灭磁开关说明书.docx
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灭磁开关说明书
GE消费与工业产品集团
电力保护
直流快速断路器
带灭弧罩为1X2、1X4、2X2、2X3、2X4的
Gerapid2607,4207,6007,8007
用户指南
索引
1.警告和安全提示
1.1警告
危险
进入断路器内工作之前，请关闭设备电源。
危险或电击
电气设备在操作过程中带危险电压。
另外，在接通电流，尤其是短路电流时断路器将释放高温电离气体。
设备安装、调试、维护、更换或改装必须由专业人员按照国家和国际适用安全规定进行，该人员必须经过相应的培训。
在操作过程中，断路器必须配备适当外罩，例如合适的外壳或面板。
须预留安全距离。
某些工作须由经过适当培训的维修人员进行。
不遵守警告可能导致死亡和/或严重的身体伤害，且造成对设备大面积的损坏。
在进行维护、检查之前，须打开断路器，两端须接地，同时须断开断路器并拔掉控制插头。
在操作过程中，禁止手动启动断路器。
在断路器断电和接地时，
手动启动必须只能用于维护和检查目的。
断路器由高能量移动零部件组成。
请勿在断路器接通（合闸）或断开（分闸）时触碰断路器,否则有导致重大伤害的危险。
控制电路可能配备带危险电压的电容器组。
在该部位上工作时必须小心。
1.2安全提示
1.2.1防止部件坠落
提示1：
在弧前触头下方放置一块布[图1]。
切记按照提示3固定合闸驱动。
图1防止燃弧部位有部件坠落。
1.2.2维护失压脱扣器
提示2：
安装失压脱扣器时，应使其通电以便使断路器合闸。
随后仅可以对弧前触头进行维护。
提示3：
为防止受损，建议将断路器安装在靠近机械联锁装置的位置[图2]。
管道长度应约为50毫米[约2英寸]，内径至少应为14毫米[0.55英寸]。
锁闭杆外径应小于8毫米[0.3英寸]。
GE不提供此锁闭杆。
合闸驱动
固定管道
锁闭杆
图2安装合闸驱动以防止分闸。
2.一般使用条件
2.1运输
●断路器通过木制调色板运输。
使用收缩塑料膜固定。
调色板上的断路器使用纸板箱封盖。
可以通过卡车、铁路、飞机和船舶运输。
如果在海上运输，应采用特殊保护，以防止盐分和受潮。
断路器必须始终保持垂直并完全封装状态直至运送到安装现场。
包装可以防止设备受损和蒙尘，只能在安装之前拆开。
如果包装已损坏，必须检查断路器和灭弧罩是否被损坏。
在安装断路器之前，应确保小心拆除所有包装材料。
搬运未经包装的断路器[图3]时，应使用运输带从合闸驱动（a）和下端（b）绑住断路器。
请注意，在搬运过程中，未经包装的断路器的底部隔离不能被损坏（例如，不要在粗糙的表面前后推动断路器）。
图3搬运断路器和OCT装置设置
2.2安装
2.2.1工作环境
●断路器运送时防护等级为IP00，适合在室内无污染、无导电粉尘、防潮防凝露的环境下应用。
因频繁的湿度凝露，允许少量的导电粉尘沉积。
一般环境条件，请详见EN50123-1附录B和IEC60947，PD3类。
●断路器可以在–5°C—+40°C（23—104°F）的环境温度范围内工作。
当额定电流降低时，断路器的工作温度可达+60°C（140°F）。
●断路器可以在海拔高达2000米（~6500英尺）处工作。
●断路器不得经受强烈振动。
允许垂直和水平方向每30秒0.5g的振动。
●空气应保持清洁，最高温度+40°C（104°F）下相对湿度不得超过50%r.h.。
如果温度降低，相对湿度可以更高，例如，+20°C（68°F）下相对湿度可达90%r.h.。
