摘要：随着目前低压配电系统中用电负荷容量的增加，用电负荷日益多样性和复杂化，承担供电和对供电设备及线路进行保护的主要元器件产品—低压框架断路器在低压配电系统中的作用也日趋重要。
关键词：框架；断路器；故障
通过现场检查发现，变频器整流模块SLM 发生故障，进一步检查发现，模块内部的IGBT器件炸裂，变频器供电变压器高压开关综保装置报过流故障。
一、智能低压框架断路器结构特点
1、结构特点
（1）断路器为立体布置形式，具有结构紧凑、体积小的特点。有固定式和抽屉式之分，把固定式断路器本体装入专用的抽屉就成为抽屉式断路器。断路器本体由触头系统、灭弧系统、操作机构、智能控制器和辅助触头、接线端子、欠压脱扣器、分励脱扣器、闭合电磁铁、电动储能机构等部件组成。抽屉座由带有导轨的左右侧板、底座和横梁等组成。
（2）绝缘系统：断路器底座、盖采用绝缘性、阻燃性、机械强度都很好的绝缘材料，不仅提高断路器的分断能力，而且保证了断路器的机械寿命、电气寿命。
（3）触头系统：采用主、弧触头系统，多路并联，降低电动斥力、提高触头系统的电动稳定性；新型耐弧的触头材料，使触头在分断短路电流后不致过分发热而引起温度过高。
（4）灭弧室：灭弧室全部置于断路器的绝缘基座内，每极分开，相互绝缘，与其他部分及操作人员隔离，既安全又不致在分短大电流时炸裂。采用去离子栅片灭弧原理，使得断路器上方飞弧距离为零。
2、智能控制器
（1）过电流保护特性：过载保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、接地故障保护。
（2）测量功能：可测量电流、电压、功率、电能、功率因数、频率等。
（3）负载监控：为保证重要负荷的正常供电，可控制分断两路受控负荷。
二、 智能框架断路器接地保护功能动作分析
（1）保护接地方式分析。在低压电力网当中，为了起到安全保护的作用，会采取保护接地的方式。通常情况下，分为接地保护和接零保护。因为在电力系统当中，选择了保护接地的方式，这样便能够对一些设备起到接地保护的作用，比如：用电设备、金属结构以及电子设备等，进一步使设备出现漏电等危险事件得到有效防范控制。值得注意的是，基于保护接地当中的接地保护和接零保护存在一定程度的差异。首先，在保护原理上存在差异。对于接地保护来说，即对漏电设备对地的泄露电流进行限制，使其不会超过某一个安全范围，如果超出某一整定值保护器，便能够以自动的方式使电源切断；而对于接零保护来说，便是利用接零线路，让设备基于绝缘损坏之后，碰壳形成单相金属性短路，进一步对短路电流加以应用，让线路当中的保护装置能够发生及时的动作。其次，在适用范围上存在差异。一般情况下，会结合负荷的特性，比如负荷分布、密度以及性质等，进一步选取合理的系统，一般会选择 TT 系统，或者选取 TN 系统。此外，在线路结构上也存在差异。对于接地保护系统来说，只存在相线与地线，对于其中的三相动力负荷来说，可无需中性线，只需保证设备接地的优良特性便可以；基于系统当中的中性线来说，将基于电源中性点接地除外，需避免存在其他接地连接方式。而对于接零保护系统来说，明确不管在何种条件，均需具备保护中性线[2]。在有必要的条件下，对保护中心线，和接零保护线来说，在架设过程中需要区分开来；此外，基于系统当中的保护中性线来说，需要存在若干个重复接地位置。
（2）中性点接地分析。在供电系统的中性点不接地情况下，倘若有单相对地的情况发生，非故障相对地电压有可能上升成 1.732 倍相电压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为在受到电容倍压效益的影响之下，接地单会有间歇性电弧产生，进一步导致电网出现很高的过电压，然后当非故障相绝缘薄弱点击穿的情况下，引发两相短路问题。特别是对于电缆线路来说，在受到电弧发热诱因的影响之下，未能及时散发，进一步引发爆炸的危险事故。针对部分中性点不接地系统来说，基于单相漏电事故发生的情况下，由于无泄露回路，或者由于回路电阻偏高，但设备依旧处在正常的运行状态，但是由于接地电流偏低，这样所存在的问题便很难及时发现，但是如果出现漏电电流和接地优良的金属发生接触，便会有火花放电等现象的出现，进一步导致系统引发危险事件[3]。由此可见，针对小电流接地系统来说，在引发单相漏电的情况下，需避免过长时间的运行，需对漏电位置进行检查，进一步实施有针对性的保护措施。
