施耐德[1]电气有限公司(Schneider Electric SA )是世界500强企业之一, 1836年由施耐德兄弟建立。如今,它的总部位于法国吕埃,施耐德电气公司是全球能效管理领域的领导者,为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案, 其中在能源与基础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等拥有强大的市场能力。2012财年,施耐德在全球的总营收达到240亿欧元,在100多个国家拥有超过140,000名员工
主要产品
? 电气业务
1. 可再生能源
2. 基础设施和能源
3. 工业自动化
4. 智能生活空间
5. 楼宇管理系统
6. 配电产品设备
? 电气产品应用
1. 光电
2. 剩余电流保护
3. 包装
4. 原材料处理
5. 室外
6. 室外设备
7. 探测器
8. 接入控制
9. 无线
10. 暖通空调系统控制
11. 机器安全及可用性
12. 楼宇安防
13. 楼宇自动化
14. 泵
15. 照明控制与安防
16. 照明控制设备
施耐德电气产品业务架构
17. 电力保护及控制
18. 电力监测及控制
19. 电力补偿及过滤
20. 电机及运动控制
21. 线缆管理系统
22. 线缆系统
23. 网络及连接
24. 能源测量
25. 能源监测
26. 自动化安全
27. 自动电源转换
28. 语音数据图像
29. 起重
30. 过程安全及可用性
31. 通用机器控制
32. 风电
? 电气产品
1. 双电源切换开关、
2. 气动元件
3. 变频器
4. 软起动器
5. 断路器
6. 继电器
7. 接触器
8. 稳压器
9. 仪器仪表
10. 建筑电器等二类机电及高中压元件
11. 双电源转换开关
12. 电脑保护神
13. 充电机避雷器
14. 绝缘子
15. 主令电器
16. 光电开关
17. 接近开关
18. 电磁器
19. 制动器
20. 隔离开关
21. 电源
22. 调压器
23. 倒顺开关
24. 负荷开关
25. 跌落式熔断器
26. 控制器
27. 启动器
28. 电容器
29. 补偿器
30. 防爆电器
31. 热电偶
32. 温控仪
33. 电阻器
34. 接线端子
35. 变压器
36. 施耐德互感器等一系列电器。
? 电气解决方案
1. 电力能源解决方案
2. 水处理解决方案
3. 海事解决方案
4. 石油天然气解决方案
5. 矿山冶金解决方案
6. 数据中心解决方案
7. 医疗解决方案
8. 酒店解决方案
9. 办公楼解决方案
10. 零售业解决方案
11. 机场解决方案
12. 机器解决方案-原始设备制造商
13. 机器控制解决方案
14. P?antStruxure协同自动化控制系统
断路器(英文名称:circuit-breaker,circuit breaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前,已获得了广泛的应用。 断路器按其使用范围分为高压断路器,和低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器
主要分类
按操作方式分:有电动操作、储能操作和手动操作;
按结构分:有万能式和塑壳式;
按使用类别分:有选择型和非选择型;
按灭弧介质分:有油浸式、六氟化硫、真空式和空气式;
按动作速度分:有快速型和普通型;
按极数分:有单极、二极、三极和四极等;
按安装方式分:有插入式、固定式和抽屉式等
工作原理
断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。[1]
当短路时,大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时间越短)。
现在有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。
断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。而高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。
吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离,另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散,同时把弧隙中的带电粒子吹散,迅速恢复介质的绝缘强度。
低压断路器也称为自动空气开关,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网中一种重要的保护电器。
低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点,所以目前被广泛应用。结构和工作原理低压断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。
