資訊,說明書,，維修工控商務(wù)網(wǎng)為您提供最專業(yè)的資訊、報價,、說明書,、維修、技術(shù)文摘

2006-11-30　　　來源：中國自動化網(wǎng)　　　瀏覽：36 

最近幾年,，與不少斷路器的使用者相互磋商,、探討，并在專業(yè)刊物上閱讀了一些斷路器選用的文章,，感到收益很大,，但又覺得斷路器的設(shè)計,、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠,，致使電器產(chǎn)品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失,。據(jù)此，筆者擬再次論述斷路器的選擇和應(yīng)用,，以期拋磚引玉去偽存真,。     1、按線路預(yù)期短路電流的計算來選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰_的線路預(yù)期短路電流的計算是一項(xiàng)極其繁瑣的工作,。因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡捷計算方法：(1)對于10/0.4KV電壓等級的變壓器,，可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無窮大(10KV側(cè)的短路容量一般為200~400MVA的甚至更大，因此按無窮大來考慮,，其誤差不足10%),。(2)GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定：“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動機(jī)的額定電流之和超過短路電流的1%時，應(yīng)計入電動機(jī)反饋電流的影響”,，若短路電流為30KA,，取其1%，應(yīng)是300A,，電動機(jī)的總功率約在150KW,，且是同時啟動使用時此時計入的反饋電流應(yīng)是6.5∑In。(3)變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接(路),，當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時,，原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時,，副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。(4)變壓器的副邊額定電流Ite=Ste/1.732U式中Ste為變壓器的容量(KVA),，Ue為副邊額定電壓(空載電壓),，在10/0.4KV時Ue=0.4KV因此簡單計算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是變壓器容量x1.44～1.50。(5)按(3)對Uk的定義,，副邊的短路電流(三相短路)為I(3)對Uk的定義,，副邊的短路電流(三相短路)為I(3)=Ite/Uk，此值為交流有效值,。(6)在相同的變壓器容量下,，若是兩相之間短路，則I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)以上計算均是變壓器出線端短路時的電流值,，這是最嚴(yán)重的短路事故,。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離，則需考慮線路阻抗,，因此短路電流將減小,。例如SL7系列變壓器(配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜)，容量為200KVA，變壓器出線端短路時,，三相短路電流I(3)為7210A,。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時，短路電流I(3)降為4740A,；當(dāng)變壓器容量為100KVA時其出線端的短路電流為3616A,。離變壓器的距離為100m處短路時，短路電流為2440A,。遠(yuǎn)離100m時短路電流分別為0m的65.74%和67.47%,。所以，用戶在設(shè)計時,，應(yīng)計算安裝處(線路)的額定電流和該處可能出現(xiàn)的最大短路電流,。并按以下原則選擇斷路器：斷路器的額定電流In≥線路的額定電流IL斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰?#8805;線路的預(yù)期短路電流因此，在選擇斷路器上,，不必把余量放得過大,，以免造成浪費(fèi)。
     2,、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰H電工委員會的IEC947-2和我國等效采用IEC的GB4048.2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn),，對斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦?/span>的定義：斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰?Icu)：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰?；斷路?/span>的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?Ics)：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,，包括斷路器繼

