塑壳式低压漏电保护断路器设计—毕业设计

塑壳式低压漏电保护断路器设计—毕业设计内容摘要：

esearch object with DZ47LE. Analyze until rights of the person get an electric shock or circuit leak electric current exceed the regulation value .Utilize and leak electricity the circuit breaker and cut off the power of trouble within fixed extremely short time, in order to protect the security of the personal and apparatus. With the understanding in depth and mastering in an allround way of circuit breaker principle to leaking electricity, improve researchers and design the ability to develop new products extremely effectively. Keywords: Miniature circuit breaker of electric leakage。 Zero current transformer。 Take off the deducting device. 塑壳低压漏电保护断路器设计 III Design for Miniature Circuit Breaker of Electric Leakage Abstract: Miniature circuit breaker of electric leakage used for putting through, assigning, break distribution circuit and turn on or off the electric apparatus to personal security various trouble one protected to go on. Apply to the lowvoltage distribution system extensively. This text leak electricity circuit breaker as the research object with DZ47LE. Analyze until rights of the person get an electric shock or circuit leak electric current exceed the regulation value .Utilize and leak electricity the circuit breaker and cut off the power of trouble within fixed extremely short time, in order to protect the security of the personal and apparatus. With the understanding in depth and mastering in an allround way of circuit breaker principle to leaking electricity, improve researchers and design the ability to develop new products extremely effectively. Keywords: Miniature circuit breaker of electric leakage。 Zero current transformer。 Take off the deducting device. 塑壳低压漏电保护断路器设计 1 第 1 章 绪论 断路器的发展方向和目前形势 世界上最早的断路器出现于 1885 年，它是一种刀开关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。 20 世纪 50 年代末，电子元件的兴起，又产生了电子脱扣器，到了今天，由于小型化电脑的普及，又有智能型断路器的问世。 我国解放前几乎没有断路器的 制造业，新中国成立后，电器工业有了很大的发展，低压断路器经历了四代的发展过程。 塑壳式断路器作为低压配电系统中支路保护开关应用十分广泛，在低压电器中占有十分重要的地位。 国外大部分公司已完成新一代产品开发并开始推向市场。 我国在进一步完善与推广第三代塑壳式断路器的同时，应启动新一代产品的构思与前期研究：根据国外发展趋向，我国新一代塑壳 式漏电 断路器正从以下几个方面开展前期研究工作 ： （ 1） 触头灭弧系统：西欧大部分公司新一代产品触头灭弧系统采用双断点、旋转式结构，以进一步提高分断能力，实现零飞弧。 以日本富士、三菱公 司为代表的仍采用单断点触头系统。 我国新一代产品应统筹考虑各主要部件的结构，并开展大电流分断过程仿真研究后，确定触头灭弧系统方案。 （ 2） 模块化结构更为完善：除各种附件采用模块化结构外，探索触头灭弧系统、各类脱扣器 (包括瞬动、过流、剩余电流等 )，操作机构均采用模块化结构可能性。 （ 3） 保护功能 齐全，特性调整方便。 新一代产品均应带有热磁式、电子式、剩余电流、 智能可通信脱扣器。 电子式与热磁式过流保护特性均实现面板可调。 （ 4） 外壳材料采用可回收的热塑性材料，为塑壳式断路器向绿色产品发展创造条件。 （ 5） 技术指标 重点实现额定运行短路分断能力等于额定极限短路分断能力。 大容量塑壳断路器应具有短时耐受电流指标。 （ 6） 通信接口一般采用外挂式，能与多种开放式现场总线连接。 对于断路器与通信接口连接的通信内容与格式应制订统一的行业标准或国家标准，且适合不同总线通信接口。 （ 7） 安装与出线方式多样化。 安装方式：固定式、抽屉式、插入式、导轨安装、安装与母排连接一体化结构；出线方式：板前、板后、多种连接附件。 而塑壳式低压漏电保护断路器和小型断路器同是建筑电器领域最为基础的元件，塑塑壳低压漏电保护断路器设计 2 壳式低压漏电保护断路器除了提高产品可靠性和开发电磁 式脱扣器外，还应考虑发展 B型剩余电流断路器和自检测功能的剩余电流断路器。 