温度变化时可能略有凝霜现象。
2.2.2安装和接口
●上下接头（编码：
4）必须直接连接主电缆或母线。
断路器必须仅用于安装有灭弧罩的垂直操作位置，并且须完全固定。
●安装后，须检查灭弧罩和专用螺纹接头的紧固性。
●必须按尺寸图所示为接地或绝缘部件预留安全距离。
须采取适当措施防止电弧对人员造成伤害。
●供电导线安装不当引起的强烈外部磁场，或其它设备的盘场，可能导致分闸设置阈值变化。
在短路电流低的情况下，可能导致出现过早分闸或无分闸情况。
在安装和操作带屏蔽的设备时，应适当考虑此情况。
●控制电线必须连接控制终端（编码：
19），如电路示意图（第10页）所示。
接地保护线必须在标记触头处连接。
2.3使用
2.3.1供电和载荷
●根据断路器类型，在第3.3部分表1中列出了断路器的设计电流和电压。
●连续操作过程中，流经断路器的电流必须为最大额定负载电流。
允许负载电流短时超过断路器铭牌上的额定值。
参看表1a/1b所列的短时电流。
●不得超出断路器铭牌所示的额定工作电压。
●驱动和辅助分闸设备（编码：
8）的电压应符合规定的控制电压范围。
辅助分闸设备的负载电流必须为表2a中的最大值。
●只能在零电位，无电压情况下插拔辅助电流连接器（-X2:
1/:
2）（-X3:
4/:
5）！
2.3.2调整OCT
●OCT是过电流分闸设备（编码：
7），在过载或短路时使断路器分闸。
该设备为可完全调整的、瞬时的和直接分闸的设备。
●通过旋转螺钉1实现在规定范围内调整OCT[图3]。
●调整过程中要求使用SW6六角扳手2。
●调整必须在断路器断开主电源和接地之后进行。
●顺时针旋转调整螺钉提高分闸阈值，逆时针旋转螺钉则降低分闸阈值。
●通过对准箭头，并在线3上做标记来进行调整。
3.技术信息
3.1介绍
●Gerapid是直流快速断路器。
这是一种单极直流断路器，主要为地铁推进-配电系统应用而设计的，其工作电流达8000A（编码：
1）和工作电压达3600V（编码：
2）。
其它应用领域还包括电解厂、矿山或钢厂等专门的工业钢厂。
●断路器型Gerapid有很高的分断能力和限流特性。
灭弧罩根据无石棉断弧原则进行工作。
●可提供各种附件和备件以便进行维护、修理或进行可能的延长。
断路器应使用PST编码系统配置，可在本指导后提供，或以Excel文件形式免费提供。
●断路器合闸通过高功率电磁驱动（编码：
3）进行。
●在检查过程中，分闸和合闸可以通过手杆（编码：
16）进行，手杆安装过载分闸直接通过OCT装置（编码：
7）实现，或选择使用电动式线圈（编码：
12）来实现。
间接远程分闸可以通过分励脱扣器或选择通过失压脱扣器（编码：
11）实现。
主触头
弧前触头
●Gerapid断路器拥有紧凑封闭的结构[图4]，其防护等级为IP00。
所有部件都安装在厚壁、不易碎且防火的绝缘板上。
机构
合闸电磁驱动
分励脱扣器/失压脱扣器
杠杆
ED线圈脱扣装置
下方铜端子
调整装置
OCT装置
上方铜端子
灭弧罩
控制接头
辅助触头
软带
固定触头
控制箱
图4模块化结构视图.3.2.3机构
3.2零部件和附件
3.2.1触头系统
●Gerapid断路器配备两级触头系统[图5]，该触头系统由主触头和弧触头组成。
触头系统的设计经过验证，主触头不会受到任何磨损。
●主触头使用复合银材料涂覆。
弧触头和联接带使用铜制成，并且可以轻松更换。
●软带通过非常紧的编织带与弧触头联接。
电弧滚环
灭弧触头
编织带
主触头
软带
图5触头系统：
新型（上）和旧型（下）
3.2.2灭弧罩（编码：
2）.
