额定冲击耐受电压.

第十条是关于如何确定额定冲击耐受电压的原理:

首先要考虑的参数是由电力系统电压和断路器的安装类别确定的相对接地电压（交流有效值或直流），并由此确定其额定冲击耐受电压. 安装类别是过电压类别的同义词，它分为四个类别，即: I信号电平； II负载水平；三，配电等级； IV功率水平. 断路器的一般安装类别为III类，断路器的控制电路为II类，但电源入口处变压器出口的主开关为IV类. 空气中的最小电气间隙取决于额定冲击耐受电压和断路器装置的衰减等级（断路器的污染等级通常为3，控制电路的污染等级为2）. 脉冲电压越大，污染水平越高，清除要求就越大.

爬电距离: 断路器的爬电距离与其额定绝缘电压（或实际工作电压），污染水平和绝缘材料组有关. 污染等级越高，额定绝缘电压越高，材料组越低，爬电距离越大.

3. 绝缘材料组绝缘材料组可分为四组，I，II，IIIa，IIIh. 分组的技术基础（指标）是CTI，CTI称为比较漏电跟踪指数（Comparative Tracking Index），它表示经过50滴电解液[0.1％NH4Cl（氯化铵）水溶液后的绝缘材料表面（一种液体）或0.1％NH4Cl + 0.5％R·C10H6·SO3Na）滴入溶液（液体B），两个电极在绝缘材料上方倾斜60度，通电，测试样品（绝缘材料）的5个点经过测试，样品没有泄漏痕迹（局部劣化形成的部分导电路径的最高测试电压）. 在四组绝缘材料中，IIIb组为100≤CTI<175，IIIa组为175≤CTI<400；第二组是400≤CTI<600;第一组是600≤CTI.

CTI越高，绝缘材料的耐漏电性能越好，绝缘性能越好.

常用绝缘材料的CTI值见表1-4: .

四，断路器触头三个要素的考虑

断路器触头的三个要素是触头的断开距离（断开距离），触头的压力以及触头的超行程（超程）.

触点的后跟，也称为触点行程，Fs的作用是: ①打开动态和静态触点时，请确保一定距离，以便将电弧拉成电弧并增加其电弧电压（加速灭弧）； ②为了防止在规定的测试电压下（通过某些灭弧措施）灭弧后再次被击穿，应重新点燃电弧.

接触压力: 分为初始压力和最终压力.

初始压力: 动，静触点刚接触时，接触弹簧产生的接触压力，是接触弹簧的预压力，其作用是限制和防止在接触时产生机械. 触点正好处于触点振动状态-由于机械振动过程，会产生小的放电电弧，这会增加触点的磨损并缩短使用寿命.

最终压力: 触点完全闭合时（即，移动的触点不再移动时）的接触压力. 必须采取技术措施，以确保在闭合状态下触点的接触电阻最小，以使触点的温度上升不超过允许值. 最终压力的另一个影响是，当触点通过大故障电流时，由于大电流产生的电排斥作用，该触点不会断开. 克服电斥力的这种影响仅限于不应操作的电流范围. 例如: 电动机启动时的电流（5-7倍额定电流）；当某些具有限流功能的断路器发生短路电流故障（例如数万安培）时，在要求断路器的瞬时机构运行之前，先山旗产生的巨大电斥力就排斥了动态电流. 静态联系人. 这是克服电斥力而不破坏电斥力的两个概念.

触点过行程（超程）: 是指在触点处于闭合位置后，静态触点可以从活动触点上移开的距离. 规定的超程是一个必要的值，以确保触点在使用寿命结束之前（在整个使用寿命内）能够可靠地接触.

五，断路器的断开时间

断路器的断开时间包括固有的断开时间和电弧放电时间.

断路器的固有断开时间是指从断路器断开到所有极触头（如果有弧形触头）分开的那一刻之间的时间（断开操作是指由断路器引起的原因）. 释放断路器的分闸操作）；电弧燃烧时间是指断路器断开电路后，从触点打开到电弧完全熄灭的时间.

断路器的断开时间，也称为断路器的完全断开时间，是指固有断开时间与电弧放电时间之和.

通常，塑壳断路器的全断开时间≤0.02s（20ms），通用断路器的全断开时间≤0.03s.

六. 断路器的分断速度

断路器的断开速度是指断路器的操作机构（四连杆机构）从跳闸（闩锁脱离）到完全断开的速度. 断裂速度越快，固有断裂时间越短. 一般要求是6m / s（每秒6米）. 高限流断路器达到10 m / s

七. 断路器外壳的防护等级

外壳防护等级是指（断路器的）外壳可以防止外部固体异物进入外壳以接触带电部件或活动部件并根据检查要求防止水进入外壳的防护等级. 在标准中指定. 保护级别由IP表示，后跟数字: 第一个数字和数字后的补充字母表示电路对人体和外壳内部的零件具有保护作用，总共有9个等级，即IPOX，IP1X， IP2LX，IP2X，IP3LX，IP4X，IP4LX，IP5X和IP6X;第二个特征数字代表防止因进水而造成的有害影响的防护，也分为9个等级: IPX0，IPX1，IPX2，IPX3，IPX4，IPX5，IPX6，IPX7，IPX8.

断路器外壳的防护等级通常为IP2L0或IP3L0

IP2L0可以防止直径大于12.5毫米的固体异物进入人的外壳，并防止手指或长度大于88毫米的类似物体接触外壳中的带电部件或活动部件，但是没有防水措施.

IP3L0可以防止直径大于2.5MM的固体异物进入人的外壳，并防止长度大于100MM和直径2.5MM的测试探针接触外壳中的带电部件和活动部件.

八，工频耐压问题

GB / T 14048.1“低压开关设备和控制设备通则”规定了根据产品（断路器）的额定绝缘电压值（例如额定值）而对应于产品（断路器）的工频耐受电压测试值（AC有效值）绝缘电压Ui≤60v时的耐压为1000v，60V 60时为2Ui + 1000（AC有效值），但不少于1500

当前的问题是，有一些断路器附件，例如电动机，电子电路板等，尽管绝缘电压大于或等于60v且小于60v，但它们的电力来自电网的主电路. 大于300V，或大于300V且小于660v，但工频耐受电压仅为1500或最大为1800v，我该怎么办？

GB 14048.2. 符合IEC60947--2的“低压开关设备和控制设备低压断路器”（新版本）规定: “断路器的电路包括电动机，测量仪器，微动开关和半导体等组件例如设备，如果这些组件已经按照其相关规定在8.3.3.2.3 ...（主电路的测试电压值）规定的介电测试电压以下进行了测试，则断路器应在拆卸之前介电强度测试”.

还应指出，断路器（带电部件和接地部件之间，两极之间，隔离触点之间和相关的固体绝缘之间）的介电强度测试应能够承受施加的额定冲击耐受电压. 该标准还明确规定，测试后对产品的验证允许使用工频耐受电压，并且还适用于没有指定额定冲击耐受电压的电气产品的电气性能评估. 并且如果与Dw45通用断路器相似，请卸下智能控制器和传感器，仅用作隔离器，应进行额定冲击电压测试，并且不能用工频耐受电压代替.

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