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文檔簡介

低壓斷路器一.低壓斷路器的分類低壓斷路器(曾稱自動開關)是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流,還可以接通和分斷短路電流的開關電器。低壓斷路器在電路中除是通斷控制作用外,還具有保護功能,如過負荷.短路、欠壓和漏電保護等。低壓斷路器可以手動直接操作和電動操作,有的還可以實現遠方遙控操作。低壓斷路器的分類:低壓斷路器的分類方式很多按結構形式可分為:框架式斷路器(ACB)又稱開啟式、萬能式斷路器。比如ABB的F、Emax系列、施耐德的M、MT系列、穆勒的IZM系列、西門子的WL系列、國產的DW系列等。框架式斷路器所有零件都裝在一個絕緣的金屬框架內,常為開啟式,可裝設多種附件,更換觸頭和部件較為方便。有手操動、儲能式、非儲能式以及電動式等操動形式。按安裝方式可分為固定式和抽屜式兩種,固定式外殼采用金屬材料,外形尺寸較大,防護等級較低:抽屜式采用工程塑料外殼,結構較為緊湊,防護等級高,檢修方便,多用在電源端總開關。過電流脫扣器有熱磁式、電磁式(單磁)、電子式和智能化脫扣器等幾種。斷路器具有長延時、短延時.瞬時三段保護及接地保護,每種保護整定值均根據其殼架等級在一定范圍內可選擇或調整。隨著微電子技術的發展,現在部分智能型斷路器具有區域選擇聯鎖功能,充分保證了動作的靈敏性和選擇性。ACB的最大特點是容量大、極限短路分斷能力鬲和足夠的短時耐受電流,有的斷路器的額定電流篇達5000A,額定短時耐受(允許)電流lew離達100kA(IS)o這使得ACB的有很好的選擇性和穩定性。ACB的功能完善但價格貴,多用于作為低壓配電系統的主開關,以及重要的、負載較大的主干線的保護。塑殼式斷路器(MCCB)又稱裝置式斷路器,比如ABB的IsomaxS.Tmax系列、施耐德的NS、NSX系列、國產的DZ20系列等。所有零件都密封于外殼中,輔助觸點、欠壓脫扣器以及分勵脫扣器等多采用模塊化,由于結構非常緊湊,MCCB基本不能檢修。MCCB多為手動操作,大容量也有選擇電動操作。由干電子式保護脫扣器的應用,MCCB也具備了三段保護特性,但由于價格因素,采用熱磁式或電磁式脫扣器的斷路器用董更大。MCCB的特點是體積小.接觸防護好、安裝使用方便、價格相對便宜。但與ACB比,MCCB的容董小,短路分斷能力低,選擇性和短時耐受能力差。近年來新型MCCB容董已經做到3000A,極限短路分斷能力高達150kA以上,但因結構上的原因,短時耐受能力是最大短板,使選擇型MCCB的應用受到局限。由于上述原因,MCCB主要用于末端線路和一些分干線,主要作電動機、小容量配電線路。還有一類叫微型斷路器(MCB)又稱微斷,比如ABB的S250系列、施耐德的C65系列、國產的DZ47系列等。實際上也是塑殼斷路器的一種,因其體積很小把它另列,微斷的特點是結構緊湊、接觸防護好、安裝使用方便、價格便宜,與塑殼式斯路器相比容量更小,短路分新能力更低,短時耐受能力更差,主要做微小型電動機、小容量配電線路和照明保護和家用。按保護負載性質和特性可分為:配電保護型、電動機保護型和家用保護型新路器。按脫扣器類型可分為:電峨(單畿)脫扣器、熱餓脫扣器和電子脫扣器,電子脫扣器還可分為撥動開關式、智能數顯式。按使用類別分為非選擇型(A類)和選擇型(B矣)。A類,這類斷路器不設置任何脫扣延時,只要達到定值立即跳閘。承受短路的時間就是瞬時脫扣器動作的時間。此時選擇斷路器可按les或leu滿足短路預期電流.考慮到更嚴格一些的使用條件.一般我們習慣按les滿足短路預期電流選擇。B<,這類斷路器為了實垣選擇性在小于lew的短路時延時一定時間脫扣。此時選擇斷路器就必須按ICW滿足短路預期電流。