斷路器（英文名稱：circuit-breaker，circuit?breaker）是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異常回路條件（包括短路條件）下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。
低壓斷路器進(jìn)線方向與斷流容量問(wèn)題
[導(dǎo)讀] 由于我國(guó)低壓電器品種規(guī)格及性能方面的欠缺與不敷應(yīng)用現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的不盡完善以及用戶的使用偏差多種低壓電器的實(shí)際工程應(yīng)用中存在一些不合理的甚至錯(cuò)誤的用法導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)困難故障增多或留下長(zhǎng)期的安全隱患本文僅對(duì)幾個(gè)具有普遍性的問(wèn)題做初步討論希望引起電器制造廠家及用戶的共同關(guān)注 美國(guó)國(guó)家儀器嵌入式系統(tǒng)
一概述由于我國(guó)低壓電器品種規(guī)格及性能方面的欠缺與不敷應(yīng)用現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的不盡完善以及用戶的使用偏差多種低壓電器的實(shí)際工程應(yīng)用中存在一些不合理的甚至錯(cuò)誤的用法導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)困難故障增多或留下長(zhǎng)期的安全隱患本文僅對(duì)幾個(gè)具有普遍性的問(wèn)題做初步討論希望引起電器制造廠家及用戶的共同關(guān)注
二低壓隔離電器規(guī)格不全自60年代至今我國(guó)主要隔離器如HD11及刀開(kāi)關(guān)如HD13系列產(chǎn)品最大規(guī)格僅為額定電流1500A囿于早期國(guó)產(chǎn)保護(hù)電器的斷流容量水平我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范曾長(zhǎng)期限制中/低壓配電變壓器容量為1000KVA額定電流1440A以內(nèi)隔離電器水平可滿足其需要近年來(lái)隨著保護(hù)電器產(chǎn)品的長(zhǎng)足進(jìn)步及斷流能力的提高工業(yè)及民用電網(wǎng)中都較普遍地使用了單臺(tái)容量為1250～2500KVA0.4KV側(cè)額定電流1800～3600A的配電變壓器現(xiàn)有低壓隔離電器已不能滿足要求于是低壓側(cè)總電源進(jìn)線屏及分段母線聯(lián)絡(luò)屏的隔離電器普遍地采用了每相以一臺(tái)3極或2極電器替代的方案例如每相以一臺(tái)3極或2極HD13刀開(kāi)關(guān)替代一臺(tái)三相大規(guī)格刀開(kāi)關(guān)這種用法的主要弊病有二1刀開(kāi)關(guān)分相操作增加了因誤操作導(dǎo)致斷相運(yùn)行之類(lèi)故障的機(jī)率故設(shè)計(jì)規(guī)范〔1.2〕提出隔離電器宜采用同時(shí)斷開(kāi)電源所有極的開(kāi)關(guān);2使低壓配電屏龐大笨重例如利用PGL屏框架制造的這種進(jìn)線屏或聯(lián)絡(luò)屏單屏寬度達(dá)1200～1600mm
近年來(lái)有的廠家推出了引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的Q系列QPQA具有滾動(dòng)觸頭的隔離開(kāi)關(guān)約定發(fā)熱電流最大為3150A但對(duì)于工業(yè)負(fù)載中常見(jiàn)的AC-22及AC-23使用類(lèi)別其額定電流將降低約1/2故除產(chǎn)品尺寸縮小機(jī)械壽命有所提高外與國(guó)產(chǎn)HD系列刀開(kāi)關(guān)相比額定電流并無(wú)實(shí)質(zhì)性的顯著提高并未根本解決問(wèn)題因此亟待開(kāi)發(fā)大容量國(guó)產(chǎn)隔離電器開(kāi)關(guān)產(chǎn)品
