适用于隧道射流风机的低压断路器制造技术

本实用新型专利技术公开一种适用于隧道射流风机的低压断路器，包含：电路连接在隧道射流风机的控制电路中的主触头；跳钩，其与主触头机械连接，控制主触头断开或导通；锁扣，其与跳钩相扣或脱钩；相扣时主触头导通；脱钩时跳钩带动主触头断开；脱扣模块，其通过对锁扣施加作用力，控制锁扣与跳钩相扣或脱钩；脱扣模块包含过电流脱扣器和过载保护脱扣器。本实用新型专利技术采用过电流磁脱扣器的脱扣电流为断路器额定电流3.5倍，使动作电流既能实现对于长距离供电线路单相接地故障电流的保护，又能避开射流风机的全压起动电流；过载保护脱扣器只作用于报警信号回路，不用于跳闸，实现过负荷报警功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种隧道消防排烟排风机的上级变电所出线回路保护设备，具体涉及一种适用于隧道射流风机的低压断路器。
技术介绍
如图1所示，隧道内射流风机101作为隧道内部重要的消防设备，一般成对布置，主要用于在隧道内出现火灾时排烟，以保证隧道内人员能够及时疏散撤离，使得人身安全及财产损失降到最小。根据我国标准GB50054-2011《低压配电设计规范》第6.3.6条和GB50055-2011《通用用电设备配电设计规范》第2.3.7条规定，“过负荷断电比过载造成的损失更大时，其过负荷保护不应切断线路，可作用于信号”。因此重要消防负荷的线路保护断路器常采用没有过负荷保护而只有短路保护的单磁脱扣器，如ABB的Tmax塑壳断路器或者施耐德的NSX塑壳断路器。此类产品所选用单磁脱扣器的磁脱扣电流通常为断路器额定电流的6~15倍，且无过载保护报警功能。另外，电子脱扣器由于其过载保护功能无法关闭且造价非常高，因此也不适用。隧道内射流风机与消防水泵等消防设备相比，最显著的差别是数量多、线性分布、距变电所的距离较远。根据我国行业标准JTGD70/2-2014《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》第11.2.4条的条文说明——“经过对大量隧道变电所设置的技术经济比较，1.0km及以下的隧道单端设一座变电所，1.0~1.5km的隧道两端分别设置一座变配电所和一座户外箱式变电站，1.5~3km的隧道两端各设一座变配电所”。因此，隧道中间部分的射流风机距离变电所的低压供电距离有可能达到1~1.5km。这时候由于供电距离较长，线路末端发生的单相短路（包括单相接地故障）电流通常很小，这时传统断路器能否实现保护功能呢？我们通过以下实例计算加以验证：如图2所示，为用于验证的隧道射流风机控制箱一次系统图的一种实例，系统电路连接引自变电所的常用电源和备用电源，电源下接有两路射流风机控制电路，每路控制电路自电源起依次电路连接有：双电源自动切换202、浪涌保护器203、普通单磁断路器204、接触器206、电动机保护器207和射流风机208。两路射流风机控制电路的两个双电源自动切换202分别连接常用电源和备用电源，每路射流风机控制电路还包含有消防电源监控模块201、205，一个消防电源监控模块201电路连接于常用电源或备用电源与双电源自动切换202之间，另有一个防电源监控模块205电路连接于普通单磁断路器204与接触器206之间，该消防电源监控模块201、205分别与外接的消防电源监控系统主机通信连接。该隧道射流风机控制箱一次系统所连接的变电所变压器采用1000kVA的10/0.4kV干式变压器；射流风机208单机容量为18.5kW/台，终端控制箱一控二，进线开关选用额定电流In=80A的单磁断路器204。变电所至射流风机207低压供电电缆长度800m，电缆规格为ZANH-YJV-1（3x120+2x70），并且采用TN-S接地系统。具体计算过程如下：（1）式（1）中，I’’k1为单相接地故障电流，Rphp为线路的相线-保护线电阻，Xphp为线路的相线-保护线电抗。根据《工业与民用配电设计手册第三版》可知，800米规格为3x120+2x70电缆的Rphp=0.8x0.596=0.48，Xphp=0.8x0.161=0.13。由上述参数计算式（1）可得：单相接地故障电流I’’k1=445.44A。注：此处计算仅考虑电缆线路的相保阻抗，如考虑系统及变压器相保阻抗，单相短路电流计算结果会更小。根据我国标准GB50054-2011《低压配电设计规范》第6.2.4条规定，“当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的断路电流不应小于断路器瞬时或短延时过流脱扣器整定电流的1.3倍”。因此，要实现对于800米规格为3x120+2x70电缆末端445.44A的单相接地故障保护，断路器的瞬时脱扣器整定电流最多为342.65A。