低压断路器的型号及含义

一、低压断路器

低压断路器又称自动空气开关或自动开关，是低压配电系统中重要的保护电器。在低压交、直流配电电路中，可用于不频繁接通和断开电路，并可用于欠电压、过载和短路保护。

1、低压断路器的型号及含义

2、低压断路器的分类

1）按结构分类

可分为框架式和塑料外壳式两类。

（1）框架式

也称万能式，型号为DW系列；

（2）塑料外壳式

也称装置式，型号为DZ系列。

2）按保护特性分类

可分为A类断路器和B类断路器。

（1）A类断路器

在短路情况下，选择性保护无人为的短延时，因而不要求额定短时耐受电流。它具有过载长延时，短路瞬时动作的保护特性。A类断路器绝大部分是塑料外壳式断路器。

（2）B类断路器

在短路情况下，选择性保护有人为的短延时，因而要求断路器能承受额定短时耐受电流。它具有三段保护，即过载长延时、短路瞬动和短路短延时。B类断路器大多是万能式断路器，使用电子脱扣器和智能控制器者都属于B类。

3）按全分断的时间分类

断路器全分断时间t是从短路出现瞬间开始至触头分断和电弧熄灭为止，以ms计算。

（1）t>30～40ms为一般型断路器；

（2）t<10～20ms为快速型断路器。

4）按用途分类

（1）配电用断路器

①交流200～5000A

选择型用于电源总开关和负载始端支路开关；非选择型用于支路始端开关和支路末端开关。

②直流60～600A

快速型用于保护硅整流设备；一般型用于保护一般直流设备。

（2）电动机保护用断路器

交流60～600A，直接启动过流脱扣器瞬动倍数8～15I N ；间接启动过流脱扣器瞬动倍数3～8I N 。

（3）照明用断路器

交流5～50A，过负荷长延时，短路瞬时。

（4）漏电保护断路器

交流20～200A，30mA，0.1s分断，用于保护人身安全及漏电引起的火灾。

3、常用低压断路器

1）框架式低压断路器

DW系列框架式低压断路器有一个框架式底座，所有的组件如触头系统、脱扣器、保护装置均装在此框架上，主要用于低压配电系统中作过载、短路及欠电压保护用，额定电流一般在200～4000A之间。

2）塑壳式低压断路器

DZ系列塑料外壳式低压断路器的特点是触头、灭弧系统、脱扣器、操作机构都安装在一个封闭的塑料外壳内，只有板前引出的接线导板和操作手柄露在壳外。绝缘基座和盖板都采用绝缘性能良好的热固定性塑料制作，触头使用导电性能好，耐高温又耐磨的合金材料制作，通过大电流时不会发生熔焊现象。灭弧室多采用去离子栅片式，操作机构则为连杆式。操作时瞬时闭合，瞬时断开，与操作的速度无关。DZ系列自动开关的保护装置装有复式脱扣器，即同时具有电子脱扣器和热脱扣器。由于内部空间有限，失压脱口器和分励脱扣器只装其中一种。