2 相关改进措施探究
在上述分析过程中，认识到了智能框架断路器接地保护功能动作引发的一些问题，因此有必要采取及时有效的改进措施，从而确保接地保护的可靠性及安全性。总结起来，具体改进措施如下：
（1）中性点接地改进措施。基于中性点接地的供电系统，如果有单相接地故障出现，那么在接地点和供电设备接地点两者中，便存在回路，接地电流高，便称之为大电流接地系统；当 2 个接地点阻值偏小的情况下，接地电流便偏大。因此，基于中性点接地系统当中，需对中性点直接接地运行模式加以规范，需实现：1）针对用电设备
三、智能型低压框架断路器选型及使用时的注意事项
（1）按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力精确的线路路电流计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：对于10 /0.4kV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大（10kV侧的短路容量一般为200～400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%）。用户在设计时，应计算安装处（线路）的额定电流和该处可能出现的最大短路电流，并按以下原则选择断路器：断路器的额定电流In≥线路的额定电流IL、断路器的额定短路分断能力≥线路的预期短路电流。因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。
（2）4极断路器的应用
关于4极断路器的应用，目前国内还没能对标准或规程之类作硬性的使用要求的规定，用或不用应以是否能确保供电的可靠性、安全性为准，因此大体上是：a.TN-C系统。TN-C系统中，N线与保护线PE合二为一（PEN线），考虑安全，任何时候不允许断开PEN线，因此绝对禁用4极断路器；b.TT系统、TN-C-S系统和TN-S系统可使用4极断路器，以便在维修时保障检修者的安全，但是TN-C-S和TN-S系统，断路器的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线；c.装设双电源切换的场所，由于系统中所有的中性线（N线）是通联的，为了确保被切换的电源开关（断路器）的检修安全，必须采用4极断路器；
（3）外配电系统的框架断路器与其它的智能断路器、电子式塑壳开关的保护特性的选择配合，才能保护好各类供电设备，降低故障率，增强供电的安全性、可靠性。设计选型时对其之间的选择性保护配合应满足以下的要求：智能断路器的长延时保护特性Ir1应低于被保护对象的允许过载的特性；变压器低压侧进线智能框架断路器的延时速断保护特性Ir2与高压侧速断保护动作时间级差应为0.4～0.7s；上级智能型低压框架断路器短延时保护特性整定值Ir2应大于或等于1.2倍下级断路器短延时保护特性整定值或瞬时保护特性整定值（若下级无短延时保护时）；上下级断路器的保护特性不能相交和重叠；在智能断路器具有短路短延时或瞬时保护特性的情况下，上下级断路器之间的选择性保护的配合关系为：上级智能型低压框架断路器瞬时整定电流保护值Ir3应等于或小于自身断路器的短时极限耐受通断能力Icw，而大于或等于1.1倍的下级断路器的瞬时短路电流保护值。
参考文献：
［1］钱李慧，王志国．电力系统接地保护分析［J］． 黑龙江科技信息，2015，（4）：4．
［2］仲秀平，王成多． 智能断路器中的漏电和接地保护原理及应用［J］． 电工电气，2014，（1）8．
［3］姚志刚． 智能断路器的误动分析与措施［J］．电气开关，2014，（5）：7 ～ 8．
［4］李江，邹山亮．矿山低压配电系统接地保护与接零保护［J］． 中小企业管理与科技，2015，（19）3．
论文作者:周赫
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：断路器论文; 系统论文; 电流论文; 特性论文; 框架论文; 智能论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第4期论文;