框架断路器课件

单机智能型万能式断路器－SDW1系列上海电器科学研究所电器开关有限公司－ACB专题单机智能型万能式断路器－SDW1系列上海电器科学研究所电器开1目录ACB产品特点（SDW1系列)基础知识断路器内部结构与性能目录ACB产品特点（SDW1系列)基础知识断路器内部结构与性2低压断路器《低压开关设备和控制设备．低压断路器》（ＧＢ１４０４８．２－２００１），等同于ＩＥＣ６０９４７∶１９９５同名称标准。低压断路器的分类和主要特性介绍如下:分类（１）按使用类别分类①Ａ类：在短路情况下，断路器无明确指出用作串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性保护；②Ｂ类：在短路情况下，断路器明确串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性保护，即在短路时，选择性保护有人为短延时（可调节）。（２）按设计形式分，有万能式（开启式）、塑壳式；（３）按分断介质分，有空气分断、真空分断、气体分断；（４）按操作机构的控制方法分，有有关人力操作、无关人力操作、有关动力操作、无关动力操作、储能操作。而储能操作又有：储能方式（弹簧、重力等）、能量的来源（人力、电力等）、释能方式（人力、电力等）；（５）按是否适合隔离分，有适合隔离、不适合隔离；（６）按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式；（７）按外壳防护等级ＧＢ４２０８－１９９３的ＩＰ代码分。基础知识低压断路器基础知识3短路特性（１）额定短路接通能力（Ｉｃｍ）：电器的额定短路接通能力是在额定工作电压、额定频率、规定的功率因数（交流）或时间常数（直流）下由制造厂对电器所规定的短路接通能力电流值。在规定的条件下它用最大预期峰值电流表示；（２）额定短路分断能力，规定为：电器的额定短路分断能力是在额定工作电压、额定频率和规定的功率因数（交流）或时间常数（直流）下由制造厂对电器所规定的短路分断能力电流值。在规定的条件下，它用预期分断电流值（对交流，交流分量有效值）表示。①额定极限短路分断能力（Ｉｃｕ）用预期分断电流（ｋＡ）表示；交流用交流分量有效值表示；②额定运行短路分断能力（Ｉｃｓ）用预期分断电流（ｋＡ）表示，相当于Ｉｃｕ的某一百分数，标准百分数规定为１００％Ｉｃｕ、７５％Ｉｃｕ、５０％Ｉｃｕ，对于Ａ类断路器，还可以为２５％Ｉｃｕ。（３）交流断路器的短路接通和分断能力的关系：两者的比值应不小于１．５～２．２，按短路分断能力大小和不同功率因数决定；（４）额定短时耐受电流（Ｉｃｗ）：电器的额定短时耐受电流是在有关产品标准规定的试验条件下电器能够无损地承载的短时耐受电流值。该值由制造厂规定。对于交流，Ｉｃｗ为有效值，Ｉｃｗ值应不小于断路器额定电流Ｉｎ的１２倍，且不得小于５ｋＡ，最大不超过３０ｋＡ。与Ｉｃｗ相应的短延时不应小于０.０５ｓ，可选取０.０５ｓ、０.１ｓ、０.２５ｓ、０.５ｓ和1.0ｓ几档。基础知识短路特性基础知识4脱扣器（１）脱扣器的形式①分励脱扣器；②过电流脱扣器；③欠电压脱扣器；④其他如使用很多接地故障保护的脱扣器。（２）过电流脱扣器的种类①瞬时；②定时限，也就是短延时过电流脱扣器；③反时限，通常称为长延时过电流脱扣器。（３）过电流脱扣器的电流整定值：用电流值的倍数或直接用安培数表示；（４）过电流脱扣器的脱扣时间整定值①定时限的延时时间整定值用秒（ｓ）表示；②反时限的应给出时间—电流特性曲线。（５）反时限过电流脱扣器的断开动作特性。在基准温度下，所有相极通电至１．０５Ｉｎ，即约定不脱扣电流时，在约定时间（对Ｉｎ＞６３Ａ为２ｈ，Ｉｎ≤６３Ａ为１ｈ）内不应脱扣，使电流上升到１．３Ｉｎ，即约定脱扣电流时，应在小于约定时间内脱扣。基础知识脱扣器基础知识5技术术语过电流over-current超过额定电流的任何电流。短路short-circuit对电路中正常情况下处于不同电压下的两个或多个点之间，通过一较低的电阻或阻抗进行的偶然的或有意的连接。短路电流short-circuitcurrent由于电路中的故障或连接错误造成的短路而引起的过电流。过载overload在正常电路中产生过电流的运行条件。过载电流overloadcurrent在电气上尚未受到损伤的电路中的过电流。隔离（隔离功能）isolation(isolatingfunction)出于安全原因，通过把电器或其中一部分与电源分开的办法以达到切断电器一部分或整个电器电源的功能。断路器circuit-breaker能接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常条件下（例如短路条件下）接通、承载电流一定时间和分断电流的一种机械开关电器。基础知识技术术语基础知识6联锁装置interlockingdevice使开关电器的操作取决于设备的一个或多个其它部件的操作位置的装置。