扶安裝方式分,有固定式、插入式、抽屜式、抽出式和嵌入式等。按極數分,可分為單極、二極、三極和四極式等。二、低壓斷路器的技術參數含義.斷路器額定電流In。是在給定的環境溫度條件下承載的最大連續電流而無異常發熱保證斯路器正常工作的電流,又稱脫扣器額定電流。.殼架等級額定電流。代表斷路器的外形大小的等級,以此表示斷路器的最大額定電流O如:施耐德NS160N丁乂口80,表示為施耐德NS160A殼架,N表示極限分斷能力在AC380/415V條件下為36KA,TMD80表示配電用熱磁脫扣器額定電流為80A。.斷路器短路分斷能力:極限短路分斷能力心民它是在規定的電壓、電流和COS①的條件下,執行O-CO兩個試驗程序,能完全分斷和熄滅電弧,無超出規定的損傷(觸頭損傷和飛弧損傷)。試品試后經受一定的工頻耐壓試臉,且過載脫扣器在一定的整定電流下能正常脫扣。滿足規定的試驗程序所規定的條件,不包括斷路器連續承栽其額定電流能力的分斷能力。它用預期分斷電流(kA)表示(在交流情況下用交流分量有效值表示)。額定運行(工作)短路分斷能力心&它是在規定的電壓、電流和cos①的條件下,執行O-CO-CO三個試驗程序,能完全分斷,熄滅電弧,無超出規定的損傷。試后試品除符合規定的工頻耐壓和過載脫扣器的驗證試驗外,尚須考核溫升和操作性能(5%電壽命)的驗證。滿足規定的試驗程序所規定的條件,包括斷路器連續承載其額定電流能力的分斷能力.它用預期分斷電流(kA)表示,相當于額定極限短路分斷能力規定的百分數中的一檔并化整到最接近的整數,它可用leu的百分數表示(例如lcs=25%lcu)。另一方面,當額定運行短路分新能力等于額定短時耐受電流時,它可以按額定短時耐受電流值(kA)規定之,只要它不小于相應的最小值。如果使用類別A的leu超過200kA,或使用類別B的leu超過100kA劇制造廠可聲明les值為50kAo顯然les比leu的考核嚴格。換言之,作了les試驗后.產品還能繼續使用,而leu則不熱,經過leu試驗后,產品不能再用。我們在選擇斷路器時,為保證能夠可靠的斷開故障電流,而不致使故障擴大,并在故障過后能夠使供電連續性得到保證。一般按les來選擇斷路器的短路分斷能力。額定短時允許(耐受)電流心亞。斷路器在短時期內(0.5或1S)可以承受且無特性變化的最大短路電流。反映了斷路器在短時間內所承受的短路熱穩定性能。由于使用情況不同,具有三段保護的重要回路斷路器.偏重于它的額定運行短路分新能力值,而用于非重要的回路斷路器主要確保它有足夠的極限短路分新能力值。對此我的理解是:重要回路切除故障電流后斷路器要求能夠繼續供電,承載一段時間的額定電流,在適當的時間更換。而份重要回路,經過極限短路電流的分斷和再次的合、分后,已完成其使命,可以停電更換新的(停電的影響較小)。但是無論是框架式或塑殼式斷路器,都有必須具備leu和les這兩個重要的技術指標。只是les值在兩類斷路器上表現略有不同,塑殼式的最小允許les可以是25%心5框架式最小允許les是50%leu,lcs=lcu的斷路器比較少見,采用獲轉雙分斷(點)技術的塑殼式斷路器,它的限流性能極好,分新能力的裕度很大,可做到les二leu,但價格很高。在實際中應該根據使用情況來選擇,有人按其所計算的線路預期短路電流選擇斷路器時,以斷路器的額定運行短路分斯能力衡董,來判定某斷路器(此斷路器的極限短路能力大于線路預期短路電流,而運行短路分斯能力即低于計算電流)為不合格。這是一個誤解。4.斷路器的過載、短路保護特性。在斷路器所保護的配電系統中,當發生故障時,距故障點最近的新路器能夠按規定的保護特性正確的有選擇的動作將故障切除,而其他各級斷路器不動作,從而將故障所造成的斯電限制在最小范國內,使其他無故障供電回路仍能保持正常供電,這就是對斷路器保護所要求的。斷路器所配備的保護脫扣器有四種:①具有反時限特性的長延時熱過載保護,②具有一定時限的短路短延時保護,③短路瞬時保護,④接地保護。在日常的使用中,根據使用意圖和技術經濟比較,可以選擇帶四種保護,也可以選長延時、瞬時或短延時三種保護組成三段式保護,還可只選長延時、瞬時兩種保護兩段式保護,短路瞬時分閘時間一般在2030ms之內,還可選用只有瞬時速斷保護的斷路器。5額定工作電壓Ueo一般表示相間的電壓。對于三相四線中性線接地系統是指相地間電壓,包括相

