1 低压断路器的概述发展史分类和执行的标准1.docx
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1低压断路器的概述发展史分类和执行的标准1
§1低压断路器的概述、发展史、分类和执行的标准
一概述
在现代社会，无论是工业、农业、交通运输、国防、文教卫生、金融、商业、旅游服务和人民生活等领域都离不开电这个能源。
电力产生后，其输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。
配电系统所用电气器具包括变压器和各种高低压电器设备，而低压断路器则是一种使用中量大面广的电器产品。
所谓低压是指交流50Hz（或60Hz）、额定电压在1200V及以下，直流额定电压在1500V及以下的电路。
低压电器（包括低压断路器）就是使用上述电网电压的电气产品。
低压电器按其与使用系统之间的关系，可分为配电电器和控制电器两大类。
低压断路器与熔断器、刀开关、转换开关等同属于配电电器范畴（控制电器主要是指接触器、起动器、主令电器和控制继电器等，独立作为电动机不频繁起动、运转和停止的某些断路器，也有控制电器的一些性能）。
什么是低压断路器？
低压断路器的定义是：
能够接通、承载及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（过载、短路、特别是短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。
断路器，我国在上世纪六、七十年代也称自动开关、空气开关和空气断路器。
低压断路器，从它的结构、用途和所具备的功能来分，就有万能式（又称框架式，国际上通称Aircircuitbreaker，简称ACB）和塑料外壳式断路器［我国旧称装置式，国际上通称Mouldedcasecircuitbreaker，简称MCCB，小型塑壳式断路器，Miniature（Micro）circuitbreaker，简称MCB，还有称无熔丝断路器—No-fusebreaker，简称NFB］两大主要类。
还有一些特殊用途的断路器，如灭磁断路器、爆炸式断路器、真空断路器等。
万能式和塑料外壳式两大类断路器，它们的相同作用是：
（一）在正常情况下，作不频繁合、分电路或起动、停止电动机；
（二）当线路或电动机等发生过载、短路或欠电压（电压不足）等故障时，能自动切断电路，予以保护；
根据保护对象的不同，断路器又分四个类型：
1配电保护型—保护电源和电气线路（电线、电缆和设备）；
2电动机保护型—专作电动机的不频繁起动、运行中分断，以及在电动机发生过载、短路、欠电压时的保护，一般它所保护电动机的功率多数在200kW及以下；
3家用和类似用途保护型—以前称导线保护断路器，属于电路末端的照明，家用电器等的保护；
4剩余电流（漏电）保护型—有不带过电流和带过电流保护两种，前者主要用作漏电（触电）保护，后者除漏电保护外，兼有一般断路器的过载、短路和欠电压的保护功能。
二低压断路器的发展史
世界上最早的断路器出现于1885年，它是一种刀开关和过电流脱扣器的组合。
1905年，具有自由脱扣装置的空气断路器诞生了。
1930年以来，随着科学、技术的进步，电弧原理的发现和各种灭弧装置的发明，逐渐形成了目前的机构。
五十年代末，电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于小型化电脑的发展和普及，又有智能型断路器的问世。
我国解放前，几乎没有断路器的制造业。
新中国成立后，电器工业有了很大的发展和进步。
低压断路器经历了四代的发展过程：
（一）万能式断路器
第一代是五十年代的仿苏联A15、A2050的DW1、DW2和改进后的DW0型（额定电压AC380V、额定电流200-1500A）；第二代是1958年自行设计的在DW0基础上更新的DW10系列（同时代的还有DW5系列），其额定电压为AC380V，DC440V，额定电流200-4000A；第三代是七十年代末开发、八十年代投放市场的DW15和DWX15（限流型），其额定电压有AC380V、660V、1140V，额定电流200-4000A；第四代是九十年代中研制成功并投产的DW45型智能型万能式断路器。
20世纪八十年代初、中期，我国相继从日本和德国引进AH和ME型的万能式断路器，经过20多年的努力，我国的断路器质量和水平与国际先进水平的差距逐年缩小。
（二）塑料外壳式断路器