4、低压断路器的常见故障及维修

1）手动操作断路器，触头不能闭合

（1）失压脱扣器无电压或线圈烧坏

检查线路或更换线圈。

（2）储能弹簧变形，闭合力减小

更换储能弹簧。

（3）机构不能复位再扣

调整再扣接触面至规定值。

（4）反作用弹簧力过大

重新调整弹簧压力。

2）电动操作断路器，触头不能闭合

（1）操作电源电压不符

更换相应电压等级的操作电源。

（2）电源容量小

提高操作电源容量。

（3）电磁铁拉杆行程不够

重新调整或更换拉杆。

（4）电动机操作定位开关失灵

重新调整或更换开关。

（5）控制器中整流管或电容器损坏

更换整流管或损坏的电容器。

3）有一相触头不能闭合

（1）一相连杆断裂

更换连杆。

（2）限流断路器斥力机构可折连杆间角度变大

调整角度至规定要求。

4）失压脱扣器不能使低压断路器分断

（1）反力弹簧反力变小

调整弹簧弹力。

（2）机构卡阻

消除卡阻原因。

（3）若为储能释放，则为储能弹簧力变小

调整储能弹簧。

5）分励脱扣器不能使低压断路器分断

（1）线圈断路

更换线圈。

（2）电源电压太低

调整电源电压。

（3）分励脱扣器再扣接触面太大

重新调整再扣接触面。

（4）螺钉松动

拧紧螺钉。

6）启动电动机时低压断路器立即分断

（1）过电流脱扣器瞬时整定值太小

调整过电流脱扣器瞬时整定弹簧。

（2）空气式脱扣器阀门失灵或橡皮膜破裂

更换空气式脱扣器或修理损坏部件。

7）断路器闭合后一段时间又分断

（1）过流脱扣长延时整定值有误

重新调整整定值。

（2）热元件或半导体延时电路元件变值

调整或更换元件。

8）失压脱扣器噪声大

（1）反力弹簧力太大

重新调整弹簧压力。

（2）铁芯工作表面有油污

清除极面油污。

（3）短路环断裂

更换短路环。

9）断路器温升过高

（1）触头压力太低

调整压力或更换不合格弹簧。

（2）触头表面磨损严重或接触不良

更换触头或修整接触面。

（3）导电零件连接处螺钉松动

拧紧螺钉。

10）辅助触头失零

（1）动触桥卡死或脱落

重新装好动触桥。

（2）传动机构断裂，滚轮脱落

更换传动杆和滚轮。

11）半导体过流脱扣器误动

（1）半导体元件损坏

更换损坏的半导体元件。

（2）定值不稳定

换成有温度补偿的稳压管。

（3）外界电磁干扰

进行隔离，使其免受电磁场影响。

二、高压断路器

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护电气设备，无论被控制的电路处在何种状态,断路器都能接通或断开电路。即高压断路器不仅能通断正常的负荷电流，而且能通断和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。

1、高压断路器的型号及含义

1）产品名称，用下列字母表示：

S-少油断路器；D-多油断路器；K-空气断路器；L-SF6断路器；Z-真空断路器；C-磁吹断路器。

2）安装场所，用下列字母表示：N-户内式；W-户外式。

3）设计系列序号，用数字表示。

4）额定电压，单位为kV。

5）补充工作特性，用下列字母表示：G-改进型；C-手车式；F-分相操作。

6）额定电流，单位为A。

7）额定开断电流，单位为kA。

如SN10-10/1000-16型是指额定电压为10kV、额定电流为1000A、额定开断电流为16kA的户内式高压少油断路器。

2、高压断路器的分类

1）按安装地点的不同，高压断路器可分为户内式和户外式两种。

2）按灭弧介质的不同，可分为以下几种类型：

（1）油断路器

采用油作为灭弧介质的断路器叫油断路器。油除作为灭弧介质外，还作为触头开断后的绝缘及带电部分与接地外壳之间绝缘介质的称为多油断路器；油只作为灭弧介质和触头开断后的绝缘介质，而带电部分对地之间绝缘采用瓷或其它介质的称为少油断路器。

（2）真空断路器

利用真空的高介质强度来灭弧的断路器，称为真空断路器。

（3）六氟化硫（SF 6 ）断路器

采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质的断路器，称为六氟化硫断路器。

（4）压缩空气断路器

利用压缩空气作为灭弧介质的断路器，称为压缩空气断路器。压缩空气除了做灭弧介质外，还作为触头断开后的绝缘介质。

（5）磁吹断路器

利用狭缝灭弧原理，靠电磁力吹弧，将电弧吹入狭缝中冷却灭弧的断路器，称为磁吹断路器。

其中应用最广泛的是真空断路器和六氟化硫（SF 6 ）断路器。

3、高压断路器的故障及处理

1）断路器拒绝合闸

断路器拒绝合闸，可能是本体和机构的原因，也可能是操作回路的原因。应对照断路器的控制回路图和节点位置图，查找电气回路的故障和机械方面的原因。电气回路故障有以下四种情况：

（1）指示灯不亮或不正常

首先检查操作电源的电压值是否与规定值相符。

①把手置于合闸位置红灯不亮，可能是合闸回路断线或熔断器熔断。

②指示跳闸位置的绿灯已灭，表示合闸位置的红灯不亮，应检查红灯的灯泡是否完好。

③绿灯熄灭后又重新点亮可能是电压太低，操作机构未能正常动作，或是操作机构机械部分有毛病。

④绿灯熄灭，红灯亮后立刻又熄灭，绿灯闪光。说明断路器曾合上过，但因机械故障，维持机构未能保住。应注意操作电源电压过高时也会发生这种现象，即操作机构在合闸时发生强烈的冲击而未能保住。