三國(guó)產(chǎn)四極電器品種亟待開(kāi)發(fā)近年來(lái)出于對(duì)運(yùn)行和檢修安全的考慮以及與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的要求新修訂的設(shè)計(jì)規(guī)范〔1.2〕較明確地規(guī)定了在許多應(yīng)用條件下應(yīng)采用四極低壓電器即斷開(kāi)相線與N線的電器比如有電源轉(zhuǎn)換功能的電器包括隔離電器保護(hù)電器和操作電器例如刀開(kāi)關(guān)斷路器和接觸器都應(yīng)采用四極電器;電網(wǎng)中維護(hù)測(cè)試及檢修電路或電氣設(shè)備應(yīng)采用四極隔離電器;單電源系統(tǒng)的總電源開(kāi)關(guān)包括變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)建筑物或生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)線電源總開(kāi)關(guān)例如刀開(kāi)關(guān)及斷路器應(yīng)采用四極電器等等已有許多文章闡述這一問(wèn)題本文不擬重復(fù)
但是當(dāng)前最常用的國(guó)產(chǎn)低壓電器主導(dǎo)產(chǎn)品幾乎都是三極電器例如隔離電器的HD系列及引進(jìn)生產(chǎn)的QPQA系列;斷路器中的DW15DZ20系列及引進(jìn)生產(chǎn)的AHAETOTG系列;CJ20系列接觸器等等常用低壓電器均為三極電器故凡需四極電器的地方目前都不得不采用其它品牌的國(guó)外產(chǎn)品或引進(jìn)產(chǎn)品或不得不與制造廠家協(xié)商特殊制造可見(jiàn)開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)四極低壓電器系列產(chǎn)品已是當(dāng)務(wù)之急
四低壓斷路器進(jìn)線方向與斷流容量問(wèn)題大多數(shù)萬(wàn)能式及塑殼式斷路器的電源進(jìn)線端在上方饋線即負(fù)載端在下方主要原因是滅弧系統(tǒng)設(shè)在上方電源側(cè)這時(shí)若將電源進(jìn)線接至下方滅弧條件更為苛刻這類(lèi)斷路器的額定斷流容量乃是上進(jìn)線時(shí)的數(shù)據(jù)日本一些電氣公司的試驗(yàn)結(jié)果表明斷流容量≤20KA的塑殼斷路器改為下進(jìn)線時(shí)斷流容量降低約1/3我國(guó)也曾將上進(jìn)線斷路器按下進(jìn)線作通斷能力試驗(yàn)試品受到極大破壞國(guó)產(chǎn)DW15-200630;DWX15-200630;DZ40等型號(hào)斷路器及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的HTLTG等系列斷路器等等均為上進(jìn)線斷路器只能應(yīng)用于上進(jìn)線條件
有些應(yīng)用條件如分段母線聯(lián)絡(luò)斷路器饋電及受電通用回路斷路器等下電源引入方向可能改變必須采用允許上下進(jìn)線即上下進(jìn)線額定斷流容量相同的斷路器這類(lèi)斷路器不僅其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取了特殊技術(shù)措施型式試驗(yàn)中還應(yīng)將上下進(jìn)線互換進(jìn)行短路通斷能力試驗(yàn)
我國(guó)斷路器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在產(chǎn)品文件及產(chǎn)品銘牌上應(yīng)明確說(shuō)明該產(chǎn)品是否允許上下進(jìn)線或標(biāo)明電源進(jìn)線端及出線負(fù)載端令人遺憾的是我國(guó)大多數(shù)斷路器的產(chǎn)品文件產(chǎn)品樣本使用說(shuō)明書(shū)及銘牌上并未明確注明其允許的進(jìn)線方向必然會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生誤導(dǎo)以為凡未注明進(jìn)線方向的斷路器都允許上下進(jìn)線以致在全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的幾類(lèi)定型低壓屏如PGL及GGD系列中的部分方案也有這種錯(cuò)誤發(fā)生此產(chǎn)生的負(fù)面影響更為嚴(yán)重為杜絕這類(lèi)誤用避免可能產(chǎn)生的惡果筆者認(rèn)為亟需盡快解決幾個(gè)問(wèn)題1統(tǒng)一規(guī)范斷路器產(chǎn)品的技術(shù)文件和銘牌標(biāo)識(shí)必須明確注明產(chǎn)品允許的進(jìn)出線方向;2改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能力求斷路器產(chǎn)品上下進(jìn)線斷流容量相同;3及時(shí)組織檢查并修正低壓屏柜產(chǎn)品的上述類(lèi)似錯(cuò)誤
