ME系列万能式断路器.doc

ＭＥ系列万能式断路器

ＭＥ系列万能空气断路器，是从原德意志联邦共和国ＡＥＧ公司引进，并取得该公司生产许可证的产品。产品经济技术指标高，具有八十年代世界先进水平。
ＭＥ系列产品的引进工作始于82年，经过引进厂的消化吸收，技术指标的攻关验证，于次年把产品逐步推向市场。87年11月圆满通过部级批量生产鉴定。产品符合IEC－157国际电工标准及VDE 0660的相关规定，符合JB1284－85《低压断路器》部颁标准。
ＭＥ系列万能式断路器全系列分为四种结构框架，共有13个电流等级。ME630-4000九个规格为基本系列产品；ME1605、ME2505、ME3205、ME4005四个规格为增容产品，全系列产品(包括增容产品)均具有固定式和抽屉式两种结构，供用户选择使用。

一、适用范围
１、ME 630～4005型万能式断路器(以下简称断路器)的性能符合 IEC157—l标准及VDE0660规范第一部份， 可作为发电机、变压器、电动机、整流器等交流设备中的保护断路器，能进行分配电能，并对线路电气设备的过载、欠压和短路有保护作用。
ME 630～4005断路器适用于交流660Ｖ、50～60Hz或直流440Ｖ输配电网络中，特殊要求时ME630、 1000、1600型断路器的工作电压可提高到交流1000Ｖ，ME1605、2505、3205、4005型为增容型断路器。
２、断路器正常使用的工作条件：
①、断路器安装地点的海拔高度不超过2000米
周围空气温度上限是＋40℃以及24小时周期内测得的平均温度不超过＋35℃，全年的平均温度为＋20℃，周围空气温度的下限是－5℃。
③、大气条件
空气是清洁的，即无爆炸危险的空气，且空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体与尘埃(包括导电尘埃)。而且相对湿度在最高温度＋40℃时不超过50％，在较低温度下允许有较大的相对湿度，例如：＋20℃时可为90％，此时已考虑到当温度变化时在产品上可能产生的凝露。
④、实装条件
断路器必须垂直地安装在无显著摇动和冲击振动且没有雨侵袭的地方。
二、断路器的型号、分类及技术参数
１、断路器的型号，分类见表1所示
根据实际使用要求， 按表1所示进行合理地选择，组成理想的保护断路器，但需要注意序号“2” 操作方式中，正面快速操作仅与电动机快速闭合进行组合，正面操作仅与电动具有预贮能装置闭合进行组合。
序号“3” 电压脱扣器中除分励不带延时外，其余可分别选用其中二种进行组合，特殊要求可同时安装2只分励脱扣器。
序号“4” 过电流脱扣器型式可按需要选择14类型中的一种。也可提供无过电流脱扣器型式。
电动机操作均附有维护用的手动操作手柄，抽屉式断路器附有位置变更操作手柄，同时设有维护与检修用的引伸导轨，注意操作手柄在操作后均需取下。用户根据使用情况每台或几台订购一套引伸导轨。
２、主要规格及技术参数
①、分励脱扣器、欠压脱扣器、闭锁电磁铁、释能装置、电动机传动主要参数见表4。
表4
┌───────────┬────┬─────┬────────────────────┐
│ 项 目 │消耗功率│ 消耗功率 │ 动 作 电 压 │
│ │ (交流) │ (直流) │ │
├───────────┼────┼─────┼────────────────────┤
│分励脱扣器(a－脱扣器) │ 5l0VA │ 220W │0.7～1.1Ve之间任一数值均应工作 │
├───────────┼────┼─────┼────────────────────┤
│欠压脱扣器(r脱扣器) │ 30VA │ 10w │0.85～1.1Ｖe断路器接通，＜Ｖe断路器断开 │
├───────────┼────┼─────┼────────────────────┤
│闭锁电磁铁(t脱扣器) │ 30VA │ 10W │0.85～1.1Ve断路器接通 │
├───────────┼────┼─────┼────────────────────┤
│释能装置(Ｖ－装置) │ 5l0VA │ 220W │0.85—1.1Ve断路器接通 │
├───────────┼────┼─────┼────────────────────┤
│电动机传动(f－机构) │ 700VA │－220V400W│0.85－1.1Ve均应正常工作 │