（2）合闸接触器不启动

①如绿灯不亮，可能是正、负控制母线的熔断器熔断。

②如绿灯亮，可用试电笔或万用表检查控制开关、防跳继电器、断路器辅助接点接触情况，以及合闸线圈或二次回路是否断线。

（3）合闸接触器启动而断路器未动作

①原因可能是合闸接触器接点接触不良，或者被消弧罩卡住。

②也可能是合闸线圈断线或合闸整流器交流保险熔断等。

（4）合闸接触器启动，断路器动作但未合上。原因有以下几种：

①机械有故障；

②直流母线电压太低；

③二次回路混线把跳闸回路接通；

④操作不当及把手返回太早等。

2）断路器拒绝跳闸

断路器拒绝跳闸，当负荷侧发生故障时将造成越级跳闸，扩大事故和停电范围，比拒绝合闸的后果更为严重，应尽快消除。

（1）断路器不能电动分闸的原因

①红灯不亮，说明跳闸回路不通。

a、应检查灯泡，灯具是否完好；

b、检查熔断器、操作开关接点、断路器辅助接点是否正常；

c、检查防跳继电器线圈、操作回路是否断线。

②若操作电源良好，跳闸铁芯动作无力，则是跳闸线圈动作电压过高或操作电压过低，跳闸铁芯卡涩、脱离或跳闸线圈故障。

③若跳闸铁芯顶杆动作良好，断路器拒跳，可能是机构卡涩或传动连杆销子脱落等。

（2）断路器拒绝跳闸的处理

①断路器手动拒分时，应立即报告调度，若有旁路开关，将负荷倒至旁路，拉开拒分断路器的母线侧隔离开关，使其脱离电源，再手动分开旁路断路器，使该回路停电。

②若上一级电源断路器越级跳闸使母线失电，则在失电情况下拉开拒分断路器两侧的隔离开关，在手动分开所有接于母线的馈线断路器，并报请调度送电。

3）断路器误分、误合

（1）断路器误跳闸

若系统无异常，继电保护未动作，值班员未进行操作，断路器自动跳闸应判断为断路器误动作。此时应按下述顺序处理：

①检查控制回路是否有两点接地，如果有，则应消除直流接地后再合上断路器；

②检查断路器机械箱内闭锁装置是否失灵，可拉开电源侧隔离开关，将断路器试送一次进行检查；

③如果有迹象表明该断路器是故障造成，而信号继电器未动，则应根据故障情况进行处理。

（2）断路器误合闸

若停运的断路器未经操作自动合闸，则属误合闸。原因有：

①直流系统两点接地使合闸回路接通；

②自动重合闸继电器接点误闭合；

③由于合闸接触器线圈电阻偏高，动作电压偏低，在直流系统发生瞬间脉冲时，使断路器误合闸。

4）断路器过热

断路器过热的主要表现是桶体发热，少油断路器的部分框架也会发热。导致发热的原因可能是触头导电部分接触不良和氧化。断路器过热严重时，可能会引起绝缘件被烧坏，瓷瓶烧裂，断路器冒烟、喷油直至爆炸等事故。应加强巡视，及早发现，及时解决。

5）断路器的其他故障

（1）油断路器着火

当油断路器外部套管脏污或受潮，造成对地闪络或内部闪络，引起断路器着火尚未自动跳闸时，如果刚刚起火，应立即远方操作切断燃烧着的油断路器；如火势较大，则应用上一级断路器断开电路，并将断路器两侧的隔离开关拉开，使其与电源及可能波及到的运行设备分开，并用干式灭火器灭火。

（2）跳、合闸线圈冒烟

跳、合闸线圈是按短时通电设计的，当长时间带电时会出现跳、合闸线圈冒烟的现象。跳、合闸线圈冒烟烧毁后不能再继续运行，应立即报告调度和主管部门申请更换。操作过程中，如遇合闸熔断器熔断，应更换规定规格的熔断器，不能擅自更换大容量熔断器，以防烧毁合闸线圈。

（3）断路器紧急分闸

运行中的油断路器，如发现下列情况，应立即退出运行：

①瓷套管严重破裂、闪络和爆炸；

②连接部分熔化和断开；

③内部有严重放电声；

④油断路器严重缺油。

三、真空断路器

1、真空断路器的结构

真空断路器的结构主要由三部分组成：真空灭弧室、操动机构、支架及其他部件。

1）真空灭弧室

真空灭弧室又名真空开关管，是真空断路器的核心部件。其主要作用是通过管内真空优良的绝缘性能，使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。真空灭弧室按外壳分为玻璃真空灭弧室、陶瓷真空灭弧室。