續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰ΑO限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)閛tco,。其具體試驗(yàn)是：把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值(例如380V,，50KA)，而試驗(yàn)按鈕未合,，被試斷路器處于合閘位置,，按下試驗(yàn)按鈕，斷路器通過50KA短路電流,，斷路器立即開斷(OPEN簡稱O)并熄滅電弧,，斷路器應(yīng)完好，且能再合閘,。t為間歇時間(休息時間),，一般為3min，此時線路處于熱備狀態(tài),，斷路器再進(jìn)行一次接通(CLOSE簡稱C)和緊接著的開斷(O)(接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性和動,、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程序即為CO,。斷路器能完全分?jǐn)?，熄滅電弧,，并無超妯規(guī)定的損傷，就認(rèn)定它的極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)成功,；斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?Icu)的試驗(yàn)程序?yàn)閛tcotco,，它比Icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過試驗(yàn),，斷路器能完全分?jǐn)?、熄滅電弧，并無超出規(guī)定的損傷,，就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過,。Icu和Ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后，還要進(jìn)行耐壓,、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn),。由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪螅€要承載額定電流,，所以Ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測試驗(yàn),。Icu和Ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同，后者比前者更嚴(yán)格,、更困難,，因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個或三個值，分別是25%,、50%,、75%和100%Icu(對A類斷路器即塑殼式)或50%、75%,、100%Icu(對B類斷路器,，即萬能式或稱框架式)。斷路器的制造廠所確定的Ics值,，凡符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分值都是有效的,、合格的產(chǎn)品。萬能式(框架式)斷路器,，絕大部分(不是所有規(guī)格)都具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動的三段保護(hù)功能,，能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),，因此大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主(保護(hù))開關(guān)，而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時功能(僅有過載長延時和短路瞬動二段保護(hù)),，不能作選擇性保護(hù),，它們只能使用于支路。由于使用(適用)的情況不同,，IEC92《船舶電氣》建議：具有三段保護(hù)的萬能式斷路器,，偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ?，而大量使用于分支線塑殼斷路器確保它有足夠的極限短路能力值。我們對此的理解是：主干線切除故障電流后更換斷路器要慎重,，主干線停電要影響一大片用戶,，所以發(fā)生短路故障時要求兩個CO，而且要求繼續(xù)承載一段時間的額定電流,，而在支路,，經(jīng)過極限短路電流的分?jǐn)嗪驮俅?/span>的合、分后,，已完成其使命,，它不再承載額定電流，可以更換新的(停電的影響較小),。但是,，無論是萬能式或塑殼式斷路器，都有必須具備Icu和Ics這兩面三刀個重要的技術(shù)指標(biāo),。只有Ics值在兩類斷路器上表現(xiàn)略有不同,，塑殼式的最小允許Ics可以是25%Icu，萬能式最小允許Ics是50%的Ics=Icu的斷路器是很少的,，即使萬能式也少有Ics=100%[國外有一種采用旋轉(zhuǎn)雙分?jǐn)?點(diǎn))技術(shù)的塑殼式斷路器,，它的限流性能極好，分?jǐn)嗄芰?/span>的裕度很大,，可做到Ics=Icu,，但價格很高]。我國的DW45智能型萬能式斷路器的Ics為62.5%～65%Icu,，國際上,，ABB公司的F系列，施耐德的M系列也不過是70%左右,，而塑殼式斷路器,，國內(nèi)各種新型號，Ics大抵在50%～75%Icu之間,。有些斷路器應(yīng)用的設(shè)計人員,，按其所計算的線路預(yù)期短路電流選擇斷路器時，以斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰砗饬?，由此判定某種斷路器(此斷路器的極限短路能力大于線路預(yù)期短路電流,，而運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰t低于計算電流)為不合格。這是一個誤解,。