而现有断路器单磁脱扣器的脱扣电流最小为断路器额定电流In的6倍，因此本工程In=80A的单磁断路器最小动作电流为480A，无法实现单相接地保护功能。同样，现有技术的其他保护方法同样不能满足保护要求，例如：1）采用相保阻抗更低的3x240+2x120电缆，经计算可以In=80A的单磁断路器实现保护功能，但这种办法将使得项目投资将大大增加，极不经济。2）采用额定电流In更低的单磁断路器，比如采用In=50A单磁断路器，此时可以实现保护功能，但由于断路器整定电流小于了回路正常工作的计算电流，因此更加无法实现回路的过负荷报警功能。3）采用带短延时功能的电子脱扣器，可以利用短延时动作电流在相对较短的时间内切除故障电流，但电子脱扣器的过载保护无法关掉，且造价比单磁脱扣器贵很多，因此也不适用于长距离供电的隧道消防风机。4）采用带漏电保护的断路器，可以采用三相不平衡电流的检测实现单相接地故障检测。但这种漏电断路器同样有过载保护不能关掉的确定，且漏电动作电流一般只有几安到几十安，容易误动作，因此不适合用于消防负荷的配点保护。因此，现在市场上尚无一种能够完美应用于隧道射流风机出线电缆保护的塑壳断路器。使用现有断路器一旦出现故障或误动作，将造成巨大的经济财产损失甚至由于无法正常进行消防排烟而造成人员伤亡。
技术实现思路
本技术提供一种适用于隧道射流风机的低压断路器，能实现单相接地保护功能，电动机保护机只触发报警不跳闸，降低生产成本。为实现上述目的，本技术公开了一种适用于隧道射流风机的低压断路器，其特点是，该低压断路器包含：主触头，其电路连接在隧道射流风机的控制电路中；跳钩，其与主触头机械连接，控制主触头断开或导通；锁扣，其设置于跳钩旁，与跳钩相扣或脱钩；相扣时跳钩保持静止，主触头导通；脱钩时跳钩发生位移，带动主触头断开；脱扣模块，其靠近锁扣设置，通过对锁扣施加作用力，控制锁扣与跳钩相扣或脱钩；上述脱扣模块包含过电流脱扣器和过载保护脱扣器，该过电流脱扣器的脱扣电流为低压断路器额定电流的N倍，N取大于3且小于等于4，过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍数小于等于低压断路器的额定电流。上述过电流脱扣器的脱扣电流设为低压断路器额定电流的3.5倍。上述过电流脱扣器的脱扣电流设为不可调。上述过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍数为低压断路器的额定电流的0.8至1倍。上述过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍数设为可调。上述过载保护脱扣器不对锁扣施加作用力；上述低压断路器还包含有报警电路，过载保护脱扣器只与该报本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于隧道射流风机的低压断路器，其特征在于，该低压断路器包含：主触头，其电路连接在隧道射流风机的控制电路中；跳钩，其与主触头机械连接，控制主触头断开或导通；锁扣，其设置于跳钩旁，与跳钩相扣或脱钩；相扣时跳钩保持静止，主触头导通；脱钩时跳钩发生位移，带动主触头断开；脱扣模块，其靠近锁扣设置，通过对锁扣施加作用力，控制锁扣与跳钩相扣或脱钩；所述脱扣模块包含过电流脱扣器和过载保护脱扣器，该过电流脱扣器的脱扣电流为低压断路器额定电流的N倍，N取大于3且小于等于4，过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍数小于等于低压断路器的额定电流。

【技术特征摘要】
1.一种适用于隧道射流风机的低压断路器，其特征在于，该低压断路器包含：
主触头，其电路连接在隧道射流风机的控制电路中；
跳钩，其与主触头机械连接，控制主触头断开或导通；
锁扣，其设置于跳钩旁，与跳钩相扣或脱钩；相扣时跳钩保持静止，主触头导通；脱钩时
跳钩发生位移，带动主触头断开；
脱扣模块，其靠近锁扣设置，通过对锁扣施加作用力，控制锁扣与跳钩相扣或脱钩；
所述脱扣模块包含过电流脱扣器和过载保护脱扣器，该过电流脱扣器的脱扣电流为低
压断路器额定电流的N倍，N取大于3且小于等于4，过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍
数小于等于低压断路器的额定电流。
2.如权利要求1所述的低压断路器，其特征在于，所述过电流脱扣器的脱扣电流设为低
压断路器额定电流的3.5倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣欣，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31