真空灭弧室主要由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、触头、波纹管等部分组成。

（1）气密绝缘系统

由玻璃或陶瓷制成的气密绝缘外壳、动端盖板、定端盖板，不锈钢波纹管组成了气密绝缘系统。为了保证玻璃、陶瓷与金属之间有良好的气密性，除了封接时要有严格的操作工艺外，还要求材料本身的透气性尽量小、内部放气量限制到极小值。不锈钢波纹管不仅能将真空灭弧室内部的真空状态与外部的大气状态隔离开来，而且能使动触头连同动导电杆在规定的范围内运动，以完成真空开关的接通与分断操作。

（2）导电系统

定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极；动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极。由真空灭弧室组装成的真空断路器、真空负荷开关和真空接触器合闸时，操动机构通过动导电杆的运动，使两触头闭合，完成了电路的接通。为了使两触头间的接触电阻尽可能小且保持稳定、灭弧室承受动稳定电流时有良好的机械强度，真空开关在动导电杆一端设置有导向套，并使用一组压缩弹簧，使两触头间保持有一个额定压力。真空开关分断电流时，灭弧室两触头分离并在其间产生电弧，直至电流自然过零时电弧熄灭，便完成了电路的分断。

（3）屏蔽系统

真空灭弧室的屏蔽系统主要由屏蔽筒，屏蔽罩和其他零件组成。屏蔽系统的主要作用是：

①防止触头在燃弧过程中产生大量的金属蒸气和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成绝缘强度下降或产生闪络。

②改善真空灭弧室内部的电场分布，有利于真空灭弧室绝缘外壳的小型化，尤其是对于高电压的真空灭弧室小型化有显著效果。

③吸收一部分电弧能量，冷凝电弧生成物。特别是真空灭弧室在开断短路电流时，电弧所产生的热能大部分被屏蔽系统所吸收，有利于提高触头间的介质恢复强度。屏蔽系统吸收电弧生成物的量越大，说明它吸收的能量也越大，这对增加真空灭弧室的开断容量起良好作用。

（4）触头系统

触头是产生电弧、熄灭电弧的部位，对材料和结构的要求都比较高。

①触头材料

对触头材料有以下要求：

a、高开断能力

要求材料本身的导电率大，热传导系数小，热容量大，热电子发射能力低。

b、高击穿电压

击穿电压高，介质恢复强度就高，对灭弧有利。

c、高的抗电腐蚀性

即经得起电弧的烧蚀，金属蒸发量少。

d、抗熔焊能力。

e、低截流电流值，要求在2.5A以下。

f、低含气量

低含气量是对所有真空灭弧室内部所使用材料的要求。特别是铜材，必须是低含气量的特殊工艺处理的无氧铜。而焊料等则要求采用白银、铜的合金。

g、断路器用真空灭弧室的触头材料大都采用铜铬合金，铜与铬各占 50%。在上、下触头的对接面上各焊上一块铜铬合金片，一般厚度各为3mm。其余部分称为触头座，用无氧铜制造即可。

②触头结构

触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。采用不同结构触头产生的灭弧效果有所不同，常采用的有螺旋槽型结构触头、带斜槽杯状结构触头和纵磁场杯状结构触头三种，其中以采用纵磁场杯状结构触头为主。

（5）波纹管

真空灭弧室的波纹管主要担负保证动电极在一定范围内运动和长期保持高真空的功能，并用来保证真空灭弧室具有很高的机械寿命。真空灭弧室的波纹管是由厚度为0.1~0.2mm的不锈钢制成的薄壁元件。真空开关在分合过程中，灭弧室波纹管受伸缩作用，波纹管截面上受变应力作用，所以波纹管的寿命应根据反复伸缩量和使用压力来确定。波纹管的使用寿命和工作条件的受热温度有关，真空灭弧室在分断大的短路电流后，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，就会造成波纹管的疲劳，影响波纹管的使用寿命。

2）操动结构

真空断路器采用了成熟的、性能可靠的电动储能弹簧操纵机构，具有电动关合、电动开断、手动储能、手动关合、手动开断和过电流（或短路）自动脱扣开断六种功能。机构由棘轮、凸轮、合闸弹簧、分闸弹簧、手动脱扣连杆、脱扣器和辅助开关等部分组成。

