万能断路器说明书.docx

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万能断路器说明书

智能型万能式断路器使用说明书

1．概述

适用范围

HJW1系列空气断路器（以卜简称断路器）主要适用于交流50Hz，额定工作电压为400V、690V，额定电流为400A-6300A的配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路取和接地等故障的危害。

断路器核心部件采用智能型控制器，具有精确的选择性保护，可避免不必要的停电，提高供电系统的可靠性、连续性和安全性。

型导及其舍义

13正常的使用，安装和运输条件

1.3.1正常使用条件

a）周围空气温度上限不超U+40℃，下限不低于-5℃，24h的平均值不超过+35℃，

注：

在周围空气温度高于+40℃或低-5℃的条件下使用的断路器应与制造厂协商。

b）安装地点的海拔不超过2000m，

c）大气的相对湿度在周围最高温度+40℃时不超过50%，在较低在温度下可以有较高的相对湿度（侧如20℃时的90%），并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝露。

1.3.2正常安装条件

a）安装位置应垂直、各方向的倾斜度不超过5℃；

b）污染等缎：

3级

c）安装类别：

断路器主电路及欠电压脱扣器线圈、电源变压器初级线圈为Ⅳ级，辅助电路、控制电路为Ⅲ级。

133正常贮存和运输条件

a）温度下限不低于-25℃，上限小超过十55℃，

b）相对湿度（25℃时）不超过95%，

c）产品在运输过程中，应轻搬轻放，小应倒放，应尽量避免剧烈碰撞。

2．技术特征

21分类

2.1.1按安装方式分：

固定式、抽屉式。

212按操作方式分：

电动操作、手动操作。

213按脱扣器种类：

具有智能型控制器、欠电压瞬时（或延时）脱扣器和分励脱扣器。

214智能型控制器分娄：

a）Perfection-L（简称L）型（经济型，光柱显示），

h）Perfection-M（简称M）型（普通型，LED数码显示），

c）Perfection-H（简称H）型（增强型，LCD液晶显示）。

主要技术参数见表1

表1主要技术参数

2.3主要技术性能

.l智能型控制器保护特性的电流整定值范围及准确度见表2。

表2控制器保护特性的电流整定值范围及准确度

232过载长延时保护动作特性

智能型控制器的过载长延时反时限动作特性l²TL=²tL，其0）Ir的动作时间见表3，时间误差为±15%。

注：

式中tL为长延时的整定时问，TL为长延时的实际动作时间。

表3智能型控制器的长延时反时限动作特性

233智能型控制器的短延时过电流保护动作特性

a）M型智能控制器的短延时保护特性在低倍数电流时为反时限，其反时限特性符合I²Ts-（8Irl）²ts，ts为短延时设置时间。

当过载电流I>8Irl时，自动转换为定时限特性，其定时限特性见表4，时间误差为±15%。

表4L型、M型智能控制器的短延时动作特性

b）H型智能控制器的短延时过电流保护动作特性见表5；

短延时保护有两种方式，一种为反时限保护，当故障电流超过反时限设置定值时，控制器按与过载一样的曲线进行延时保护，但是保护的速度要快10倍（即按过载曲线函数算出的故障延时时间的十分之一）；另一种为定时限保护，当故障电流超过定时限设置定值时，控制器按定时限时间延时保护

表5H型智能控制器的短延时动作特性

2.3.4M型智能控制器的过电流保护特性曲线见图1；

2.3.5接地故障保护动作特性曲线见图2；

图lM型智能拧制器的过电流保护特性曲线图2接地故障保护特性曲线

接地故障保护分二种：

一种是检测中性点电流，当三相电流平衡时，中性点电流为零，当三相电流不平衡时，中性点电流超过整定值，智能控制器报警，经过整定的延时时间后，按要求发出指令，使断路器断开或不断开。

另一种是检测接地线上电流，当电流越过整定值时，智能控制器报警，终过整定的延时时间后，按要求发出指令，使断路器断开或不断开，接地故障保护特性为定时限，其延时特性符合表4和表5。

