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隨著國民經(jīng)濟快速增長、電網(wǎng)高速發(fā)展、城市和鄉(xiāng)村的用電負荷增加以及用電負荷日益多樣性和復(fù)雜化,承擔供配電和對供電設(shè)備及線路進行保護的主要元器件———低壓斷路器的制造技術(shù)水平也有顯著的提高。
1. 萬能式斷路器的市場發(fā)展
我國低壓萬能式斷路器的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段:①采用熱磁式技術(shù)的低壓萬能式斷路器,如DWl0/DWl5/ME系列、AH系列等產(chǎn)品,ME和AH系列產(chǎn)品是我國20世紀80年代采用的引進技術(shù),分別從德國AEG公司(現(xiàn)被GE公司收購)和日本寺畸公司引進的制造技術(shù),目前廣泛應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)絡(luò)中;②隨著計算機單片機技術(shù)的發(fā)展及其在電器制造領(lǐng)域的應(yīng)用,斷路器在接通、分斷、保護、安全、維護等方面的性能有了顯著變化,智能型低壓萬能式斷路器,如DWl8、DW48等系列,由上海電器科學(xué)研究所研發(fā)的產(chǎn)品DW45萬能式斷路器和國外ABB公司的F和E系列、MG公司的M系列、西門子公司的3WL系列、德國金鐘—默勒公司的IZM系列、GE公司的MPAKRT系列等均屬該類產(chǎn)品。智能型低壓萬能式斷路器因其卓越的性能正以驚人的速度在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中得到大量應(yīng)用。
2. 智能型低壓萬能式斷路器結(jié)構(gòu)
智能型低壓萬能式斷路器按機械結(jié)構(gòu)可分為:操作機構(gòu)、絕緣體、觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、儲能電機、智能保護單元、附件(分勵、欠壓、輔助、合閘線圈等)7大部分。
智能型低壓萬能式斷路器根據(jù)外形和機械結(jié)構(gòu)有所差異,DW45系列和M系列斷路器靠近;DWl8、DW48和日本AE-S、AE-SS系列斷路器相似,其中DWl8系列因體積較大的原因較少有廠家生產(chǎn),市場占有率也較低。
DW45與DW48系列的主要區(qū)別在于體積和電流范圍,框架結(jié)構(gòu)上以及斷路器本身安全閉鎖上的差異。DW48系列電流殼架分1600A、3200A,DW45系列電流殼架分為2000A、3200A、6300A,電流范圍大;按極數(shù)都可分為3極和4極;電氣性能上差異不大:額定運行分斷能力Ics均為50kA以上,額定極限分斷能力Icu為65kA以上,額定短時耐受分斷能力Icw為50kA以上;機械壽命和電壽命也相同,分別為10000次和2000次。DW45斷路器在國內(nèi)市場占有率極大,遍布全國各主要企業(yè)生產(chǎn)。
2.1斷路器本體結(jié)構(gòu)特點
(1)斷路器為立體布置形式,具有結(jié)構(gòu)緊湊和體積小的特點。有固定式和抽屜式之分,把固定式斷路器本體裝入專用的抽屜就成為抽屜式斷路器。本體由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機構(gòu)、智能控制器、輔助觸頭、接線端子、欠壓脫扣器、分勵脫扣器、閉合電磁鐵、電動儲能機構(gòu)等組成。
(2)絕緣系統(tǒng)。斷路器底座、蓋采用絕緣性、阻燃性、機械強度都是很好的絕緣材料,不僅提高斷路器的分斷能力,而且保證了斷路器的機械壽命、電氣壽命。
(3)觸頭系統(tǒng)。采用主、弧觸頭系統(tǒng),多路并聯(lián),降低電動斥力,提高觸頭系統(tǒng)的電動穩(wěn)定性。新型耐弧的觸頭材料,使觸頭在分斷短路電流后不致過分發(fā)熱而引起溫度過高。
(4)滅弧室。滅弧室全部置于斷路器的絕緣基座內(nèi),每極分開,相互絕緣,與其他部分及操作人員隔離,既安全又不致于在分斷大電流時炸裂。采用去離子?xùn)牌瑴缁≡?使得斷路器上方飛弧距離為零。
(5)操作機構(gòu)和手動、電動儲能機構(gòu)。采用五連桿機構(gòu),完成合、分閘動作,并可手動或電動儲能。
2.2抽屜座結(jié)構(gòu)特點
(1)抽屜座由帶有導(dǎo)軌的左右側(cè)板、底座和橫梁等組成,底座上設(shè)有推進機構(gòu),并裝有位置指示,抽屜座的上方裝有輔助電路靜隔離觸頭。橋式主回路觸頭前方設(shè)置安全隔板。
(2)斷路器本體在抽屜座內(nèi)的運動具有3個“位置”:連接、試驗、分離位置。連接:主回路、二次回路均接通,安全隔板開啟;試驗:主回路斷、二次回路通,安全隔板關(guān)閉,可以進行動作試驗;分離:主回路、二次均斷開,安全隔板關(guān)閉。
(3)抽屜座與斷路器本體間有機械連鎖,斷路器必須在分閘狀態(tài)才能搖出來。
2.3附件
斷路器除具有分勵脫扣器、合閘線圈、分閘線圈、欠壓脫扣器、輔助開關(guān)等各種功能的內(nèi)部附件外,還具有機械聯(lián)鎖、門聯(lián)鎖等外部附件,滿足用戶各種場合的要求。
[$page] 2.4智能控制器結(jié)構(gòu)特點
(1)過電流保護特性。過載保護、短路短延時保護、短路瞬時保護、接地故障保護。
(2)測量功能。可測量電流、電壓、功率、電能、功率因數(shù)、頻率等。
(3)負載監(jiān)控。為保證重要負荷的正常供電,可控制分斷兩路受控負荷。
(4)MCR和HSISC保護。針對斷路器本身進行的高速瞬時保護;其中,MCR保護對斷路器的接通分斷能力進行保護,在斷路器分閘及和合閘瞬間(100ms)起作用。HSISC保護是當越限故障電流產(chǎn)生時,控制器會在10ms內(nèi)發(fā)出跳閘指令,對斷路器的極限承載能力進行保護,防止開關(guān)承載超過極限分斷能力的電流,合閘100ms以后起作用。智能控制器的核心是CPU。
2.4.1CPU智能控制器的工作電源
智能控制器的工作電源核心是雙電源供電的方式。主電源2#來自安裝于斷路器內(nèi)部出線母排上的三相速飽和電流互感器,與CPU采樣電流互感器裝于同一位置。
2.4.2智能控制器的保護特性
智能型低壓萬能式斷路器智能保護控制器具有的常規(guī)保護功能:①過載保護Ir1(也稱:過