后备保护back-upprotection两个串联的过电流保护电器的一种过电流配合。电源侧保护电器（一般是电源侧，但并非一定是电源侧电器）在有/无另一保护电器的帮助下实现过电流保护，并防止另一个保护电器的过负荷。短延时short-timedelay在额定短时耐受电流范围内动作的故意时间延时。短时耐受电流short-timewithstand在规定的使用和性能条件下，电路或在闭合位置上的开关电器在指定的短时间内所能承载的电流。峰值耐受电流peakwithstandcurrent在规定的使用和性能条件下，电路或在闭合位置上的开关电器所能承受的电流峰值。限制短路电流conditionalshortcircuitcurrent(ofacircuitoraswitchingdevice)在规定的使用和性能条件下，由规定的短路保护电器来保护的电路或开关电器在该短路保护电器动作时所能承受的预期电流。注:1.对于本标准，短路保护电器一般指断路器或熔断器。2.上述定义与IEV441-17-20是有区别的，上述定义已把限流电器的概念扩展到短路保护电器，短路保护电器的功能不仅只局限于限流作用。基础知识联锁装置interlockingdevice基础知识7电气间隙clearance两个导电部件间最短的直线距离。断开触头间的电气间隙（开距）clearancebetweenopencontacts（gap）在断开位置时机械开关电器一极的触头间或与触头相连的任何导电部件间的总电气间隙隔离距离isolatingdistance(ofapoleofamechanicalswitchingdevice)在满足规定的隔离器安全要求时处于断开位置触头间的电气间隙。爬电距离creepagedistance两导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离。注：两个绝缘材料部件间接缝认为是表面部分。工作电压（实际工作电压）workingvoltage在额定电源电压下可能产生（局部地）在任何绝缘端实际出现的最高交流电压有效值或最高直流电压值。注：1.此定义不考虑瞬态电压。2.开路条件和正常工作条件应考虑在内。冲击耐压impulsewithstandvoltage在规定的试验条件下，不造成击穿的具有一定形状和极性的冲击电压最高峰值。工频耐压power-frequencywithstandvoltage在规定的试验条件下，不引起击穿的工频正弦电压有效值。基础知识电气间隙clearance基础知识8单机智能型万能式断路器－SDW1系列配电系统示例单机智能型万能式断路器－SDW1系列配电系统示例9智能型万能式断路器－SDW1系列概述SDW1智能型万能式断路器适用于交流50Hz，额定电压至400V，额定绝缘电压690V，额定电流200～6300A配电网络中，用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、接地等故障的危害，该断路器具有智能化保护功能，选择性保护精确，能提高供电可靠性，避免不必要的停电。符合标注GB/T14048.1-2000《低压开关设备和控制设备总则》GB14048.2-2001《低压开关设备和控制设备低压断路器》Q/JBZR11-2001《SDW1系列万能式断路器》智能型万能式断路器－SDW1系列概述10智能型万能式断路器－SDW1系列特点1立体分隔式布置、结构紧凑、体积小2无飞弧距离（抽屉式）安全性高3附有通讯接口，可由计算机集群控制4通断能力高、可上下进线5智能型过电流脱扣保护6电流表、电压表显示功能7故障记录、报警记录智能型万能式断路器－SDW1系列特点11智能型万能式断路器－SDW1系列型号及其含义分类安装方式：固定式、抽屉式极数：三极、四极操作方式：电动操作兼手动操作脱扣器种类：智能型脱扣器（L型、M型、H型）、欠电压瞬时（或延世）脱扣器、分励脱扣器智能型万能式断路器－SDW1系列型号及其含义分类安装方式：固12正常工作条件和安装条件◆周围空气温度为－5℃～＋40℃。且其24h的平均温度不超过＋35℃。◆安装地点的海拔不超过2000m。◆安装地点的空气相对湿度在最高温度为＋40℃时不超过50％;在较低温度下可以有较高的相对湿度，最湿月的月平均最低温度不超过＋25℃，该月的平均最大相对湿度不超过90%。并考虑因温度变化发生在产品表面上的凝露。◆污染等级为3级。◆断路器主电路及欠电压脱扣器线圈、电源变压器初级线圈的安装类别为Ⅳ，其余辅助电路、控制电器的安装类别为Ⅲ。◆断路器应垂直安装，断路器的垂直倾斜度不超过5°。智能型万能式断路器－SDW1系列正常工作条件和安装条件◆周围空气温度为－5℃～＋40℃。且其13智能型万能式断路器－SDW1系列问:什么是安装类别?安装类别是怎么划分的?答:电器可以指定一种或多种安装类别，主电路与控制电路、辅助电路采用变压器隔离而且瞬时过电压各自被控制在规定的水平上时，它们可以有不同的安装类别。

