淺談幾種斷路器的特性差別
應用於配電系統的各種斷路器，大家可能有聽說過。但是他們有什麼特性和區別，相信專業電工都不一定說得清楚。今天我們就來匯總學習一下！
一、低壓斷路器的脫扣器
斷路器：能夠接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流，也能在所規定的的非正常電路（如短路）下接通、承載一定時間和分斷電流的一種機械開關[GB14048.2]
從斷路器的定義上來說，在所規定的非正常電路時斷路器應該可以進行保護作用。對於斷路器的保護功能主要涉及以下幾個功能模塊：
1、過載脫扣器
（1） 熱動式：由發熱元件與雙金屬片組成（旁熱式）或熱雙金屬片作為導體通電發熱（直熱式），當有一定的過載電流流過發熱元件或者雙金屬片時，前者將熱量傳導給雙金屬片，後者自身發熱。雙金屬片在受熱後會膨脹彎曲、從而推動鎖扣解鎖，使得操作機構跳閘，完成產品的分閘操作。
（2）電磁式（液壓式，俗稱油杯式）：由鐵心、線圈、磁軛、銜鐵等組成。鐵心置於灌注硅油的油管內，其上面的複位彈簧。油管外纏繞線圈，銜鐵上安裝反力彈簧。當發生過載時，鐵心線圈產生的電磁螺管力的作用，緩慢上升，當銜鐵上升至一定位置後，銜鐵的磁路發生轉變，銜鐵會克服彈簧的反力被吸合，從而推動斷路器的牽引桿，使斷路器跳閘。複位彈簧與硅油其阻尼作用，具有延時動作的效果。
2、短路脫扣器
短路脫扣器是一種電磁鐵機構。斷路器的導電迴路直接通過電磁鐵的鐵心，有些結構在鐵心中僅有一匝（一般的塑料外殼式斷路器）或幾匝幾十匝（小型斷路器為多匝線圈）。當短路電流通過導體在鐵心的磁系統中形成強大的電磁場時，銜鐵就會被吸合使斷路器脫扣。當短路電流達到一定值後，銜鐵就會動作，整個過程無延時，動作迅速。
3、電子脫扣器（含漏電脫扣器和分勵脫扣器）
電子脫扣器實際上與短路脫扣器的原理一樣，但一般採用的匝數非常多的線圈，使得控制更加可靠，吸合或釋放力值與電壓或電流更加匹配。電子脫扣器為脫扣執行單元，需要與控制器或驅動電源配合使用。具有的優點也是非常多的，可以使控制更加精準，對線路進行選擇性保護，提高供電的可靠性。
二、熱磁式斷路器的脫扣特性
不同的應用環境下對產品的過電流保護要求也是不一樣的，在標準（GB 10963 5.3.5）要求產品的瞬時脫扣範圍各有不同，同時也會有其他的脫扣曲線形式，下面來一起看一下。
1、B型脫扣曲線
短路保護值為3~5倍In [IEC 60898 .GB 10963]，在UL標準中對這個值要求更高3.2~4.8倍In [UL489.UL1077]。用於保護和控制電流，以防過載和短路；適用於TN和IT系統中對人身安全和大長度電纜的保護。
2、C型脫扣曲線
短路保護值為5~10倍In [IEC 60898 .GB 10963]。用於保護和控制電流；適用於具有低浪湧電流的阻性和感性負載保護。
3、D型脫扣曲線
短路保護值為10~20倍In [IEC 60898 .GB 10963]。用於保護和控制電流；適用於具有高浪湧電流負載保護，如變壓器、電動機等。
4、K型脫扣曲線
短路保護值為10~14倍In [IEC 60947]。適用於保護和控制電路，如電機、變壓器以及附屬電路，以防過載和短路。對於一些負載在設計之初就考慮了電動機短時過載的情況，需要用到其他原器件監測、保護過載情況，所以該情況下，斷路器僅具有短路保護，也就是我們常說的單磁式電動機保護用斷路器。像消防水泵、消防風機等對斷電要求非常高的應用經常會用到這種斷路器。
5、MA型脫扣曲線
短路保護值為12~14倍In。僅具有短路保護，適用於保護帶過載保護的電機。
