上海断路器

NAK1系列万能式真空断路器

1.适用范围

NAK1系列智能型万能式真空断路器额定电压为415V~1140V,额定电流为630A~1600A.
NAK1系列智能型万能式真空断路器主要适用于低压交流配电系统中分配电能,保护线路及电源设备免受过载、短路、欠电压等故障的危害,并在变压器中性点接地的TN配电系统中具有接地保护功能等,断路器在正常条件下可作为线路不 频繁转换之用。
NAK1系列智能型万能式真空断路器采用新型智能控制器,具有多种保护功能,可实现选择性保护,动作准确。还可以根据用户需要带通讯接口,在一公里范围内对断路器实现遥控、遥调、遥测和遥信。 NAK1系列智能型万能式真空断路器符合标准:GB 14048.2、IEC 60947-2。
与空气断路器相比,NAK1系列智能型万能式真空断路器使用寿命长、短路分断次数多、灭弧能力强、真正实现零飞弧。可用于目前空气断路器无法或不适宜使用的场所(如要求供电可靠性高;不允许经常停电检修;操作频繁; 易发生火灾、爆炸危险等环境条件恶劣的场所)。NAK1智能型万能式真空断路器符合当今环保和安全性 要求。
NAK1系列智能型万能式真空断路器符合IEC60947-2和GB14048.2标准,通过3C认证和PCT认证、SEMKO认证。


2.型号及含义

NAK1系列万能式真空断路器型号
  • 极数(四极标以4,三极可省略)
  • 断路器壳架等级额定电流
  • 设计代号
  • 真空型
  • 企业万能式断路器代号
  • 企业特征代号
dw15断路器

3.正常工作条件及安装条件

3.1 正常工作条件
3.1.1 周围空气温度:上限值不超过+40℃,下限值不低于-5℃,24h的平均值不超过+35℃。
注:上限值超过+40℃或下限值低于-5℃的工作条件,用户应与制造厂协商。
3.1.2 海拔:安装地点海拔不超过2000m。
3.1.3 大气条件:大气相对湿度在周围空气温度为+40℃时不超过50%,在较低温度下可以有较高的相 对湿度,最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为+25℃,并考虑到 因温度变化发生在产品表面上的凝露。
3.1.4 污染等级:3级。
3.2 安装条件:断路器应按照制造厂提供的使用说明书的安装要求进行安装。
3.2.1 安装类别
额定工作电压1140V断路器安装类别Ⅲ,额定工作电压660V及以下安装类别Ⅳ;辅助电路安装类 别除欠电压脱扣器线圈,电源变压器初级线圈与断路器的相同外,其余安装类别为Ⅲ。

4 主要参数及技术性能



4.1 主要参数

壳架等级电流 Inm (A) 1600
额定电流 In (A) 630、800、1000、1250、1600
额定绝缘电压Ui (V) 1140
额定工作电压Ue (V) 400/690 1140
额定极限短路分断能力Icu (kA) 65 40
额定运行短路分断能力Ics (kA) 65 40
额定短时耐受电流Icw 1s (kA 45 40
操作次数 每小时操作循环次数 20  
电寿命 1000  
机械寿命 9000  
飞弧距离 (mm) 0
进线方式 上进线或下进线
联结方式 水平联结、垂直联结
安装方式 抽屉式、固定式

注:a.Ics分断次数可达16次;
b.电寿命1000次是断路器工作在额定工作电压690V下。

4.2 NAK1-1600与同规格DW45及3WS1部分参数比较(三极)
型号 NAK1 DW45 3WS1
壳架电流 1600 2000 1600
额定电流(A) 630~ 1600
630~ 2000
630~ 1600
额定绝缘电压(V) 1140 690 1000
额定工作电压(V) 415 ~1140 380~ 690 400~ 1000
极限
开断性能
Ics (kA) 65 50 65
16次 2次 16次
Icu (kA) 65 80 50
Icw (kA) 40 50 50
操作性能 (次) 10000 3000 10000
外形尺寸
(宽×高×深)
固定式 369×506×428 362×402×323 336×515×430
抽屉式 392×550×528 375×439×421 360×590×516