电器的安装类别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。

Ⅰ（信号水平级）：安装在系统线路末端的特殊设备或部件，例如低压电子设备；

Ⅱ（负载水平级）：安装在安装类别Ⅰ前面或安装类别Ⅲ后面的电器设备或部件，例如控制和通断电动机的电器，通过变压器的主令和控制电路电器。

Ⅲ（配电及控制水平级）：安装在安装类别Ⅱ前面和安装类别Ⅳ后面的电器设备或部件，例如直接联接至配电干线装入配电箱中的电器。

Ⅳ（电源水平级）：安装在安装类别Ⅲ前面的电器，例如安装在电源进线处的电器。

低压电器各类产品可能有的安装类别见下表：智能型万能式断路器－SDW1系列问:什么是安装类别?安装类别14智能型万能式断路器－SDW1系列结构图智能型万能式断路器－SDW1系列结构图15智能型万能式断路器－SDW1系列结构图智能型万能式断路器－SDW1系列结构图16智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能17智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能18智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能智能型万能式断路器－SDW1系列技术数据与性能19智能型万能式断路器－SDW1系列智能型脱扣器

控制器的电子部件产品全部采用内置A/D，ROM，RAM等高度集成的16位单片机，功能强大，性能稳定，可满足配电自动化“四遥”监控管理的需求，产品通过鉴定，一致认为该产品达到国际九十年代先进水平，可对各种信号进行实时处理，实现各种保护特性和众多的辅助功能；执行元件是一种磁通变换机构这里统称磁通变换器，它和断路器中的欠压和分励脱扣器完全独立，磁通变换器在正常情况下依靠永磁铁吸合铁芯，使磁通变换器处于闭合状态，当控制器发出动作指令时，电流通过线圈产生反向激磁克服永磁铁固有磁通，靠反力弹簧打开动铁芯，使磁通变换器打开，从而推动断路器脱扣半轴而分断断路器。产品符合IEC947－2（97），IEC255，IEC61000，GB14048.1-2000，GB14048.2-2002标准，全面通过最新EMC严酷等级的电磁兼容试验考核。控制器电源采用双电源供电的方案，即外接电源和速饱和互感器共同供电，这就保证了电网因过载，短路等故障导致电网电压跌落时控制器能够可靠工作。多种开放性通讯协议支持，便于配电自动化的实现应用领域智能型脱扣器是DW45智能化框架断路器和国内传统DW系列框架式万能式断路器的中枢部件，用作配电或电机保护，使线路和电源设备免受过载、短路、接地和漏电等故障的危害，同时可作为配电自动化系统的终端元件实现”四遥”功能。智能型万能式断路器－SDW1系列智能型脱扣器20智能型万能式断路器－SDW1系列功能简述l主要保护功能过载反时限保护、短路短延时定时限和反时限保护、短路瞬时保护、接地或漏电定时限和反时限保护、N相保护、断相等原因引起的电流不平衡保护，负载监控等保护功能。l控制器运行监视指示显示控制器的故障状态、设定状态、试验状态及运行状态等工作状态及所测量参数。l查询功能在控制器正常运行时提供：保护参数、历史纪录、自诊断故障信息和正常运行中各测量参数的定位查询功能。l参数设定功能控制器面板上可直接设定以下参数：负载监控的电流值和时间值，N相过载保护设定，接地或漏电保护的电流值、时间值和剪切系数，电流不平衡保护不平衡值及时间值，过载保护的电流值和时间值，短路短延时保护的电流值和时间值，瞬时保护的电流值。l编程接口功能提供与ST编程器通讯的接口，可修改一些特定参数，如：可编程的信号触点输出、电压信号的接线方式、控制器的时钟、保护特性曲线、热记忆功能、通讯地址等等。智能型万能式断路器－SDW1系列功能简述21l通讯组网功能（本功能仅H型的职能控制器具有）控制器提供标准的RS485接口，可用MODBUS或PROFIBUS-DP协议实现数据传送，适应监控管理的“四遥”操作要求。l试验功能可对断路器进行瞬时动作的试验脱扣,动作后可显示断路器的固有动作时间。l自诊断功能对智能型控制器自身出现的一些故障进行诊断报警。l负载监控保护功能负载监控是对断路器的不同负载进行控制，以尽量保证主要负载的供电。负载监控可用于预报警，亦可用于控制支路负荷，控制器可输出两个无源信号触点。