間電壓(例如277/480V),對于三相三線不接地或阻抗接地系統表示相間電壓(例如480V) 斷路器額定頻率。如果規定斷路器只用于一個頻率時,期應標明額定頻率(6.其它還有:使用類別,結構形式、極數、安裝方式、安裝尺寸,額定工作制,防護等級(如果不是IP20時),基準周圍空氣溫度(如果不是30°C時);隔離功能。隔離的含義:出于安全的原因,通過使其與所有電源分開的方法切斷整個裝置或其中一個獨立部分的電源。三、低壓斷路器的選擇主要根據負載.特點和安裝地點使用要求選用斷路器的技術參數。1.額定電流、斷路分斷能力秦數的選擇斷路器的主要技術參數主要有:1額定電流,2斷路器短路分新能力.此外還要考慮斷路器保護特性。1.1額定電流的選擇額定電流的選擇受若干因素的影響,可按下式計算:In=I|XAXBXCXDXEXFXG式中:ln--斷路器的額定電流|廠-負載電流的計算值A—環境溫度系數B一連接導線截面積系數C-負載類別系數D—海拔鬲度系數E—電源頻率系數F—安全系數G窗路器的工作制系數安裟環境溫廈系數環境溫度對斷路器過載脫扣電流的影響斷路器的過載保護依靠熱脫扣器來完成,通常熱脫扣器額定電流是根據IEC898標準,在基準溫度為30°C條件下整定的。熱脫扣器與環境溫度有直接關系,溫度變化會導致斷路器額定電流值發生變化。當溫度偏離基準溫度時,應根據制造商提供的溫度與截流系數修正表,來修正斷路器的額定電流值。考慮斷路器實際安裝處的周圍溫廈對斷路器發熱、過載保護延時特性的影響,一般系數A都由相應產品的校正系數給出。如缺乏相關數據,系數A可按下式選用:A1.1/八/1-AK/K式中:△!〈一斷路器安裝在配電柜內時,柜內.外環境溫度之差K—斷路器接線端的允許溫升(DAK由配電柜的結構型式確定。當柜外的空氣溫度為+40C,一般抽屜柜內的溫度約為+55°C,密封柜約為+60°Co斷路器允許使用的環境溫度按國家標準GB14048.2的規定為+40Co當它裝于配電柜中時:對于一般抽屜柜例如GCK、GCL>GCS等,AK=55-40=I5CC),對密封柜ZkK=60-40=20CC)o(2)對鍍銀的銅排(新)取K=70°Co據此計算系數為:抽屜柜AW】J/=1.24/J1-15/70對密封柜=1.3對密封柜=1.3/7I-20/70顯然對已經使用的產品,期應考慮降容使用,,降容系數a二Ai。對抽屜柜:a=A-,=1.24A0.81o對密封柜:a=A-,=1.3=0.77。導線截面系數B連接導線載面積的大小對斷路器的發熱的保護特性有直接影響。當實際導線比標準導線的裁面小時,字線的熱量將流向斷路器,導致斷路器接線端及觸頭溫升增高,并出現斷路器早跳,同時導線的絕緣老化也加速。反之,當實用導線的裁面大于標準導線的裁面時,斷路器觸頭系統的熱量可流向導線使開關動作時間延長,甚至不動作。導線截面大小影響系數可參考表1。表I導線截面大小影響系數實用導線與標準導線截面之比0.500.600.700.800.901.001.251.50B1.401.251.151.071.301.000.990.97這里應指出的是導線材料為標準銅1.1.3負載類別系數C負載類別系數C,按表2選用。