20世纪五十年代，我国首次研制投产的是仿苏（A3100）的DZ1系列塑壳式断路器（40年代中期水平）；六十年代末期，针对DZ1体积过大，短路分断能力偏小等缺陷，行业集中了几个主要厂家，对它进行了大刀阔斧的改进，形成了我国自行设计的第一代产品DZ10系列；80年代初又开发了第二代的DZ20系列产品；以此同时，上海华通开关厂、嘉兴电气控制设备厂分别从美国西屋（Westhouse）电气公司和日本寺崎电气公司引进具有八十年代初水平的技术，生产了H系列和TO、TG、TL等系列；进入九十年代，又推出了CM1系列（常熟开关厂）、TM30系列（天津低压电器公司）、JXM2系列（嘉兴电气控制设备厂）、HSM1系列（杭州之江开关厂）、S系列（上海电器科学研究所、杭州之江开关厂、上海华通开关厂等组成的OTT集团）。
六、七十年代，小规格电流的塑壳断路器有DZ5-10、DZ5-20、DZ5-25、DZ5-50、DZ15-40、DZ15-63等，它们的短路分断能力在1~5kA。
（三）塑料外壳式断路器（MCCB电动机保护型）
对于小型鼠笼型异步电动机（功率在30kW及以下）保护的塑壳式断路器，目前仍流通于市场的有六、七十年代我国自行设计、开发的DZ5-20（短路分断能力380V1.5kA）、DZ15-40、DZ15-63（短路分断能力380V3kA）和八十年代引进国外技术制造的M611.3VE1（有多种附件），M611.3VE1的短路分断能力大抵在380V3kA左右。
1994-1995年，上海电器科学研究所与嘉兴电气控制设备厂共同开发了DZ35系列电动机保护型塑壳式断路器（型号有DZ35-25和DZ35-63两种）。
短路分断能力：
DZ35-25为380V3kA、35kA、50kA（后两种加装限流型部件），DZ35-63为380V3kA；DZ35-25的体积为DZ5-20的43.13%，DZ35-63的体积为DZ15-63的50.7%。
DZ35系列断路器带有模块式的辅助触点、分励脱扣器、欠电压脱扣器和断相保护等附件。
功率大于30kW-200kW电动机保护型断路器有：
CM1、TM30、HSM1、JXM2和S型等的产品供予选择，它们的短路分断能力分别有400V15~65（80）kA，可适应于MCC（电动机控制中心）离电源较近回路的电动机保护。
小型塑壳式断路器（MCB）现在也有适应小功率电动机保护的产品，如C45NAD（天津梅兰日兰公司）和PX200CD（嘉兴电控厂）等。
（四）家用或类似场所用过电流保护断路器
我国最初的家用或类似家用场所保护的是仿苏（AΠ-25）的DZ4-25（二极）塑壳断路器。
但性能不高，60年代中期国内开发了DZ5系列（二极），七十年代开发了DZ15系列（单极、二极）、DZ12系列，七十年代末引进德国技术生产了S060系列，八十年代中后期，天津梅兰日兰公司的C45N和嘉兴电控厂引进德国F＆G公司的PX200C相继问世，使家用保护断路器上了一个新台阶，C45N、PX200C的短路分断能力均达到4kA（50A及以上）和6kA（40A及以下）。
（五）剩余电流动作断路器（漏电保护器）
为了保护人身免受电击和防止因漏电产生电气火灾，我国在五、六十年代，在一些电力系统维修厂生产了电压型漏电保安器。
由于它的检测线圈（或检测继电器）串接在变压器中性点与接地极之间，接地极电阻变化无常，造成精度差，此外，检测线圈容量不够，结构简陋，防雷效果差，便逐步退出了应用。
六十年代后期，我国第一台电流动作型电子式漏电保安器诞生（主开关是DZ5-20断路器）。
我国首台电流动作型电磁式漏电断路器的型号是DZ5-20L（主开关仍是DZ5-20断路器）。
七十年代中后期，全国联合设计的新型（DZ15L-40、DZ15L-63）电流动作型电磁式漏电断路器试制成功，其壳架电流有40A、63A两种，额定电流6-63A，漏电动作电流（
）有30mA、50mA、75mA和100mA，是快速型（漏电动作时间≤0.1s）。
断路器的短路分断能力为380V3kA和5kA。
DZ15L系列是经过国家级鉴定的。
进入八十年代又有DZL16、DZL18、DZL29、DZL118、DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等流入市场，但大部分是电流动作型电子（集成电路）式漏电断路器（带过载、短路保护和不带过载、短路保护），九十年代初，天津梅兰日兰公司生产了VigiC45ELE（电子式）、VigiC45ELM（电磁式）、VigiNC100等漏电断路器，漏电动作电流（
）30mA，快速型（VigiNC100，
有30mA、300mA和500mA几种，快速动作型）。
八十年代中期，嘉兴电控厂、遵义长征电器八厂又引进德国F＆G公司的技术生产了FIN型（不带过载、短路保护）（In有25A、40A、63A，