lMCR接通分断及HSISC越限跳闸功能（可选）接通分断是指在开关闭合前电网已处故障状态，在合闸瞬间产生大于MCR设定值的电流，控制以瞬时ST-2智能型控制器使用手册方式使断路器分断。此功能只在合闸瞬间（100MS）起作用。越限跳闸是指断路器在正常运行时，当短路电流超过一定值后（一般为断路器的极限电流），控制器以瞬时指令使断路器分断，此功能不受瞬时设定值的影响。l遥控、本地和设置位置的设置功能（本功能仅H型的职能控制器具有）智能控制器可对遥控、本地和设置三个状态位置进行设置，本功能用一个三个位置的钥匙锁实现，用于组网时将参数修改及遥控操作的权限指向本地或远程。智能型万能式断路器－SDW1系列l通讯组网功能（本功能仅H型的职能控制器具有）智能型万能22适用环境周围空气温度：-5℃--40℃，且24小时的平均值不超过35℃（特殊定货外）安装地点的海拔高度不超过2000米污染等级为3级EMC性能脉冲群试验：等级4，4KV/2KV浪涌试验：等级4，6KV/3KV静电放电试验：等级4，空气放电8KV，接触放电6KV通讯通讯协议：MODBUS-RTU，采用外接ST-DP（02）可转接到PROFIBUS-DP通读接口：标准RS485接口。通讯速率：9.6K,19.2K，通过编程器设定。通讯地址：0-255，通过编程器设定。帧格式：一位起始位，一位停止位，八位数据，无奇偶校验。安全性设备耐压，绝缘强度：电源、电压输入回路>3KV电流回路>2.5KV输入、输出端对机壳>5M电源工作电源：交流AC400V/380V、230V/220V、50HZ；直流：DC220V、110V。智能型万能式断路器－SDW1系列适用环境智能型万能式断路器－SDW1系列23智能型万能式断路器－SDW1系列智能型脱扣器智能型万能式断路器－SDW1系列智能型脱扣器24智能型万能式断路器－SDW1系列智能型万能式断路器－SDW1系列25智能型万能式断路器－SDW1系列L型脱扣器设置方法M型脱扣器设置方法智能型万能式断路器－SDW1系列L型脱扣器设置方法M型脱扣器26智能型万能式断路器－SDW1系列辅助功能说明1试验功能说明控制器配断路器在现场调试、定期检查或检修时，均需用控制器的试验功能跳闸几次，以检查控制器与断路器配合的情况。注意：（1）本功能只可在断路器现场调试或检修时使用，正常运行期间请勿随意使用。（2）对ST45控制器每次合闸前还需按下控制器面板上部红色复位按钮，方可再次闭合断路器投入运行。2历史记录功能说明控制器故障复位或断电后仍具有故障记忆功能，保留一次历史事件，以便于事后分析。只有当再次出现新故障时，原始信息才被清除，并保存当前最新故障数据。3自诊断功能功能说明当控制器内部出错或A/D转换出错、E²PROM出错、磁通变换器断线、空心互感器断线时智能脱扣器能在电流表窗口显示相应的自诊断错误信息，如出现多个自诊断故障时，则可按“+”、“–”键查询自诊断错误信息。（L型故障时“MCU”灯的闪烁次数表示相应的自诊断错误信息。H型故障时为“T”灯亮。）智能型万能式断路器－SDW1系列辅助功能说明27智能型万能式断路器－SDW1系列4热记忆功能说明反复的过负荷可能引起导体发热，控制器因过载、短延时等故障延时动作后，具有热效应(模拟双金属片特性)，过载热效应能量在故障撤除后30min释放结束，短延时热效应能量在故障撤除后15min释放结束（短延时定时限无热记忆特性），在此期间如再次闭合断路器发生过载，短延时等故障，则延时动作时间变短，可使线路或设备得到较合适的保护。（负载监控的热记忆特性和过载保护特性一样）如控制器断电一次再上电，可积累热效应清除。该特性出厂时默认为关闭。5MCR接通分断及越限跳闸功能说明（H型可选）控制器可增选MCR接通分断和越限跳闸保护，作为后备保护功能。这两种方式均为瞬时动作，动作值与断路器的运行分断和极限分断能力相关，故障电流信号直接通过硬件比较电路发出动作指令，MCR和HSISC保护是针对断路器本身进行的高速瞬时保护；当越限故障电流产生时，控制器会在10mS内发出跳闸指令。其中MCR保护对断路器的接通能力进行保护，防止断路器接通超过接通极限能力的电流而导致开关损坏，保护在分闸及断路器合闸瞬间（100ms内）起作用；HSISC保护对断路器的极限承载能力进行保护，防止开关承载超过级限分断能力的电流，在合闸100ms后起作用。智能型万能式断路器－SDW1系列4热记忆功能说明28智能型万能式断路器－SDW1系列

