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          設(shè)計中有關(guān)熔斷器和斷路器的選型方案

          作者: 時間:2012-11-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          中心議題:

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/196240.htm

          配電線路保護和保護電器的發(fā)展

          、的優(yōu)缺點

          配電線路特點和保護電器

          、

          合理應(yīng)用的建議

          1、問題的提出

          “都什么年代了,還使用熔斷器!”“熔斷器已經(jīng)過時了!”這話似乎很有道理,但又是一個實際面對的技術(shù)問題。真的,近十多年來,無論是工業(yè)建筑、民用建筑和戶外裝置的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中,使用低壓熔斷器越來越少,大多數(shù)甚至千篇一律地使用低壓;與之相對應(yīng)的是低壓配電箱中裝設(shè)熔斷器的也大大減少。在低壓配電系統(tǒng)保護電器的應(yīng)用中,筆者認為這是一個不正確的或不全面的認識。因此,有必要對熔斷器和斷路器(以下均指低壓)進行一些比較和分析,以能更正確、合理地選用這兩種保護電器。

          2、配電線路保護和保護電器的發(fā)展

          2.1配電線路保護要求

          低壓配電線路,為了防護在發(fā)生故障(如過載、短路和接地故障)時危及人身安全(間接接觸導致的電擊),或是線路過熱而導致?lián)p壞甚至引起電氣火災,配電線路應(yīng)有必要的防護措施,以保護線路安全和用電安全。由于低壓配電線路遍布各種建筑以致戶外各處,發(fā)生故障的幾率大,而且有大量非專業(yè)人員可能接觸,更顯得這種防護特別重要。最主要的防護措施就是在各級配電線路裝設(shè)保護電器,以保證在電路發(fā)生故障時,能有效地斷開故障電路。這些保護應(yīng)符合GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。為此,各級線路不僅要設(shè)置保護電器,還必須要正確整定其參數(shù),以保證在規(guī)定的時間內(nèi)可靠切斷故障;還要求應(yīng)有選擇地切斷電路,即要求最靠近故障點的保護電器動作,而其上級的保護電器不動作,以使得切斷電路的范圍最小。

          2.2保護電器的類型和發(fā)展

          保護電器主要有兩種:一是斷路器,二是熔斷器。斷路器類型很多,從與本文相關(guān)的保護特性看,有非選擇型和選擇型斷路器兩大類;此外,還有帶漏電防護的斷路器。這些保護電器各有自身的特點,自然也有其不足之處,應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)各自的具體條件和要求選用,不能簡單的用先進或落后給予評價。

          在當今世界,特別是一些發(fā)達國家,斷路器產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展十分迅速,不斷研制出更新型、保護功能更完善的斷路器。近十年來,差不多每十年左右更新?lián)Q代一次,一直到推出功能完善、具有通信模塊的智能型斷路器,為配電線路防護提供了性能極佳的保護電器。近20年來,我國電器工業(yè)發(fā)展十分迅速,斷路器產(chǎn)品緊跟國際先進技術(shù)潮流,研制了多種智能型斷路器,為配電線路提供了更完善的保護功能。但是,在歐美一些發(fā)達國家,并沒有因為斷路器的快速發(fā)展而淘汰熔斷器,也沒有把熔斷器視作落后或過時的產(chǎn)品。據(jù)知,在德、法等國家如西門子、溯高美等電器公司,不但仍生產(chǎn)熔斷器,還繼續(xù)研制新的產(chǎn)品,技術(shù)上也不斷進步。從這些方面說明:斷路器是先進的保護電器,而熔斷器也絕非過時或落后的產(chǎn)品。應(yīng)該說,兩者相輔相成,各有自己的應(yīng)用范圍。

          3、熔斷器和斷路器的比較

          現(xiàn)就熔斷器和斷路器的保護性能和其他特點進行比較,斷路器則按非選擇型和選擇型兩類分別敘述。

          3.1熔斷器

          (1)熔斷器的主要優(yōu)點和特點

          ①選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流只要符合國標和IEC標準規(guī)定的過電流選擇比為1.6:1的要求,即上級熔斷體額定電流不小于下級的該值的1.6倍,就視為上下級能有選擇性切斷故障電流;

          ②限流特性好,分斷能力高;

          ③相對尺寸較小;

          ④價格較便宜。

          (2)熔斷器的主要缺點和弱點

          ①故障熔斷后必須更換熔斷體;

          ②保護功能單一,只有一段過電流反時限特性,過載、短路和接地故障都用此防護;

          ③發(fā)生一相熔斷時,對三相電動機將導致兩相運轉(zhuǎn)的不良后果,當然可用帶發(fā)報警信號的熔斷器予以彌補,一相熔斷可斷開三相;

          ④不能實現(xiàn)遙控,需要與電動刀開關(guān)、開關(guān)組合才有可能。

          3.2非選擇型斷路器

          (1)主要優(yōu)點和特點

          ①故障斷開后,可以手操復位,不必更換元件,除非切斷大短路電流后需要維修;

          ②有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段保護功能,分別作為過載和短路防護用,各司其職;