●灭弧系统的紧凑型模块化设计无需额外的磁支承，确保高分断能力的同时还缩短安全距离。
●新款断路器的结构更为紧凑，可以安装在非常小的外壳内（最小600毫米；2英尺），并且节省更换成本。
●适配器是用于安装各种灭弧罩，以便适应断路器不同的工作电压。
●灭弧罩由极其耐用的防燃弧材料组成，并且集成了弧板。
●弧板将弧分成几部分，通过成倍提高阳极和阴极压降来提高电弧电压。
因为具有高比热，弧板和灭弧罩壁吸收大量的电弧能量。
3.2.3机构
●Gerapid配备了模块化机构，该机构具有耐磨性能，几乎无需进行维护。
该机构可确保延长断路器的电气和机械寿命，也可确保高度安全，适合所有操作条件。
●机构被机械闭锁在合闸位置。
与常用磁力夹持系统相比，机械锁紧机构的工作原理可以带来很多优点。
无需使用辅助控制电源保持合闸。
●该机构配备两个锁存器[图6]。
其中一个锁存器，“慢速锁存器”用于正常情况下的分闸，例如启动分励脱扣器或失压脱扣器。
另一个锁存器为“快速锁存器”，用于将主触臂与机构和分闸触头分开，仅有极短的延时。
此锁存器在短路或过载时使用。
所有安全脱扣器均在此锁存器上运行。
主触头
可移动式触臂
OCT装置（旋转90°视图）
ED线圈
分励脱扣器/失压脱扣器
“慢速锁存器”
“快速锁存器”
图6锁存和脱扣系统
3.2.4过电流脱扣装置（编码：
7）
●OCT装置是带双磁电路的脱扣磁，优化双磁场原理[图7]。
此技术确保沿着双向（电流方向）快速匀速脱扣。
●磁系统运行时无需辅助控制电压。
它使用来自主电路的磁能量。
●系统由保持电路[6]、可移动电枢[3]和脱扣电路[7]组成。
保持和脱扣磁路均有主电流[1]激励。
直到达到静电过载脱扣器的响应阈值，电枢[3]将通过保持磁通量（ΦH）[2]和缓冲弹簧力[4]被保持在适当位置。
一旦主电流超过设置的静态响应阈值，吸磁通量（ΦA）[2]将代替保持磁通量并迅速拉低灵活的电枢[3]。
在此操作期间，电枢击中杠杆，从而释放机构中的快速锁存器。
锁存器和触头立即分闸。
●通过使用SW6六角扳手旋转调整螺母，便可轻松调整响应阈值，如第2.3.2点所示。
●结合透明侧保护盖（编码：
15），可使用固定绝缘旋钮调整OCT[图16]。
1.电流流动方向。
2.带两个磁通量（保持磁通量ΦH和吸磁通量ΦA））的磁芯。
3.可移动锚杆。
4.用于可移动锚杆的压力弹簧。
5.短路线圈。
6.保持磁路。
7.脱扣磁路。
图7OCT装置
3.2.5电动脱扣装置（编码：
12）
●ED脱扣装置需要外部保护继电器/系统监控电流提高情况。
此继电器/系统由客户自行安装。
●如果发生故障，外部继电器将信号释放到电容器的控制单元（内部NEKO或外部），该单元会突然将其能量释放到ED线圈[图8]。
线圈使断路器的快速锁存器脱扣，并且在少于3毫秒内引起合闸。
●ED脱扣装置为选配项。
标准机组由ED线圈和内置C组（NEKO）的电子控制单元组成。
外部脱扣信号为6V到24V直流，并且应在（-X2:
10/:
11）时馈电。
●客户可以使用自己的电容器组装置。
需要300VDC额定电压和2000uF电容。
在这种情况下，断路器内只安装ED线圈。
●确保电压电平在6V到24V之间，没有信号峰值，且持续时间<3毫秒。
否则可能导致NEKO板严重受损！
●触发信号的最长持续时间不得超过〜1秒。
较长信号将导致NEKO故障！
强烈建议使用串联的、带起动电路（-X2：
10/：
11）的内部辅助触头。
触头合闸后起动电路将自动被切断。
图8带杠杆接口的ED脱扣线圈
3.2.6辅助脱扣装置（编码：
11）
●断路器可以配备一个分励脱扣器（ST）或失压脱扣器（UVR）。
不能将两个装置安装在同一个断路器内。
●在标准配置中，内部电压转换器（编码：
8）为设备提供24VDC电压。
此转换器将任何外部连接电压转化为断路器控制所需的24VDC内部电压。
●或者，也可以为两个装置直接提供外部24VDC±5％的电压。
在这种情况下，分励脱扣器的脱扣信号不得超过100毫秒。
●两个装置均由对应连接的无电平触头脱扣。
●两个装置可以互换。
●分励脱扣器用于远程起动。
它是专为短时操作而设计，最大占空比为9％。
分励脱扣器的电源通过辅助触头连接，当断路器分闸后将切断供电电压，防止分励脱扣器过热。
●失压脱扣器[图9]用于远程起动，结合内部电子控制，用于控制电压。
●失压脱扣器在电压中断或失压>3V时脱扣。
在这种情况下，失压脱扣器使断路器脱扣。
因此可以结合电子脱扣装置使用此设备来监控电压，例如电动开关，可以防止在临时电压击穿时机器意外重启。
●失压脱扣器用于连续操作，其额定功率为40W。
●由于其操作模式，失压脱扣器是一个自监控设备，也就是当信号线断开（紧急切断原则）后断路器将脱扣。
图9失压脱扣器
3.2.7强制脱扣器（编码：
13）
