太阳集团188网站-太阳集团188网站[点击进入]

太阳集团188网站
中文丨English
电气专区
您所在的位置: 太阳集团188网站 > 电气专区 > 电气课堂电气课堂

低压开关电器——断路器的选择

发布日期:2015/10/16已有 2373 人浏览

断路器的选择取决于以下因素:装置的电气特性、环境条件、负荷及遥控要求以及所采用的通信系统类型。

>>断路器的选择

断路器的选择需要考虑以下几个因素:?
 ● 断路器所在装置的电气特性;?
 ●断路器的使用环境:周围环境温度、位于配电亭或开关柜的外壳中、气候条件等;?
 ●短路电流分断和接通能力;?
 ●断路器操作要求:选择性脱扣、遥控要求和指示及相关辅助触点,辅助脱扣线圈以及它们之间连线的要求;?
 ●安装规定,特别是对人身的保护;?
 ●负荷特性,例如电动机、荧光灯、LV/LV 变压器等。
以下是关于配电系统中使用的低压断路器的相关说明。

>>不同环境温度情况下断路器额定电流的选择

断路器的额定电流取决于其给定的工作环境温度,一般情况下为:?
 ●家用型断路器为 30 °C;?
 ●工业型断路器为 40 °C。
不同环境温度情况下断路器的性能与断路器的脱扣器的结构有密切的关系(见图表 H40)。y

图表 H40: 环境温度

>>无补偿型热磁脱扣器

配有无补偿型热脱扣器的断路器,其脱扣电流值与环境温度有密切的关系。
配有无补偿型热脱扣器的断路器,其脱扣电流值取决于环境温度。如果断路器安装在外壳内或者高温环境 (如锅炉房等) 下,引起断路器过负荷脱扣的电流值将明显降低。一般情况下,当断路器的工作环境温度超过参考温度值时,断路器的脱扣电流额定值将明显降低。因此,断路器制造商常常提供相关表格来说明不同温度情况下断路器的参数变化情况。从典型例可知 (见图表 H41),环境温度降低,断路器的额定电流可能升高。
图表 H27 显示的并排安装的小型模块化断路器,通常安装在小型封闭式金属外壳配电箱内,由于散热产生的相互温度影响,当带上正常负荷时,断路器的额定电流值通常需要乘以一个系数 0.8。

>>补偿型热磁脱扣器

这种类型的脱扣装置包括一个补偿用的双金属片,它允许将断路器的过负荷脱扣电流值可调在一个指定的范围内,该范围不受环境温度的影响。
例如: ?
 ● 在某些国家,低压配电系统标准为 TT 系统,家用和类似装置由授权供电的进线处的断路器实行保护。该断路器除了能够提供间接接触人身保护外,还能够在用户负荷电流超过供方协议要求的电流值时,用于过载保护脱扣;断路器 (i 60 A) 的温度补偿范围为-5 °C ~ + 40 °C。?
 ● 电流定额 i 630 A 的低压断路器一般都配有范围为-5 °C ~+ 40 °C 的温度补偿脱扣器。

>>电子脱扣器

电子脱扣器在温度变化情况下高度稳定。
电子脱扣单元有一个重要的优势就是温度的变化不会影响脱扣器的工作。 然而,开关设备本身有自己极限温升限制,所以制造商通常会提供一个基于环境温度的最大脱扣器允许电流值 (见图表 H42)。此外,电子脱扣单元还可以提供信息以优化电力分配管理,其中包括能源效率与电能质量的管理。

>>瞬时或短延时脱扣阈值的选择

下图表 H43 总结了瞬时或短延时脱扣器的主要特性曲线。

类型

脱口装置

应用

低整定 
类型 B

§ 产生地短路电流的电源 (备用发电机)

§ 长线路或电缆

标准整定 
类型 C

§ 电路保护:一般情况

高整定 
类型 D 或 K

§ 保护产生高出是瞬变电流的电路 (例如:电机、变压器、电阻性负荷)

12 In 
类型 MA

§ 保护电机及相连的磁力启动器 (有过载保护的接触器)

图表 H43: 不同的瞬时或短延时脱扣器

>>根据短路分断能力要求选择断路器

安装低压断路器要求:在安装点上,短路分断能力 (或是与断路器相连的电器的短路分断能力) 等于或大于计算的预期短路电流。
安装在低压装置断路器必须满足以下两条件中的任意一条:?
 ● 断路器具有额定短路分断能力 Icu (或 Icn),该值在安装点应不小于计算的短路电流;?
 ● 如不是上述情况,断路器与上游网络中的电器相连,而该电器具有所需的短路分断能力。
在第二种情况中,两设备的特性曲线必须协调,从而保证通过上游设备的电能不超过下游设备以及相关电缆、电线、元件的承受能力,不以任何方式损害元件。该技术运用于:?
 ● 熔断器和断路器的结合;?
 ● 限流断路器和标准断路器的结合。该技术被称之为“级联”(见断路器间的配合)。

