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heGB50054-95《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20nianlai,woguodianqigongyefazhanshifenxunsu,duanluqichanpinjingenguojixianjinjishuchaoliu,yanzhileduozhongzhinengxingduanluqi,weipeidianxianlutigonglegengwanshandebaohugongneng。danshi,zaioumeiyixiefadaguojia,bingmeiyouyinweiduanluqidekuaisufazhanertaotairongduanqi,yemeiyoubarongduanqishizuoluohouhuoguoshidechanpin。juzhi,zaide、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)nulitigaorongduanqichanpinshuiping。youyuduirongduanqiyingyongdeyixiebuzhengquelijieheqitayuanyin,jinnianlaigaichanpinshichangbujingqi,yixieqiyejishujinbujiaoshao。xiwangnenganxindeIEC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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