          ③帶電操機構(gòu)時可實現(xiàn)遙控。

          (2)主要缺點和弱點

          ①上下級非選擇型斷路器間難以實現(xiàn)選擇性切斷,故障電流較大時,很容易導致上下級斷路器均瞬時斷開;

          ②相對價格略高;

          ③部分斷路器分斷能力較小,如額定電流較小的斷路器裝設(shè)在靠近大容量變壓器位置時,會使分斷能力不夠?,F(xiàn)在有高分斷能力的產(chǎn)品可以滿足,但價較高。

          3.3選擇型斷路器

          (1)主要優(yōu)點和特點

          ①具有非選擇性斷路器上述各項優(yōu)點;

          ②具有多種保護功能,有長延時、瞬時、短延時和接地故障(包括零序電流和剩余電流保護)保護,分別實現(xiàn)過載、斷路延時、大短路電流瞬時動作及接地故障防護,保護靈敏度極高,調(diào)節(jié)各種參數(shù)方便,容易滿足配電線路各種防護要求。另外,可有級聯(lián)保護功能,具有更良好的選擇性動作性能;

          ③現(xiàn)今產(chǎn)品多具有智能特點,除保護功能外,還有電量測量、故障記錄,以及通信借口,實現(xiàn)配電裝置及系統(tǒng)集中監(jiān)控管理。

          (2)主要問題

          ①價格很高,因此只宜在配電線路首端和特別重要場所的分干線使用;

          ②尺寸較大。

          4、配電線路特點和保護電器

          4.1配電線路特點和對保護電器的要求

          (1)配電系統(tǒng)通常有樹干式和放射式兩類,還有兩者的混合系統(tǒng)。一般樹干式系統(tǒng)的干線較長,對保護電器要求較高,往往需要高檔保護電器,即選擇型斷路器。

          (2)配電線路可分為主干線、分干線和末端線路三種。主干線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線,當為樹干式線路,此干線容量很大時,通常使用母干線。

          (3)末端線路是直接連接用電設(shè)備,短路或接地故障時,要求盡快甚至瞬時切斷電路,無選擇性要求。

          4.2配電線路故障特點

          (1)短路和接地故障,發(fā)生在末端回路多,大約占到90%以上,特別是插座回路更是如此,原因是插頭、插座和移動電器及其導線和接頭等較容易出故障;

          (2)就故障類型而言,接地故障多,相間短路少,前者約占80%~90%;

          (3)電動機等設(shè)備的末端回路,通常是過載多,短路故障較少,電動機的過載約占80%以上,而過載是用熱繼電器保護的,不會使熔斷器、斷路器動作。

          4.3保護電器選型

          根據(jù)前面敘述的電路故障特點和幾種保護電器性能的比較,提出保護電器選型的建議。本文只論述熔斷器和斷路器的選型方案,而不涉及保護電器參數(shù)的整定。

          (1)以下位置應(yīng)選用選擇型

          ②變電所低壓配電屏引出的母干線,或引出的電流容量較大(如500A以上)的樹干式線路的保護;

          ③重要場所的低壓配電屏引出的電流容量較大(如300A以上)的放射式線路保護。

          (2)以下位置可選用非選擇型斷路器

          ①末端回路的保護;

          ②靠近末端回路的上一級分干線的保護,當供給用電設(shè)備不多,且偶然停電影響不太大時。

          (3)以下位置宜選用熔斷器

          ①配電線路中間各級分干線的保護;

          ②變電所低壓配電屏引出的電流容量較小(如300A以下)的主干線的保護;

          ③ 有條件時也可用作電動機末端回路的保護,但此處不宜選用gG型熔斷器(即全范圍分斷、一般用途的熔斷器),而應(yīng)選用aM型熔斷器(即部分范圍分斷、電動機保護用熔斷器)。因aM型熔斷器選用的熔斷體額定電流比gG型小得多,有利于提高保護靈敏性,也避免了使上級保護電器選的過大。

          5、關(guān)于合理應(yīng)用熔斷器的建議

          (1)正確認識熔斷器在配電線路保護的作用和地位,熔斷器和斷路器各有其特點,在不同條件下發(fā)揮作用。

          (2)修訂熔斷器產(chǎn)品標準?,F(xiàn)行熔斷器國家標準GB13539.1-92和GB13539.2-92是1992年頒布實施的,系等效采用IEC269標準,IEC已于1998年和1999年修訂了該標準,建議及時修訂該國標,使熔斷器標準跟上國際先進水平。

          (3)努力提高熔斷器產(chǎn)品水平。由于對熔斷器應(yīng)用的一些不正確理解和其他原因,近年來該產(chǎn)品市場不景氣,一些企業(yè)技術(shù)進步較少。希望能按新的IEC標準和新修訂國標,必要時引進國外先進技術(shù),生產(chǎn)更高水平、更多品種的產(chǎn)品,如aM系列熔斷器等產(chǎn)品。

          (4)低壓配電成套裝置和配電箱,應(yīng)有一定數(shù)量的熔斷器方案,以供配電設(shè)計人員和用戶選用。

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