低压断路器进线故障分析及安全隐患

1、低压断路器进线故障分析及平安隐患 一、概述 由于我国低压电器品种、规格及性能方面的欠缺与不敷应用、现行设计规范的不尽完善、以及用户的使用偏差，多种低压电器的实际工程应用中存在一些不合理的、甚至错误的用法，导致运行维护困难、故障增多，或留下长期的平安隐患。 低压隔离电器规格不全 我国主要隔离器(如hd11)及刀开关(如hd13)系列产品最大规格仅为额定电流1500a。囿于早期国产疼惜电器的断流容量水平，我国设计规范曾长期限制中/低压配电变压器容量为1000kva(额定电流1440a)以内，隔离电器水平可满足其需要。近年来随着疼惜电器产品的长足进步及断流力气的提高，工业及民用电网中都较普遍地使用了

2、单台容量为12502500kva(0.4kv侧额定电流18003600a)的配电变压器。现有低压隔离电器已不能满足要求。于是低压侧总电源进线屏及分段母线联络屏的隔离电器普遍地接受了每相以一台3极或2极电器替代的方案(例如每相以一台3极或2极hd13刀开关替代一台三相大规格刀开关)。这种用法的主要弊病有二：(1)刀开关分相操作、增加了因误操作导致断相运行之类故障的机率。故设计规范1.2提出：“隔离电器宜接受同时断开电源全部极的开关”;(2)使低压配电屏浩大笨重，例如利用pgl屏框架制造的这种进线屏或联络屏，单屏宽度达12001600mm。 近年来，有的厂家推出了引进技术生产的q系列(qp、qa)

3、具有滚动触头的隔离开关，商定发热电流最大为3150a。但对于工业负载中常见的ac-22及ac-23使用类别，其额定电流将降低约1/2。故除产品尺寸缩小，机械寿命有所提高外，与国产hd系列刀开关相比，额定电流并无实质性的显著提高，并未根本解决问题。因此，亟待开发大容量国产隔离电器开关产品。 二、国产四极电器品种亟待开发 近年来，出于对运行和检修平安的考虑以及与国际标准接轨的要求，新修订的设计规范1.2较明确地规定了在很多应用条件下应接受四极低压电器(即断开相线与n线的电器)。比如：有电源转换功能的电器、包括隔离电器、疼惜电器和操作电器(例如刀开关、断路器和接触器)都应接受四极电器;电网中维护、测

4、试及检修电路或电气设备应接受四极隔离电器;单电源系统的总电源开关，包括变压器低压侧总开关，建筑物或生产车间进线电源总开关(例如刀开关及断路器)应接受四极电器，等等。已有很多文章阐述这一问题，本文不拟重复。 信息请登陆:输配电设备网 但是，当前最常用的国产低压电器主导产品几乎都是三极电器，例如，隔离电器的hd系列及引进生产的qp、qa系列;断路器中的dw15、dz20系列及引进生产的ah、ae、to、tg系列;cj20系列接触器等等常用低压电器均为三极电器。故凡需四极电器的地方，目前都不得不接受其它品牌的国外产品或引进产品，或不得不与制造厂家协商特殊制造。可见开发国产四极低压电器系列产品已是当务

5、之急。 三、低压断路器进线方向与断流容量问题 大多数万能式及塑壳式断路器的电源进线端在上方，馈线(即负载)端在下方。主要缘由是灭弧系统设在上方(电源侧)，这时若将电源进线接至下方，灭弧条件更为苛刻。这类断路器的额定断流容量乃是上进线时的数据。日本一些电气公司的试验结果表明，断流容量20ka的塑壳断路器改为下进线时，断流容量降低约1/3。我国也曾将上进线断路器按下进线作通断力气试验、试品受到极大破坏。国产dw15-200630;dwx15-200630;dz40等型号断路器及引进技术生产的h、tl、tg等系列断路器等等均为上进线断路器，只能应用于上进线条件。 有些应用条件(如分段母线联络断路器、

6、馈电及受电通用回路断路器等)下，电源引入方向可能转变，必需接受允许上、下进线(即上、下进线额定断流容量相同)的断路器。这类断路器不仅其结构设计实行了特殊技术措施，型式试验中还应将上、下进线互换进行短路通断力气试验。 我国断路器产品标准规定在产品文件及产品铭牌上应明确说明该产品是否允许上，下进线或标明电源进线端及出线(负载)端。令人圆满的是我国大多数断路器的产品文件，产品样本，使用说明书及铭牌上并未明确注明其允许的进线方向，必定会对用户产生误导，以为凡未注明进线方向的断路器都允许上，下进线。以致在全国统一设计的几类定型低压屏(如pgl及ggd系列)中的部分方案也有这种错误发生，此产生的负面影响更

