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低压断路器的选择和使用

2016-02-24 10:48:40中国电力招标信息网

  型断路器;根据短路分断能力选用经济型、标准型、高分断型或限流型断路器;要推广使用四极断路器,尤其在电源进线处和一供一备两个电源的倒换处应选四极断路器;高原地区使用的断路器要降容。在使用中,当交流断路器用于直流电路时,应注意过载和短路保护、附件和接线方式;延时式欠电压脱扣器用于主干线或重要支路,瞬时式则常用于一般线路;采用热动-电磁式脱扣器的断路器也可以横装或水平安装,采用全电磁式脱扣器的断路器和万能式断路器只能垂直安装;大多数塑式断路器只能上进线而不能下进线,倘因安装条件限制,必须下进线,则要降低短路分断能力;安装于成套装置中的断路器。应根据温度补偿曲线降容。

  低压断路器的选择1.使用场合(条件)对工农业生产领域来说,低压断路器按不同使用场合分配电保护型断路器和电动机保护型断路器两大类,而随着生活用电量的增大,家用或类似家用的过电流保护断路器的需求也日益增长。这三大类断路器的使用条件不同,它们的保护特性也有很大的差异。以HSM1型塑壳式断路器为例,配电保护型断路器的过载长延时反时限特性是1.05/N(/N为线路的额定电流)时,长期不动作(当/N63A时,s=lh不动作;/N>63A时,2h不动作);1.3/N时,在lh内动作(/N63A),或在2h内动作(/N>63A)。短路保护特性是:10/N时,瞬动(动作时间小于0.2s)。

  电动机保护型的反时限特性是:1.0/N时,长期不动作(211);1.2时,矣211动作;1.5/1时,莓211或4、8、12min内动作;7.2/N时,按不同级别可在230s内动作。短路保护(瞬动)的整定值均为12/N,0.2s内动作。家用或类似家用场所的过电流保护器(如C45N、S060、DZ12、PX200C等塑壳式断路器):1.13/N大于lh或2h不动作;1.45/N时在1或2h内动作由此可见,保护对象不一样,断路器的用途、型号也不相同,如果选择差错,则断路器不但起不到保护作用,反而要出大问题。实践证明,用户选择最紊乱的是错将配电保护型断路器用于电动机保护。

  短路分断能力选用断路器的一个重要原则是。断路器的额定短路分断能力应等于或略大于线路预期短路电流。不必为保险起见,一味追求高短路分断指标。目前市场供应的塑壳式断路器有经济型、一般使用型(标准型)、高分断型和限流型四类。它们的短路分断电流依序从小到大,以适合不同线路保护的需要。在同等壳架电流下,短路分断。14.(302)能力越高价格也越高。例如HSM1-250型塑壳断路器,高分断能力型(380V,65kA)的价格为标准型(分断能力380V,35kA)的1.6倍,进口产品差距更大。国外为了节约投资,常采用串级保护,即某支路选用的断路器的短路分断能力小于该支路的预期短路电流,一旦出现线路预期电流的短路,由支路断路器与上一级的断路器(“后备保护”断路器)一起开断(当然这是在上一级回路处于非重要负载的条件下来用的),而不超过支路断路器短路分断能力的中、小短路电流均由支路断路器承担分断任务。可见,节省对断路器的投人应当作为设计者设计时考虑的问题。

  断路器的额定短路分断能力有两种,即额定极限短路分断能力7和额定运行短路分断能力IEC947 -2和GB14048.2低压开关设备和控制设备低压断路器标准均规定:/M可以是/值的25%、50%、75%和100%(有短路短延时功能的万能式断路器无25%这一档),即一般情况/小于/.根据断路器的安装类别,万能断路器(如DW15、AH、ME、DW45等)通常用于电源水平级(IV类),它被看重的是/re,而使用于配电水平级(HI类)的塑料外壳式断路器(如HSM1、T0、TG、CM1等),则偏重于3四极断路器目前城市(尤其是篼层住宅)的配电是推广TN-S接地系统(三相五线)的,在确保不断开PE线的前提下,要求将三根相线和一根中性线(N)接于同一断路器上,其目的和理由是:如果N线不与相线一起接通和断开,一个系统中零电位的升高可能传到另一个系统中去,将危及检修人员的安全;含有较大零序电流的TN、TT系统,当电源线或联络线是采用屏蔽层的电缆或金属管敷设时,如果进线电源转换或联络用的开关电器不同时将N线与其它相线一起接通或断开,或几个回路的PEN线通过重复接地被并联起来,则N线将被分流,引起金属管或屏蔽层因内部磁势不为零而发热,造成内部损耗增大甚至事故。

