李 希 高

(三信國際電器上海有限公司, 上海 200001)

小型斷路器附件的功能及使用

李 希 高

(三信國際電器上海有限公司, 上海 200001)

分析了小型斷路器附件的功能及使用注意事項。對各附件模塊化的作用進行了闡述。指出電氣附件與小型斷路器拼裝組合,可增加小型斷路器的功能,擴展其使用范圍。

小型斷路器; 欠壓脫扣器; 附件功能; 模塊化

0 引 言

小型斷路器(Miniature Circuit Breaker,MCB)是建筑電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護電器。MCB雖然是一種終端電器,但其應(yīng)用量大而且面廣,現(xiàn)在已有一些電氣附件能與MCB本體拼裝組合在一起,以增加MCB的功能,擴展其使用范圍。

本文對MCB的附件功能和應(yīng)用進行簡要的介紹,希望對用戶在使用和選用MCB附件時能提供參考。

1 實現(xiàn)剩余電流保護功能的附件

1.1 剩余電流動作保護器的功能

剩余電流動作保護器(Residual Current Operate Protective Device, RCD)與MCB組合一起,就能成為帶過電流保護的剩余電流動作斷路器(RCBO),安裝在配電箱內(nèi)能防止線路發(fā)生單相接地故障時危及人身安全和有效抑制電氣火災(zāi)。

1.2 RCD使用注意事項

(1) RCBO使用于不同的低壓配電接地型式中,接線要求都有不同。凡帶電載流導(dǎo)體必須全部接入RCD,而保護線PE則絕對不能接入RCD,PE線應(yīng)與設(shè)備的金屬外殼連接。為避免許多不必要的誤脫扣,RCBO極數(shù)宜與該接入回路的載流導(dǎo)體數(shù)相等。

(2) RCD的額定剩余電流動作電流數(shù)值應(yīng)根據(jù) JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第12.3.7.3條進行選擇。從安全的角度考慮,RCD的剩余電流動作電流選擇得越小越好。但實際上,任何供電回路的用電設(shè)備都有正常的剩余電流,如果RCD小于正常的剩余電流或者該回路的正常剩余電流大于50%In,則供電回路無法正常運行。故從供電的可靠性考慮,In選擇值不能太小,主要受到正常剩余電流的制約。

(3) RCD的上下級配合問題。一般,RCD的額定剩余不動作電流In0(根據(jù)IEC有關(guān)的標準)等于50%In。如果干線和支線上的RCD動作電流值很接近,就有可能使幾個支線的不動作電流In0之和大于干線上RCD的In,使干線上的 RCD誤動,兩者之間就失去了選擇性。通常,上下兩級RCD額定動作電流之比應(yīng)大于2.5。當(dāng)然RCD的選擇性也可根據(jù)動作時間的差異來達到。一般對終端配電箱來說電源總斷路器處的RCD主要為防止電氣火災(zāi),可選用In=100～300 mA、t=0.3 s左右的產(chǎn)品,支線上的RCD主要為防止人身電擊,可選用In=6～30 mA(視具體使用場合)、瞬動型產(chǎn)品。

(4) 對于TT系統(tǒng),裝有RCD的支路與不裝RCD的支路均不應(yīng)使用公共接地極。TT制接地系統(tǒng)因中性點接地與中性線接地分開,中性線N與PE線無連接,供電線路一般較長,相線與大地回路阻抗較大,發(fā)生單相接地故障時,線路保護裝置不能可靠地切斷電源,容易造成電擊和火災(zāi)事故。因此,該系統(tǒng)中裝設(shè)RCD作單相接地保護是有效的措施之一。但個別裝RCD的分支回路必須有單獨的接地極與PE線,否則當(dāng)未裝RCD的回路有剩余電流時,會通過PE線傳遞到裝有RCD的設(shè)備外殼上,但RCD不動作,從而造成電擊事故。因此,必須有獨立的接地線與PE線專供有RCD的分支回路用,其間不能有電氣連接。

(5) 目前我國生產(chǎn)的RCD有兩種形式:電磁式和電子式。電磁式RCD在工作時,要有一穩(wěn)定的操作電壓。市場上一般電磁式RCD均無獨立的操作電源,該操作電源均由 RCD所控制的電源供電。電磁式RCD發(fā)生故障時,由于電網(wǎng)電壓偏低或過高,導(dǎo)致其不能正常工作。因此,設(shè)計人員應(yīng)對裝設(shè)電磁式RCD發(fā)生事故時的電源電壓進行驗算。如果不符合產(chǎn)品的規(guī)定值,應(yīng)考慮采取補救措施或選用電子式RCD。電磁式RCD進出線可以倒裝,而電子式RCD進出線不可倒裝。