表2負載類別系數負載類別C負載類別C成組斷路器(12個以上)1.10單臺電動機(正常負載)1.25通斷電容器1.50單臺電動機(瑩任務)1.50通斯電磁鐵1.25其他負載1.00海拔高度系數DGBI4048.2規定斷路器正常使用的海拔高度為2000嘰當高于2000m時,由于空氣密度降低.對流散熱條件變壞,對產品散熱不利。同時,滅弧條件也變壞。因此,要考慮海拔離度系數D。有的產品給出不同海拔高度時,產品降容使用系數~,而d二D1。當未知產品的系數D時,可按下式進行計算:D二嚴AH式中:H—斷路器安裝的海拔離度,kmAH一斷路器實際安裝海拔與2km的離廈差,km計算結果列于表3。表3海拔鬲度系數D計算結果HAHDdD201.001.00311.030.97421.070.93531.130.881.1.5電源頻率系數E在多數情況下無論電源頻率是50Hz或60H乙對主電路均可不考慮,即E=l(按GBI4048.3—2002之8.3.2.1.3b)對額定電流大于800A的電器,即使在60Hz時仍應考慮渦流及越膚效應的影響,作發熱試驗,除非制造廠與用戶之間有協議,允許在60Hz下使用)。但當電源頻率60400Hz時,由于渦流及趨膚效應引是導體發熱,溫升升高,故應考慮電源頻率對主電路的影響系數E,見表4。表4電源頻率與電源頻率系數關系電源頻率/HzE電源頻率/HzEDC1.00>1802401.2550601.00>2403501.40I501801.07>350400I.50值得指出的是,即使50/60Hz對欠電壓繼電器(電磁式)等長期工作的部件,應考慮50Hz與60Hz的轉換系數。至于對分勵脫扣與電動操動機構等短時工作的部件,因其工作電壓范圍較寬,可不考慮50Hz與60Hz的區別。1.1.6安全系數5主要考慮斷路器的額定極限與實際電路計算值的相適應,一般取F=1.1o1.1.7工作制系數G工作制系數G,見表5 。 表5工作制系數工作制持續工作制(帶載工作大于3h)斷續工作制(帶載工作小于3h)C1.251.001.2斷路器分斷能力的選擇斷路器的分斷指標的意艾按GB14048.2-2001標準的規定,斷路器的分斷能力有兩個指標。(1)額定極限短路分新能力leu。(2)額定運行(工作)短路分新能力les。(3)額定短時耐受電流lew主要是指短路情況下熱穩定能力。在選擇電源進線和配電線路的斷路器時,偏重按產品的les來選擇,這有利于保證主干線的持續供電,而對于末端斷路器則按斷路器的leu來選擇,這樣使停電的影響較小。但不能把不小于線路計算預期短路電流值作為選擇的唯一的標準。因為lcsvlcu,對菜些配電支路,即使les小于線路計算的預期短路電流,但其leu大于線路計算的預期短路電流值,斷路器也是可選用的。1.2.2預期短路電流計算應遵守的原劃精確計算線路的預期短路電流比較繁瑣。通常采用一些誤差不大,而又為工程所許可的簡單算法來計算線路的預期短路電流。這些方法所依據的原則是:(1)對6/0.4kV的變壓器,可以認為篇壓側的短路容量為無窮大(因6kV側的短路容量一般為200400MVA,或更大,因此按無窮大來考慮、誤差不足10%)。(2)GB50054-1995《低壓配電設計規范》第2.1.2條規定,當短路點附近的電動機的額定電流之和超過短路電流的I%時,應計入電動機反饋電流的影響。(3)變壓器的短路阻抗電壓Uk是指二次側短路時,二次側電流由于電磁感應使得一次側電壓下降為其額定電壓的百分值。反過來,當一次側為額定電壓時,二次側的電流就是它的預期短路電流。變壓器二次側三相出線端短路電流(周期分量有效值)為:Isd=Pe/A/3U2eUk式中:Pe—變壓器的額定容量,kVAU2e—變壓器二次側額定電壓,kV(4)當斷路器距變壓器出線端有5的距離時,計算預期的短路電流時應計入Lm長的導線阻抗的影響。舉例:變壓器容童為400kVA6/0.4kVt設置變壓器二次開關柜,試選擇斷路器的基本參數(變壓器的Uk為4%)。