  鉴于以上原因,特别是第(1)条,对于TT、TN系统可以使用带IV极的四极断路器。

  在选用,特别在安装四极断路器时,应密切注意N极与其它各极的同步性(这与某些四极断路器的N极设计成先合后分并不矛盾)。最令人担心的是N极动、静触头接触不良,或后合,形成实际上的N线断线。N线断线将使相电压发生升篼或降低的变化,造成某些设备烧毁。所以,四极断路器的选用应慎重(但有两个地方必须为电气隔离而装设四极断路器,一是电源进线处,二是一供一备两个电源的转换处)。

  4.高原地区目前国内几乎所有的断路器在其技术标准和使用说明书中,对其正常使用条件都规定:安装点的海拔篼度不超过2000m.据试验,一般海拔篼度每升篼100m,电气间隙和漏电距离的电气击穿强度将低0.5% ~1%;海拔高度每升篼100m,大多数有机绝缘材料会老化,使整个电工产品(包括断路器)的使用寿命下降0.5%~1%;海拔每升高100m,温度下降0.5T,空气稀薄,空气密度随海拔高度的升篼而下降,给断路器开断短路电流时的灭弧带来困难。因此,超过2000m的地方,当使用断路器时,应加强断路器的绝缘。例如,海拔高度为3000m时,应在标准大气压下的耐压值从2500V提高到3000V;海拔高度为4000m时,在标准大气压下,断路器的耐压为3500V(试验持续时间均为lmin)。至于断路器的短路分断能力,应降容使用(一般降一级,如原短路分断能力为35kA,现降为25kA),或降低工作电压,如海拔为2000m时,最大工作电压690V,当海拔为3000m时,降为550V;海拔4000m时,降为480V.海拔越高,降得越多。

  低压断路器的使用1.交流断路器用于直流电路交流断路器可以派生为直流电路的保护,但必须注意三点改变:过载长延时保护。采用热动作过载长延时保护时,其动作源为/2/f,交流的电流有效值与直流的平均值相等,因此不需要任何改制即可使用。但对大电流规格,采取电流互感器的二次侧电流加热者,则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。

  如果过载长延时脱扣器是采用全电磁,则延时脱扣特性要变化,最小动作电流要变大110%-140%,因此,交流全电磁式脱扣器不能用于直流电路(如要用则要重新设计)。

  短路保护。热动-电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的,它用于经滤波后的整流电路(直流),需将原交流的整定电流值乘上一个1.3的系数。全电磁型的短路保护与热动电磁型相同。

  断路器的附件,如分励脱扣器、欠电压脱扣器、电动操作机构等;分励、欠电压均为电压线圈,只要电压值一致,则用于交流系统的,不需作任何改变,就可用于直流系统。辅助、报聱触头,交直流通用。电动操作机构,用于直流时要重新设计。

  由于直流电流不像交流有过零点的特性,直流的短路电流(甚至倍数不大的故障电流)的开断,电弧的熄灭都有困难,因此接线应采用二极或三极串联的办法,增加断口,使各断口承担一部分电弧能量。

  欠电压脱扣器如果线路电压降低到额定电压的70%(称为崩溃电压),将使电动机无法起动,照明器具暗淡无光,电阻炉发热不足;而运行中的电动机,当其工作电压降低至50%左右(称为临界电压),就要发生堵转(拖不动负载,电动机停转),电动机的电流急剧上长,达6/N,时间略长,电动机将被烧毁。为了避免上述情况的产生,就要求在断路器上装设欠电压脱扣器。欠电压脱扣器的动作电压整定在(70%35%)额定电压。欠电压脱扣器有瞬动式和延时两种。延时式欠电压脱扣器使用于主干线或重要支路,而瞬动式则常用于一般支路。对于供电质量较差的地区,电压本身波动较大,接近欠电压脱扣器动作电压上限值,这种情况不适宜使用欠电压脱扣器。

  安装方式断路器的基本安装方式是垂直安装。但试验表明,热动式长延时脱扣器横装时,虽然散热条件有些不同,但它的动作值变化不大,作为短路保护的电磁铁,尽管反作用与重力有一些关系,横装时的误差也不过5%~10%左右,因此,采用热动-电磁式脱扣器的塑壳断路器也可以横装或水平安装。但脱扣器如是全电磁,横装时动作值误差高达20%~30%,鉴于此,装油杯脱扣器的塑壳式断路器只能垂直安装。万能断路器只能垂直安装,这与它的手柄操作方向有关,与弹簧的储能操作有关,且电磁铁释放、闭合装置、欠电压脱扣器等与重力关系比塑壳式的要大,另外,很多万能式断路器还有抽屉式安装,它们无法横过来或水平操作。对此,所有的万能式断路器都规定要垂直安装,且要求与垂直面的倾斜角不大于5°,考虑到矿山的实际地状况,倾斜度放宽到15°。

