又到周末,又是出差一周,突然想起前几天微信群里,群友问的几个问题:
1、低压断路器下进线为何需要降容呢?
2、单断点断路器下进线时是否需要降容?
其实,这是一个老生常谈的话题,答案也很清晰,而且是经过诸多低压电器前辈在型式试验时总结的经验。
老一代的低压断路器,比如DW10系列框架断路器和DZ10系列的塑壳断路器,由于技术性能落后、分断能力低、保护单一、安全性能差等原因,所以在国家颁布的《机械工业第一批至第十七批淘汰能耗高、落后机电产品项目》中已经明确淘汰了。
取而代之的DZ20/TO/TG/H系列和DW15/16/45系列及以上产品。
在连理枝编写的《低压断路器及其应用》一书中,提到DW10和DZ10断路器的替代产品DW15、DW16框架断路器部分电流段,和DZ20、TO、HSM1、CM1、TG、TM30等塑壳断路器,只能上进线而不能下进线。
比如DW15-630、DW16-630只能上进线,但是其1600~4000A电流档既可以上进线也可以下进线,DW40和DW45各种型号都可以上进或下进线。低压断路器不能下进线的主要原因:跟断路器的内部结构息息相关。
如图1,对于主触头为单断点的拍合式断路器,主回路从上而下分别由上端子、静触头、动触头、保护系统(如双金属片和脱扣磁线圈)、下端子等部件组成。如果是下进线(电源侧连接至下端子),在短路分断过程中,虽然大部分电弧进入灭弧室内,但是总有一部分带电的游离气体向动触头方向(电源侧方向)运动,某相的带电游离气体与相邻的带电导体接触,就会发生相间短路故障,导致分断失败。因此,从产品设计上来讲,如果能考虑以下几点,基本就会解决进线方向的问题。1、相间要有良好的绝缘,断路器在分断短路电流时,电弧或游离气体不能从一相到达另一相,避免相间短路。对于框架断路器,灭弧室之间要加隔弧板,过流脱扣器之间也是一样;对于塑壳断路器,要尽量使塑壳上、下部分盖合后,中间相的隔条要密合,防止相间飞弧短路。
2、加强主轴绝缘,尽量使断路器在分断短路电流时所产生的导电尘埃不沉积在主轴上,避免相间短路;
3、注意喷弧方向,一定要使电弧向上喷出,向下喷弧的断路器往往在下进线分断短路电流时,造成脱扣器间短路;
4、注意和接地部分的绝缘,必须在操作机构与触头部件之间增设挡弧板,以避免相间短路;
随着新技术的发展,从产品本身的角度来讲,现在的框架断路器、塑壳断路器和微断基本上都可以上进线或下进线,且性能不会降容。
我们挑选几种典型的单断点和双断点的框架、塑壳断路器,供大家了解其内部结构。1、老一代低压断路器下进线需要降容或者不允许下进线,主要受制于断路器内部结构,下进线时动触头到下端子侧始终带电,短路分断期间部分带电游离气体容易与电源侧的导体发生相间短路故障,导致短路分断失败;2、低压断路器能不能下进线,不取决于内部主触头的形式(单断点或双断点);
3、通过加强断路器内部相间绝缘,例如采用独立分断单元、加大相间距离、优化电弧喷弧方向等改进措施,可以解决断路器不能下进线的问题,即不存在技术瓶颈;主要参考文献:《低压断路器及其应用》连理枝,《低压电器设计手册》周茂祥,低压断路器的接线方式-朱希余,带单相接地短路保护功能的DW16-630万能式断路器-蔡璇琴,三菱/寺崎/施耐德断路器样本。