MCR和HSISC保护相关设置参数参数名称整定范围整定步长MCR动作电流设定值30～100kA步长1kAHSISC动作电流设定值30～100kA步长1kA注：此组设定值一般在断路器出厂时，根据断路器的分断能力进行设定。最终用户不可调。控制器出厂默认动作值：MCR50kA,HSISCⅠ框65kA；Ⅱ框80kA；Ⅲ框100kAMCR和HSISC保护动作特性特性电流倍数（I/Ii）约定脱扣时间不动作特性<0.80不动作动作特性>1.0动作动作延时≥1.0<30mS智能型万能式断路器－SDW1系列MCR和HSISC保护相29

智能型万能式断路器－SDW1系列6区域选择性联锁（ZSI）

区域选择性联锁包括短路联锁和接地联锁。在两台或多台有上下级关联断路器的同一电力回路中：⑴、当短路或接地故障发生的位置在下级断路器（2＃～4＃断路器）的出线侧（如位置②）时，下级断路器瞬时跳闸，并向上级断路器发出区域联锁跳闸信号；上级断路器（1＃断路器）收到区域联锁跳闸信号，按短路或接地保护设定进行延时。若上级断路器延时过程中故障电流被消除，则保护返回，上级断路器不动作；若下级断路器跳闸后故障电流仍未消除，则上级断路器按短路或接地保护设定动作，切除故障线路。⑵、当短路或接地故障发生的位置在上级断路器（1＃断路器）与下级断路器（2＃～4＃断路器）之间（如位置①）时，上级断路器未收到区域联锁信号，因而瞬时跳闸，快速切除故障线路。参数设置：上级断路器至少有一路DI设为区域联锁检测；下级断路器至少有一路DO设为区域联锁信号输出。智能型万能式断路器－SDW1系列6区域选择性联锁（ZSI）30智能型万能式断路器－SDW1系列区域连锁示意图智能型万能式断路器－SDW1系列区域连锁示意图31智能型万能式断路器－SDW1系列接地故障经常动作：接地漏电保护具有反时限特性，特性公式为t=Tg×K×If/I，故障延时动作时间不小于定时限的设置时间。公式中Tg为接地定时限设定时间，当Tg为OFF时表示只报警不跳闸，K为反时限剪切系数，一般为1.5～6，当K被设置为“OFF”时表示接地保护为定时限。技术数据：智能控制器常见问题及解决方法方法智能型万能式断路器－SDW1系列接地故障经常动作：智能控制器32智能型万能式断路器－SDW1系列单相接地保护指故障电流在几百安培以上的金属性接地保护，一般用于中性点直接接地系统，控制器分两种不同保护方式：一种为内部互感器矢量和方式（接地保护），控制器根据三相电流和中性级电流矢量和进行保护，根据断路器极数分为3PT、4PT、（3P＋N）T三种形式（见下图）。可见：该种方式一般适用于平衡负载，不平衡负载或电动机负载一般只报警不脱扣。智能型万能式断路器－SDW1系列单相接地保护指33智能型万能式断路器－SDW1系列附件智能型万能式断路器－SDW1系列附件34智能型万能式断路器－SDW1系列附件智能型万能式断路器－SDW1系列附件35智能型万能式断路器－SDW1系列叠装断路器用联杆联锁（见图a）智能型万能式断路器－SDW1系列叠装断路器用联杆联锁（见图a36平放断路器用联杆联锁（见图b）三锁二钥匙联锁三锁二钥匙联锁装置用于断路器分散安装的使用场合。三把锁分别装在三台断路器的面板上，当钥匙插进锁内，旋转到水平位置时，断路器可以进行分合操作。处于合闸位置的断路器，当钥匙逆时针方向由水平转至垂直位置时，能使断路器分闸，此时合闸操作失败，钥匙可以取下。由于只有两把钥匙，应此可以确保在三台断路器中最多只有两台可以同时合闸（也可配置二锁一钥匙、三锁一钥匙或五