1、第十三届学术年会论文集 叛路器脱扣特性曲线解析及啦用 断路器脱扣特性曲线解析及应用 胡玉梅 (天津市电工技术科学研究院，天津300232) 摘要：描述了脱扣特性曲线的含义、测量及作用。 关键词：断路器；脱扣器；保护 0 引 言 脱扣特性曲线反映的是，断路器在规定的运 行条件下脱扣器脱扣时间为预期电流的函数曲 线，它是断路器的重要参数之一。负载状况不同， 所选用的断路器也不同。 最常见的负载有配电线路、电动机和家用与 类似家用(照明、家用电器等)三大类。与此相对 应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类 似场所保护型的断路器。这三类断路器的保护性 质和保护特性是不相同的，对配电型断路器而言，
2、还有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选 择型。断路器应用在电气线路中，提供过载、长延 时、短延时及瞬时短路保护。它们的脱扣特性都 可以用时间一电流特性曲线表示出来。 1 断路器脱扣特性分析 在线路支路中由于安装有电动机或变压器， 在线路接通瞬间的起动电流或浪涌电流会是额定 电流x倍(x的数值随负载不同而不同)，这一浪 涌电流或起动电流不是故障电流，持续一定的时 间后，即恢复到正常电流，如图1中曲线所示。 图1 脱扣时间一电流特性曲线(一) -206- 囚此，就要求断路器的脱扣器不脱扣；当电路中发 生故障，产生较大的短路电流时，就要求断路器的 脱扣器瞬时分断电路；当电动机堵转或超负荷不 能
3、正常起动时，要求断路器延时分断，保护线路、 设备及人员安全。 断路器里的脱扣器类型有热脱扣器、瞬时脱 扣器、液压电磁脱扣器、电子脱扣器等。热脱扣 器、液压电磁脱扣器用于过载保护；液压一电磁脱 扣器的动作特性不受温度的影响，但安装位置影 响其脱扣特性。国内常用的过载脱扣器是热脱扣 器，它可实现长延时保护。环境温度对热脱扣器 的动作特性有影响，环境温度低时，脱扣器在某一 过载电流下分断延时时问增长；环境温度高时，脱 扣器在某一过载电流下分断延时时问缩短。当过 电流超过允许范围时，瞬时脱扣器动作分断过电 流，保护线路、设备及人身安全。电子脱扣器能进 行灵活、精确的设定，实现对线路及设备的可靠保 护，
4、但是电子脱扣器需进行EMC试验，验证其抗 干扰性能和发射性能。 脱扣特性足脱扣时间为线路电流的函数的曲 线。脱扣特性曲线(或时间一电流特性曲线)是在 规定的温度条件下测得的。有的标准规定在 30下测量，有的标准规定在25下测量，因而 脱扣特性曲线上应标示测试的温度。当环境温度 变化时，脱扣器额定电流需根据生产厂提供的温 度修正系数表进行修正。 图2为断路器的脱扣特性曲线。在特性曲线 带左侧是不脱扣区域，此区域属正常工作条件，断 路器闭合承载电流。在特性曲线带右侧及上方是 脱扣区域，属于非正常操作情况，断路器应可靠地 分断过电流或短路电流。曲线2、4是过载脱扣器 特性曲线段，曲线4是过载脱扣器动
5、作机构开始 启动的平均时间，曲线2是过载脱扣器最长的分 断路器脱扣特性曲线解析殁应用 第十三届学术年会论文集 图2脱扣时I司一电流特性曲线(二) 断时间，在曲线带1的左右两端是垂直于电流轴 的直线，最左侧的直线对应的电流叫不脱扣电流， 一般为105I或1131(Io为脱扣器额定电流) (不同的产品会有不同的规定)，当，n63 A时脱 扣器的不脱扣时间应大于1 h，当，n63 A时脱 扣器的不脱扣时间应大于2 h。曲线带1最右侧 的直线对应的电流叫脱扣电流，一般为13I或 1451(不同的产品会有不同的规定)，当，n63 A时脱扣器的脱扣时间应小于1 h，当L63 A 时脱扣器的脱扣时间应小于2