2.3.6H型智能型控制器的保护舶线类型、公式、…j线设定、热I山亿设定、特性参数及阳线速率K

2.3.6.1智能型控制器的保护曲线类型、公式、曲线没定和热记忆设定见表6

表6智能型控制器的过载保护曲线类型、公式、曲线没定和热记忆设定

图3H型智能控制器的过载保护曲线类型（曲线速率为C8）

2.3.6.2H型智能控制器的过载长延时保护作特性参数见表7

表7过载长延时保护动作特性参数

2.3.6.3H型智能控制器的多种保护曲线对应的K系数（曲线速率）值见表8

表8H智能控制器的多种保护曲线对应的K系数值

2.3.7漏电保护特性（增选功能）

2.3.7.1漏电保护特性的整定范围见表9

表9漏电保护特性的整定范围

2.3.7.2漏电保护特性的延时时间见表10

表10漏电保护特性的延时时间

2.3.8Perfection系列智能控制的出厂整定值见表11.

表11Perfection系列控制器出厂的整定值

2.3.9断路器控制电路的额定电压及消耗功率见表12

表12控制电路的额定电压及消耗功率

2.3.10断路的操作性能

断路器的操作性能用操作循环次数表示见表13。

表13断路器的操作循环次数

2.3.11辅助触头在正常条件和非正常条件下的接通和分断能力见表14

表14辅助触头在正常条件和非正常条件下的接通和分断能力

3．结构特征与原理

31断路器的结构特征

断路器为立体布置形式，主要由触头系统、智能控制器、手动操作机构、电动操作机构、安装板（固定式）或抽屉座（抽屉式）}组成；具有结购紧凑、体积小等特点。

触头系统封闭绝缘底板内；其每极触头也都用绝缘扳隔开，形成一个个小室，而智能型控制器、手动操作机构，电动操作机构依次排在其前面形成各自独立的单元，如其中某一单元坏了，可将其整个拆下换上新的，见图4

图4断路器结构

3.1.1抽屉座

抽屉式断路器由断路器本体与抽屉座组成，通过断路器本体上的母线与抽屉座上桥型抽头的插座接通主回路。

抽屉式断路器有“连接，试验，分离”三个工作位置，可通过旋转手柄来实现，工作位置通过抽屉式底座横粱上的指针来显示。

当处于“连接”位置时，主回路和二次回路均接通；当处于“试验”位置时，主回路断开并有安全隔板隔开，仅二次回路接通，可进行动作试验，当处于“分离”位置时，主回路和二次回路全部断开。

抽屉式断路器具有机械联锁装置，能保证断路嚣在断开状态下进行主回路转换，见图5。

图5抽屉座

3.1.2触头系统

每极触头系统被安装在由绝缘板构成的小室内，其上方是灭弧室。

触头系统由连杆与绝缘板外的主轴连接，从而完成闭合、分断的任务，而每极触头系统为了降低电动斥力采用多路档触头并联形式，多路档触头安装在一个触头支持上t。

触头接触片的一端由软联结与母排连接，断路器闭合时，主轴带动连杆使触头支持绕“0”点逆时针转，当动触头与静触头接触后绕“01”点顺时针转动，压缩弹簧，从而产牛一定的触头压力，确保断路器可靠闭合，见图6。

图6触头系统结构图

3.1.3操作机构

断路器操作方式有手动和电动两种，断路器采用弹簧贮能闭合，闭合速度与电动或手动操作速度无关，断路器利用凸轮压缩一组弹簧达到贮能目的，并具有脱扣功能，见图7。

断路器有三种操作位置，即贮能、闭合和分断。

a）贮能（见图7-a）。

电动操作或手动操作外力带动凸轮转动，凸轮上顶着贮能杠杆。

使其随凸轮转动，在转动过程中，贮能弹簧不断被压缩，当凸轮转动到一定角度，上面的固定轴恰好压在杠杆1上，而杠杆1的另一端压在释能脱扣半轴上。

另一方面，电动操作或手动操作的外力带动连杆1转动，连杆1顶端顶着杠杆2，使杠杆2向再扣位置转动，最后使脱扣半轴转到再扣的角度，杠杆2转到能再扣的位置，此时贮能结束，为断路器闭合作好准备。

b）闭合（见图7-b）。

拨动“I”按钮或合闸电磁铁动作，使释能脱扣主轴逆时针转动，压在释能脱扣半轴上的杠杆1脱扣，凸轮受贮能弹簧力顺时针转动贮能杠杆逆时针转动，恰好贮能杠杆上的轴销猛力地打在连杆2上，使连杆转动，并带动连杆l动作，连杆3推动主轴顺时针转动，使断路器闭合。

