設計中有關熔斷器和斷路器的選型方案
發布時間:2011-01-20 來源:技術論文網
中心議題:
- 配電線路保護和保護電器的發展
- 熔斷器、斷路器的優缺點
- 配電線路特點和保護電器選型
- 熔斷器、斷路器選型方案
- 合理應用熔斷器的建議
1、問題的提出
“都什麼年代了,還使用熔斷器!”“熔斷器已經過時了!”這話似乎很有道理,但又是一個實際麵對的技術問題。真的,近十多年來,無論是工業建築、民用建築和戶外裝置的低壓配電係統設計中,使用低壓熔斷器越來越少,大多數甚至千篇一律地使用低壓斷路器;與(yu)之(zhi)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)是(shi)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)箱(xiang)中(zhong)裝(zhuang)設(she)熔(rong)斷(duan)器(qi)的(de)也(ye)大(da)大(da)減(jian)少(shao)。在(zai)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)保(bao)護(hu)電(dian)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong),筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)正(zheng)確(que)的(de)或(huo)不(bu)全(quan)麵(mian)的(de)認(ren)識(shi)。因(yin)此(ci),有(you)必(bi)要(yao)對(dui)熔(rong)斷(duan)器(qi)和(he)斷(duan)路(lu)器(qi)(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展
2.1配電線路保護要求
低壓配電線路,為了防護在發生故障(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(huo)是(shi)線(xian)路(lu)過(guo)熱(re)而(er)導(dao)致(zhi)損(sun)壞(huai)甚(shen)至(zhi)引(yin)起(qi)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai),配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)應(ying)有(you)必(bi)要(yao)的(de)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi),以(yi)保(bao)護(hu)線(xian)路(lu)安(an)全(quan)和(he)用(yong)電(dian)安(an)全(quan)。由(you)於(yu)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)遍(bian)布(bu)各(ge)種(zhong)建(jian)築(zhu)以(yi)致(zhi)戶(hu)外(wai)各(ge)處(chu),發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)的(de)幾(ji)率(lv)大(da),而(er)且(qie)有(you)大(da)量(liang)非(fei)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)可(ke)能(neng)接(jie)觸(chu),更(geng)顯(xian)得(de)這(zhe)種(zhong)防(fang)護(hu)特(te)別(bie)重(zhong)要(yao)。最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)就(jiu)是(shi)在(zai)各(ge)級(ji)配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)裝(zhuang)設(she)保(bao)護(hu)電(dian)器(qi),以(yi)保(bao)證(zheng)在(zai)電(dian)路(lu)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi),能(neng)有(you)效(xiao)地(di)斷(duan)開(kai)故(gu)障(zhang)電(dian)路(lu)。這(zhe)些(xie)保(bao)護(hu)應(ying)符(fu)合(he)GB50054-95《低壓配電設計規範》的有關規定。為此,各級線路不僅要設置保護電器,還必須要正確整定其參數,以保證在規定的時間內可靠切斷故障;還要求應有選擇地切斷電路,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,以使得切斷電路的範圍最小。
2.2保護電器的類型和發展
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,從與本文相關的保護特性看,有非選擇型和選擇型斷路器兩大類;此ci外wai,還hai有you帶dai漏lou電dian防fang護hu的de斷duan路lu器qi。這zhe些xie保bao護hu電dian器qi各ge有you自zi身shen的de特te點dian,自zi然ran也ye有you其qi不bu足zu之zhi處chu,應ying根gen據ju配pei電dian係xi統tong各ge自zi的de具ju體ti條tiao件jian和he要yao求qiu選xuan用yong,不bu能neng簡jian單dan的de用yong先xian進jin或huo落luo後hou給gei予yu評ping價jia。
在當今世界,特別是一些發達國家,斷路器產品和技術發展十分迅速,不斷研製出更新型、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換代一次,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nian來lai,我wo國guo電dian器qi工gong業ye發fa展zhan十shi分fen迅xun速su,斷duan路lu器qi產chan品pin緊jin跟gen國guo際ji先xian進jin技ji術shu潮chao流liu,研yan製zhi了le多duo種zhong智zhi能neng型xing斷duan路lu器qi,為wei配pei電dian線xian路lu提ti供gong了le更geng完wan善shan的de保bao護hu功gong能neng。但dan是shi,在zai歐ou美mei一yi些xie發fa達da國guo家jia,並bing沒mei有you因yin為wei斷duan路lu器qi的de快kuai速su發fa展zhan而er淘tao汰tai熔rong斷duan器qi,也ye沒mei有you把ba熔rong斷duan器qi視shi作zuo落luo後hou或huo過guo時shi的de產chan品pin。據ju知zhi,在zai德de、法等國家如西門子、溯高美等電器公司,不但仍生產熔斷器,還繼續研製新的產品,技術上也不斷進步。從這些方麵說明:斷路器是先進的保護電器,而熔斷器也絕非過時或落後的產品。應該說,兩者相輔相成,各有自己的應用範圍。
3、熔斷器和斷路器的比較
現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)熔斷器的主要優點和特點
①選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流隻要符合國標和IEC標準規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於下級的該值的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故障熔斷後必須更換熔斷體;
