一文弄懂断路器、隔离开关、负荷开关的区别与应用

2019/7/9 16:45:57 人评论 次浏览 分类:电工基础  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/2604.html

对于电气从业人员来说断路器、隔离开关、负荷开关随处可见,分清三种的作用和具体使用注意事项直接关系安全用电,昌晖仪表在本文分享断路器、隔离开关、负荷开关的区别,方便电工正确选用这三种开关。

什么叫做开关?

开关,指的是能接通运行电流,并在一定时间范围之内承受故障电流(短路电流)的冲击的机械开关装置。所以,隔离开关是开关、负荷开关是开关,断路器也是开关。

什么叫做隔离器?什么叫做隔离开关?

隔离器指的是能够隔离电路的器件。这里的隔离包括两方面的内容,其一,隔离器具有隔离电压的能力。要做到这一点,其断口必须要具有足够的开距,能够承受产品规定的冲击电压;其二,隔离器必须具有明确的断点。这里的断点指的是触头,不是指操作手柄。
ABB隔离开关
注意上图中,我们看到开关上有窗口,窗口内就是触头。对于开关的闭合和打开,我们都能从窗口中一目了然的看到。


隔离开关就是具有隔离器功能的开关
为了让其触头可视化,隔离开关的触头一般不带灭弧罩,或者带有很简单的灭弧罩。也因此,隔离开关不允许带载拉闸。

隔离开关的参数:

◆额定电流In和额定电压Un。额定电流与温升有关,而额定电压则与开距有关。
◆由于隔离开关不具有分断能力,当发生短路后,它只能被动地承受短路电流的冲击。因此它必须具有如下短路参数:
①额定短时耐受电流Icw,也即隔离开关的热稳定性。它是隔离开关在1秒钟内承受的最大短路电流。
②额定短路接通能力Icm,也即隔离开关的动稳定性。它是隔离开关能够承受的最大短路电流峰值。
下面是GB14048.3《低压开关设备和控制设备 第3部分:隔离器、隔离开关......》对隔离开关的解释:
2.2.8 隔离器
在断开位置上能符合规定隔离功能要求的一种机械开关电气。
注:此定义与IEV 441-14-05定义不同,因为隔离功能要求不仅只限于对隔离距离的要求。
2.2.9 (机械的)开关
在正常的电路条件下(包括过载工作条件)下能接通、承载和分断电流,也能在规定的非正常条件(例如短路条件下)下承载电流一定时间的一种机械开关电器(441-14-10)
注:开关可以接通短路电流,但不能分断短路电流。
2.2.10 隔离开关
在断开位置上能满足对隔离器隔离要求的一种开关(441-14-12)
2.2.11 断路器
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、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电气(441-14-20)

下图是ABB的隔离开关参数:

ABB的隔离开关参数
仔细看上图的最右侧OETL隔离开关的参数。它的额定短时耐受电流是80kA,额定短路合闸容量(短路接通能力)是176kA,两者之比是2.2。这说明了什么?


什么是负荷开关?

所谓负荷开关,就是将熔断器安装在隔离开关动触头的刀臂上,由此构建的隔离开关+熔断器组合电器,叫做负荷开关。由于安装了熔断器,因此负荷开关具有短路分断能力。由于这里的短路分断能力是熔断器提供的,所以又叫做截断电流。

我们假设负荷开关控制了一台电机,现在电机因为某种原因其中一相出现短路,对应的熔断器熔断,另外两相的电流激增。如果这台负荷开关能自动分断的话,那么负荷开关的触头(注意,不是熔断器)将出现很大的电流,有可能烧毁负荷开关的触头。这种电流叫做转移电流。
也因此,低压负荷开关不允许自动分闸

什么是断路器?

断路器也是一种开关,但断路器可以分断过电流,也即过载电流和短路电流。因此,断路器必须具有开关的若干参数,也必须具有开断短路电流的参数。

断路器具有与开关相同的参数包括:

①额定电压和额定电流
②短时耐受电流和短路接通能力。
这两个值前者叫做开关的热稳定性,后者叫做开关的动稳定性。

断路器与开关不同的参数:
①五种基本脱扣器及其脱扣曲线
五种脱扣器包括过载保护热脱扣器、短路保护磁脱扣器、欠压脱扣器、分励脱扣器和接地故障保护脱扣器。

我们来看看ABB断路器的脱扣器说明,如下:
PR311/P和PR121/P提供下列保护:
◆过载保护(L)
◆选择性短路保护(S)
◆瞬时短路保护(I)
◆接地故障保护(G)
ABB断路器的脱扣器说明

各参数的具体门限值和时间值:

ABB脱扣器各参数具体门限值和时间值
以过载保护为例,我们看到它的门限整定值从0.4倍额定电流一直到1倍额定电流可调。


②我们再来看看断路器其它的保护功能:

断路器其它的保护功能
显然,这些功能远远超过普通的开关,也因此,断路器的应用才会如此普遍。


许多朋友们对熔断器开关似乎有点认识不清,来个感官认识,如下:


值得注意的是:
高压的负荷开关,当熔断器熔断时,它的撞击器会撞击脱扣机构实现脱扣。脱扣机构一般采取弹簧操作机构,简称弹操。由于转移电流的原因,高压负荷开关需要配套灭弧装置; 低压的负荷开关,我们从上图中看到,是没有任何灭弧装置的。低压负荷开关,除了利用熔断器内部的细沙灭弧外,完全不具有熄灭转移电流电弧的能力。因此,低压负荷开关不允许自动脱扣跳闸。

再来看看高压负荷开关:

高压负荷开关
我们看到,高压负荷开关的开关在上,熔断器在下。因此从低压的命名方式来看,高压负荷开关应当是开关熔断器组合电器。

所以,在认识和使用开关电器时,一定要根据不同的电压等级来认识它。

提个问题
下图是GIS,也即应用于高压的组合电器:
GIS气体绝缘全封闭组合电器
请问GIS是开关熔断器?还是熔断器开关?

以下是百度上的说明:GIS(GAS INSULATED SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,故也称SF6全封闭组合器。

搞不清楚没关系,只要记得:

①高压电器远比低压电器复杂。因此,不要把高压电器的概念应用到低压电器中,也不要把低压电器的概念推广到高压电器中。
②高压电器中的组合电器是可以分闸的,但低压电器中的开关熔断器/熔断器开关却不允许自动分闸。
作者:张白帆老师

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