C）分断（见图7-C）。

按动“0”按钮或来自过电流、欠电压、分励信号、智能型控制器上的试验脱扣信号使分断脱扣半轴顺时针转，杠杆2脱扣，压在连杆1上的力消失，由连杆1、2、3组合的四连杆机构变成五连杆，连杆1处于自由状态，在触头反力及复位弹簧的作用下，断路器迅速断开。

图7-b闭合操作

3.1.4HJW1系列智能型控制器

HJW1系列智能型控制器的结构见图8.

图8智能控制器的构成

3.1.4.1基座

基座由以下几个部分组成

a）连连锁机构：

用于控制器的执行元件（磁通变换器）动怍后，使断路器分闸后保持该位置的连锁机构

b）复位机构：

使磁通变换器复位的动作机构。

C）磁通变换器：

制器发出脱扣指令后，该磁通变换器产生与永久磁铁极性相反的磁场，使磁通变换器动铁芯在反力弹簧作用下驱动脱口杠杆，使断路器分断的机构。

d）接触组：

用于指示断路器触头状态的分、合位置和工作状态。

3.1.4.2传感器

传感器的安装在断路器的主回路母线上，该传感器提供控制器工作的能量及检测主回路流变化的信号。

与传统互感器不同，它是由一个主要用于控制器正常工作能量的速饱和电流互感器和另—个主要用于检测主回路电流变化的空心互感器组成，空心互感器的检测信号大小与主回路电流的大小成正比，二个互感器被安装在一个圆形塑料盒内。

3.1.4.3电源附件

电源附件分几种：

一是安装在基座上的电源附件是接在控制回路的电源上，供控制嚣在断开主电路时显示、记忆工作状态之用，另一种安装在抽屉座或其它位置上的电源附件有AC电源、DC电源、不间断（电池）电源等，以保证控制器、继电器等附件的供电。

3.1.4.4继电器模块

主要用于控制器输出断路器因过载，短路，负载监控等动作指令的继电器接点的扩展，用户可按需要进行不同的组合。

3.1.4.5Perfection系列智能控制器的基本配置

3.1.4.5.1L型智能控制器的基本配置见表15

表15L型智能控制器功能配置

3.1.4.5.2M型智能控制器的基本配置见表16

表16M型智能控制器的功能配置

3.1.4.H智能型控制器的基本配置、增选功能及代号

a）H型智能控制器的基本配置见表17

表17H型智能控制器功能配置

b）H型智能控制器的增选功能配置及代号见表18

表18H型智能控制器的增选功能配置及代号

3.1.4.6Perfection系列智能控制器的功能说明

3.1.4.短延时保护（Perfection-H型智能控制器）

短延时保护有两种方式，一种为反时限保护，当故障电流超过反时限设置定值时，控制器按与过载一样的曲线进行延时保护，仅是保护的速度要快10倍（即按过载曲线函数算出的故障延时时间的十分之一）另一种为定时限保护，当故障电流超过定时限没置定值时，控制器按定时限时间延时保护。

注意当反时限电流值没置于“OFF”位置或定时限电流值殳置小于等丁反时限电流值时，则控制器按定时限保护，反时限功能自动失效。

当定时限保护投入时，无论定时限或反时限，短延时延时功作的时间均不小于定时限的设置时间；但当定时限保护退出时，反时限保护的延时动作时间则不受定时限延时时间设置值限制，但不小于20ms。

