小型断路器的发展与应用

1 断路器的分类和发展

世界上最早的断路器产生于1885年，它是一种刀开头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。1930年以来，随着科技的进步，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。50年代末，由于电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于单片机的普及又有了智能型断路器的问世。

1、1断路器的分类

小型低压断路器，从它的结构、用途所具有的功能来分，可分为万能式(又称框架式，国际上通称ACB)们塑料外壳式(国际上通称MCCS，NICB小型)两大类，它们相同的作用是：在正常情况下，作不频繁合、分电路成起动、停止电动机;在线路或电动机发生过载、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，断路器又分为四种类型：

配电保护型-保护电源和电气线路(电线、电缆)和设备;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、短路和欠电压时的保护;

家用和类似家用场所保护型--对照明线路、家用电器等的保护;

剩余电流(漏电)保护型--用来保护人身免受电击危险及防止电气火灾的保护器。

1.2小型断路器的发展

我国小型低压断路器经历了四代发展过程：

50年代，我国首次研制投产的是仿苏(A310O)的DZI系列产品(40年代中期水平)。60年代末期，针对DZI体积过大、短路分断能力偏小等缺陷，对它进行了技术改进，形成了我国自行设计的第一代产品DZI0系列。60～70年代，小规格电流的塑壳断路器有DZ5一10、DZ2～20、DZ5一25、DZ5一50、DZ15一50、DZ15一63等，它们的短路分断能力分别为1～3kA。

60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DZS一20断路器)。我国首台电流动作型电磁式漏电断路器的型号是DZS—20L(主开关仍是DZS—20断路器)。70年代中后期，全国联合设计的新型(DZ15L—40xDZ15L—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380V3hA和5kA。进入80年代就有DZL16、DZL18、DZL118。DZ12L、DZL33、DZL38和DZ10L等，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)，80年代初，又开发了第二代的DZ20系列。与此同时，分别从美国西屋公司、日本寺崎电气公司引进具有80年代初技术水平，生产了H系列和TO、TG、TL等系列。

80年代中期，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，I△n有30mA、100mA、300mA和500mA)和FI/LS(带过载、短路保护)(In有2A、4A、6A、10A、20A、25A、32A等，I△n有30mA、50mA、100mA和300mA)的漏电断路器。

进入90年代，引进国外先进技术，开发生产了VigiC45EIE(电子式)、VigiC45ELM(电磁式)。ViglNC100等漏电断路器，漏电动作电流I△n30mA，快速型(VigiNC100，IQ。有30mA、300mA和500mA几种，快速动作型)。而后又推出了CMI系列、TM30系列、TG系列的BD、BF型及JXMZ型、HSMI系列、S系列等新型塑壳式断路器。

2 小型断路器附件及标准

无论是万能式(ACB)或塑料外壳式断路器(MCCB和一些MCB)现在都具备各种内、外部附件(又称附属装置)，以增加断路器的功能。

2.1内部附件

辅助触点(辅助开关)——根据控制电磁铁和其他辅助回路电器的合、分需要而设置，目前较多的是采用发热电流(Ith)3A和6A的微动开关组成。

报警触点(报警开关)——反映断路器因线路故障(过载、短路)跳闸而接通声、光报警，它的发热电流较小，一般小于3A或更低。

分励脱扣器——作远距离操作，使断路器跳闸的一种脱扣器，它的控制电压有交流380V(400V)、220V(230V)，直流220V、110V、24V等。

欠电压脱扣器——防止因线路电压不足，对线路或电动机造成损害的一种脱扣器，它与线路电压相同，通常有交流380V(400V)、220(230V)、直流110V、220V等。

2.2外部附件

外部转动手柄——适合于断路器在开关柜或抽屉柜门板上合、分断路器，可以起联锁作用，成套电器装置只有断电才能开门。

电动操作机构一用电磁铁或电动机等构成，代替手动合闸(ON)或分问(OFF)断路器，可远距离控制。机械联锁、自身闭锁。

2.3小型断路器标准

国内开发、研制和应用的小型断路器MCB保护型断路器，符合GB1963(等效采用IEC898)家用和类似家用场所过电流保护断路器》标准。而剩余电流保护型断路器(漏电断路器)应符合GB6829、GB16917IEC100)、EC755标准。

3 小型断路器应用

小型断路(以下简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。MCB虽然

是一种终端电器，但其应用量大而且面广，若选用了不合适的MCB，由其造成的损失是不可忽视的。

3.1额定分断选择

MCB的额定分断能力是在保证断路器不受任何损坏的前提下，能分断的最大短路电流值。现在市场上

见到的MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册，一般有各.skA、6hA、10hA等几种额定分断能力。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳断路器)、ACB(框架式断路器)一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。如果MCB的额定分断能力小平被保护范围内的短路故障电流，则在发

生故障时，不但不能分断故障线路，还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。

低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为0.23/0.4kV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配电变压器，低压馈线端短路电流是不同的。一般来说，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于当地供电部门采用高压深入符合中。动的配电网络结线，其配电变压器的容量都控制在1600kVA以下，并采取单母线分段运行方式的低压电网供电，用电设备距供电电源距离较远(大干250米)，选用4.skV及以上分断能力的MCB即可。对于专供或10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆截面较粗，供电距离较短，应选用6hA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以上分断能力的MCB，具体设计时还必须进行校验。此外，特别要注意的三点是：

3.1.1随着现代建筑物中配变容量的增大，大容量母线槽的使用以及用电设备与电源问的距离缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。