     3,、斷路器的電氣間隙與爬電距離確定電器產(chǎn)品的電氣間隙，必須依據(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配合,，而絕緣配合則是建立在瞬時過電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓,，而系統(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時過電壓也必須低于電源系統(tǒng)規(guī)定的沖擊電壓,。因此：(1)電器的額定絕緣電壓應(yīng)≥電源系統(tǒng)的額定電壓(2)電器的額定沖擊耐受電壓應(yīng)≥電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓(3)電器產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓應(yīng)≤電源系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓?；谝陨先瓌t,，電器的額定沖擊耐受電壓(優(yōu)先值)Uimp就與電源系統(tǒng)的額定電壓所確定的相對地電壓的最大值和電器的安裝類別(過電壓類別)等有很大的關(guān)系：相對地電壓值越大，安裝類別越高[分為I(信號水平級),、Ⅱ(負(fù)載水平級),、Ⅲ(配電水平級)、Ⅳ(電源水平級)],，額定沖擊電壓就越大,。例如相對地電壓為220V，安裝類別為Ⅲ時,，Uimp為4.0KV,，要是安裝類別為Ⅳ，Uimp為6.0KV,。電器產(chǎn)品(例如斷路器)的Uimp為6.0KV污染等級3級或4級,，其最小的電氣間隙是5.5mm。DZ20,、CM1和我廠的HSM1系列塑殼斷路器的電氣間隙均為5.5mm(安裝類別Ⅲ),，只是用于電源級安裝，如DZ20系列的800以上規(guī)格,，Uimp為8.0KV,，電氣間隙才提高到≥8mm。而產(chǎn)品的實(shí)際的電氣間隙,，如HSM1系列,，Inm(殼架等級電流)=125A時，電氣間隙為11mm,，160A為16mm,，250A為15mm，400A為18.75mm,，630和800A均為300mm,，都大于5.5mm。關(guān)于爬電距離,，GB/T14048.1《低壓開關(guān)設(shè)備與控制設(shè)備總則》規(guī)定：電器(產(chǎn)品)的最小爬電距離與額定絕緣電壓(或?qū)嶋H工作電壓),、電器產(chǎn)品使用場所的污染等級以及產(chǎn)品本身使用的絕緣材料的性質(zhì)(絕緣組別)有關(guān)。例如：額定絕緣電壓為660(690)V,，污染等級為3，產(chǎn)品使用的絕緣材料組別為Ⅲa(175≤cti〈400,，CTI為絕緣材料的漏電起痕指數(shù)),，最小爬電距離為10mm,。上面所提到塑殼式斷路器的爬電距離都大大超過規(guī)定的數(shù)值。綜上所述,，如果電器產(chǎn)品的電氣間隙和漏電距離,，達(dá)到絕緣配合要求，就不會的外來過電壓或線路設(shè)備本身的操作過電壓造成設(shè)備的介質(zhì)電擊穿,。GB7251.1-1997《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第一部分：型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備》(等郊于IEC439-1：1992),，對絕緣配合的要求與GB/T14048.1是完全一樣的。有一些成套電器制造廠提出斷路器接線用銅排,，其相與相之間的(空氣)距離應(yīng)大于12mm,，有的甚至提出斷路器的電氣間隙應(yīng)大于20mm。這種要求是不合理的,，它已經(jīng)超出了絕緣配合的要求,。對于大電流規(guī)格，對為了避免在出現(xiàn)短路電流時產(chǎn)生電動斥力,，或是大電流時導(dǎo)體發(fā)熱,，為了增加散熱空間，因而適當(dāng)加寬相間的空間距離也是可以的,。此時無論是達(dá)到12mm或20mm,，都可由成套電器制造廠自行解決，或請電器元件廠提供有彎頭的接線端子或聯(lián)結(jié)板(片)來實(shí)現(xiàn),。一般斷路器出廠時,，都提供電源端相間的隔弧板，以防止電弧噴出時造成相間短路,。零飛弧的斷路器為防開斷短路電流時有電離分子逸出,，也安裝這種隔弧板。如果沒有隔弧板,，則對裸銅排可包扎絕緣帶,，其距離應(yīng)不小于100mm。
     4,、四極斷路器的應(yīng)用關(guān)于四極斷路器的應(yīng)用,，目前國內(nèi)還沒能對國家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程之類作硬性的使用要求的規(guī)定，雖然地區(qū)性四極電器(斷路器)的設(shè)計規(guī)范已經(jīng)出臺,，但安裝與不安裝四極電器的爭論還在進(jìn)行中,，某些地區(qū)的使用近年來出現(xiàn)一窩蜂的趨勢，各斷路器制造廠也紛紛設(shè)計,，制造各種型號的四極斷路器投放市場,。筆者同意一種意見，就是用或不用應(yīng)以是否能確保供電的可靠性,、安全性為準(zhǔn),，因此大體上是：(1)TN-C系統(tǒng),。TN-C系統(tǒng)中，N線與保護(hù)線PE合二為一(PEN線),，考慮安全,，任何時候不允許斷開PEN線，因此絕對禁用四極斷路器,；(2)TT系統(tǒng),、TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)可使用四極斷路器，以便在維修時保障檢修者的安全,，但是TN-C-S和TN-S系統(tǒng),，斷路器的N極只能接N線，而不能接PEN或PE線,；(3)裝設(shè)雙電源切換的場所,，由于系統(tǒng)中所有的中性線(N線)是通聯(lián)的，為了確保被切換的電源開關(guān)(斷路器)的檢修安全,，必須采用四極斷路器,；(4)進(jìn)入住宅的單相總開關(guān)，宜選用帶N極的二極斷路器(檢修時作隔離器之用)(5)用于380/220V系統(tǒng)的剩余電流保護(hù)器(漏電斷路器),，中性線必須穿越保護(hù)器的零序電流互感器(鐵心),，防止無中性線的穿過，使220V的負(fù)載有泄漏電流而誤動作,，此時應(yīng)選用四極或帶中性線的二極剩余電流保護(hù)器,。