3.1.4.接地保护

对于单相金属性接地故障保护，有二种保护方式：

剩余电流（差值）型（T）和地电流型（W）。

T型检测零序电流，即取四相（3相4线线制）或二相（3相3线制）电流的矢量和进行保护。

地电流型是通过特殊的外部互感器直接检测接地电缆上的电流，可对断路器的上、下级接地故障同时进行保护，互感器和断路器的最大距离小越过10米。

对于差值型接地故障可实现医域联锁。

3.1.4.漏电保护（增进功能，仅限于H型智能控制器）

适用于设备绝缘损坏导致的漏电故障，漏电脱扣值I△n直接用安培表示，和断路器的额定电流无关。

取信号的方式为零序取样方式，需外加一只矩形互感嚣：

这种取样的精度、灵敏度较高，适用于较小电流的保护。

.4.6.4热记忆功能

控制器困过载、短延时等故障延时动作后，具有模拟双金属特性的热效应，过载热效应能量30mn释放结束，在此期间如再次闭合断路器发生过载故障，则延时动作时间变短，可使线路或设备得到较合适的保护。

控制器断电一次可清除积累热效应。

3.1.4.6.5接地报警

接地报警功能和接地保护功能是相互独立的，同时存在，有各自独立的没置参数。

3.1.4.电流不平衡（断相）保护（仪限于H型智能控制器）

电流不平衡保护是对断相和二相的电流不平衡进行保护，根据三相电流之间的不平衡率进行保护动作。

当执行方为报警时其动作原则同接地保护。

其计算公式为δ=|I-Iav|/Iav，lav为饿二相电流的平均值。

其延时为定时限，延时时间Tδ，当Tδ为OFF时表示只报警不跳闸。

其保护启动的整定范围5%-60%，整定步长为1%，动作延时时间为s-40S，整定步长为。

3.1.4.负载监控功能

设置一个整定值，Icl、Icl整定范围（一1）In，Icl延时特性为反时限特性，其延时整定值为长延时整定值的1/2，lc2的延时特性有二种：

第一种为反时限特性，其时间整定值为长延时整定值的l/4，第二种为定时延时特性，其延时时间为60s，这二种延时功能前者用于当电流接近过载整定值时分断下级最不重要的负载，后者则用于当电流超过Ic1值，使延时分断下级不重要负载后，电流下降，使主回路和重要负荷电路保持供电，当电流下降到lc2时经一段延时后发出指令，再次接通下级已切除过的电路，恢复整个系统的供电。

负载监控特性见图9和图10

图9IC1负载检测功能图10Ic2负载监测功能

3.1.4.故障记录功能

断路器故障分闸后，控制器可指示故障类别并存储记录，断电不丢失。

控制器若重新上电后，按一下控制器面板上“故障检盘”键，则可指示出历史故障跳闸的原因。

检查完毕后需按下“清灯”或“复位’键使控制器退出故障状态进入正常工作状态。

注意：

L型、M型智能控制器只保留一次故障记亿，如再次发生新故障则清除过去故障记忆，保留最新一次的故障记忆。

控制器试验跳闸，不作记忆。

3.1.4.自诊断功能

控制器能够对自身出现的一些自诊断故障如：

环境温度超温、E²PROM数据出错、A/D采样出错、空芯百感器断线、磁通变换器断线断、断路器拒动等，则进行报警。

3.1.4.D0信号报警功能

控制器可输出8路DO输出信号，用于控制或声光报警指示。

对应的功能有：

过载预报臀信号、短路脱扣信号（短延时和瞬时）、长延时脱口信号、接地脱口或报警信号、负载临控l信号、负载监控2信号、自诊断报警信号和故障跳闸信号（OCR）。

3.1.4.MCR和越限跳闸保护

MCR和越限跳闸功能为高速瞬时保护，故障电流信号直接通过硬件比较电路发出动作指令，MCR保护只在断路器合闸瞬间（约100ms内）起作用，而越限跳闸保护在运行中一直起作用。

MCR保护是对断路器的极限接通能力进行保护，防止在开关闭合前电网已处于短路故障状态，在合闸瞬时产生大于断路器接通能力的电流，控制器以瞬时方式使断路器分断。

越限跳闸保护是对断路器极限承载能力进行保护，防止断路器承受超过极限承裁能力的电流而损坏。

3.1.4.可通迅功能（可选功能，仅限H型+DP通迅模块）

除了具有智能型控制器所有功能外，同时具有串行通讯接口功能，通过通讯接口可组成主从结构的局域网络系统（以下简称系统），由1-2台计算机作为主站，若干智能断路嚣或其它可通讯接元件作为从站，系统网络结构如下所示。