五低壓熔斷器斷相保護(hù)問(wèn)題低壓電動(dòng)機(jī)損壞事故中約30%是斷相運(yùn)行造成的而斷相運(yùn)行故障的75%以上是熔斷器熔斷引起的導(dǎo)致某相熔斷器熔斷的主要原因除故障如單相短路熔斷外因熔斷器觸頭接觸不良熔體選擇不當(dāng)及熔體熔斷特性的分散性等非故障熔斷也占很大比例因此熔斷器斷相保護(hù)問(wèn)題亟待重視解決根本的解決辦法是熔斷器本身應(yīng)具備斷相保護(hù)功能常用措施之一是熔斷器附設(shè)熔斷器撞擊指示器及微動(dòng)開(kāi)關(guān)當(dāng)任一相熔斷器時(shí)通過(guò)聯(lián)動(dòng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸頭切斷接觸器控制電源圖1或輸出報(bào)警信號(hào)但是國(guó)產(chǎn)低壓熔斷器產(chǎn)品中除一些容量規(guī)格較小的型號(hào)如RL1BRT14等以外多數(shù)載流與斷流容量較大的如RTONT等型號(hào)不具備這種功能不能滿足斷相保護(hù)要求
我國(guó)低壓電動(dòng)機(jī)一般以具有斷相保護(hù)功能的熱繼電器作過(guò)負(fù)荷保護(hù)兼斷相保護(hù)裝置許多設(shè)備如風(fēng)機(jī)水泵等常低于額定負(fù)荷運(yùn)行一般不會(huì)過(guò)負(fù)荷按設(shè)計(jì)常規(guī)可不設(shè)計(jì)負(fù)荷保護(hù)實(shí)際工程中當(dāng)用作短路保護(hù)的熔斷器不具斷相保護(hù)功能時(shí)仍要求設(shè)置相應(yīng)的熱繼電器作斷相保護(hù)裝置使用并被認(rèn)為十分穩(wěn)妥實(shí)際上效果并不理想大多數(shù)鼠籠型電機(jī)4KW及以上定子繞組為△接熱繼電器只能接于其線電流并按線電流整定
故民用配電干線以熔斷器作過(guò)負(fù)荷與短路保護(hù)時(shí)亦應(yīng)要求具有斷相保護(hù)功能因此亟待開(kāi)發(fā)規(guī)格容量較大的具有斷相保護(hù)功能的國(guó)產(chǎn)熔斷器產(chǎn)品以滿足工業(yè)及民用配電之需要
六機(jī)房安全開(kāi)關(guān)及緊急停止開(kāi)關(guān)亟待開(kāi)發(fā)隨著自動(dòng)化水平的提高工廠電氣設(shè)備集中控制的趨勢(shì)日漸明顯生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)控制由遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的自控裝置計(jì)算機(jī)PLC等及電動(dòng)機(jī)控制中心MCC集中控制于是機(jī)旁安全開(kāi)關(guān)及緊急停止開(kāi)關(guān)在工業(yè)化國(guó)家應(yīng)運(yùn)而生作為一種機(jī)旁專(zhuān)用開(kāi)關(guān)產(chǎn)品逐步完善并廣泛應(yīng)用工業(yè)化國(guó)家對(duì)其功能及技術(shù)要求有明確規(guī)定以歐洲德瑞典等國(guó)為例安全開(kāi)關(guān)SafetySwitches規(guī)定用于檢修安裝時(shí)人體可能進(jìn)伸入其危險(xiǎn)區(qū)域的機(jī)械設(shè)備旁功能是將傳動(dòng)電機(jī)與饋電線路及其它電氣部分隔離防止因意外接通電源造成維修人員人身傷害及設(shè)備毀壞事故開(kāi)關(guān)應(yīng)裝在電源饋線上手動(dòng)操作并有明顯的開(kāi)閉位置指示且能用鎖鑰將其閉鎖;緊急停止開(kāi)關(guān)EMER-GENCYSTOPSwitches應(yīng)用于制造與加工機(jī)械設(shè)備操作位置旁發(fā)生緊急情況時(shí)用以切斷設(shè)備電源限制事故對(duì)人員及設(shè)備的危害要求能切斷電路額定電