│ │ │－110V550W│ │
└───────────┴────┴─────┴────────────────────┘
注：
①、延时式欠电压脱扣器(延时时间为1.5±0.5秒) 如果电压在0.7延时时间内回升到额定值的0.9倍时，应返回到起始位置。
②、分励脱扣器在使用时其线圈应与辅助开关常开触头串联。
辅助开关的机械寿命为20000次，电寿命参数应大于10000次
本系列断路器的辅助开关， 一般装有2只，每只辅助开关为二常开、二常闭，特殊要求时可供一常开三常闭或三常开一常闭，并可加装一只辅助开关，即每台断路器最多可装三只辅助开关。
断路器为抽屉式型式时设有控制和检测用触头， ME630～1605型的可增加到15档。触头的最大控制电压为AC380V。
三、主要结构及工作原理
本系列断路器是一种可维护型的万能式断路器。断路器各个部件采用立体布置、积木式结构，断路器结构紧凑、体积小、重量轻、零部件通用性强，可以部件互换，提高了断路器的技术经济指标。
断路器结构型式分固定式和抽屉式两大类。抽屉式断路器是在固定式断路器的基础上增加了主回路和二次回路接插件、导轨、滑架、侧板、丝杆等附件发展而成。抽屉式断路器由二大组件组成，一是抽屉式断路器本体，二是抽屉式支架。抽屉式断路器与固定式断路器相比更具有经济、可靠的特点，由于更换方便、维护方便，所以更适用于不允许有较长时间停电的重要厂矿企业。此外，它还能一机两用，采用该抽屉式断路器不仅可起一般断路器的作用，还可省去一般开关柜所必备的隔离开关。
有关抽屉式的断路器的说明见第3.6条。
断路器的结构见图5
１、 本系列断路器操作分为手动操作和电动操作方式共有5种。其中手动操作分为侧面操作、正面直接操作和正面快速操作；电动操作分为电动快速闭合和电动具有预储能装置闭合操作。
①、侧面直接操作型式的断路器是一种结构简单、维护操作方便的产品。其操作手柄位于右侧(当断路器安装于开关柜内时，可通过柜门而伸出)。断路器需实现闭合操作时，将手柄向上推到位即可，如要手动断开，只需将手柄向下拉便可实现。
②、正面操作型式的断路器，操作机构位于正前方，指示用操作手柄位于操作机构的塑料方形凸出罩壳前 (当断路器安装于开关柜内时，可通过柜门开小孔而使其露出，有利于提高操作的方便性和安全性)。要实现闭合操作时，通过附给的“T”形插入手柄插入断路器上的指示用手柄方孔内， 顺时针转动 90°便可，断路器闭合后应立即取下插入的“T” 形手柄。当需手动断开断路器时可将指示用操作手柄逆时针转动90°便可实现。
正面操作型式有两种类型：直接接通型和快速接通型，直接接通型由于其合闸操作力是由杠杆直接传至主轴带动触头闭合，因此断路器的闭合与人力操作的速度有关 (该类型仅适用于ME630～2505，接通预期电流峰值不得大于10KA)；快速接通型式断路器的操作力是由手柄传至弹簧使其储能，当弹簧释能后带动主轴使触头快速闭合，因此断路器的闭合与人力操作的速度无关(该类型适用于ME630～3205)。
③、电动快速闭合型式的断路器，采用串激电机带动传动杆，通过蜗杆、蜗轮传动使弹簧拉长进行储能，在弹簧储能的过程中，亦在为释能酝育条件，在弹簧储能完毕的同时，释能条件已成熟，黄铜杠杆转至释能轴处将其顶开，使弹簧所储能量释放，从而带动主轴转动使触头快速闭合。因此，与人力操作直接接通型相比，提高了断路器的闭合速度及接通能力。该类型断路器的储能和释能是连续进行的， 整个闭合过程约为700ms(接通时间约20ms)。
④、电动具有预储能装置闭合操作型式的断路器，闭合过程分为储能和释能两步。第一步为电动机带动传动杆。通过蜗杆、蜗轮传动使弹簧拉长储能，第二步为使释能电磁铁动作、带动拉杆，同时电机转动，与电机联轴器相联的传动杆上的凸轮带动顶块将释能机构顶开，操作机构所储能量被释放，然后带动主轴转动使触头快速闭合。
对于结构4型的断路器， 由于所需合闸力大，故使用两套操作机构，并且都是电动具有预储能装置闭合。 两台电动机按顺序分别进行储能，总储能时间约为 1600ms，储能完毕后通过联锁在一起的两套释能装置将两套操作机构所储能量同时释放，带动主轴转动使触头快速闭合。
该类型的断路器能很好地应用于平行供电的两台发电机的同步并车，还有实现自动选相合闸等用途。外形见图gb。