計算變壓器出線端的線路預期短路電流。Isd400x0.4x0.04=14.433(kA)。變壓器二次側的額定電流為:112n _x0.4=579.7(A)/V3(1)選擇斷路器的額定電流:A為1.24,B為1(選擇標準導線),C為1,D為1(該裝置用于海拔2000m以下),E為1(50Hz),F為1.1,G為1.25(持續工作制)。In=1.24XIXIX1XIX1.1X1.25X579.7=988.38(A)(2)選擇斷路器的基本技術參數:額定電流取In二I000A;額定電壓取Un二400V:分新能力取les=0.5lcu=0.5X50=25(kA)。1.3斷路器額定電流選擇還應考慮的因素:斷路器的瞬時保護區受導線長度的限制,安裟斷路器具保護區域內的導線長度必須受控,推薦按下式計算導線的限制長度:15t/S/.Lmax= /1.2/八min式中:Lmax-被保護導線的最大長度,mU—相電壓,取220VS—被保護導線截面積,mm2lemin電磁脫扣器的最小整定值,A例:導線截面為16mm,線路電流為63A,選用DZ47—C63斷路器作保護,其電磁脫扣器的Iemin=10X63=630(A),計算Lmax。Lmax=15x220xI%?*63()"'84(m)以上計算表明:該斷路器瞬時保護導線最大長度為69.84mo在69.84m內發生短路時,斯路器可在01s內脫扣斷開。如果線路長達80m時,得lemin=550A。為Dz47—63型額定電流63A的8.73倍。按C型保護特性曲線,其置快動作時間為2-3$,勢必導致線路或設備受損甚至燒壞。以上關于選擇低壓斷路器基本技術參數的方法,可作為選用產品的參考,但如果已在用則可取選用系數的倒數即(A、B、C、D、E、F、G),Xln的辦法來臉證是否滿足負載計算電流的要求。若不符則應更換。在不同廠家的手冊中,選擇公式或名詞表達有所不同,但所表達的意思是一樣的。2.其它技術參數的選擇結構形式、極數、安裝方式、安裝尺寸應符合安裟要求。斷路器額定工作電壓鼻電源和負載的額定電壓。斷路器額定頻率等于電源頻率。額定工作制:斷路器的額定工作制可分為8h工作制和長期工作制兩種。輔助電路參數:主要為輔助接點特性參數。框架斷路器一般具有常開接點、常閉接點各3對,供信號裝置及控制回路用;塑殼式斷路器一般不具備輔助接點。線路末端單相對地短路電流與斷路器瞬時(或短延時)脫扣器整定電流之比M1.25。是否適合隔離分:一適合隔離或不適合隔離。&其它:脫扣器型式及脫扣器保護特性、使用類別等等。正確選擇低壓斷路器,主要技術參數的選擇是最基本的要求,選用不當會造成事故,需引起足夠的重視。四、低壓斷路器的選擇性配合和限流名詞解釋過截在保護脫扣器整定電流In、L、lr、Ith(長延時電流):脫扣器可以承受,且不脫扣的最大工作電流,超過此電流根據反時限曲線按熱效應脫扣。短路短延時脫扣器整定電流S、Isd:檢測到短路電流時有一個固定的小延時,或按照I%的反時限曲線來脫扣。短路瞬時保護脫扣器整定電流li、Im:檢測到短路電流時馬上發出脫扣指令。接地保護脫扣器整定電流lg:檢測到接地短路電流時有一個圜定的小延時,或按照I綸的反時限曲線來脫扣。1經特性:在規定的工作條件下,表示1經的最大值為預期電流函數電流平方曲線。配電系統的連續、安全供電和可靠的保護是衡量系統質董的標志。先進的系統能最大限度提供供電的連續性和合理的保護,靠斷路器的選擇性保護和限流。1選擇性保護所謂選擇性配合保護,就是在下一級保護電器的保護范圍內發生短路,過電流故障時應該由該保護電器動作,上一級保護電器不動作,而當該保護電器拒動時,上一級保護電器才動作,有范國和先后次序的要求以保證對無故障回路供電的連續性。電路如圖1所示。