②保護功能單一,隻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發生一相熔斷時,對三相電動機將導致兩相運轉的不良後果,當然可用帶發報警信號的熔斷器予以彌補,一相熔斷可斷開三相;
④不能實現遙控,需要與電動刀開關、開關組合才有可能。
3.2非選擇型斷路器
(1)主要優點和特點
①故障斷開後,可以手操複位,不必更換元件,除非切斷大短路電流後需要維修;
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帶電操機構時可實現遙控。
(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(bu)分(fen)斷(duan)路(lu)器(qi)分(fen)斷(duan)能(neng)力(li)較(jiao)小(xiao),如(ru)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)的(de)斷(duan)路(lu)器(qi)裝(zhuang)設(she)在(zai)靠(kao)近(jin)大(da)容(rong)量(liang)變(bian)壓(ya)器(qi)位(wei)置(zhi)時(shi),會(hui)使(shi)分(fen)斷(duan)能(neng)力(li)不(bu)夠(gou)。現(xian)在(zai)有(you)高(gao)分(fen)斷(duan)能(neng)力(li)的(de)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu),但(dan)價(jia)較(jiao)高(gao)。[page]
3.3選擇型斷路器
(1)主要優點和特點
①具有非選擇性斷路器上述各項優點;
②具有多種保護功能,有長延時、瞬時、短延時和接地故障(包括零序電流和剩餘電流保護)保護,分別實現過載、斷路延時、大(da)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)瞬(shun)時(shi)動(dong)作(zuo)及(ji)接(jie)地(di)故(gu)障(zhang)防(fang)護(hu),保(bao)護(hu)靈(ling)敏(min)度(du)極(ji)高(gao),調(tiao)節(jie)各(ge)種(zhong)參(can)數(shu)方(fang)便(bian),容(rong)易(yi)滿(man)足(zu)配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)各(ge)種(zhong)防(fang)護(hu)要(yao)求(qiu)。另(ling)外(wai),可(ke)有(you)級(ji)聯(lian)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng),具(ju)有(you)更(geng)良(liang)好(hao)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)動(dong)作(zuo)性(xing)能(neng);
③現今產品多具有智能特點,除保護功能外,還有電量測量、故障記錄,以及通信借口,實現配電裝置及係統集中監控管理。
(2)主要問題
①價格很高,因此隻宜在配電線路首端和特別重要場所的分幹線使用;
②尺寸較大。
4、配電線路特點和保護電器選型
4.1配電線路特點和對保護電器的要求
(1)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)有(you)樹(shu)幹(gan)式(shi)和(he)放(fang)射(she)式(shi)兩(liang)類(lei),還(hai)有(you)兩(liang)者(zhe)的(de)混(hun)合(he)係(xi)統(tong)。一(yi)般(ban)樹(shu)幹(gan)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)線(xian)較(jiao)長(chang),對(dui)保(bao)護(hu)電(dian)器(qi)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao),往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)高(gao)檔(dang)保(bao)護(hu)電(dian)器(qi),即(ji)選(xuan)擇(ze)型(xing)斷(duan)路(lu)器(qi)。
(2)配電線路可分為主幹線、分幹線和末端線路三種。主幹線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線,當為樹幹式線路,此幹線容量很大時,通常使用母幹線。
(3)末端線路是直接連接用電設備,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保護電器選型方案
根gen據ju前qian麵mian敘xu述shu的de電dian路lu故gu障zhang特te點dian和he幾ji種zhong保bao護hu電dian器qi性xing能neng的de比bi較jiao,提ti出chu保bao護hu電dian器qi選xuan型xing方fang案an的de建jian議yi。本ben文wen隻zhi論lun述shu熔rong斷duan器qi和he斷duan路lu器qi的de選xuan型xing方fang案an,而er不bu涉she及ji保bao護hu電dian器qi參can數shu的de整zheng定ding。
(1)以下位置應選用選擇型
②變電所低壓配電屏引出的母幹線,或引出的電流容量較大(如500A以上)的樹幹式線路的保護;
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幹線的保護,當供給用電設備不多,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幹線的保護;
②變電所低壓配電屏引出的電流容量較小(如300A以下)的主幹線的保護;
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(即全範圍分斷、一般用途的熔斷器),而應選用aM型熔斷器(即部分範圍分斷、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,有利於提高保護靈敏性,也避免了使上級保護電器選的過大。
5、關於合理應用熔斷器的建議
(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,在不同條件下發揮作用。
(2)修訂熔斷器產品標準。現行熔斷器國家標準GB13539.1-92和GB13539.2-92是1992年頒布實施的,係等效采用IEC269標準,IEC已於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(nu)力(li)提(ti)高(gao)熔(rong)斷(duan)器(qi)產(chan)品(pin)水(shui)平(ping)。由(you)於(yu)對(dui)熔(rong)斷(duan)器(qi)應(ying)用(yong)的(de)一(yi)些(xie)不(bu)正(zheng)確(que)理(li)解(jie)和(he)其(qi)他(ta)原(yuan)因(yin),近(jin)年(nian)來(lai)該(gai)產(chan)品(pin)市(shi)場(chang)不(bu)景(jing)氣(qi),一(yi)些(xie)企(qi)業(ye)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)較(jiao)少(shao)。希(xi)望(wang)能(neng)按(an)新(xin)的(de)IEC標準和新修訂國標,必要時引進國外先進技術,生產更高水平、更多品種的產品,如aM係列熔斷器等產品。
(4)低壓配電成套裝置和配電箱,應有一定數量的熔斷器方案,以供配電設計人員和用戶選用。
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