4.3 主要技术指标与IEC标准对照
项目 IEC947-2 NAK1产品技术条件 对照结论
最高额定电压(V) 1000 1140 高于IEC
额定电流(A) 630、800、1000、1250、1600 630、800、1000、1250、1600 相同
工频耐压(V/1min) 3500 4200 高于IEC
操作性能 电寿命 500 1000 高于IEC
机械寿命 2500 9000 高于IEC
极限
开断性能
Ics (kA) 60 65 高于IEC
2次 16次 高于IEC
Icu (kA) 60 65 高于IEC
Icw (kA) 40/50 40/50 相同

5.断路器结构概述

5.1 结构
5.1.1 断路器正面图
断路器由框架、操作机构、触头系统、智能控制器等组成,操作机构在断路器右前方,通过主轴 与触头系统相连,触头包含在真空灭弧室内,真正实现了零飞弧。面板上有显示断路器工作状态的 “O”、“I”、“释能”、“储能”指示牌,有分、合断路器的按钮及智能控制器,断路器结构见下页。
抽屉座:
抽屉式断路器由断路器本体与抽屉座组成。通过断路器本体上的母线与抽屉座上桥型触头的插头 的插接接通主电路,抽屉式断路器有“连接”、“试验”、“分离”三个工作位置,可通过摇动摇手柄 来实现,工作位置通过抽屉座底座横梁上的指示牌显示。
当处于“连接”位置时,主回路和二次回路均接通。
当处于“试验”位置时,主回路断开,并有安全隔板隔开,仅二次回路接通,可进行动作试验。
当处于“分离”位置时,主回路和二次回路均断开。
抽屉式断路器具有机械联锁装置,能保证断路器在断开状态下进行主回路转换。
5.2 智能控制器
智能控制器是断路器的核心部件,功能强大,性能稳定,在配电网络中保护线路和电源设备,使 其免受过载、短路、单相接地等故障的危害。


5.2.1 控制器型号功能说明
型号 多功能型  
标准型  
标准配置 可选配置(费用另计)

功能表,电压测量,频率测量,电能测量,功率因数测量

 

功能 ●过载延时反时限保护 ●负载监控
●短路短延时反时限或定
时限保护
●事件记录
●短路瞬时保护  
●单相接地故障保护  
●参数设定功能 ●MCR接通分断功能
●试验功能 ●信号触点输出
●故障查询和故障记忆功能 ●通讯功能:提供标准RS485接口,
多协议数据传输功能(标准配置
为MODBUS-RTU协议)


5.2.2 智能控制器功能
a.主要保护功能
过载长延时反时限保护、短路短延时反时限或定时限保护、短路瞬时保护、接地定时限和反时限保 护、N相保护、断相等原因引起的电流不平衡保护,负载监控等保护功能,可通过整定设置实现上述保 护功能。
b.测量及运行监控
实时测量电网各项参数,实时指示运行状态,如:故障,报警,自诊断,正常运行等。
c.试验功能
可对断路器进行瞬时动作的脱扣试验,动作后可显示断路器的固有动作时间。
d.查询功能
可对保护参数查询。历史故障记录、自诊断信息查询和电网测量参数查询等功能。
e.自诊断功能
对控制器自身出现的一些故障进行诊断报警。
f.MCR接通分断及超越跳闸功能(可选)
接通分断是指开关闭合前电网以处于故障状态,在合闸瞬间产生大于MCR设定值的电流,控制器以瞬 时方式使断路器分断。此功能只在合闸瞬间(100ms)起作用。
超越跳闸是指断路器在正常运行时,当短路电流超过一定值后(一般最大为断路器的极限电流),控 制器以瞬时指令使断路器分断,此功能不受瞬时设定值影响。
g.信号触点输出(可选)
控制器最多可以输出4组独立的信号报警触点输出,所提供的触点输出功能有:长延时故障、短延时 故障、瞬时故障、接地报警、故障跳闸、负载1报警、负载2报警、自诊断报警、故障预报警。 h.通讯组网功能(本功能仅H型的智能控制器具有)
控制器提供标准的RS485接口,可用MODBUS或PROFIBUS-DP协议实现数据传送,适应监控管理的“四 遥”操作要求,即遥控、遥信、遥调、遥测。
NAK1系列万能式真空断路器正面
NAK1系列万能式真空断路器正面