●强制脱扣器（FTU）可以任意安装在断路器内[图10a]。
此装置用于通过按压底板处的针脚实现断路器的机械脱扣。
使断路器脱扣所需的力约为300N（~67,5lbf）。
●跳针位置如图10b所示。
初始位置长度~15mm（~0,6英寸）
脱扣位置长度~8mm（~0,3英寸）
图10a强制脱扣器。
●由于外壳内设有经过正确设计的联锁装置，FTU提供安全脱扣功能。
在移动手车时，断路器在其端子断开电源之前脱扣。
图10b强制跳针的位置。
3.2.8手杆（编码：
16）。
●另外，在维护时可以提供手杆进行手动合闸和分闸。
此工具不能在断路器带电时使用！
●若要使触头合闸，应在驱动杆上安装手杆，并且稳定地拉杆直至锁存器搭扣[图11a]。
●若要使触头分闸，应将工具安装在线圈内，并且用力将其推向驱动杆直至断路器分闸[图11b]。
图11a使用手杆合闸。
图11b使用手杆分闸。
3.2.9辅助开关（编码：
9）
●断路器可配备3、5或10个单独的C型开关（各带1个常开/常闭触头）。
可移动式主臂启动触头。
●触头连接15针控制终端：
-X4与X5;每个终端连接5个开关。
●开关的最大电气额定参数为5A/230VAC和0.3A/220VDC。
使用范围为AC/DC12和13。
图12控制箱内的辅助触头布局。
3.2.10指示器。
另外，断路器可配备以下指示器：
●位置指示器（编码：
14）-安装在合闸驱动前。
它通过驱动杆位置实现机械切换，指示主触头的位置。
“O”–表示触头分闸，“I”-表示触头合闸[图13]。
●OCT指示器（编码：
10）-电气开关，与3.2.7类型相同，安装在OCT顶部[图14]。
它是零电位常开触头，发送OCT脱扣信号。
●灭弧罩指示器（编码：
17）-电气开关，与3.2类型相同，安装在侧壁。
它指示是否提供有灭弧罩，并且阻止合闸驱动直到灭弧罩被安装[图15]。
图13位置指示器。
图14OCT指示器。
图15灭弧罩指示器。
3.2.11电磁合闸驱动（编码：
3）。
●为进行正常合闸操作，断路器配备高功率电磁线圈。
该驱动器安装在断路器前，并配有接地外壳。
●合闸驱动由其它控制器（-X2：
1/：
2）单独供电，并由电源直接供电。
电压电平应在订单中指定。
额定功率取决于断路器类型，范围在1,8kW和2,6kW之间。
●合闸指令由零电位触头（-X2：
4/：
5）触发，信号持续时间应为〜300毫秒。
●合闸驱动系统都包含一个自分断控制电路（SU装置）。
该电路可在〜150毫秒内启动短时启动。
SU装置切换电磁铁圈电源，并在~400毫秒之后自动切断。
●在连续操作过程中，由于存在短路，SU装置还阻止驱动反复启动（防跳跃）。
图16电磁合闸驱动和控制箱
●此外，接通机构在启动后被电动闭锁约8秒或14秒（见表2a“启动磁”）。
这样可以防止短路后过早启动。
3.2.12电流测量系统（编码：
6）。
●SEL电流测量系统包括传感元件
（1）和信号处理器
（2）[图17]。
SEL传感器集成到断路器形状特殊的上方端子，并且通过屏蔽电缆连接信号处理器。
SEL控制单元位于控制箱内[图18]。
图17SEL电流测量系统。
●SEL可用于记录在6kA或12kA选定测量范围内的直流电流。
现在可以直接在断路器上测量额定电流值和电流上升情况。
●传感器包括霍尔探针，并且向控制元件输出一定比例的信号。
信号处理器将输入信号转换成标准的输出信号，如下表所示。
●输出与主电压绝缘。
绝缘耐受电压高达4kVRMS，且峰值达到40kV。
●可提供两种型号。
一个是适用于-5°C到35°C环境温度的标准型号（T35），另一个是适用于-5°C到55°C较高温度的型号（T55）。
●更多详情可参看单独的SEL使用说明。
SEL类型
06-1
06-2
06-4
12-1
12-2
12-4
输入
-6kA…+6kA
-12kA…+12kA
UNe[V]
1000
2000
4000
1000
2000
4000
T35
适用于断路器环境温度为
-5°C…+35°C/+23°F…+95°F
T55
适用于断路器环境温度为
-5°C…+55°C/+23°F...+131°F
INe
与断路器额定电流有关
输出
4...20mA
-20...20mA
-10...10V
UNi[kV]
12
18
40
12
18
40
3.2.13电子控制系统。
所有控制装置均安装在控制箱内[图18]。
从左至右依次为：
图18带控制装置的控制箱
●
（1）NEKO控制装置[图19-1]–带电容器组的内部控制装置。
它向ED线圈释放触发信号（-X2:
10/:
11），并启动电容器储能信号通知（-X3:
6/:
7）。
NEKO控制装置还阻止触发信号直至电容器组完全储能（~15秒）。
●NEKO要求高质量的触发信号。
确保电压电平在6V到24V之间，没有信号干扰尖峰，且持续时间<3毫秒。