(6) 對于一些特殊場合和一些特殊用途的電源,如化工、石油、各類保安電源、事故照明、消防設(shè)備電源、醫(yī)院手術(shù)室供搶救用電源等,不應(yīng)安裝RCD,若有必要,可酌情安裝剩余電流報警裝置。注意RCD是防止電擊事故的措施之一,某些場合還應(yīng)當(dāng)與總等電位或局部等電位聯(lián)結(jié)等其他措施結(jié)合使用。

2 表示斷路器狀態(tài)的附件

2.1 輔助開關(guān)的功能

輔助開關(guān)與MCB主電路和機構(gòu)機械上連動的觸頭主要用于MCB分/合狀態(tài)的指示,連接在MCB的控制電路中。通過MCB的分/合,對其相關(guān)電器實施控制或聯(lián)鎖,例如向信號燈、繼電器等輸出信號。操作性能次數(shù)與MCB的操作性能總次數(shù)相同。

2.2 報警開關(guān)的功能

報警開關(guān)用于MCB事故的報警觸頭,且只有當(dāng)MCB脫扣分斷后才動作。當(dāng)MCB的負載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時自由脫扣,報警觸頭從原來的常開位置轉(zhuǎn)換成閉合位置,接通輔助線路中的指示燈或電鈴、蜂鳴器等,顯示或提醒MCB的故障脫扣狀態(tài)。由于MCB發(fā)生因負載故障而自由脫扣的機率不多,因而報警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報警觸頭的工作電流一般不超過1 A。MCB因線路故障(過載、短路)跳閘而接通聲、光報警或其他附件,發(fā)熱電流較小,一般小于3 A或更低。

2.3 附件使用注意事項

附件和MCB拼裝后指示MCB狀態(tài),為有源接點,禁止作為干觸點使用而接入其他弱電模塊。

3 實現(xiàn)MCB欠電壓保護功能的附件

3.1 欠壓脫扣器的要求及功能

欠壓脫扣器是一種保護性附件。根據(jù)相關(guān)標準規(guī)定:當(dāng)電源電壓高于欠壓脫扣器額定電壓的85%時,欠壓脫扣器能保證斷路器正常工作。當(dāng)電源電壓下降(甚至緩慢下降)到額定工作電壓的70%～35%,欠壓脫扣器應(yīng)能動作;欠壓脫扣器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的35%時,欠壓脫扣器應(yīng)能防止斷路器閉合;電源電壓等于或大于85%欠壓脫扣器的額定工作電壓時,在熱態(tài)條件下應(yīng)能保證斷路器可靠閉合。因此,當(dāng)受保護電路中電源電壓發(fā)生一定的電壓降時,欠壓脫扣器能自動斷分斷路器,切斷電源,使該斷路器以下的負載電器或電氣設(shè)備免受欠電壓的損壞。

總之,欠壓脫扣器主要功能是保護,主要體現(xiàn)在兩個方面:

(1) 當(dāng)供電電壓降低到一定程度時, 如果線路電壓降低到額定電壓的70%(崩潰電壓),將使電動機無法起動,照明器具暗淡無光,電阻爐發(fā)熱不足;運行中的電動機,當(dāng)其工作電壓降低至50%(臨界電壓)時就要發(fā)生堵轉(zhuǎn)(拖不動負載,電動機停轉(zhuǎn)),電動機的電流急劇增大至6In,如果時間略長,電動機將被燒毀。另外,在電壓恢復(fù)的瞬間,已經(jīng)停轉(zhuǎn)或快要停轉(zhuǎn)的批量電動機會同時起動,導(dǎo)致線路電壓重新大幅度下降,這是配電系統(tǒng)不允許的。當(dāng)電源電壓下降到額定電壓65%時,欠壓保護動作切斷負荷電源,防止因電壓過低損壞電氣設(shè)備。

(2) 當(dāng)電源停電時,欠壓保護分斷電源開關(guān)。當(dāng)電力系統(tǒng)恢復(fù)正常時必須人工合閘,防止電源恢復(fù)時開關(guān)合閘,引起電動機自起動或其他事故,從而保證設(shè)備本身或操作人員安全。

3.2 欠電壓保護的使用及注意事項

現(xiàn)在低壓電網(wǎng)由于種種原因常低于其額定電壓。當(dāng)電網(wǎng)呈現(xiàn)電壓不足時,將對發(fā)電機、電動機、家用電器以及線路運行帶來極大的危害。解決該問題的根本辦法是擴大電網(wǎng)容量,同時在用電超過供電時,對一些不重要的用電場所采用欠壓脫扣器等來斷開電源,以保護重要的用電設(shè)備。使用時,欠電壓脫扣器線圈接在MCB電源側(cè),與MCB拼裝在一起。欠電壓脫扣器通電后,MCB才能合閘,否則MCB合不上閘。