低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路过载时,热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲,推动自由脱扣机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要距离控制时,按下起动按钮,使线圈通电,衔铁带动自由脱扣机构动作,使主触点断开。
接线方式
断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式,用户如无特殊要求,均按板前供货,板前接线是常见的接线方式。
1、板后接线方式:板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器,不必重新接线,只须将前级电源断开。由于该结构特殊,产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉,需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用,因此安装时必须引起重视,严格按制造厂要求进行安装。
2、插入式接线:在成套装置的安装板上,先安装一个断路器的安装座,安装座上6个插头,断路器的连接板上有6个插座。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓,安装座预先接上电源线和负载线。使用时,将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了,只要拔出坏的,换上一只好的即可。它的更换时间比板前,板后接线要短,且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前中国的插入式产品,其壳架电流限制在最大为400A。从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧,并应将断路器安全紧固,以减少接触电阻,提高可靠性。
3、抽屉式接线:断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的,在主回路和二次回路中均采用了
插入式结构,省略了固定式所必须的隔离器,做到一机二用,提高了使用的经济性,同时给操作与维护带来了很大的方便,增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座,可与NT型熔断路器触刀座通用,这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。
工作条件
周围空气温度:周围空气温度上限+40℃;○周围空气温度下限-5℃;周围空气温度24h的平均值不超过+35℃。
海拔:安装地点的海拔不超过2000m。
大气条件:大气相对湿度在周围空气温度为+40℃时不超过50%;在较底温度下可以有较高的相对湿度;最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度+25℃,并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝露。
污染等级:污染等级为3级。
控制回路:
1、应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的完好性,以保证断路器的正常工作;
2、应能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态,并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号;
3、合闸和跳闸完成后,应能使命令脉冲解除,即能切断合闸或跳闸的电源;
4、在无机械防跳装置时,应加装电气防跳装置;
5、断路器的事故跳闸信号回路,应按“不对应原理”接线;
6、对有可能出现不正常工作状态或故障的设备,应装设预告信号;
7、弹簧操作机构、手动操作机构的电源可为直流或交流,电磁操作机构的电源要求用直流。
故障处理
“拒合”故障的判断和处理
发生“拒合”情况,基本上是在合闸操作和重合闸过程中。此种故障危害性较大,例如在事故情况下要求紧急投入备用电源时,如果备用电源断路器拒绝合闸,则会扩大事故。判断断路器“拒合”的原因及处理方法一般可以分三步。
1)检查前一次拒绝合闸是否因操作不当引起(如控制开关放手太快等),用控制开关再重新合一次。
2)若合闸仍不成功,检查电气回路各部位情况,以确定电气回路是否有故障。检查项目是:合闸控制电源是否正常;合闸控制回路熔断器和合闸回路熔断器是否良好;合闸接触器的触点是否正常;将控制开关扳至“合闸时”位置,看合闸铁芯动作是否正常。
3)如果电气回路正常,断路器仍不能合闸,则说明为机械方面故障,应停用断路器,报告调度安排检修处理。
经过以上初步检查,可判定是电气方面,还是机械方面的故障。常见的电气回路故障和机械方面的故障分别叙述如下。
1、电气方面常见的故障
若合闸操作前红、绿灯均不亮,说明无控制电源或控制回路有断线现象。可检查控制电源和整个控制回路上的元件是否正常,如:操作电压是否正常,熔断器是否熔断,防跳继电器是否正常,断路器辅助接点接触是否良好等。