B 型剩余电流断路器不仅能检测交流剩余电流、脉动直流剩余电流，还能检测平滑直流剩余电流和缓慢变化的直流剩余电流。 其宽度比一般剩余电流。 其宽度比一般剩余电流断路器的大，约为 4 个模数 (72 mm)，可对带三相桥式或星形接法的整流电路或带电容滤波的整流电路的设备进行保护。 为保证剩余电流断路器的可靠运行，一般的剩余电流断路器在正常运行时要求定期操作RCCB 的试验按钮，对 RCCB 进行检查，以确认 RCCB 的保护功能是否正常，这样操作受人为的因素影响较 大。 而具有自检测功能的 RCCB 可以自动定期检测保护功能，当有故障时可以发出报警信号，通知人们进行检修。 电路接好后，应检查接线是否正确，并通过试验按钮加以检验。 低压电器行业发展面临的形势经历十多年市场经济浪潮的冲击，原低压电器六大生产基地已不复存在，一大批低压电器著名企业面临倒闭。 以常熟开关厂为代表的新兴企业和以上海人民电器厂为代表的低压电器老牌企业继续领导着我国低压电器发展潮流。 以正泰为代表的一批民营企业在形成规模生产、占领我国低压电器半壁江山的同时，正在实现新的飞跃，力争成为我国低压电器乃至输配电领域“ 龙头老大”。 以施耐德 、西门子、 ABB 为代表的一批外国著名电器制造商正在我国不断扩展企业、拓展产品、扩占市场，并占领了我国低压电器高档产品大部分市场。 我国低压电器三足鼎立格局已经形成。 以 TCL、长江集团为代表的一批电工行业著名企业正在努力向低压电器领域扩展，使三足鼎立局面更趋平衡。 但我国低压电器行业发展前景是挑战与机遇并存，从宏观角度看发展前景看好，这主要基于以下分析： （ l） 虽然我国发电设备装机容量已占世界第二，但人均用电水平仍旧很低。 电力工业还将经历很长发展期，低压电器宏观市场必然看好。 （ 2） 低 压电器相关新技术、新产品、新标准发展很快，有很多领域需要开拓，技术发展前景看好，它给行业发展带来机遇。 （ 3） 我国低压电器行业总体比较落后，与国外著名制造商差距甚大。 为此，低压电器行业发展空间很大。 但是，从我国低压电器行业微观角度来看，由于生产企业过多，中、低档产品重复生产严重，造成生产能力过剩，生产厂竞相压价，利润下降，大部分企业已处于微利或亏损状态，市场竞争十分激烈。 对于高档产品市场，由于大部分企业在开发能力、制造水平、企业品牌诸多方面尚无法与外 国大公司抗衡，因此企业面临非常困难的局面。 如何走出困境 ，实现持续发展是我国低压电器行业大部分企业普遍面临的课题。 塑壳低压漏电保护断路器设计 3 漏电保护原理与选用 在交流 50 或 60Hz， 400V 及 100A 以下的线路中， 当人身触电或电路漏电流超过规定值时，需在规定的极短时间内切断故障电源，以保护人身及设备的安全，对此，常用漏电断路器来执行此功能。 电子式漏电断路器由零序电流互感器、 电子控制漏电脱扣器及带有过载和短路保护的断路器组成。 全部供电导线包括工作零线均从零序电流互感器中穿过。 当电源供出的电流经负载使用后又回到电源时 , 在互感器铁芯中合成磁场为零 , 二次绕组无输出 信号。 当被保护 电路中有漏电或人身触电时 , 则互感器中合成磁场不为零 , 只要剩余电流达到整定动作电流值 , 零序电流互感器二次绕组的输出信号就触发可控硅导通 , 并通过漏电脱扣器使漏电断路器动作 , 从而切断电源 , 起到漏电和触电保护作用。 漏电断路器与一般塑壳断路器和小型断路器在选用上有许多共同之处。 如：额定电压应不小于线路的额定电压；过电流脱扣器额定电流必须和线路或实际负载的电流和特性相适应；接线路负载电流选用额定电流。 表 根据不同使用环境条件选择额定漏电动作特性 使用环境 用途 额定漏电动作 特性选用 潮湿有水汽 电网触电漏电总保护 100— 500mA 终端触电保护 10mA 室外 进线处漏电保护或室外电气设备作触电保护用 30mA 室内 触电保护 30mA 难以接触 触电保护 30mA 根据不同的使用环境条件，可参考表 选用漏电断路器。 漏电断路器起间接接触保护作用时应根据安全电压及接触电阻大小确定额定动作电流，而对于雷电活动频繁、电磁干扰及冲击振荡强烈的地方宜用优选电磁式漏电断路器。 实际上，影响漏电断路器选择的因素不是单一的。 无论是大的系统，还是单条线路，选择漏电断路器时常需综合考虑，即 把使用目的、负载状况和使用环境有机地联系在一起，才能合理选择。 总干电路用的漏电断路器因干线保护范围广，停电影响面大，故对一般性的漏电或轻微接地故障，大都用漏电报警方式，只当发生重大接地故障时，才用漏电断路器切断电路。 其额定漏电动作电流一般为 3~6A；分支电路用的漏电断路器分支电路范围较小，故触电 (漏 电 )保护、接地保护等都可考虑，且漏电动作电流灵敏度可要求高一些。 分支电路用的漏电断路器的额定电动作电流可在 30~200mA 间选择而终端电路用的漏电断路器一般选额定漏电动作电流不大于 30mA 的漏电断路器。 塑壳低压漏电保护断路器设计 4 课题来源及主要研究内容 课题来源 本课题是针对用户在对塑壳式低压漏电保护断路器的使用 过程中， 存在下列问题而提出的： （ 1）额定漏电动作电流、分断时间选配不合理 ，设备损坏。 （ 2）漏电流和导线对地电容电流引起漏电断路器误动作。 （ 3）负载侧的零线重复接地 , 当发生漏电故障时 , 漏电电流有一部分经零线接地点分流 , 结果使电流差值变小 , 此值小于额定剩余动作电流时 , 漏电断路器拒动作。 （ 4）人体同时触及负载侧的两条线路时，人体实际上成为了电源的负载，漏电断路器不提供安全保护。 主要研 究内容 本课题通过用 DZ47LE 系列漏电断路器，将对 其 检测元件 (零序电流互感器 )、中间环节 (包括放大器、比较器、脱扣器 )、执行元件 (小型断路器 )等关键技术进行研究，让用户更好使用该产品，同时有助于专业人士对产品的改良。 塑壳低压漏电保护断路器设计 5 第 2 章 触头系统 设计 概述 触头系统是低压断路器的执行元件，用以接通或分断电路。 触头工作可分为四种情况 ： 分断状态、闭合状态、闭合过程和分断过程。 其中，触头闭合顺序是：弧触头先闭合，其次是副触头闭合，最后是主触头闭合；分段时相反，主触头先断开，然后是 副触头断开，弧触头最后断开。 触头在分断状态时，断口承受电路电压和工作时出现的过电压。 设计时只要保证断口间隙与爬电距离有足够大即可。 触头在闭合状态下，通过额定发热电流时，触头的温升不应超过允许值。 当线路发生过载及短路时，触头应能承受住短时电流产生的电磁斥力。