>>总断路器和主断路器的选择

最小的变压器输出端的断路器,必须有足够的故障电流短路分断能力。该故障电流要求大于通过其他变压器的低压断路器的故障电流。
单台变压器
如果变压器位于用户的变电所中,按照国家标准需要一个其断开的触点是可以清晰可见的,例如抽出式低压断路器 Compact。
例 (见下页图表 H44)
在用户变电所中,通过 250 kVA 高 / 低压 (400 V) 三相变压器为装置供电。哪种断路器类型适用于该装置的主断路器呢?
In (变压器) = 360 (A)
Isc (三相) = 8.9 (kA) 
===多台变压器并联 ===
(见图表 H45) ?
 ●每台低压配电柜馈线的断路器 CBP 必须能切断总故障电流 (该故障电流来自于与母线相连的全部变压器),即:Isc1 + Isc2 + Isc3;?
 ●控制每个变压器输出的断路器 CBM 必须能对付最大短路电流,如 CBM1上游的短路电流 Isc2 + Isc3。
从这点来看,在上述情况下, 最小容量变压器的断路器将承受最大的故障电流量,同时最大容量变压器的断路器将通过最小的短路电流量。?
 ●必须根据相关变压器容量 (kVA) 额定值选择 CBM 的额定值.

图表 H45: 并联变压器
注意: 成功并联三相变压器的重要条件总结如下:
1. 一次侧到二次侧,所有并联运行的电压相位相同。
2. 一次侧到二次侧,所有并联运行的开路电压比相同。
3. 所有并联单元的短路阻抗电压 (Zsc%) 相同。 
例如,容量为 750kVA,Zsc = 6% 的变压器和另一个容量为 1000 kVA,Zsc = 6% 变压器正确地分担负荷,也就是按它们的 kVA 额定值的比例自动承载。对于 kVA 定额比值超过 2 的变压器,不推荐并联使用。
图表 H46 指出了在大多数普通配置 (2 或 3 个具有相同 kVA 额定值的变压器) 中,断路器(在图表 H45 中,分别为 CBM 和 CBP) 承受的最大短路电流。它以下列假设为基础:?
 ● 变压器中压侧的三相短路功率是 500 MVA;?
 ● 变压器是标准 20/0.4 kV 配电型,其额定值如下表;?
 ● 从变压器到其低压断路器的电缆为 5 m 长的单芯电缆;?
 ● 每个进线 CBM 和馈线 CBP 间为 1 m 长的母线;?
 ● 开关安装于地上封闭式配电柜中,环境温度是 30 °C。

>>馈线断路器和终端断路器的选择

装置中任一点短路故障电流可以从表格中找到。
'使用图表 G40' 从该表中可以快速确定装置中任一点的三相短路电流值,从而可知:?
 ● 断路器上游某点的短路电流值;?
 ● 两点间导线的长度、横截面积和类型。
然后可以选择额定短路分断能力超过表中所列数值的断路器。
短路电流的详细计算 为了更准确的计算短路电流,特别是当断路器的短路分断能力比表中数值稍小时,可以使用 短路电流的方法进行计算。
只有一极有保护的两极断路器 (用于相线和中性线) 这种断路器一般仅仅只给相线提供过电流保护装置,它可以用于 TT、TN-S 和 IT系统。但是,在 IT 系统中还必须要考虑下述条件:?
 ● 图表 G67 中条件 (B),用于在双重故障下保护中性线免受过电流损害。?
 ● 短路电流分断定额:通常,一个两极的相线和中性线断路器必须能够在某一极上(相-相电压)切断双重故障电流,这个双重故障电流不大于 10 kA 时,应等于安装点三相短路电流的 15%,而如果该电流超过 10 kA,则等于三相短路电流的 25%。?
 ● 非直接接触保护:根据 IT 系统规定提供该保护。
短路电流分断额定值不够大 在低压配电系统中,特别是重负荷网络,有时会出现计算的 Isc 超过断路器的额定 Icu,或者系统上游改变导致其超过断路器的低额定值。?
 ● 解决方法 1:检查其上游断路器是否为限流型并是否符合级联原理 (见断路器间的配合)。?
 ● 解决方法 2:安装具有高额定值系列的断路器。只有在一个或两个断路器受到影响的情况下,该解决方式才在经济上具有吸引力。?
 ● 解决方法 3:在网络上游侧和对相应的断路器连接限流熔断器 (gG 或 aM)。但是必须考虑到:  
-  有适当的熔断额定值。  
-  除了特定的 IT 系统外,中性线上一般没有熔断器。在 IT 系统中,双重故障会在中性线中产生一个电流,这个电流会超过断路器的短路分断额定值。此种情况下,中性线熔断器的熔断必须要触发所有相线上的断路器跳闸。