针对断路器单元，系统可实现远距离的“四遥’功能：

多种电网参数和运行参数的监测，智能断路器当前运行状态监示，各种保护限值参数的调整和下载，智能断路器的分、合操作控制等。

系统适用丁各种配电系统发电站，中、小型变电所，工矿企、楼宇等配电监控建设和改选。

专用通讯协议接口连接关系图如下：

基于通用DP协议的断路器产品连接关系图如下：

1系统的构成

a）数据通迅网络系统的硬件结构

△智能断路器提供标准的RS485通讯接口，从断路器的10和11号引出线引出；

△系统连接的通讯介质：

A类屏蔽双绞线。

b）网络主要特性

△双向串行数据传递方式，产品可提供多种通讯协议方式：

《低压电器数据传输通讯规约》，PROFIBUS-DP，MODBUS等。

△严格的主从方式，即主站是通讯的发起者和控制者，从站只能与主站通讯，而不能直接与其它从站通汛；

△通讯波特率为9600bif/s，通讯距离为1.2km，针对PROFIBUS-DP通讯波特率典型应用可达187.5kbit/s

C）监控软件

YSS2000组态软件可根据不同工程要求，实现所需的监控管理软件的组态应用。

针对智能断路器，可实现运行监控操作及多种日常管理功能。

Ⅱ通信系统功能

a）遥控

遥控是指通过主站计算机对系统中每一从站断路器进行储能、闭台、断开的操作控制。

操作者从系统界面上选取相应的对象，利用鼠标点击遥控按钮，系统即提相应对象的当前运行状忐。

操作者输入操作密码后，即可发出遥辑！

“合”或“分”的指令。

系统将指令传递给相应断路器从站。

从站在收到指令后，即按既定的时序进行分断、闭合、储能等操作，并向主站报告遥控的结果。

b）遥调

遥调是指通过主站计算机对从站的保护整定值进行设置。

在主站汁算机中存有所有从站的保护整定值位表，操作者从系统界面上选定相应的对象，利用鼠标点击遥调按钮，系统即提供相应对象所有保护整定值的当前没置，以及该对象的保护整定值表，操作者输八操作密码后，即可从参数表中选择需要的参数，然后点击相应的按钮，主站便把参数下载给相应的从站，并报告遥调的结粜。

从站在收到指令后，即修改自己的保护整定值。

c）遥测

遥测是指通过主站计算机对各从站的电网运行参数实时监测。

通讯站向上位机报送工作参数如下：

各子站的实时L1、L2、L3、N相电流值，UAB、UBC、UCA的电压值等。

△故障记录可记录发出的故障参数。

故障时的L1、L2、L3、N相电流值，UAB、UBC、UCA的电压值，故障类型，故障动作时间，并将该故障记录在故障数据库中。

△计算机以棒图，绝对值表方式显示各子站的当前实时电流，电压，以实时曲线显示各节点的运行状况。

d）遥讯

遥讯是指通过主站计算机查看从站的型号，闭合、断开状态，各项保护定值，及从站的运行和故障信息状况等信息。

从站断路器向上位机报送参数有：

开关型号、开关状态（台／分）、故障信息、报警信息、各种保护设定定值等。

III通信系统其它功能

除了“四遥”控制功能外，系统还可进行多种的管理功能：

事故报警（信息屏、画面推动、事件打印、事故拨号、声音报警）、事件记录、检修挂牌、交接班管理、负荷趋势分析，多种报表打印等。

3.1.4.区域联锁保护（可选功能，仅限于H型+ZSI模块）

区域联锁（ZSI）功能可确保断路器上下级完全选择性保护，减少了故障脱扣动作范围，并缩短了断路器的分断时间，此功能适用于断路器短路短延时（定时限）和接地故障保护（定时限）。