流及過(guò)載例如電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流可手動(dòng)或電動(dòng)操作應(yīng)有明顯的位置指示并應(yīng)能用鎖鑰將其閉鎖可見(jiàn)兩種開(kāi)關(guān)都用于安全目的都要求裝在生產(chǎn)設(shè)備旁能隔切斷電源線路有明顯的位置指示及機(jī)械閉鎖裝置;所不同者在于前者主要用于檢修故不強(qiáng)求具有切合負(fù)荷電流之能力緊急停止開(kāi)關(guān)則必須具有切斷負(fù)荷電流與過(guò)載電流的能力故緊急停止開(kāi)關(guān)可作安全開(kāi)關(guān)使用無(wú)切合負(fù)荷電流能力的安全開(kāi)關(guān)則不能作緊急停車(chē)開(kāi)關(guān)使用例如瑞典ABB公司的SEH系列緊急停止開(kāi)關(guān)實(shí)際是面板上有掛鎖裝置及位置指示的手動(dòng)操作負(fù)荷開(kāi)關(guān);其SMH系列安全開(kāi)關(guān)實(shí)際是面板上有掛鎖裝置及位置指示的刀開(kāi)關(guān)但可由輔助接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與電路中接觸器的聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)保證分閘時(shí)輔助接點(diǎn)先于≥30ms主觸頭開(kāi)斷通過(guò)它使接觸器切斷負(fù)荷電流;合閘時(shí)輔助接點(diǎn)與主觸頭同時(shí)閉合準(zhǔn)備好接觸器合閘回路
我國(guó)迄今尚無(wú)專(zhuān)用機(jī)旁安全開(kāi)關(guān)及緊急停止開(kāi)關(guān)產(chǎn)品甚至未將其列入低壓電器《電工術(shù)語(yǔ)》GB/T290018-92這種情況已難適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要
我國(guó)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范〔2.3〕對(duì)機(jī)旁開(kāi)關(guān)的設(shè)置也作了一些規(guī)定主要是遠(yuǎn)方控制的電動(dòng)機(jī)宜有就地控制和解除遠(yuǎn)方控制的措施;突然起動(dòng)可能危及周?chē)藛T安全時(shí)應(yīng)在機(jī)旁裝設(shè)應(yīng)急斷電開(kāi)關(guān)或自鎖式按鈕和起動(dòng)預(yù)告信號(hào)這些規(guī)定與作法存在以下主要問(wèn)題
1未在機(jī)旁切斷主電路不能確保可靠斷電因一般接觸器無(wú)鎖扣裝置即使用自鎖鈕斷開(kāi)了接觸器控制回路維護(hù)人員仍可能在MCC處用螺絲刀等簡(jiǎn)單工具撥動(dòng)銜鐵如CJ12CJ10型或誤接控制回路導(dǎo)致主觸頭閉合造成意外通電事故這正是國(guó)外強(qiáng)調(diào)機(jī)旁安全開(kāi)關(guān)與緊急停止開(kāi)關(guān)切斷主回路的原因之一;
2并未達(dá)到《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》GB4064標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定裝于機(jī)旁用于保障檢修安全或緊急停機(jī)的開(kāi)關(guān)必須能強(qiáng)制分?jǐn)嗯c隔離主電路具有可靠的閉鎖裝置及醒目的開(kāi)關(guān)位置標(biāo)志
我國(guó)工礦企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)操作維護(hù)人員傷亡及設(shè)備損毀事故屢有發(fā)生與機(jī)旁緊急斷電及安全措施不??有關(guān)條款開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的機(jī)旁安全開(kāi)關(guān)與緊急停止開(kāi)關(guān)產(chǎn)品都是亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題
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