有30mA、100mA、300mA和500mA）和FI/LS型（带过载、短路保护）（In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，
有30mA、50mA、100mA和300mA）的漏电断路器。
OTT集团，于1999年开发试制了S-L系列剩余电流动作断路器，规格有63A、100A、200A、400A、630A、800A等，漏电保护用脱扣器采用电子与电磁混合型，漏电动作电流有30mA、100mA、300mA、500mA、1000mA等，动作时间有快速型（≤0.1s）和延时型（最大1.5s），断路器还有过载和短路保护。
极限短路分断能力达400V，40~50kA，另外还开发了只报警不脱扣型，以适合消防等行业的不断电的要求。
对于只报警而不断电的漏电继电器，目前有JD1型（电磁式）、JD3（电子式）、在农村使用的LJM型、LTS型（均为电子式）。
漏电继电器的额定电流有100A、250A，最大达800A，额定漏电动作电流为100mA、300mA、500mA等种，除了单独作漏电时声、光报警之用外，也可与接触器、断路器组合成漏电断路器。
三不同类型断路器的保护特性和它们执行的标准
（一）表1-1为配电保护型断路器的反时限断开特性
表1-1
通过电流名称
整定电流倍数
约定时间h
In≤63A
In＞63A
约定不脱扣电流
1.05In
≥1
≥2
约定脱扣电流
1.30In
＜1
＜2
返回特性电流
3.0In
可返回时间s
5
8
12
注：
可返回特性：
考虑到配电线路内有电动机群，由于电动机仅是是其负载的一部分，且一群电动机不会同时起动，故确定为3In（In为断路器的额定电流，In≥IL，IL为线路额定电流），对断路器进行试验，当试验电流为3In时保持5s（In≤40A时），8s（40＜In＜250A时），12s（In＞250A时），然后将电流返回至In，断路器应不动作，这就是返回特性。
（二）表1-2为电动机保护型断路器的反时限断开特性
表1-2
通过电流名称
整定电流倍数
约定时间
约定不脱扣电流
1.0In
≥2h
约定脱扣电流
1.2In
＜2h
1.5In
*
7.2In
*.*
注：
*按电动机负载性质可以选2、4、8、12min（分钟）之内动作，一般的选2~4min。
*.*7.2In也是一种可返回特性，它必须躲过电动机的起动电流（5-7In），tp为延时时间，按电动机的负载性质可选动作时间Tp为2s＜Tp≤10s、4s＜Tp≤10s、6s＜Tp≤20s和9s＜Tp≤30s，一般选用2s＜Tp≤10s或4s＜Tp≤10s。
（三）配电保护型的瞬动整定电流为10In（误差为±20%），In为400A及以上规格，可以在5In和10In中任选一种（由用户提出，制造厂整定）；电动机保护型的瞬动整定电流为12In（误差为±20%），一般设计时In可以等于电动机的额定电流。
（四）表1-3为家用和类似场所用断路器的过载脱扣特性
表1-3
脱扣器型式
断路器的脱扣器额定电流In
通过电流
规定时间（脱扣或不脱扣极限时间）
预期结果
B、C、D
≤63
1.13In
≥1h
不脱扣
＞63
≥2h
B、C、D
≤32
1.45In
＜1h
脱扣
＞32
＜1h
B、C、D
≤32
2.55In
＞1s~＜60s
脱扣
＞32
＞1s~＜120s
B
所有值
3In
≥0.1s
不脱扣
C
5In
D
10In
B
所有值
5In
＜0.1s
脱扣
C
10In
D
50In
注：
表1-3中的B、C、D型是瞬时脱扣器的型式：
B型，脱扣电流为＞3In-5In，
C型脱扣电流为＞5In~10In，D型脱扣电流为＞10In~50In。
用户可根据保护对象的需要，任选它们中的一种（A型脱扣器电流为＞2In~3In，特别适用于测量回路中互感器的保护、具有特长导线回路保护和有限的半导体保护）。
断路器适合标准情况
配电保护型断路器符合GB14048.2（等效采用IEC947-1）《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准。
电动机保护型断路器符合GB14048.2和GB14048.4（等效采用IEC947-4）《低压开关设备和控制设备低压机电式接触器和电动机起动器》标准。
家用和类似场所保护型断路器符合GB10963（等效采用IEC898）《家用和类似家用场所过电流保护断路器》标准。
剩余电流保护型断路器（漏电断路器）符合GB6829、GB16916（IEC1008）、GB16917（IEC1009）、IEC755等标准和文件。
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