当多台断路器进行上下级联锁保护时，为减少短路电流对电力系统的热冲击和电动力冲击时间，建议选择区域性联锁保护。

区域性联锁（ZSI功能）见图11i。

控制线可联锁多个配有ZSI功能模块的智能型控制器的断路器。

图11中为三级断路器联锁，最多可联锁5级。

如图11所示三级联锁，当下级断路器在（A）处发生了大于三台断路器的短延时整定电流值的短路电流时，上、中、下三级断路器的控制器均检测到线路中存在大于断路器短延时电流整定值的短路电流故障，如下级断路器的短延时整定时间为Os，则该断路器在10ms内即发出脱扣分断命令，并立即向中级断路器发送联锁信号，中级断路器在40ms内如收到下级断路器送来的级联约束信号，则不分断中级断路器，并向上级断路器发送故障解除级联约束信号，保证了中级和上级断路器的正常供电，反之若下级断路器因电子部件故障未能瞬动脱扣，中级断路器在40ms内向末收到下级断路器送来的级联约束信号，则发出瞬动脱扣命令，并立即向上级断路器发送级联约束信号，上级断路器70ms内（短路发生时开始计时）如能收到中级断路器发来的约束信号，则不分断上级断路器，否则发出分断上级断路器脱扣命令。

有区域联锁功能和无区域联锁功能时各级断断路器承受短路热冲击和点动力冲击的时间见表19

注：

36，37，38，39为断路器二次回路接线端子，最下级控制嚣Tr.、Tsd、Tg必须整定为Os，或36-37端子短接。

图11区域性联（ZSI模块）

表19有无区域联锁模块断路器动作时间对比

3.1.4.中性线保护功能（仅限于H型）

实际应用中中性相所用的电缆及电流特性和其它二相常常有很大差别，控制器针对不同的应用情况对中性相实施不同的保护。

当中性线较细时，可采用半定值的方法保护；当中性线和其它相一样时可采用全定值的方法保护，当电网中的谐波比较重时可采用双倍定值或倍定值进行保护的方法进行保护，其余设定说明见表20。

表20中性线保护相关参数设定

3.1.5其他脱扣器

其它脱扣器包括欠电压脱扣器、分励脱扣器、可远距离操作断路器断开的脱扣器和闭合电磁铁；断路器储能后处于断开位置时，如要闭合断路器只要使电磁铁通电，即能使断路器闭合，见图12。

图12闭合脱扣器结构图

工作原理

3.2.1控制回路

断路器控制回路有47、51回路两种，接线简单，L、M型智能型控制器的接线图见图13、图14、图15；H型智能型控制器的接线图见图16。

4.安装尺寸与外形

抽屉式断路器安装尺寸及外形见图17、表21。

图17

图21

HJW1抽屉式断路器门框开孔尺寸见图18、表22。

20型控制面板中心离柜门右铰链最小距离为256mm；

32、40、50、63型控制面板中心离柜门右铰链最小距离为264mm。

注：

40型四级断路器门框开孔尺寸同20型。

HJW1固定式断路器安装尺寸及外形尺寸见图19、表23。

图19

表23

注：

（）内数据为N相与相邻相间距。

HJW1固定式断路器门框开孔尺寸见图20、表24。

20型控制面板中心离柜门右铰链最小距离为256mm；

32、40、50、63型控制面板中心离柜门右铰链最小距离为264mm。

表24

断路器的联锁机构见图21a、21b

图21a水平安装断路器联锁机构

注：

钢缆绳联锁的2个水平放置断路器（固定式或抽屉式）

单位（厘米）

图21b垂直安装断路器联锁机构

注：

图21b为用联杆联锁的3个垂直安装断路器，如2个断路器联锁只需去除最上面的断路器。

5.安装、使用与维护

安装

5.1.1安装前先检查断路器的规格是否符合要求。

5.1.2用户在使用前，应先用500V兆欧表检查断路器的极与极、极与外壳、极与安装面的绝缘电阻应不小于10MΩ该产品不能使用，应与供应商联系及时调换。

5.1.3断路器安装时，其底座应处于水平位置，并有四只M10螺栓固定，且断路器应安装平衡，无附加机械应力，并需可靠接地，接地螺栓处用标志。

5.1.4建议与断路器连接导线的截面积与断路器的额定电流相适应（见表25），以保证断路器正常工作。

表25连接铜排规格、数量级截面积

5.1.5固定式断路器安装应严格按说明书要求设置安全空间。

5.1.6断路器安装完毕，按有关接线图接线后，在主电路通电前（抽屉式断路器抽屉座上的指示指在试验位置）应进行下列操作检查：

a）检查欠电压脱扣嚣、分励脱扣器、电