适用于隧道射流风机的低压断路器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 根据我国标准GB 50054-2011《低压配电设计规范》第6.3.6条和6850055-2011 《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。
[0004] 隧道内射流风机与消防水栗等消防设备相比，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JTG D70/2-2014《公路隧道设计规范第二册交通 工程与附属设施》第11. 2. 4条的条文说明一一 "经过对大量隧道变电所设置的技术经济比 较，1.0 km及以下的隧道单端设一座变电所，I. 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，I. 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。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20U205分别与外接的消防电源监控系统主机通信连接。
[0005] 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1000 kVA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-I (3x120+2x70)，并且采用TN-S接地系统。具体计算过程如下：
式（1)中，I kl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=O. 8x0. 596=0. 48 _，Xphp=O. 8x0. 161=0. 13 _。
[0006] 由上述参数计算式（1)可得：单相接地故障电流I'kl =445. 44A。
[0007] 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。
[0008] 根据我国标准GB 50054-2011《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=SOA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。
[0009] 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=SOA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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
【发明内容】
[0014] 本发明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。
[0015] 为实现上述目的，本发明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。
[0016] 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。
[0017] 上述过电流脱扣器的脱扣电流设为不可调。
[0018] 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。
[0019] 上述过载保护脱扣器的过载报警电流整定倍数设为可调。
[0020] 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警电路的触发开关电路 连接，控制报警电路的启停。
[0021] 上述低压断路器还电路连接有漏电火灾监控模块和/或消防电源监控模块。
[0022] 脱扣模块实时监控隧道射流风机的控制电路，当发生异常，脱扣模块对锁扣施加 作用力而发生位移，使锁扣与跳钩之间脱扣，跳钩即带动主触头断开，实现隧道射流风机的 控制电路断路。
[0023] 本发明一种适用于隧道射流风机的低压断路器和现有技术的低压断路器相比，其 优点在于，本发明采用过电流磁脱扣器的脱扣电流为断路器额定电流的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，本产品根据使用特性，采用不可调的过电流脱扣器，不需要设置分励脱扣及失压脱 扣，有助于降低生产成本； 本发明过载保护脱扣器只作用于报警信号回路，不用于低压断路器的跳闸，实现低压 断路器对隧道射流风机的控制电路的过负荷报警功能。
【附图说明】
[0024] 图1为隧道内射流风机的布置图； 图2为隧道射流风机控制箱一次系统图； 图3为本发明适用于隧道射流风机的低压断路器的一次系统图； 图4为本发明适用于隧道射流风机的低压断路器的结构