２、本系列断路器的触头系统见图10所示，每相触头系统由主、弧触头等元件组成，通过绝缘底座安装于断路器的底架上。 结构尺寸1的断路器每相为一组触头系统，结构尺寸2到4的断路器每相为2组到4组触头系统并联组成。触头系统的结构布置利用静主触头“a” 与动主触头“b” 间平行流过同方向电流获得电动吸力补偿，同时，静主触头“a”软联结“c”之间平行流过相反方向电流获得电动斥力补偿，提高了断路器的接通能力，断路器闭合时弧触头先接通，然后主触头接通，断开则相反。

图10触头系统结构示意图。
３、自由脱扣机构是使断路器具有闭合、断开、自由脱扣功能的关键部件。图11中，右图是断路器处于闭合状态时自由脱扣机构工作位置，左图是断路器处于断开状态时各相关元件的相对位置。断路器的断开最终都是通过自由脱扣机构中半轴转动扣板脱扣使连杆机构解体而实现。而断路器的闭合操作不管是人工操作还是电动机操作均通过杠杆的顺时针转动来实现。
自由脱扣机构结构见图11
４、 断路器过电流脱扣器、bs脱扣器和bse－脱扣器及se－脱扣器可进行过载长延时、短路短延时及短路瞬时保护，可按需进行组合，从而实现一段、二段或三段选择性保护。
bs－脱扣器外形见图12
①、b－脱扣器(即过载长延时保护，具有反时限特性) 由双金属片、电流互感器、温度补偿双金属元件等组成，当线路发生过载时，过载电流通过电流互感器使双金属片加热弯曲触动执行机构使断路器断开，起到保护作用。过载电流的大小可通过旋转面板右侧的调节旋钮来调节。 为了防止在未排除线路故障前断路器重新闻合，b－脱扣器可加装b－锁扣装置和故障信号开关， 该锁扣装置需按标牌所示复位方向手动复位后断路器方能重新操作，否则，断路器就不能闭合。
②、S－脱扣器(即短路瞬时保护脱扣器) 采用电磁式结构，当短路电流达到整定值时. 使断路器立即断开，其断开时间约为30ms。当加装ZZ－钟表延时机构时，采用电磁式结构去带动钟表机构而实现短延时， 延时时间在50～500ms内连续可调。脱扣电流整定值的大小可通过旋转面板左侧的调节旋钮来调节。 加装ZZ－延时机构的S－脱扣器当短路电流在0.7延时时间内回复到额定电流时延时机构可回复到起始状态。 同样，为了防止线路设备故障未排除前断路器重新闭合，S－脱扣器也可加装S－锁扣装置和故障信号开关，该锁扣装置也需按标牌所示复位方向人工手动复位后自动开关方能重新闭合。但需要说明的是卜脱扣器不能同时并装ZZ一延时机构和卜锁扣装置。
⑶、bse－脱扣器及se－脱扣器是采用电子元件组成的过电流脱扣器，bse为三段保护，se为二段保护。本脱扣器由电源、信号检测环节、b通道(即长延时) 、S通道(即短路短延时) ，K通道(即短路瞬时)和执行元件等组成，其原理方框图见图 13，其外形与bs－脱扣器相似，结构尺寸相同。
脱扣器同时还装有电气式防重合闸装置，并有发光二极管作故障指示用，该装置需人工手动复位，脱扣器装有一只测试插孔。
脱扣器由装在主回路上的电流电压变换器提供交流电压经整流稳压后作脱扣器工作电源，过载信号由测量互感器检出后经整流传到各通道上，当过载信号满足动作要求时通道打开，输出脱扣信号给执行元件，使开关迅速断开。
５、其它脱扣器
a－脱扣器(分励脱扣器)见图I4，特殊需要时可同时安装两个a－脱扣器，见图16。
r－脱扣器(欠电压脱扣器)见图14
t－脱扣器(闭锁电磁铁)见图15
欠压延时脱扣器为阻容式结构时代号为“C” ，它能在发生欠压时延缓1.5±0.5秒内动作。如果为了防止断路器在欠压时进行闭合操作而可能引起的开关瞬时点动接通，必须加装t－脱扣器。在一般情况下，t－脱扣器(闭锁电磁铁)是属于结构上的要求，应借助外接电源使之持续通电，只有当有外接电源的情况下才能进行闭合操作并保持断路器处于接通状态，当它一旦失压，断路器就不能进行闭合操作，因而也就不会引起瞬时点动接通。
６、抽屉式断路器
抽屉式断路器的外形见图17
抽屉式断路器本体座落在抽屉式支架的导轨上，通过插人曲柄的顺时针或逆时针摇动可把断路器本体送达或离开接通位置。断路器主回路通过安装在断路器上的抽屉式触刀与抽屉式支架上的触刀座实现可靠的导电联结，与配电网络构成回路，在此同时二次回路实现接插联结。抽屉式断路器在维护保养时不必拆卸螺栓就可以实现同规格开关的互换。在应急情况下，抽屉式断路器本体可以用标准型熔断器来替代，因而提高了供电的可靠性。