2、真空断路器的原理

真空断路器的核心部件真空灭弧室，它是利用高真空度绝缘灭弧介质，用密封在真空中的一对触头来实现电力电路通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，导致电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致剧烈的电场强发射和间隙击穿，产生真空电弧。当工作电流接近零时，同时触头间距的增大，真空电弧的离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。由于触头的特殊构造，燃弧期间触头间隙会产生适当的纵向磁场，这个磁场可使电弧均匀分布在触头表面，维持低的电弧电压，从而使真空灭弧室具有较高的弧后介质强度恢复速度、小的电弧能量和小的腐蚀速率。这样，就提高了真空灭弧室开断电流的能力和使用寿命。

3、真空断路器的特点

1）真空断路器的优点

（1）在密封的容器中熄弧，电弧和炽热气体不外露。灭弧室作为独立的元件，安装调试简单方便。

（2）触头间隙很小，一般在10mm左右，合闸功率小，机构简单，使用寿命长。

（3）熄弧时间短，弧压低，电弧能量小，触头损耗小，开断次数多。

（4）动导杆的惯性小，适用于频繁操作。

（5）操动机构小，整体体积小，重量轻。

（6）控制功率小，开关操作时动作噪音小。

（7）灭弧介质或绝缘介质不用油，没有火灾和爆炸的危险。

（8）触头部分为完全密封结构，不会因潮气、灰尘、有害气体等影响而降低其性能，工作可靠，通断性能稳定。

（9）真空断路器开断后断口间介质恢复快，介质不需要更换。

（10）在真空开关管的使用年限内，触头部分不需要维修检查，一般可达20年左右不需检修。维护工作量小，维护成本低。

（11）具有多次重合闸功能，适合配电网中的应用要求。

2）真空断路器的缺点

（1）开断感性小电流时，断路器灭弧能力较强的触头材料容易产生截流，引起过电压，应采取相应的过电压保护。

（2）价格较高，主要取决于真空灭弧室的专业生产及机构可靠性的要求。

4、真空断路器的故障与检修

1）检修的分类

（1）定期检修

①一般检修

停止断路器的运行，检验机能，以维护为目的，主要从外部进行。

②详细检修

停止断路器的工作，检验机能，目的在于恢复，主要是分解进行检修，并根据标准更换零部件。

（2）临时检修

遇到下列情况，必须进行临时检修：

①巡回检查和一般检查时发现异常情况；

②使用到规定的开断短路电流标准次数时；

③使用到规定的通断负荷电流、小电流和空载电流标准次数时。

2）故障判断及检修

（1）不能进行合闸动作

检查合闸回路接线是否正确、螺丝是否松动、电压是否正常、辅助触点是否接触不良、保险是否熔断、合闸线圈和电阻器是否断线、烧坏。

更正接线，紧固螺丝，调整电压，修复触点，更换保险、合闸线圈、电阻器。

（2）有合闸动作，但合不上闸

合闸冲击力使跳闸杠杆跳起，摩擦力使跳闸拉杆和其他连杆不能复位。

调整跳闸杠杆的位置，达到技术要求，检查拉杆销子是否卡住并注入润滑油。

（3）不能跳闸

检查跳闸回路接线是否正确、螺丝是否松动、电压是否正常、辅助触点是否接触不良、保险是否熔断、跳闸线圈是否断线、烧坏，跳闸杠杆销子是否卡住。

更正接线，紧固螺丝，调整电压，修复触点，更换保险、跳闸线圈，注入润滑油，调整跳闸杠杆到合适位置。

（4）线圈电阻过热

检查工作电压和铭牌上规定的电压是否相符，检查线路螺丝是否松动。

调整为正确的电压，拧好压紧螺丝。

（5）线圈烧坏

检查电源电压是否正常、机构是否卡住、辅助触点间隙是否正常。

调整电源电压，润滑调整机构，调整辅助触点。

（6）连续动作

检查电阻器是否断线、辅助接点间隙是否正常。

更换电阻器，调整辅助接点。

（7）真空开关管表面漏电

真空开关管表面附着导电性灰尘或水滴。

用干布擦净，用兆表测量绝缘电阻。

（8）计数器指示不准

操作计数器的拉杆偏斜。

松开拉杆的螺钉，重新调整。

3）检修注意事项

（1）在检修断路器主体的拒动之前，要充分判断一下原因是否出在控制方面。

（2）如果断定故障出在断路器方面，应把断路器从线路上断开后再检查、检修。

（3）发生拒动又不能用简单方法进行处理时，最好保持故障状态原封不动，及时与制造厂取得联系。

（4）如真空开关管的触头损耗量达到或超过规定值，必须马上更换新管，更换时最好三相同时更换，并把它们调整到规定的尺寸上。