1.1選擇性保護的分類1.1.1部分選擇性在一定的電流范圍內能實現選擇性保護,但在此電流范圍之外不具有選擇性保護,這被稱為具有部分選擇性。比如:當故障電流超過下級斷路器的脫扣值,但還小于上級斷路器的脫扣值時,則下級跳閘,上級不跳,實現選擇性保護。當故障短路電流超過下級新路器的脫扣值,同時也超過上級斷路器的脫扣值時,如果上級斷路器沒有短延時功能則上下級同時跳閘,甚至下級斷路器還未跳,上級斷路器就已跳閘,也就是越級跳閘。后果是:不該斷電的無故障回路也被停電,即故障波及的范困擴大,并且給處理和分析故障造成了麻煩。1.1.2全選擇性在全電流范囤內,都能實現選擇性保護,即只有離故障點最近的斷路器跳閘。始終能把由于故障造成的停電控制在就小范國內。1.2選擇性的實現1.2.1電流選擇性(1)11栽脫扣特性的上下配合。配合原則是上級斯路器的約定不動作電流大于下級斷路器的約定動作電流,如圖2所示。7 上級斯活器fL_圖2上.下級斷路器的電流選擇性配合上級ACB或MCCB與下級MCCB的配合(符合標準為GB14048.2)應滿足1.0511n±>1.3ln下,即In上>1?241n下。例如:下級100A的MCCB,上級至少要125A的MCCB。上級MCCB與下級MCB的配合(符合標準為GB14048.2對GB10963)應滿足1?051n上>1.451nT,即1n±>1.381n下。例如:下級32A的MCB,上級至少要44.16A的MCCB同應選用50A的MCCB。上級MCB與下級MCB的配合(符合標準為GB10963對GB10963)應滿足1.131n±>1.451nT,即In上>1.281nTo例如:下級I0A的MCB,上級至少要I2.8A的MCB,則應選用16A的MCCB。在施奈德低壓電器應用指南中要求,上下級過載(長延時)保護脫扣器整定值之比應大于1.6才能保證過載脫扣保護的選擇性。過載脫扣特性的上下級斷路器的配合如表1所示表1過載脫扣特性的上下級斷路器的配合過栽延時配合配合構成上級下級ACB(MCCB)MCCI3MCCBMCBMCBMCB標準卜級GB14048.2GB14CM8.2GB10963F級CB14048.2GB10963GB10963上兒下1.241.381.28例上級125A.50A16X下級100A32A10A(2)瞬動脫扣特性的上下級配合。配合原則是上級斷路器的瞬動不動作電流大于下級斷路器的瞬動動作電流的峰值。①上級ACB或MCCB與下級MCCB的配合(符合標準為GB14048.2對GB14048.2)應滿足上級特性的下限值(81n上)大于下級特性的上限峰值(21/2X121n下),即In上>2.121n下。例如:下級63A的MCCB,上級至少要133.56A的MCCB,即應選用160A或以上的MCCB。

②上級MCCB與下級C型MCB的配合(符合標準為GB14048?2對GB10963)應滿足上級特性的下限值(8ln上)大于下級特性的上限峰值(2i/2X10ln下),即In上〉1?771n下。例如:下級40A的C型MCB.上級至少要70.8A的MCCB,則應選用80A或以上的MCCB。③上級MCCB與下級D型MCB的配合(符合標準為GB14048?2對GB10963)應滿足上級特性的的下限值(81n上)大于下級特性的的上限峰值(2i/2X141n下),即1n士〉2.471n下。例如:下級40A的D型MCB,上級至少要98.8A的MCCB,則應選用100A或以上的MCCB。④上級是C型MCB與下級C型MCB的配合(符合標準為GB10963對GB10963)應滿足上級特性的的下限值(51n上)大于下級特性的的上限峰值(2,/2X101n下),即In上〉2?831n下。例如:下級10A的C型MCB.上級的C型MCB至少要28.3A,則應選用32A及以上的C型MCB。