当操作合闸后绿灯闪光,而红灯不亮,仪表无指示,喇叭响,断路器机械分、合闸位置指示器仍在分闸位置,则说明操作手柄位置和断路器的位置不对应,断路器未合上。其常见的原因有:合闸回路熔断器熔断或接触不良;合闸接触器未动作;合闸线圈发生故障。
当操作断路器合闸后,绿灯熄灭,红灯瞬时明亮后又熄灭,绿灯又闪光且有喇叭响,说明断路器合上后又自动跳闸。其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸或断路器机械故障不能使断路器保持在合闸状态。
若操作合闸后绿灯闪光或熄灭,红灯不亮,但表计有指示,机械分、合闸位置指示器在合闸位置,说明断路器已经合上。可能的原因是断路器辅助接点接触不良,例如常闭接点未断开,常开接点未合上,致使绿灯闪光和红灯不亮;还可能是合闸回路断线或合闸红灯烧坏。
操作手把返回过早。
操作电压过低,电压为额定电压的80%以下。
2、机械方面常见的故障
1)传动机构连杆松动脱落。
2)合闸铁芯卡涩。
3)断路器分闸后机构未复归到预合位置。
4)跳闸机构脱扣。
5)合闸电磁铁动作电压过高,使挂钩未能挂住。
6)分闸连杆未复归。
7)机构卡死,连接部分轴销脱落,使机构空合。
8)有时断路器合闸时多次连续做分合动作,此时系开关的辅助常闭接点打开过早。
“拒分”故障的判断与处理
断路器的“拒分”对系统安全运行威胁很大,当设备发生故障时,断路器拒动,将会使电气设备烧坏或越级跳闸而引起电源断路器跳闸,使变配电所母线电压消失,造成大面积停电。对“拒分”故障的处理方法如下:
根据事故现象,判断是否属断路器“拒分”事故。当出现表记全盘摆动,电压表指示值显著降低,回路光字牌亮,信号掉牌显示保护动作,则说明断路器拒绝分闸。
确定断路器故障后,应立即手动拉闸。当尚未判明故障断路器之前而主变压器电源总断路器电流表指示值碰足,异常声响强烈,应先拉开电源总断路器,以防烧坏主变压器。当上级后备保护动作造成停电时,若查明有分路保护动作,断路器未跳闸,应拉开拒动的断路器,恢复上级电源断路器;若查明各分路开关均未动作(也可能是保护拒掉牌),则应检查停电范围内设备有无故障,若无故障应拉开所有分路断路器,合上电源断路器后,逐一试送各分路断路器,当送到某一分路时电源断路器又再跳闸,则可判明该断路器为故障(“拒分”)断路器。这时不应再送该断路器,但要恢复其他回路供电。
在检查“拒分”断路器除属可迅速排除的一般电气故障(如控制电源电压过低,或控制回路熔断器接触不良,熔丝熔断等)外,对一时难以处理的电气或机械性故障,均应联系调度,作为停用、转检修处理。对断路器“拒分”故障的分析判断方法如下:
1、检查是否为跳闸电源的电压过低所致。
2、检查跳闸回路是否完好,如果跳闸铁芯动作良好而断路器拒分,则说明是机械故障。
3、如果电源良好,若铁芯动作无力、铁芯卡涩或线圈故障造成拒分,可能是电气和机械方面同时存在故障。
4、若操作电压正常,操作后铁芯不动,则很可能是电气故障引起“拒分”。常见的电气和机械方面的故障分别有:
电气方面原因有:控制回路熔断器熔断或跳闸回路各元件如控制开关触点、断路器操动机构辅助触点、防跳继电器和继电保护跳闸回路等接触不良;跳闸回路断线或跳闸线圈烧坏;继电保护整定值不正确;直流电压过低,低于额定电压的80%以下。
机械方面原因有:跳闸铁芯动作冲击力不足,说明铁芯可能卡涩或跳闸铁芯脱落;触头发生焊接或机械卡涩,传动部分故障(如销子脱落等)。
“误分”故障的判断和处理
如果断路器自动跳闸而继电保护未动作,且在跳闸时系统无短路或其他异常现象,则说明断路器“误分”。对“误分”的判断和处理一般分以下三步进行。
1、根据事故现象的特征,即在断路器跳闸前表计、信号指示正常,跳闸后,绿灯连续闪光,红灯熄灭,该断路器回路的电流表及有功、无功表指示为零,则可判定属“误分”。
2、检查是否属于因人员误碰、误操作,或受机械外力振动而引起的“误分”,此时应排除开关故障原因,立即送电。
3、若因为电气或机械部分故障而不能立即送电,则应联系调度将“误分”断路器停用转检修处理。常见的电气和机械方面的故障分别有:
电气方面故障有:保护误动作或整定值不当,或电流、电压互感器回路故障;二次回路绝缘不良,直流系统发生两点接地,使直流正、负电源接通,这相当于继电保护动作,产生信号而引起跳闸。
机械方面故障有:跳闸脱扣机构维持不住;定位螺杆调整不当,使拐臂三点过高;拖架弹簧变形,弹力不足;滚轮损坏;拖架坡度大、不正或滚轮在拖架上接触面少。
“误合”故障的判断和处理
若断路器未经操作自动合闸,则属“误合”故障。一般应按如下方法判断处理。经检查确认为未经合闸操作。若手柄处于“分后”位置,而红灯连续闪光,表明断路器已合闸,但属“误合”。此时应拉开误合的断路器。
对“误合”的断路器,如果拉开后断路器又再“误合”,应取下合闸熔断器,分别检查电气和机械方面的原因,联系调度将断路器停用转检修处理。“误合”的原因可能有:
1、直流回路中正、负两点接地,使合闸控制回路接通。
2、自动重合闸继电器内某元件故障接通控制回路(如内部时间继电器常开接点误闭合),使断路器合闸。
3、合闸接触器线圈电阻过小,且起动电压偏低,当直流系统瞬间发生脉冲时,会引起断路器误合闸。