否则可能导致NEKO控制装置严重受损！
图19-1NEKO控制装置。
●
（2）内部电压转换器（编码：
8）--将外部电源电压（-X3：
4/：
5）转换为控制装置（除了驱动电源）所需的24VDC内部电压。
图19-2110V/24DC电压转换器。
●（3）SU控制装置–见3.2.11。
图19-3SU控制装置。
●（4）ST/UVR控制装置–简单的继电器系统，控制分励脱扣器或失压脱扣器的运行。
图19-3ST/UVR控制装置。
●（5）SEL控制装置–见3.2.12[图17]。
3.3技术参数表。
断路器类型
Gerapid2607
Gerapid4207
Gerapid6007
Gerapid8007
灭弧罩类型
1X2
1X4
2X2
2X3
2X4
1X2
1X4
2X2
2X3
2X4
1X2
1X4
2X2
2X3
2X4
1X2
2X2
常规热电流Ith[A]（IEC/EN）
2600
4200
6000
8000
额定电流[A]（ANSI）
2600
4150
5000
6000
额定电压Ue[V]
1000
2000
2000
3000
3600
1000
2000
2000
3000
3600
1000
2000
2000
3000
3600
1000
2000
额定绝缘电压Ui[V]
2000
2000
2000
3000
4000
2000
2000
2000
3000
4000
1000
2000
2000
3000
4000
1000
2000
短时电流120分[A]
3150
5000
7200
9600
短时电流2分[A]
5200
8500
12000
16000
短时电流20秒[A]
7800
12600
18000
24000
脉冲耐受电压1,2/50µsUi[kV]
符合EN50124-1:
1997
18
18
18
30
30
18
18
18
30
30
12
18
18
30
-1）
12
18
工频耐受电压50HzUa[kVeff]
符合EN50124-1:
1997
10
10
10
15
15
10
10
10
15
15
7
10
10
15
-1）
7
10
额定短路关合能力ÎNss[kA]
额定短路开断能力INss[kA]
符合EN50123-2
70
50
50
35
100
71
50
35
42
30
70
50
50
35
100
71
50
35
42
30
70
50
50
35
80
56
50
35
-1）
-1）
70
50
-1）
50
额定工作短路开断电流Ics[kA]
符合IEC947-2
60
40
50
40
40
60
40
50
40
40
60
40
50
40
-1）
60
-1）
Une=800VDC时的短路电流[kA]
Une=1600VDC时的短路电流[kA]
ANSIC37.14
200
-1）
200
100
-1）
200
-1）
最大短路电流[kA]
按客户要求测试
244
120
100
52
244
120
100
52
200
240
最大电弧电压Uarc[kV]
2
4
4
5,6
7
2
4
4
5,6
7
2
4
4
5,6
7
2
4
承重能力[kg]
120
120
160
160
160
120
120
160
160
160
150
150
165
165
165
190
210
承重能力[lbs]
265
265
352
352
352
265
265
352
352
352
331
331
364
364
364
419
463
1）按客户要求进行特性试验
表1：
Gerapid2607,4207,6007,8007.的技术参数
控制箱端子
1x12极
4x15极
AC400V,20A
AC250V,8A
合闸电磁驱动1）
额定电压
工作范围
功耗Gerapid2607/4207
功耗Gerapid6007/8007
合闸指令最短持续时间
两次“合闸”操作最短间隔时间
AC48V…230V和DC48V…220V
80%...115%额定电压
1750W/2000W
2600W/2600W
100毫秒
~8s带NEKO；~14s不带NEKO
内部电压转换器1）
用于Gerapid2607,4207,6007,8007
输入：
电压范围
输出：
电压范围
电流
型号描述
DC33...85V
DC24V（±5%）
永久6A
PCMD15048S24W-GE
输入：
电压范围
输出：
电压范围
电流
型号描述
DC88...145V
DC24V（±5%）
永久6A
约PCMD150110S24W-GE
输入：
电压范围
输出：
电压范围
电流
型号描述
AC115...2
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