6、 h。曲线带3以下 为瞬时脱扣器脱扣特性曲线。曲线带3的两边是 两条垂直于x轴的直线，最左侧的曲线对应的电 流为瞬时脱扣器不脱扣电流值，在此电流下脱扣 器应在01 s内不脱扣，曲线带3最右侧的曲线 对应的电流为瞬时脱扣器的脱扣电流值，在此电 流下脱扣器应在01 S内脱扣。对于不同的断路 器此区域带的不脱扣电流值及脱扣电流值不同。 对于小型断路器A型：瞬时脱扣器的脱扣电流范 围为23倍，在曲线带3最左侧的直线对应的电 流为2，n即不脱扣电流，最右侧的直线对应的电 流为3，。即脱扣电流；B型断路器的瞬时脱扣器 的脱扣电流范围为35倍，3，n为瞬时脱扣器的 不脱扣电流，5，n为瞬时脱扣器的脱扣电流；
7、C型 断路器的瞬时脱扣器的脱扣电流范围为510 倍；D型断路器的瞬时脱扣器的脱扣电流范围为 1020倍。曲线5为断路器瞬时脱扣器在过流 或短路情况下的最大分断时间线(有些产品此线 为曲线，见图3)。在图2中曲线所夹的深色区域 带为不确定区域或叫误差带，在此区域中脱扣器 可能是脱扣状态或未脱扣状态。 栅 巍S I 2，5 710瓤硌们Ol2 l|k 图3脱扣器最大分断时间 2 断路器的应用 低压断路器是一种保护电器元件。在选取断 路器时应满足被保护设备的要求。在低压电力系 统中为了达到高效的控制和保护水平，必须考虑 断路器之间的选择性。根据保护电器之间的相互 配合，使在线路发生故障电流时，发生故
8、障附近的 保护断路器动作，而上级保护断路器不动作，从而 不影响其他电器正常工作。对系统的保护方式有 两种，一种是选择性保护，另一种是后备保护或叫 级联保护或串联保护。设计人员需根据可靠性要 求及经济性要求进行选取。在选取时既要遵循 GB 50054(低压配电设计规范的规定，还应根据 脱扣器的时间一电流脱扣特性曲线考虑级间的选 择性。现在国外已有脱扣特性曲线绘制软件，各 种断路器及熔断器的时间一电流特性曲线都绘制 在同一张双对数坐标表上，保护电器在同一时间 同一电流情况下的特性一目了然，使分析评估保 护电器之间的配合更加容易。 207 璐强臻砖；器搽辫 第十三届学术年会论文集 甑路器脱羲l特性曲
9、线解析殁应用 图4是Moeller公司NZMNl系列、IZMBl及 高分断熔断器GL的脱扣曲线图。由图可很容易 地观察到各个电器的过载特性、短延时特性、瞬时 脱扣器的分断电流及额定短路分断电流(各条曲 线最右侧截止处的电流即为额定短路分断电流) 及各个电器的特性差异，从而使设计人员能作出 精确的选择。该软件能将数据输入到各种文档 中，并打印出来，满足各方面的需求。希望我国生 产厂也能开发出这样的软件，更好地为生产和用 户服务。 -傅- _ 傅埔 _-Ilk_- - - 釜兰嚣譬誉=：=器 脱桐电流【】 图4 NZMNl、IZMBI系列断路器及高分断熔断器GL的脱扣曲线 随着科技的发展，对电路的
10、控制精度要求越 来越高，当线路发生事故时，只要求最靠近故障点 或过流点的保护装置动作、分断线路，保护人身及 设备的安全，并缩小对其他设备的影响。所以，用 户需根据要求选择断路器，时间电流脱扣特性曲 线是重要的参考数据。目前，生产厂已能为电子 脱扣器提供完整的时问电流脱扣特性曲线，而其 他形式的脱扣器特性曲线，测试点极少，不能准确 反映实际产品脱扣特性曲线情况。希望断路器生 产厂能够对各种形式的脱扣器进行详细测试，以 -208- 满足用户要求。 【参考文献】 1交直流断路器选用计算EBOL中国电能质量 网 2Bulletin 1489 Circuit Breakers样本Z 3Moeller样本z 4 GBl40482-2001低压开关设备和控制设备：低压 断路器s 断路器脱扣特性曲线解析及应用 作者： 胡玉梅 作者单位： 天津市电工技术科学研究院,天津,300232 引用本文格式：胡玉梅 断路器脱扣特性曲线解析及应用会议论文 2007