4 實現(xiàn)斷路器操作功能的附件

4.1 分勵脫扣器

4.1.1 分勵脫扣器的作用

分勵脫扣器是一種用電壓源激勵的脫扣器,其電壓可與主電路電壓無關(guān)。分勵脫扣器常用于遠距離自動斷電的控制,當(dāng)電源電壓等于額定控制電源電壓的70%～110%時,就能可靠分斷與之拼裝的MCB?，F(xiàn)在用得最多的就是消防控制室切斷非消防電源。

4.1.2 分勵脫扣器的使用及注意事項

分勵脫扣器脫扣線圈電壓種類有交流和直流,電壓大小有各種電壓等級。切斷非消防電源時用DC 24 V消防電源作分勵脫扣線圈電源是最方便的,也是最簡單的。分勵脫扣器是短時工作制,分勵脫扣線圈只能短時間通電,線圈通電時間一般不能超過1 s,否則會被燒毀。所以,在控制回路中要串接一個輔助接點(現(xiàn)分勵脫扣器自帶輔助接點),MCB脫扣后切斷分勵脫扣線圈的電流,避免了線圈燒損情況的發(fā)生。

4.2 電動操作機構(gòu)附件

4.2.1 電動操作機構(gòu)附件的功能

電動操作機構(gòu)附件也是一種遠距離操作斷路器的機外附件,能在遵守安全規(guī)程的前提下實現(xiàn)已脫扣斷路器的復(fù)位。借助手柄仍可實現(xiàn)對斷路器的本地控制,既可用來實現(xiàn)MCB的遠距離分閘操作,也能實現(xiàn)MCB的合閘操作。

4.2.2 電動操作機構(gòu)使用及注意事項

電動操作機構(gòu)用于故障后的重新閉合,檢查并清除故障后應(yīng)首先采用本地手動方式;采用本地手動復(fù)位時,控制回路中應(yīng)串入報警觸頭,以免自動遠程重新閉合MCB;在符合安全規(guī)程的情況下,允許遠程重新閉合MCB,但復(fù)位必須經(jīng)預(yù)定延時。

4.3 重合控制附件

4.3.1 重合控制附件的功能

重合控制附件、故障報警觸頭和電動操作機構(gòu)一起用于實現(xiàn)斷路器故障動作后重新閉合,特別適用于不易監(jiān)控和接近并且具有較高供電連續(xù)性要求的設(shè)備和系統(tǒng)。

4.3.2 重合控制附件的使用及注意事項

重合控制附件必須串入報警觸頭才能與電動操作機構(gòu)組合使用,報警觸頭用于向重合控制附件發(fā)送“故障脫扣”信息;重合控制附件的動作情況與故障類型(暫時性故障/永久性故障)有關(guān)。當(dāng)發(fā)生暫時性故障且被消除后,允許MCB自動閉合一次;當(dāng)發(fā)生永久性故障時,重合控制附件將鎖定電動操作機構(gòu)附件,以避免MCB重新閉合;用于提高供電可靠性。

5 結(jié) 語

隨著人們生活水平的不斷提高,在城市智能建筑、鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)、工業(yè)自動化控制等方面,低壓電器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢必然是系列化、模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。因此,對MCB及附件種類和功能提出更高的技術(shù)要求,才能滿足用戶需求,從而促進我國低壓電器總體水平的提高。

[1] 鄒城華,王衛(wèi)國,盧權(quán)勝,等.一種小型斷路器附件的選用[J].電工電氣,2011(12):39-41.

[2] GB 14048.1—2006 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 總則[S].

[3] 張?zhí)m晶.小型斷路器發(fā)展與研究的探討[J].低壓電器,2013(12):1-4.

Function and Instruction of Minature Circuit Breaker’s Accessories

LIXigao

(Sassin International Electric Co., Ltd., Shanghai 200001, China)

This paper analyzed the function and instruction of minature circuit breaker’s(MCB)accessories,and elaborated the modularization role of accessories.It is pointed out that the assembling combination of electrical function accessories and MCB,can increase the functions of MCB and extend the application range of MCB.

minature circuit breaker(MCB); accessory function; undervoltage release; modularization

李希高(1978—),男,工程師,從事家用斷路器方面的研究。

TM 561

B

1674-8417(2015)02-0035-03

2014-10-28