抽屉式断路器具有三个工作位置：接通”、“试验”和“断开”，标志这三个位置的标牌粘贴于支架的右侧导轨上。当断路器处于接通位置时，主回路和二次回路均接通，系统可以正常供电；断路器处于试验位置时，主回路处于隔离状态，二次回路保持接通，此时可以进行操作性能、欠压脱扣、分励脱扣等有关试验；当断路器处于断开位置时，主回路和二次回路均可靠断开，断路器隔离。
为了保障维护人员、操作人员的安全，防止设备的非正常损坏，抽屉式断路器还专门设置了机械联锁装置，此装置保证了抽屉式断路器本体只有在断开状态下才能进入或离开接通位置。为了使现场更换时维护人员工作方便，制造厂还专门设计了便于装拆的引伸导轨，借助于它断路器本体可全部移出开关柜外。引伸导轨有二种不同规格，适用于不同规格重量的抽屉式断路器，一般ME1605及以下使用轻型的引伸导轨。其余规格均使用加强型引伸导轨。
四、安装
１、断路器安装起吊时、应把吊索正确钩挂在断路器两侧提手上，起吊时应尽可能使其保持垂直，避免磕碰，以免造成内在的不易觉察的损伤而留下隐患。
２、检查断路器的规格是否符合要求。
３、 以500Ｖ兆欧表检查断路器各相之间及各相对地之间的绝缘电组，在周围介质温度为20±5℃和相对湿度为50～70％时绝缘电阻值应大于 20MΩ， 否则应进行干燥处理。
４、检查断路器各部分动作的可靠性，电流、电压脱扣器特性是否符合要求，闭合、断开是否可靠。断路器在闭合和断开过程中其可动部分与灭弧罩等零件应无卡、碰等现象。(注意：进行闭合操作时欠压线圈应通以额定电压或用螺钉紧固，以免造成误判。) ５、安装时应严格遵守断路器的飞弧距离及安全间距。(＞100mm)
６、断路器必须垂直安装于平整坚固的底架或固定架上并用螺栓紧固， 以免由于安装平面不平使断路器或抽屉式支架受到附加力而引起变形。
７、抽屉式断路器安装时还必须检查主回路触刀与触刀座的配合情况和二次回路对应触头的配合情况是否良好，如发现由于运输等原因而产生偏移，应及时予以修正。
８、在进行电气联结前应先切断电源，确保电路中没有电压存在。联结母排或联结电缆应与断路器自然联结，若联结母排的形位尺寸不当应事先整形，不能用强制性外力使其与断路器主回路进出线勉强相接而使断路器发生变形，影响其动作的可靠性。
９、用户应考虑到预期短路电流对母排之间可能产生强大的电动力而影响到断路器的进出线端，故必须用强度足够的绝缘板条在近断路器处对母排予以紧固。
10、用户应对断路器进行可靠的保护接地，固定式断路器的接地处标有明显的接地标记，抽屉式断路器的接地借助于抽屉支架来实现。
11、按线路图联结好控制装置和信号装置，在闭合操作前必须安装好灭弧罩，插好隔弧板并清除安装过程中产生的尘埃及可能遗留下来的杂物(如金属屑、导线等)。
五、使用和维护
１、断路器使用时应将磁铁工作极面上的防锈油揩净并保持清洁。
２、各转动轴孔及磨擦部分必须定期添加润滑油。
３、断路器在使用过程中要定期检查，以保证使用的安全性和可靠性。
①、定期清刷灰尘，以保持断路器的绝缘水平。
②、按期对触头系统进行检查。(注意：检查时应使断路器处于隔离位置)
a、检查弧触头的烧损程度，如果动、静弧触头刚接触时主触头的小开距小于2毫米，必须重新调整或更换弧触头。
b、 检查主触头的电磨损程度，若发现主触头上有小的金属颗粒形成则应及时铲除并修复平整； 如发现主触头超程小于4毫米，必须重新调整，如主触头上的银合金厚度小于1毫米时，必须更换触头。
c、检查软联结断裂情况，去掉折断的带层。若长期使用后软联结折断情况严重(接近二分之一)。则应及时更换。
４、当断路器分断短路电流后，除必须检查触头系统外还必须清除灭弧罩两壁烟痕及检查灭弧栅片烧损情况，如严重应更换灭弧罩。
５、断路器出厂18个月内属制造因素的质量，制造厂实行“三包”服务。
六、接线图及典型操作线路介绍
１、断路器的接线图通常由传动装置、脱扣器及信号灯所组成，并成一定组合编号。
例如：一个完整的接线图编号为／00 000 0 (具体分类见表 11)
传动装置分类编号───────┘ │ │
脱扣器类型编号───────────┘ │
信号灯状态编号──────────────┘
２、断路器各部件对应接线图中的所属装配位置编号见图18所示
３、断路器的具体接线图见以下说明，接线图中端子编号的第一个符号与位置编号相同(见图18)，第二个符号为触头标记，图中虚线部分用户在安装时进行连接。
①、断路器的控制回路接线图所用符号说明见表12