⑤上級是C型MCB與下級D型MCB的配合(符合標準為GB10963對GB10963)應滿足上級特性的的下限值(51n上)大于下級特性的的上限峰值(2,/?X141n下),即In上〉3?961n下。例如:下級10A的D型MCB,上級的C型MCB至少要39.6A,則應選用40A及以上的C型MCB。在施奈德低壓電器應用指南中要求,要滿足上下級斷路器的全選擇性,上下級斷路器額定電流之比要大于2.5才可以。瞬動脫扣特性的上下級斷路器的配合如表2所示。表2瞬動脫扣特性的上下級斷路器的配合表標準上級下級GB1404s.2GB14MS2GB14048.2GBl(>963GB14048.2CB10963 MCB GH10963GB10963GB10963GB109632.121.772.472.833.96例上級160ASOA25A32A40AF級63A40A10A10A10A上級下級MCCBC?0MCBC型MCBC空MCBACB(MCCB)MCCBMCCBD型MCBCfflMCBD型配令構成而就使其但在瞬動1.2.2而就使其但在瞬動通過上級斷路器較下級斷路器的延時動作來實現選擇性(實際上正因為它的“延時”性能不動作了)。對于A類斷路器(MCCB),在過載區,可選擇到上下級脫扣曲線不重合或不相交。區不能避免交叉或重合。所以.實現時間選擇性,上級必須用B類斷路器(B類斷路器一一具有短路短延時和短時耐受電流能力的斷路器)。時間選擇性配合如圖3所示。圖3上下級斷路器的時間選擇性配合能量選擇性這是基于上下級斯路器都具有限流能力并其脫扭陛能能靈敏反映線路中短路能量的一種選擇性。當兩個斷路器檢測到大電流時.下級斷路器限流非常快,其限制的能量不足以使上級斷路器脫扣。上下級斷路器的能董曲線如圖4所示,當下級的能量曲線位于上級的下方時,就能實現能量選擇性。

卜桀斯踣器限流曲線上蟄商路罌不脫如俅用曲線0圖4斷路器的能量曲線邏輯選擇性(區域選擇性聯鎖)是基于上下級斷路器都具備某些智能化功能和通信功能,可以實現邏輯選擇性。圖5為邏輯選擇性的工作示意圖。圖5邏輯選擇性的工作示意通過區域選擇性聯鎖②$1)的工作程序為:①下級斯路器B檢測到故障并向上級斷路器A發送不脫扣信號:②上級斷路器A接收到B的信號,保持不脫扣:③B斷路器切除故禪區的電源:④A斷路器保持閉合,或在設定時間內B仍不脫扣時,A才脫扣。2.1限流在斷路器中的作用(1)降低短路電流對線路、設備及斷路器本身的危害。這種危害體現在3方面:①熱效應:對絕緣的破壞,加速絕緣材料老化;②電動力效應:使設備或其寥部件變形、損壞:③電磁效應:電流驟變時產生的電磁場對周國的電磁干擾,尤其對電子設備造成影響。圖6為限流效果示意圖。由于限流作用,降低了短路電流在熱、力、磁等方面的破壞或影響。(2)提商了斷路器的短路分斷能力。斷路器限流,不僅保護了本身,而且使斷路器能使用在有更卷預期短路電流的電路中。陽液后峰值電嫡L圖6陽液后峰值電嫡L圖6限流效果示意圖7…我期短路降值甩潮實際力斷電流, "T2.2限流在選擇性保護中的作用(1)可降低對上級斷路器分新能力的要求。(2)由于下級的限流,保證了上級不跳閘,保證選擇性保護的實現。(3)上級斷路器的限流,構成級聯保護技術。(4)級聯保護技術。級聯技術是利用“聯”接成上下“級”關系的兩個斷路器的限流特性可以“提升”上下級斷路器的分斷能力,也為選擇性保護的實現提供技術支持。當出現短路電流時,級聯保護的過程可分解為:①下級斷路器的觸點開始打開:②上級斷路器觸點由于(下級的)限流而微微斥開,又進一步降低了短路電流:③下級斷路器在降低了的短路電流下成功分斷;④上級斷路器的觸點(因電流被分斷,電動力消失)再次閉合。歸納起來,實現級聯保護技術的基礎是利用斷路器的限流能力;上級斷路器微微斥開而產生的電弧,對短路電流相當于一附加阻抗,從而限制了短路電流,因而可降低對下級斷路器分斷能力的矣求,亦即允許使用分斷能力低于預期短路電流的下級斷路器。