西门子代理商西门子CPU1211C中央处理单元

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断路器的三段保护

断路器针对过电流的保护，一般分为三类：过载，短路短延时，短路瞬时要想实现断路器的保护功能，一般来说需要两个部分：电流值检测部分（信号），断路器脱扣机构（执行）

检测部分

常见的有两种形式：热电磁脱扣机构，电子脱扣机构

热电磁的热：实际上是一根双金属片，当电流达到一定的阈值时，电流所产生的热量导致双金属片弯曲，双金属片的末端一般带有一跟可调整的螺钉，依靠螺钉触发脱扣机构，断开断路器。这个热保护，有几种常见的叫法：热脱扣，过载脱扣，过载长延时脱扣，反时限保护，或者简称L(Long time delay).双金属片的弯曲速度，影响螺钉触发脱口机构的速度，而双金属片的弯曲速度，与电流发热量Q有关，Q=I*I*R*T，电流越大，积累到一定热量的时间越短，这种一般称为反时限特性。

一般的曲线，是对数坐标系。不用去管那个刻度为什么分布不均匀。采用对数坐标的原因是：这坐标系省地方.

横坐标是额定电流的倍数。纵坐标是脱扣动作时间。

曲线弯曲的那部分，就是热保护曲线。一般横坐标从1.05到10倍的区段

一般来说，根据GB14048.2(IEC60947)的规定，在1.05倍额定电流条件下(40摄氏度)，断路器在2小时内不能脱扣（有些规格是1小时）

短路保护

短路保护特性

过载保护（热保护）主要用于保护线路，过度的热积累，可能会导致线缆的热稳定性失效。

而短路保护主要是针对设备、母排等的动稳定性，电流太大时，得赶紧断开。赶紧的程度，是0.几秒这么个概念。还是热磁脱扣器，这里的磁，是短路保护的基本结构。

磁，就是电磁铁，一个串联在主回路的线圈，中间一个铁芯，铁芯下面支一根特定压缩力（倔强系数）的弹簧，上面坠在脱扣机构的**上，电流一旦瞬时增大（短路）到一定程度，产生的磁场力能够使铁芯克服弹簧的支撑力并向下急坠，就会拖动脱扣机构**触发脱扣。时间大约0.几秒。由于时间相对热保护短很多，所以又称为：短路保护，磁保护，瞬动保护，I（Instance）说到曲线，由于一旦电流超过某一值，比如10倍额定电流，脱扣就都是铁芯向下嗖的那么一窜，时间短也短不到哪去了，表现在曲线上，就是一根近似水平靠近横坐标轴的直线。

上面说的是常见热磁脱扣器的构成和热保护，磁保护的曲线。

顺便说一句，国外断路器型号好标注为：TMD TMF TMA MA（I）什么的T(Thermal)热脱扣,M(Meganatic)磁脱扣， A (Adjustable)可调整。F(Fixed)固定不可调整。

电子脱扣与三段保护曲线

电子脱扣，机理与热磁脱扣器一个样就是检测上看起来NX一些，也确实**些。更重要的，容易调整设定些。

热磁，是用双金属片和电磁铁响应故障电流的变化，将故障电流信号，转化为机械动作信号，传递给脱扣机构，断开断路器、电子，是用互感器将故障电流转化为弱点信号，传至运算单元比对故障类型条件，然后发送信号给继电器器件（分励脱扣器），触发动作机构脱扣。

所以为了所谓上下级匹配的选择性问题，再加上电子的现代化了，就有了三段保护这么个东西LSI S（Short-time delay）这个S简单说就是，电流比较大，但是还不够大的时候，电子脱扣器憋着，憋够固定的时间，在发信号给继电器。要是这时间内，故障消失了（下级断路器给切断了），就不发信号（可返回）。

S的曲线不罗嗦了，上图吧。

先说点环境温度与动作特性的事

对于过载曲线，标准中规定的为，在40摄氏度条件下。

当环境温度变化时，例如，柜内温度达到70度（夏）时，与柜内温度仅有25度（冬，室外）时，相同的过载电流会导致不同的动作时间。

断路器的温升指标，一般会考核三个点，手柄处，接线端子处，外壳处。
下接线端子（一般热脱扣器都搁在这附近）的温度变化对动作特性的影响，必须在出厂校验时加以考虑。

说正题

当断路器刚刚过载脱扣了，这时候有不知道的去把他合上，嘭，开关又跳了，就是热态脱扣当断路器刚装上去，还没有发热稳定呢（本来能升到80度，结果刚到40度），来个5倍的过载电流，过半分钟跳了，这就是冷态脱扣。

一个开关的热脱扣曲线，需要保证在40度条件下，1.05倍时，大于1小时或者两小时不脱扣，1.3或者类似值时，小于1小时动作。

元件厂怎么办？

校验一个开关1小时？工人穿宇航服钻进40度车间?点电炉子保持环境温度？

一般是把40度下调好的开关做为基准，测量下当日室温环境下动作时间，找到一个不动点，作为不动作时间。

再找一个一两分钟能动作的电流值，作为等效动作时间。两个过程连着做，前一个就是冷态效验，后一个就是热态脱扣。

第一个问题，原图的数据30ms和0.2秒标注上下位置反了，而且也不是很准确。惭愧更正补一张：图中的10毫秒表示短路电流达到额定电流的13倍时，断路器的动作时间,由以下时间构成：

   —短路电流自正常工作电流上升至13倍额定电流的时间（1毫秒以内）。

  —电磁脱扣器（电磁线圈）内铁芯自正常状态吸合至触发断路器脱扣机构的动作时间（1毫秒以内）

  —断路器机械机构动作时间（1毫秒以内）

—断路器动触头自闭合位置移动至断开位置的时间（2毫秒以内）

—电弧熄灭时间（约6毫秒）。
这几个过程全部的时间构成了断路器的全分断时间。
对于原图中原来30毫秒的位置，应当写成时10毫秒+30毫秒。这种动作过程可以粗略地这样理解：

   —短路电流自正常工作电流上升至13倍额定电流的时间（1毫秒以内）。

   —人为加入的30毫秒延时，再次之后再继续执行后续动作

  —断路器机械机构动作时间（1毫秒以内）

—断路器动触头自闭合位置移动至断开位置的时间（2毫秒以内）

—电弧熄灭时间（约6毫秒）。

2关于您图中圆圈标注出的线条。

个人理解应当是您所说的连接线。

在7倍和13倍的短路电流条件下，实际上各种脱扣器时同时有反应的，只是各自的行动速度不一样。

跑的快的，先把断路器捅跳了，跑的慢的抬头看看，短路电流也没了，

短路短延时，主要是考虑回路上下级保护节点之间的选择性而设定的（这里不讨论电动机保护专用断路器的堵转特性）。对于一般的末端MCCB,额定电流多在16~160A范围，这种frame-size的断路器，其全分断时间一般可控制在15ms以内。在末端回路，一般不加装延时。在末端紧邻的上一级断路器，如果设定短延时时间，则要求该短延时时间要大于下级断路器全分断时间的1.5倍以上。同时，应当考虑上级断路器短延时时间取负误差，下级断路器全分断时间取正差的时候的取值。短路短延时时间也不宜过长，要是弄到太长时间，会对电缆造成压力，较真点的时候去校验电缆的热稳定再加大线径就不经济了。所以上面的图中，画了一个短路瞬时时间10ms，短延时时间30ms的例子。关于30ms的短延时，放一张图

短延时动作时间，40毫秒的情况，是有的。