  上下进线如果导电连接(软联结),脱扣器与动、静触头,灭弧室,出弧口等不在一个平面,如DZ5线(断路器的“ON”上端接电源线,“OFF”下端接负载),也可下进线(“ON”上端接负载,“OFF”下端接电源)。但是大多数塑壳式断路器(如HSM1、DZ20、DW15型低压断路器自动合闸控制电路的改进四川石油管理局张宗勤辽阔的油气开发区内,石油企业各用电区低压配电室相当分散且大多无人值班,管理十分不便,尤其是系统停电后恢复送电工作特别麻烦。对此,笔者曾对某基地5座低压配电室内的DW15型低压断路器的电动控制合闸电路进行了改进,附图电路为其中之一,虚线框部分为新增内容。

  改进后的电路有以下特点:止多台断路器同时合闸对系统产生过大的冲击电流或系统停电后在短时间内突然恢复供电对部分用电器(如家用电冰箱等)造成损坏,必须对各配电室内的低压断路器根据具体用电情况分别设定不同的自动延时合闸时间。如附图中的时间继电器KT3的延时时间,可根据各断路器所带负载情况按顺序自由设定。考虑到DW15型低压断路器每完成一次预储能工作所需时间约5s,所以KT2的设定时间必须大于KT3的设定时间5s,但小于10s为宜。KT1的设定时间大于KT2的设定时间ls即可。该自动合闸控制电路还避免了以往靠手动按钮合闸,易使断路器长时间处于储能状态,造成储能弹簧变形不能可靠合闸的现象。

  的工作电源取自DW15型断路器的进线侧。当系统停电时,断路器失压跳闸,主触点进、出线侧同时失电,KT1各触点复位并创造自动合闸的条件;一旦系统恢复供电,断路器进线侧得电,按设定的延时时间自动合阐。

  因短路或过载发生故障跳闸时,由于其进线侧仍然带电,KT1原工作状态不变,延时常闭触点断开,使KT2不能得电,故断路器也不可能储能和自动合闸。只有当排除了故障并按动SB1后,KT1失电,其各触点复位,这时断路器才能按原设定的时间进行储能和自动合闸。

  另外,在工作电源正常的情况下,当自动合闸控制电路出故障时,可按住SB1将KT1、KT2或KT3从安装插座上拔出,即可利用SB2和SB3对断路器进行手动合闸操作。

  由于断路器长期处于无人操纵的自动工作状态,故应定期检其操作机构的电气元件及机械部件的情况,以确保断路器的安全运行。

  耗资少,经较长时间运行实践证明,其动作稳定可靠。

  (编辑伟明)TO、TG、H系列等)只能上进线而不能下进线,DW15 -630也是仅能上进线。其原因是:在短路电流被分断时,上进线的动触头上没有暂态恢复电压的作用,分断的条件较好。下接线时,因动触杆的前面(上进线时是后面)有软联结、双金属、发热元件等,动触头上有恢复电压,分断条件就严酷,燃弧时间要长,有可能导致相间击穿短路。由于动触头多半是利用一公共轴联动,其后紧连接着软联结和脱扣器,如果它们之间由于短路断开产生电离气体或导电尘埃而使其绝缘下降,就容易造成相间短路。只能上进线的断路器,倘因安装条件限制,必须下进线,则要降低短路分断能力,一般降20%~30%,预期短路电流大的多降,小的少降。

  5.成套装置断路器被安装于成套装置,如配电柜、分电屏等,当这些柜、屏通电后,其内的各种电器产品(如刀开关、接触器、断路器等)和接线铜排都要发热,以致柜体内的环境温度可达50~60尤。断-16-(304)路器的动作特性、温升试验和环境温度都有关系,例如HSMl、TO、TG、CMl系列整定温度都是+40T,环境温度高于+40,断路器要早动作,而环境温度低于+40,过载电流下也可能不会动作,因此,断路器制造厂的样本和说明书都提供了温度补偿曲线(或不同温度下的整定电流值)。不采用热动式过载长延时的脱扣器(如电子脱扣器或智能化脱扣器),则电子元件的工作点会随着温度的升高发生飘移。据此,提出降容系数的问题。我们阅了国内外资料和对HSM1塑壳式断路器的试验(将断路器置于50~60的烘箱中),各种壳架等级电流和额定电流在高温下的动作值表明,它们的额定工作电流值的降容系数在0.8-0.9之间。我们又对一种电子脱扣元件进行了测试(在+ 60下),其额定电流在1600A及以上的降容系数在0.8~0.95左右。

  (20000606收到修改稿)(编辑晓乐)fw

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