既保護可靠,又降低成本。2.3限流的實現2.3.1電動力限流這是最常用的限流方法。設計斷路器中電流的u形路徑、適當的觸頭臂長.使短路電流未達到預期峰值時,產生的電動力已能克服觸頭彈簧反力,而將動觸頭斥開。電動力為FOO2I2L/H式中I為電流;L為U形臂長;H為兩臂間距離。須注意的是,電動力是“雙刃劍”,設計不良,會造成觸頭接觸不良或損壞結構件。2.3.2機械結構限流從機構設計上實現當一定過載時,使動觸頭強行斷開的結構,在觸動脫扣機構的同時,也在拉動動觸頭加速脫扣。2.3.3滅弧限流設計斷路器有良好的滅弧能力是有效的限流方法。分斷大電流時,應使觸頭問盡早形成電弧電壓,且能盡快地滅弧.也就實現了限流。燃弧時的等效電路如圖7所示。圖7燃弧時的等效電路按此等效電路,方程為E=lhR+Uh+L<Jh/dt(1)式中:E為電源電壓:*為電弧電流;幾為電弧電壓;L為線路電感:R為線路電阻。由于L》R,則式(1)簡化成dlh/dt=(E-Uh)/L可知:當UKE時,dlh/dt>0,電弧在增強。當UAE時,dlh/dt<0,電弧減弱。所以,欲使電弧熄滅,就要盡快提篇電弧電壓。采取提篇動觸頭分閘速度、加引弧片、磁吹、氣吹、加產氣片、加隔弧柵片、用雙斷點、以至利用電弧產生的高溫氣體膨脹壓力加速觸頭運動等技術,都是為此目的的措施。在限流方面,我公司規定變壓器二次斷路器只作為負荷開關使用,不設保護,這樣在選擇斷路器時就不能考慮上級斷路器的級聯和限流作用。這就產生了幾個問題,就是沒有了上級斷路器的限流作用,各配出斷路器必須按les或lew(帶延時保護的)滿足安裝地點預期短路電流考慮:各配出斷路器保護整定必須與變壓器一次過流保護配合:如果把變壓器二次斷路器只作為負荷開關使用,還不如直接選擇同規格的負荷開關,省去了保護部分可省下不少投許。另外在選擇電動機斷路器時還應考慮是兩元件還是三元件,我們廠一般都是三元件方式。兩元件方式,斷路器即作為過載保護又作為短路保護,應選擇至少兩段保護式才能滿足要求,而三元件方式,因為有熱繼電器作過栽保護,故可選用只有速斷保護的斷路器。但我傾向于三元件也選擇兩段以上保護的斷路器,特別是對于較大電機置好選擇帶可調短延時斯路保護的斷路器,這樣在與上級保護配合時比較容易些。在過去設計和使用中短路保護采用瞬時過電流脫扣器的居多,這就存在幾個不利因素:第一,與下級斷路器的配合,只有電流選擇性,沒有時間選擇性,因此上下級斷路器配合動作的選擇性相對較差:第二,對于大電動機,啟動電流瞬時峰值很大,為了保證電動機的可靠啟動,必須將斷路器速斯保護定值調的很大,如設計規范中要求的22?5倍啟動電流,這樣就使本級保護與上級保護很難配合:第三.低壓側出線斷路器一般選用塑殼斷路器.不同品牌的塑殼斷路器具熱磁脫扣器的瞬時整定倍數,有的可調(如ABB及施耐德的STR53UE),有的不可調(如施耐德中的STR22SE/STR22GE/STR23SE),電子脫扣器的瞬時(或短延時)整定倍數也是如此。如果整定倍數不可調,對整定校驗單相短路電流的可靠性不利。下面來分析單相短路電流與斯路器過電流脫扣器整定電流的關系:根據GB50054-1995《低壓配電設計規范》第4.2.3條有Idd1$1.3ldzj式中Idd1為線路末端單相短路電流,A;Idzj為出線斷路器瞬時(或短延時)過電流脫扣器動作電流,A。Idzj=Kqlr式中Kq為出線斷路器瞬時(或短延時)脫扣器整定倍數:lr為出線斷路器長延時過電流整定電流。當瞬動倍數越大,Idzj越大,要求線路末端單相短路電流就越大式中X〈p為出線回路的相保電抗,R%為出線回路的相保電阻。如果

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