7、为严峻。为杜绝这类误用，避开可能产生的恶果。笔者认为亟需尽快解决几个问题：(1)统一规范断路器产品的技术文件和铭牌标识。必需明确注明产品允许的进、出线方向;(2)改进产品结构与性能，力求断路器产品上、下进线断流容量相同;(3)准时组织检查并修正低压屏柜产品的上述类似错误。 上一页1 2下一页 四、低压熔断器断相疼惜问题 低压电动机损坏事故中约30%是断相运行造成的，而断相运行故障的75%以上是熔断器熔断引起的。导致某相熔断器熔断的主要缘由除故障(如单相短路)熔断外，因熔断器触头接触不良、熔体选择不当及熔体熔断特性的分散性等非故障熔断也占很大比例。因此熔断器断相疼惜问题亟待重视解决。根本的解决方

8、法是熔断器本身应具备断相疼惜功能。常用措施之一是熔断器附设熔断器撞击(指示)器及微动开关。当任一相熔断器时、通过联动的微动开关动断触头切断接触器把握电源(图1)或输出报警信号。但是国产低压熔断器产品中除一些容量规格较小的型号如rl1b、rt14等以外，多数载流与断流容量较大的如rto、nt等型号不具备这种功能，不能满足断相疼惜要求。 我国低压电动机一般以具有断相疼惜功能的热继电器作过负荷疼惜兼断相疼惜装置。很多设备(如风机、水泵等)常低于额定负荷运行，一般不会过负荷。按设计常规可不设计负荷疼惜。实际工程中当用作短路疼惜的熔断器不具断相疼惜功能时，仍要求设置相应的热继电器作断相疼惜装置使用。并被

9、认为格外稳妥。实际上效果并不抱负。大多数鼠笼型电机(4kw及以上)定子绕组为接，热继电器只能接于其线电流，并按线电流整定。 故民用配电干线以熔断器作过负荷与短路疼惜时，亦应要求具有断相疼惜功能。因此亟待开发规格容量较大的具有断相疼惜功能的国产熔断器产品以满足工业及民用配电之需要。 五、机房平安开关及紧急停止开关亟待开发 随着自动化水平的提高，工厂电气设备集中把握的趋势日渐明显。生产机械的传动把握由远离现场的自控装置(计算机、plc等)及电动机把握中心(mcc)集中把握，于是机旁平安开关及紧急停止开关在工业化国家应运而生，作为一种机旁专用开关产品逐步完善并广泛应用。工业化国家对其功能及技术要求有

10、明确规定。以欧洲(德、瑞典等国)为例，平安开关(safetyswitches)规定用于检修，安装时人体可能进(伸)入其危急区域的机械设备旁。功能是将传动电机与馈电线路及其它电气部分隔离，防止因意外接通电源造成修理人员人身损害及设备毁坏事故。开关应装在电源馈线上，手动操作，并有明显的开闭位置指示。且能用锁钥将其闭锁;紧急停止开关(emer-gencystopswitches)应用于制造与加工机械设备操作位置旁，发生紧急状况时用以切断设备电源，限制事故对人员及设备的危害。要求能切断电路额定电流及过载(例如电机堵转)电流。可手动或电动操作，应有明显的位置指示，并应能用锁钥将其闭锁。可见两种开关都用于

11、平安目的，都要求装在生产设备旁，能隔(切)断电源线路，有明显的位置指示及机械闭锁装置;所不同者在于前者主要用于检修，故不强求具有切合负荷电流之力气，紧急停止开关则必需具有切断负荷电流与过载电流的力气。故紧急停止开关可作平安开关使用，无切合负荷电流力气的平安开关则不能作紧急停车开关使用。例如瑞典abb公司的seh系列紧急停止开关，实际是面板上有挂锁装置及位置指示的手动操作负荷开关;其smh系列平安开关实际是面板上有挂锁装置及位置指示的刀开关。但可由挂念接点实现与电路中接触器的联锁，开关结构保证分闸时挂念接点先于(30ms)主触头开断、通过它使接触器切断负荷电流;合闸时挂念接点与主触头同时闭合，预

12、备好接触器合闸回路。 我国迄今尚无专用机旁平安开关及紧急停止开关产品，甚至未将其列入低压电器电工术语(gb/t2900?18-92)。这种状况已难适应工业进展的实际需要。 我国有关设计规范2.3对机旁开关的设置也作了一些规定，主要是：远方把握的电动机宜有就地把握和解除远方把握的措施;突然起动可能危及四周人员平安时，应在机旁装设应急断电开关或自锁式按钮和起动预报信号。这些规定与作法存在以下主要问题： (1)未在机旁切断主电路，不能确保牢靠断电。因一般接触器无锁扣装置，即使用自锁钮断开了接触器把握回路，维护人员仍可能在mcc处用螺丝刀等简洁工具拨动衔铁(如cj12、cj10型)或误接把握回路导致主触头闭合、造成意外通电事故。这正是国外强调机旁平安开关与紧急停止开