┌──┬─────┬─────┬──┬────┬─────┐
│代号│原ME代号 │符号含义 │代号│原ME代号│ 符号含义 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ FK │ Q1 │辅助开关 │ XD │ H1－5 │ 信号灯 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ZDK │ Q1 │ 终点开关 │ B │ A3－Tl │ 变压器 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ CK │ Q1 │ 行程开关 │ ZL │ A3－V1 │ 整流器 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ SA │ S2 │ 事故按扭 │ D │ A2－V1 │ 二极管 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ CA │ S3 │ 储能按扭 │ C │ A2－C2 │ 电容 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ HA │ S1 │ 合闸按扭 │ R │A□－R□│ 电阻 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ FA │ S5 │ 复位按扭 │ M │ M │ 电动机 │
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ TA │ S2 │ 跳闸按扭 │SDT │ Q1 │释能电磁铁│
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ C │A1－K1～6 │ 接触器 │ FT │ a │分励电磁铁│
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│ SJ │ A1－K10 │时间继电器│ QT │ r │欠压电磁铁│
├──┼─────┼─────┼──┼────┼─────┤
│JXD │A□－1～23│ 接线端子 │BST │ t │闭锁电磁铁│
└──┴─────┴─────┴──┴────┴─────┘
②、断路器的控制回路接线图(见下组图)
③、断路器接线图组合类型说明
上述所列接线图为最典型的类型，其它类型的控制线路图可按上述接线图进行组合。
例如：要采用编号为67的操作机构接线图，其型式电动机传动为直流，SU控制器为交流，此时只要按接线图69将其中电容器C2开路便是。同样，要进行脱扣器的其它型式组合也可按上述接线图进行，例如要采用编号为809的接线图，此时只要将接线图801与805同时采用便可，用户可按此方法进行查对其它型式的各种类型接线图。
４、抽屉式断路器的二次接线图。
抽屉式断路器的二次接线是在断路器基本接线基础上增加外引线组成。由于受到二次接线引出触头数量的限制 (ME1605及以下最多只能15档二次触头，ME1605以上也只有23档二次触头) ，所以不能把固定式断路器线路图的所有功能所需的接线端全部引出至抽屉式支架的二次触头上，因而无法用几张接线图满足所有用户的全部要求，我们把常用的抽屉式断路器的典型线路(见图19～21)提供给大家，一般情况下可以满足用户配套使用的需要。
５、电动操作的电气工作原理简介
电动操作的型式虽多，但去掉一些附加元件按操作动作顺序来看仅有三种，现把三种典型控制线路作一介绍。
①、电动快速闭合操作控制系统工作原理(适用于ME630～3205)
工作程序图见图22。接线图编号：62
②、电动具有预贮装置闭合操作控制系统工作原理(适用于ME630—3205)
工作程序图见图23。接线图编号：72
③、电动具有预贮能装置闭合操作控制系统工作原理(适用于ME4000和4005)
工作程序图见图24。接线图编号：52
按图将电源接通
按下按扭HA
接通电机M支路， 使电机转动，操作机构进行储能，紧接着进行释能，带动主轴使触头快速闭合。
同时通2C线圈，2C1闭合进行自保持。
断路器闭合后，限位开关ZDK闭合，接通1C线圈，并通过1C1自锁。
按停止按钮后，断路器断开，使操作线路恢复到合闸前状态。