NAK1系列万能式真空断路器背面
NAK1系列万能式真空断路器背面

NAK1系列万能式真空断路器侧面
NAK1系列万能式真空断路器侧面

i.负载监控功能(可选)
负载监控是对断路器的不同负载进行控制,以尽量保证主要负载的供电。负载监控可用于预报警, 亦可用于支路负荷,控制器输出两个无源信号触点。
负载监控有两种方式可选,方式一可控制两路负荷,当运行电流超过整定值的1.2 倍时按反时限特 性延时发出触点信号,反时限特性同过载特性,但曲线速率及电流定值可单独设置,一般整定值Ic1、 Ic2。输出的触点可用于控制分断两路负荷,保证主系统供电。
方式二一般用于控制支路负荷,当运行电流超过Ic1整定值的1.2倍后,延时发出触点信号分断支路 负荷,若分断后运行电流恢复正常,当电流值低于Ic2整定值,且持续60s后,控制器再发出一个触点 信号,可接通已分断的负荷,恢复系统供电。

5.2.3 智能控制器的整定值I/In及其精度
壳架等级
额定电流(A)
过载长延时 Ir1 短路短延时Ir2   短路瞬时Ir3 单相接地保护Ir4
整定范围 整定范围 精度 整定范围 精度 整定范围 精度
1600A (0.4~ 1)In (1.5~ 15)Ir1 ±10% 1In~ 65kA ±15% (0.2~ 1.0)In ±10%

注:
a.当智能控制器同时整定三段保护时,其整定值不能交叉,其优先级别必须为Ir1<Ir2<Ir3。
b.单相接地保护Ir4的整定值最小160A,OFF表示只报警不跳闸。
过载长延时保护
过载长延时保护的动作特性为反时限动作特性:ITL = (1.5Ir1)tL (式中:tL是1.5Ir1时整定时间; Ir1 为长延时保护整定电流;TL长延时保护实际动作时间, 其动作时间见下表,动作时间精度为±15%。
短路短延时保护
短延时保护有两种方式,一种为反时限动作特性(在低倍电流时):ITs = (8Ir1)ts,式中I为 实际电流,Ts是实际动作时间,ts是短延时整定时间。 另外一种是定时限保护,当故障电流超过定时 限设定值时,控制器按定时限时间延时保护。
注意:当反时限电流值设置为“OFF”位置或定时限电流设置值小于等于反时限电流值时,则控制 器按定时限保护,反时限功能自动失效。当定时限保护投入时,无论定时限或反时限,短延时延时的动 作时间均不小于定时限的设置时间;但当定时限保护退出时,反时限保护的延时动作时间设置值不受 定时限延时时间设置值限制(但不小于20ms)。
短延时时间整定值见下表,其精度为±10%。
单相接地保护
单相接地保护指故障电流在几百安培以上的金属性接地保护,一般用于中性点直接接地系统,智 能控制器采用内部互感器矢量和方式(接地保护),控制器根据三相电流和中性极电流矢量和进行保 护,根据断路器极数分为3PT、4PT、(3P+N)T三种形式,见下图。该方式一般适用于平衡负载;不平 衡负载或电动机负载一般只报警不脱扣。
单相接地保护动延时动作时间可以整定为 0.1s、0.2s、0.3s和0.4s,其动作时间精度为±10%。
三相三线制选用三极断路器,不外加互感器,接地故障信号只取三相电流矢量和。

5.3 附件
5.3.1 欠电压脱扣器
a.只有欠电压脱扣器被供电时,才能将断路器闭合
b.欠电压脱扣器为瞬时动作
c.欠电压延时脱扣器延时时间为(1~3)秒(不可调)
d.在1/2延时时间内,电源电压恢复到85%Ue及以上时,断路器不断开
e.动作特性:

额定工作电压 Ue(V) AC230、400
动作电压 (0.35~0.7)Ue
可靠合闸电压 (0.85~1.1)Ue
不能合闸电压 <0.35Ue
功耗(VA) 40