塑料外殼式斷路器的標準[GB14048.2]要求，對於短路電流的脫扣器所有電流整定值，短路脫扣器應使斷路器脫扣，且具有電流整定值的脫扣電流20%的準確度。下圖是CDM3-100產品的脫扣曲線，其中黑線為配電線路保護，紅色為電動機線路保護。
在產品的實際生產中，各個製造企業會對標準參數進行更嚴格的要求，以提升產品的可靠性，例如德力西的DZ47s的D型曲線產品瞬時保護電流值校驗時採用的是10~14倍額定電流，其目的也是提供更加可靠的短路保護。
三、低壓配電線路保護斷路器和低壓電動機線路保護用斷路器有哪些差別？
從CDM3-100產品脫扣曲線圖中可以看到，不管是配電保護還是電機線路保護，其保護曲線差異並不是特別大，在標準中也並未作出明確的區分要求。配電用低壓斷路器主要用於配電系統，對配電線路中的導線、電纜以及變壓器等起到保護和通斷的作用。電動機保護用低壓斷路器用於電動機線路的保護，在電動機啟動的瞬間，啟動電流較大，可能會達到7~8倍的額定電流大小，若帶有一定的負載啟動，其啟動電流會進一步加大。對於直接啟動的電動機負載，需要採用電動機保護型斷路器，放置因電動機正常啟動而引發斷路器短路保護誤動作。如果負荷較大，也可以採用星-三角的啟動方式，降低啟動瞬間的電流。所以電動機保護型斷路器並非是用於電動機頻繁啟動的開關，僅是對電動機啟動電流較大的一種應對，防止斷路器誤動作。
四、電動機線路保護斷路器與電動機保護斷路器的差異?
上面已經說明瞭電動機線路保護用斷路器的與配電保護用斷路器的差別。用作線路保護用低壓斷路器的規格較多，額定電流較大，短路分斷能力較強，保護特性較遲鈍。這種低壓斷路器分為選擇型和非選擇型兩類，選擇型的既能按時間原則整定，也能按電流原則整定，可使上下級有選擇性地分閘，以切斷故障電流。這種低壓斷路器若用來作為主開關，除了有過載保護特性外，還具有短路延時動作特性。因此可實現選擇性保護。其過電流脫扣器也有返回特性，在規定時間內(幾秒)，如果在預定延時動作前過電流已回降，便自動返回而不脫扣。在標準[GB 14048.2]中對其帶載操作次數要求也不過幾千次，雖然實際已經可以做到上萬次，但從標準要求上來看，用作線路保護的斷路器並不作為頻繁接通分斷電路使用。
電動機保護用低壓斷路器用於頻繁啟動的電動機，有一定的短路分斷能力(視具體情況而定)，短路保護要求較靈敏，不需要短路延時分斷，但要避開電動機啟動電流，即對 時的動作時間有所要求(如可返回時間超過5s)，對機械壽命和電壽命要求較高。像德力西的CDV2s電動機斷路器電氣壽命可以做到十萬多次，但這種類型的斷路器的額定電流普遍不高，一般只有幾十安培，這與電動機的特性也是息息相關的，一般功率較大的電動機是不允許直接啟動的，而該斷路器也比較難實現星-三角啟動，不如接觸器控制來的容易。所以兩種斷路器的應用場景有較大差異，選擇時需要根據實際需求進行判定。
五、萬能式低壓斷路器(標準型式為DW)有哪些特性?
萬能式低壓斷路器容量較大，可裝設多種脫扣器，輔助接點的數量也多，不同的脫扣器組合可形成不同的保護特性。目前市場上應用的多以智能型為主，傳統的萬能式斷路器原理與熱磁式塑料外殼式斷路器相差不大，但智能型則採用了電流互感器、智能控制器、電子脫扣器等功能模塊實現更為強大的功能，故可作為選擇性、非選擇性和具有反時限動作特性的電動機保護，通過輔助接點或通信功能可實現遠方遙控和智能化控制。一般用於變壓器400V側出線總開關、母線聯絡開關或大容量饋線開關和大型電動機控制開關。
六、塑殼式低壓斷路器(標準型式為DZ)有哪些特性?
