小型断路器的特性分析与验证

　　1.小型断路器的特性

　　以DZ47-63 型小型断路器为例，按脱扣形式主要分为D型和C 型两种，主要用于交流50Hz，额定电压380V，额定运行短路电流不超过6000A 的配电线路中作过载和短路保护，也可作为不频繁通断操作与转换之用。C 型用于照明及民用的配电，D 型用于工业动力配电。现介绍DZ47-63（D）型小型断路器主要技术性能参数如下：

（2）过电流脱扣特性：如表1 所示。

（3）额定分断能力：380V 时4000A，220V 时6000A。

　　（4）机械电气寿命：4000 次。

　　DZ47-63 型的C 型和D 型两种脱扣形式的小型断路器区别在于前者要求5 倍额定电流时0.1 秒内不脱扣，后者则为7倍额定电流时0.1 秒内不脱扣，承受瞬时峰值电流的能力更强，避让电动机启动电流的可靠性更高。
 

2.应用于终端配电的分析

　　根据生产厂家提供的技术参数，DZ47-63 型小型断路器的C 型可用于照明电路配电和控制，D 型可用于工业动力的低压配电和控制。照明电路的负荷变化虽然较大，但其冲击负荷却比较小，因此，小型断路器在建筑照明电路的应用已经比较普及，但对冲击负荷很大的工业动力配电领域，小型断路器却少见涉足。究其原因，主要是小型断路器的体积太小，其控制冲击负荷的可靠性、短路保护性能、过载保护性能和机械电气寿命等受到质疑。

　　现仅就前述的小型断路器应用于低压动力配电的各项性能分析如下：

　　（1）控制冲击负荷的可靠性 从表1 中可知，D 型脱扣形式的小型断路器在7 倍额定电流时能在0.1 秒内不脱扣。

　　小型三相交流异步电动机的启动电流为额定电流的4～7 倍，峰尖值持续时间短暂，完全能够满足电动机启动时不脱扣的要求。

　　（2）短路保护的性能 从表1 中可知，D 型脱扣形式的小型断路器在14 倍额定电流时能在0.1 秒内脱扣，额定分断能力：380V 时4000A，220V 时6000A。能够满足小容量动力

　　配电的短路保护要求。

　　（3）过载保护性能 从表1 中可知，D 型脱扣形式的小型断路器在2.55 倍额定电流时能在120 秒内脱，能够满足电动机和配电线路的过载保护要求。

　　（4）机械电气寿命 DZ47-63 型小型断路器的

机械电气寿命：4000 次，据调查统计，小型断路器应用于照明配电控制出现机械电气失效的故障不多，也应该能满足工业动力配电的要求。

3.小型断路器的特性验证

　　小型断路器的性能是否与生产厂家给出的技术参数一致，是影响实际使用主要因素，我们拟定对小型断路器进行现场试验验证的内容如下：A.带负荷通电试验，验证能否躲避电动机启动的冲击电流而不掉闸?B.切断短路电流能力的试验和过载保护性能试验;C.解体检查多次切断短路电流后的触头烧损和绝缘破坏的情况。

1）带负荷通电、断电能力的试验

　　A.试验对象：DZ47-63/20（D）型三相小型断路器（随机抽）3 个。B.试验设备：C620 型车床带主轴启动（电动机Y132S-4 5.5kW380V，In =11.6A）;电压表（MF-47 型万用表2.5 级）;钳型电流表（T-302 2.5 级）。C.试验方法：在将C620 型车床原控制电路拆除后接入由DZ47-63/20（D）型三相小型断路器，控制380V 的三相交流电源。通过小型断路器的通电、断电操作，控制车床的电动机带主轴启动和停止，每次启动前必须使车床主轴处于静止状态，反复操作50 次后，更换另一个小型断路器重复以上操作。D.试验结果：电压380V，启动电流（实测）为 62A。三个小型断路器带负荷通电、断电能力的试验中，一切工作正常，表面最高温度约40℃。

　　（2）切断短路和过载电流的试验

　　A.试验对象： DZ47-63/32（D）型三相小型断路器1 个，DZ47-63/20（D）型三相小型断路器3 个。B.试验设备：交流电焊机（BX3-500 型）;钳型电流表（T-302 2.5 级）;电子秒表。C.试验方法：按图2 的电路，利用交流电焊变压器二次侧短路电流作为模拟短路和过电流的负荷，接入三相小型断路器进行试验，模拟试验电流分2.55 倍、7 倍和14 倍小型断路器的额定电流三个档次，用钳型电流表对实际模拟试验负荷电流进行检测。D.试验结果：表2 仅列出了DZ47-63/32（D）型三相小型断路器试验结果，与产品说明书的特性参数一致。

　　其他三个DZ47-63/20（D）型三相小型断路器的切断短路和过载电流试验结果，与产品说明书的特性参数基本一致。

　　（3）破坏性分合大电流试验和解体检查

　　试验方法：分别对4 个小型断路器加12 倍额定电流，带负荷合闸和分断试验20 次，每个小型断路器只试验其中一相，然后逐一进行了解体检查，具体情况如下：

　　A.DZ47-63/20～32（D）型三相小型断路器由三个完全相同的、电路独立的单相小型断路器组成，内部电路没有相互联系，只有各相的操作机构、手柄之间的机械联接和壳体之间的四颗铜管铆钉的联接。B.三相小型断路器的每一相都是由静触头、动触头、隔弧板、灭弧栅、过流脱扣线圈及其装置等主要部件组成，静触头为平面结构（3×3mm，厚0.8 mm），用特殊合金材料制成，压焊在静触头架上，动触头为球面结构（约SR6mm），为整体结构。C.静触头有重度烧伤，凹坑截面约2.6×2.6mm，最深约0.4mm，动触头有中度烧伤，深度约为0.2mm，隔弧板敷有一层比较均匀的铜金属蒸气沉积层，灭弧栅和塑料壳体都比较完好，外观和绝缘几乎没有损伤。