操作断路器前,首先给欠电压脱扣器通电。

5.3.2 分励脱扣器
可远距离操作使断路器断开;
额定工作电压 Ue(V) AC230 400 DC220
动作电压 (0.7 ~1.1)Ue  
分断时间 (50±10)ms  
功耗 300VA 160W

断续工作制,不能长期通电,通电频率不大于5次/分钟,通电时间不大于1s/次。

5.3.3 闭合电磁铁
a.操作机构储能结束后,闭合电磁铁通电将操作机构的储能弹簧力瞬间释放,使断路器快速闭合,可远距离操作。
b.动作特性:
额定工作电压 Ue(V) AC230 400 DC220
动作电压 (0.85 ~1.1)Ue  
分断时间 (50±10)ms  
功耗 300VA 160W

断续工作制,不能长期通电,通电频率不大于5次/分钟,通电时间不大于1s/次。

5.3.4 储能电动机
a.具有电动机储能和断路器合闸后自动再储能功能,以保证断路器分闸后能够立即合闸。
b.断路器亦可手动预储能
c.动作特性:

额定工作电压 Ue(V) AC230 400 DC220
动作电压 (0.85 ~1.1)Ue  
储能时间 <8s  
操作频率 每分钟不多于3次  
功耗 400VA 250W

断续工作制,操作频率不大于3次/分钟。

5.3.5 辅助触头
a.辅助触头的标准配置形式为4组转换触头(4常开4常闭),辅助触头的短路保护电器推荐采用RL6-25/6。
b.技术参数:

额定工作电压 Ue(V) AC 127 230 400 DC220
额定发热电流Ith(A) 6A  
额定控制容量Pe 300VA 60W


5.3.6 过电压吸收器
过电压吸收器采用特殊零件来降低在断开断路器时产生的过电压,同时,减慢电压升高的速率, 起到保护电路和其它设备的作用。

6、二次回路接线图


M 储能电机 PT 速饱和互感器
X 闭合电磁铁 B 变压器
F 分励脱扣器 XK 行程开关
Q 欠电压脱扣器 GDY 过电压吸收器
QF 断路器主触头 Us 控制电源
DF 辅助触头 SB1 分闸按钮(用户自备)
XT1 二次接线端子 SB2 合闸按钮(用户自备)
XT2 接线端子 SB3 储能按钮(用户自备)
TQ 磁通变换器 AD 储能指示灯(用户自备)
CT 空心互感器 (实线)工厂连接 (虚线)用户连接

NAK1-1600断路器二次回路接线图

注:
a.虚线部分由用户接线。
b.若B、Q、F、X、M的控制电压不同时应分别接不同的电源。
c.断路器15#~ 30# 端子供特殊订货产品(附加功能)使用,常规订货时均为空脚,无接线。
d.当用户选择电压显示功能时,15# ~18#端子分别接至A相、B相、C相、N相主电路。
e.10#端子可直接接电源(自动储能),也可接按钮常开触点,变为手动储能。
f.客户订货为直流工作电源时,需经电源模块接入智能控制器输入电源,严禁将交流电源直接接入1#、 2#端子之间。
g.供用户使用辅助触头常规供货为4常开4常闭。

6.外形及安装尺寸

NAK1-1600固定式断路器
NAK1-1600固定式断路器

NAK1-1600抽屉式断路器
NAK1-1600抽屉式断路器

7.智能控制器

智能控制器是断路器的核心部件,功能强大,性能稳定,在配电网络中保护线路和电源设备,使其免受过载、短路、单相接地等故障的危害。 7.1 智能控制器功能
7.1.1 主要保护功能 过载长延时反时限保护、短路短延时反时限或定时限保护、短路瞬时保护、接地定时限和反时限保护、N相保护、断相等原因引起的电流不平衡保护,负载监控等保护功能,可通过整定设置实现上述保护功能。
7.1.2 测量及运行监控
实时测量各项电网参数,实时指示运行状态,如:故障,报警,自诊断,正常运行等
。 7.1.3 试验功能
可对断路器进行瞬时动作的脱扣试验,动作后可显示断路器的固有动作时间。
7.1.4 查询功能
可对保护参数查询。历史故障记录、自诊断信息查询和电网测量参数查询等功能。
7.1.5 自诊断功能
对控制器自身出现的一些故障进行诊断报警。
7.1.6 MCR接通分断及超越跳闸功能(可选)
接通分断是指开关闭合前电网以处于故障状态,在合闸瞬间产生大于MCR设定值的电流,控制器以瞬时方式使断路器分断。此功能只在合闸瞬间(100Ms)起作用。
超越跳闸是指断路器在正常运行时,当短路电流超过一定值后(一般为断路器的极限电流),控制器以瞬时指令使断路器分断,此功能不受瞬时设定值影响。

