工业电子中的小型断路器的发展与应用
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2020-11-18
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工业电子中的小型断路器的发展与应用工业电子中的小型断路器的发展与应用
阐述了我国小型低压断路器的发展历程，介绍了国产小型断路器的结构和附件的技术性能，重点论述了小型断
路器应用中的选型及在应用中应引起注意的问题，探讨了我国小型断路器发展方向。 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（
阐述了我国小型低压断路器的发展历程，介绍了国产小型断路器的结构和附件的技术性能，重点论述了小型断路器应用中
的选型及在应用中应引起注意的问题，探讨了我国小型断路器发展方向。
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
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