塑殼式低壓斷路器的主要特徵是，所有部件都安裝在一個塑料外殼中，沒有裸露的帶電部分，提高了使用的安全性。新型的塑殼低壓斷路器也可製成選擇型。通過電動機操作可實現遠方遙控操作。有單極、二極、三極和四極。塑殼低壓斷路器一般用於配電饋線控制和保護、小型配電變壓器的低壓側出線總開關，動力配電終端控制和保護，及住宅配電終端控制和保護，也可用於各種生產機械的電源開關。
七、智能型低壓斷路器有哪些特點?
智能型低壓斷路器是把微處理機技術、網路技術和信息通信技術與現代機電化集成在一起的高新技術產品，其主要特徵是內置智能控制器。通過電流互感器實時監測通過斷路器各相的電流，將初級大電流變換成很低的輸出電壓供給智能控制器，並做出相應的保護動作。智能型控制器由電源電路（自生電源、輔助電源）、電流檢測及可編程放大器、CPU、顯示電路、鍵盤、編碼器、脫扣驅動機構、速飽和互感器等部分組成。在智能控制器的基礎之上可開發出非常多的功能以供用戶選擇、使用。德力西在2017年推出了全新的CDM6Ei電子式塑料外殼式斷路器，產品擁有更多的應用功能。
智能型斷路器可輕鬆實現三段式（LSI）保護：
- 過載長延時(L)：
過載長延時保護，指正常主迴路電流超過了預設保護電流的運行狀況，以避免造成現場的損壞或破壞，斷路器在一定的延時後發生跳閘動作。 反時限保護，簡單的說就是過載電流越大，分斷延時時間越短。
CDM6Ei具有反時限熱記憶，主要針對主迴路階段性出現的過流現象。CDM6Ei產品模擬15分鐘內，使能量耗盡。
- 短路短延時(S)：
短路短延時，當主迴路生非常低的負載電阻的情況下，斷路器主迴路會產生大於額定電流若干倍的電流，該電流會導致電網故障和斷路器的電氣損傷。當發生短路狀況時，斷路器需在很短的時間內跳閘保護現場。
CDM6Ei短路短延時保護有定時限和反時限兩種模式。
- 短路瞬時(I)：
短路瞬時保護，當斷路器下級負載發生電氣短路，例如極間發生物理短接等狀況時，為保護現場和電網安全，斷路器會瞬間跳閘的工況。
通信四遙功能：
通過通信四遙實現的遠程監控主要針對斷路器現場組網的情況下的非現場操作，CDM6Ei斷路器需通過附件「通信揹包」的輔助，組網後可通過後臺監控斷路器。
- 遙測：
斷路器的實時運行狀態（電流、分合狀態等）。，通過現場匯流排訪問。
- 遙信：
後臺訪問斷路器的內部參數（如保護參數的設定、斷路器屬性信息等）。
- 遙調：
主要針對全通信型產品，可通過後臺實時調整斷路器保護參數。
- 遙控：
後臺系統通過網路遠程分合斷路器，實現對斷路器分合閘的控制。
動作記錄：
可以有效記錄故障信息的歷史記錄，方便管理人員對電網故障信息的分析。配合遙信功能可後臺實時收集配電網的異常信息，對後期的電網優化、故障預處理等都可提供足夠多且優質的數據信息。
CDM6Ei獨有的過載報警模塊：
針對電網中需要用到的供電迴路需要短時承受過載電流而不斷電的應用需求，德力西率先在智能型斷路器上增加過載報警模塊。主要是針對消防用電、製藥行業、玻璃製造等對供電連續性要求較高的應用行業。可在線路過載的情況下提供報警信號，方便管理人員儘快掌握用電信息，排除隱患，大大提高了供電的可靠性。
CDM6Ei另一個獨有的智能APP：
通過手機智能APP可以快速查詢產品的屬性信息，同時讀取線路中的實時電流信息和故障信息，大大方便了產品的調試與日常使用。同樣通過APP可以修改產品的保護參數設置，更好的實現上下級的選擇性保護，大大提高了供電的可靠性。
看完醫生的解答，大家對各種斷路器的特性差別應該已經有了比較深入的瞭解，如有其他相關問題，歡迎知友們可以關注Professor 德，有相關問題也可以向我們提問，一起學習更多專業電氣知識！
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