7.1.7 信号触点输出(可选)
控制器最多可以输出4组独立的信号报警触点输出,所提供的触点输出功能有:长延时故障、短延时故障、瞬时故障、接地报警、故障跳闸、负载1报警、负载2报警、自诊断报警、故障预报警。
7.1.8 通讯组网功能(本功能仅H型的智能控制器具有)
控制器提供标准的RS485接口,可用MODBUS或PROFIBUS-DP协议实现数据传送,适应监控管理的“四遥”操作要求,即遥控、遥信、遥调、遥测。
7.1.9 故障时钟功能(可选)
用于记录故障发生时刻,可记录故障发生的年、月、日、时、分、秒。
7.1.10 历史数据记录功能(可选)
用于记录四相电流、三相电压、频率、功率、功率因数、有功电度,每隔半小时记录一次可记录三个月。
7.1.11 负载监控功能(可选)
负载监控是对断路器的不同负载进行控制,以尽量保证主要负载的供电。负载监控可用于预报警,亦可用于支路负荷,控制器输出两个无源信号触点。
负载监控有两种方式可选,方式一可控制两路负荷,当运行电流超过整定值1.2倍时按反时限特性延时发出触点信号,反时限特性同过载,但曲线速率及电流定值可单独设置,一般整定值Ic1>Ic2。
输出的触点可用于控制分断两路负荷,保证主系统供电。方式一特性见下图。
方式二一般用于控制支路负荷,当运行电流超过Ic1整定值1.2倍后,延时发出触点信号分断支路负荷,若分断后运行电流恢复正常,当电流值低于Ic2整定值,且持续60s后,控制器再发出一个触点信号,可接通已分断的负荷,恢复系统供电。方式二特性见下图。
NAK1-1600断路器负载监控方式一特性曲图
NAK1-1600断路器负载监控方式一特性曲图

NAK1-1600断路器负载监控方式二特性曲图
NAK1-1600断路器负载监控方式二特性曲图

7.2 过电流保护特性
智能控制器的整定值I/In及其精度
壳架等级
额定电流
(A)
过载长
延时 Ir1
短路短
延时Ir2
短路瞬
时Ir3
单相接地
保护Ir4
整定范围 精度 整定范围 精度 整定范围 精度 整定范围 精度
1600A (0.4 ~ 1)In ±10% (1.5~ 1 5)Ir1 ±10% 1In~ 50kA ±15% (0.2~ 1.0)In ±10%
3200A

注:a.当智能控制器同时整定三段保护时,其整定值不能交叉,其优先级必须为Ir1<Ir2<Ir3。
b.单相接地保护Ir4的整定值最小160A,OFF表示只报警不跳闸。
NAK1-1600断路器智能控制器过电流保护曲线

7.3 过载长延时保护
过载长延时保护的动作特性为反时限动作特性:I T =(1.5Ir1) t (式中: 是 下整定时间; LL长延时保护整定电流; 长延时保护实际动作时间 其动作时间见下表,动作时间精度为± 。
1.05Ir1 1.3Ir1 1.5Ir1 整定时间(s) 15 30 60 120 240 480
>2h不动作 <1h动作 2.0Ir1 动作时间(s) 8.4 16.9 33.7 67.5 135 270

7.4 短路短延时保护
短路短延时保护有两种方式:一种为反时限动作特性, 另外一种是定时限保护,当故障电流超过定时限设定值时,控制器按定时限时间延时保护。
注意当反时限电流值设置为“OFF”位置或定时限电流值设置小于等于反时限电流值时,则控制器按定时限保护,反时限功能自动失效。当定时限保护投入时,无论定时限或反时限,短延时的动作时间均不小于定时限的设置时间;但当定时限保护退出时,反时限保护的延时动作时间设置值不受定时限延时时间设置值限制(但不小于20ms)。
短延时时间整定值见下表,其精度为±10%。
整定时间ts(s) 整定时间ts
0.1 0.2 0.3 0.4 0.06 0.14 0.23 0.35

NAK1-1600断路器单相接地保护特性曲线 NAK1-1600断路器单相接地保护特性曲线

7.5 单相接地保护
单相接地保护指故障电流在几百安培以上的金属性接地保护,一般用于中性点直接接地系统,智能控制器采用内部互感器矢量和方式(接地保护),控制器根据三相电流和中性极电流矢量和进行保护,根据断路器极数分为3PT、4PT、(3P+N)T三种形式,见下图。该方式一般适用于平衡负载;不平衡负载或电动机负载一般只报警不脱扣。
单相接地保护动作特性曲线见上图,延时动作时间可以整定为 0.1s、0.2s、0.3s和0.4s,其动作时间精度为±10%。
三相三线制选用三极断路器,不外加互感器,接地故障信号只取三相电流矢量和。NAK1-1600断路器3PT方式

三相四线制选用四极断路器,不外加互感器,接地故障信号取三相电流及N极电流矢量和。
NAK1-1600断路器4PT方式

三相四线制选用三极断路器,外接中性极N电流互感器做接地保护(接至19 和20 ),接地故障信号取三相电流和N极电流的矢量和,保护特性为定时限保护。
NAK1-1600断路器(3P+N)T方式

7.6 智能控制器的使用说明
7.6.1 智能控制器的整定操作
按“返回”键使控制器处于正常状态,钥匙指向按“设置”位置,按“功能”键至设置灯闪烁按“确认”键,再按“▲”或“▼”键选择需设定或要修改的参数[Ic1表示Load1(负载1)、Ic2表示Load2(负载2)、δ表示不平衡率、If接地或漏电保护、L长延时、S短延时、I瞬时],选择好后再按“确认”键,设置灯变为恒亮,再按“▲”或“▼”键,调整到所需值,按“确认”键,如直接按“返回”键,该参数不会被修改;按“返回”键,设置灯又会闪烁,此时可对另外的参数进行设置。所有参数完成后,按“返回”键至设置灯熄灭。
7.6.2 智能控制器的试验操作
7.6.3 智能控制器的故障查询操作
7.6.4 智能控制器的通讯连接
7.6.5 智能控制器的其它使用操作
此类控制器的试验功能是对断路器的瞬时脱扣进行模拟试验,动作后显示固有动作时间,断路器如拒分,则显示“Er12”。钥匙锁处于“设置”位置,按“功能”键至试验灯闪亮,按“确认”键,试验灯恒亮,再按“确认”键,断路器分断并显示断路器固有机械动作时间。按“返回”键至试验灯熄灭,退出试验状态。
钥匙锁处于“设置”位置,按“功能”键至“查询”灯闪亮,按“确认”键,“查询”灯恒亮,显示故障动作时间和动作电流值,按返回键至“查询”灯熄灭,退出查询状态。
钥匙锁处于“通讯”位置,通过线缆连到二次接线端子“29(红线+)”、“30(绿线-)”号可进行通讯功能。
控制器在整定检查状态或试验状态5min内不按键,则自动返回正常运行状态;如在进行整定或检查试验时,供电网络或线路出现故障,控制器自动进行故障处理状态,按键不作用。
控制器保护动作后,用户需查明故障动作原因,清除线路故障后,再闭合断路器。
为消除热记忆功能,控制器保护动作后,先将控制器辅助电源断开一会再接通,然后闭合断路器。

另外还有其它7个万能式断路器:
DW15系列万能式断路器
DW16系列万能式断路器
DW17D系列万能式断路器
NA1-1000万能式断路器
NA1-2000万能式断路器
NA8系列智能型万能式断路器
NA15系列智能型万能式断路器