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各种断路器选择原则.docx

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  • 卖家[上传人]:s9****2
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  • 上传时间:2023-02-24
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    • 断路器选择的原则摘要:最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用(照明、 家用电器等)三大类以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型 和家用及类似家用保护型的断路器这三类断路器的保护性质和保护 特性是不相同的关键词:断路器 选用原则 使用要点一、不同的负载应选用不同类型的断路器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用(照明、家用电 器等)三大类以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用 及类似家用保护型的断路器这三类断路器的保护性质和保护特性是 不相同的一)、对配电型断路器而言,它有A类和B类之分:A类为非选择型 B 类为选择型所谓选择型是指断路器具有过载长延时、 短路短延时和短路瞬时的三段保护特性 万能式(又称框架式) 断路器中的DW15系列、DW17 (ME)系列、AH系列和 DW40、DW45系列中大部分是B型,而DZ5、DZ15、 DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式 DW15、 DW17 的某些规格因仅有过载长延时 、短路瞬时的 二段保护,它们是属于非选择型的A类断路器选择性保护, 如图 1 所示图1当F点短路时,只有靠近F点的QF2断路器动作,而上方位的QF1 断路器不动作,这就是选择性保护(由于 QF1 不动作,就使未发生 故障的 QF3、QF4 支路保持供电)。

      如果 QF2 和 QF1 都是 A 类断路器,则 F 点发生短路,短路电流值 达一定值时, QF1、QF2 同时动作 , QF1 断路器回路及其下的支路 全部停电,就不是选择性保护了能够实现选择性保护的原因是, QF1 为 B 类断路器,它具有短路短 延时性能,当 F 点短路时, 短路电流流过 QF2 支路,也流过 QF1 回路, QF2 的瞬时动作脱扣器动作(通常它的全分断时间不大于 0.02s即<0.02s),因QF1的短延时,QF1在0・02s内不会动作(它的短延时>0・1s或0・2、0・3、0・4s)在QF2动作切断故 障线路时,整个系统就恢复了正常可见,如果要达到选择性保护的要求,上一级的断路器应选用具有三 段保护的B型断路器二)、对于直接保护电动机的电动机保护型断路器,它只要有过载 长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了,也就是说它可选 择A类断路器(包括塑壳式和万能式),DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配电保护 的性能外,它们的630A及以下规格均有保护电动机的功能三)、家用和类似场所的保护(过去又称它为导线保护或照明保护), 也是一种小型的A类断路器,其典型产品有C45N、PX200C、 HSM8等等。

      配电(线路)、电动机和家用等的过电流保护断路器,因保护对象(如 变压器、电线电缆、电动机和家用电器等)的承受过载电流的能力(包 括电动机的起动电流和起动时间等)有差异, 因此,选用的断路器 的保护特性也是不同的1)表 1为配电保护型断路器的反时限断开特性表1通过电流整定电'名称流倍数约定时间/h?/n<63AZn〉63A约定不脱扣电流1・05Zn>1>2约定脱扣电流1.301 nV1V2返回特性3・0In可返回时间/s电流5812注:可返回特性:考虑到配电线路内有电动机群,由于电动机仅是其 负载的一部分,且一群电动机不会同时起动,故确定为3In (In为 断路器的额定电流,/n>?/L,?IL为线路额定电流),对断路器进 行试验,当试验电流为3In时保持5s (In<40 A时),8s (40AVInV250A时),12s (In〉250A时),然后将电流返回至In, 断路器应不动作,这就是返回特性2)表 2为电动机保护型断路器的反时限断开特性表2通过电流名称整定电流倍数约定时间约定不脱扣电流1・0In>2h约定脱扣电流1・2InV2h注:*按电动机负载性质可以选2、4、8、12min之内动作,一般 的选2〜4min。

      7・2Zn也是一种可返回特性,它必须躲过电动 机的起动电流(5〜7倍In), Tp为延时时间,按电动机的负载性 质可选动作时间 Tp 为 2sVTpS 10s、4sVTpS10s、6sVTpS20s 和 9sVTpS30s, —般选用 2s1h不脱D>63n>2h扣B、C、<631.45IV1h脱扣D>63nV2hB、C、<322.55I1s 〜60s脱扣D>32n1s〜120sB3In不脱扣C所有值5InA0・ 1sD10InB5InC所有值10InV0.1s脱扣D50In注:B、C、D型是瞬时脱扣器的型式:B型脱扣电流〉3〜5Zn, C 型脱扣电 流〉5〜10Zn, D型脱扣电流〉10〜50In。

      用户可根据保 护对象的需要,任选它 们中的一种5)B 类断路器的短路短延时特性DW15型断路器:3〜10In (Inm为1600A时,Inm为壳架等级 电流),3〜6In (Inm为2500A、4000A时),短延时时间为0.2 或0・5sME型 断路器:3〜12In,短延时时间0〜0・3s可调DW45 型断路器:0.4〜15In,短延时时间0・1、0.2、0.3和0・4s可调 在进行工程设计时,应根据不同的负载对象来选择不同保护特性(如 上所述)的断路器,以免 因选用不当造成严重后果在实践中最容 易混淆的是电动机负载保护误选为配电保护型或家用保护型小型断 路器(MCB)也有电动机保护型,如天津梅兰日兰的C45AD等,它 们的保护 特性应符合表 2二、选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路 电流( 当 I 在相同的情况时)的需要断路器的选用原则是:断路器的短路分断能力〉线路的预期短路电 流假设某电源(SL7 10/0・4kV变压器)的容量为1600kVA,二次电 流为2312A,其出线端5m处的 短路电流为42・96kA某一支路 的额定电流为125A,由于此支路离变压器很近,如在10m处,则 此支路的断路器需要考虑采用 HSM1_125H 型塑壳式断路器(它的 极限短路分断能力为400 V、50kA)。

      但是离变压器50m处,由 于汇流排等的电阻和电抗值影响, 50m 处的短路电流已经 降到34.5kA,而100m处,降为28.8kA对此就可选择HSM1_125M 型塑壳式断路器(它的极 限短路分断能力为 400V、 35kA)现在国内许多断路器生产厂家,对同一壳架等级电流的短路分断能力分为E、S、M、H、L (杭州之江开关厂的HSM1系列)或C、L、 M、H (常熟开关厂的CM1系列)或S、H、R、U (天津低压电器 公司的TM30系列)等级别其中,E为型,S为标准型,M为中短 路分断型,H为高分断型,L为限流型,C为经济型,L为低分断型; M为高分断型,H为超高分断型;S为标准型,H为高分断型,R为 限流型, U 为超高分断型以 HSM1_125 型塑壳断路器为例, E 型的极限短路分断能力为400V、15kA, S 型为 400V、25kA , M 型为 400V、35kA, H 型为400V、50kA它们的价格也相差很大,如以E型为1则S 型为 1. 2, M 型为 1.4, H 型为 2,即购买一台 H 型的断路器的钱, 可以购买二台E型用户在设计选用时,不必人为地加上所谓保险 系数,以免造成浪费。

      三、关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受 电流极限短路分断能力(Tcu):是指在一定的试验参数(电压、短路电 流、功率因数) 条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短 路电流,经此通断后,不再继续承载其额定电流的分断能力它的试 验程序为0—t(线上)C0 (“0”为分断,t为间歇时间,一般为3min, “CO”表示接通后立即分断)试检后要验证脱扣特性和工频耐压运行短路分断能力(Tcs):是指在一定的试验参数(电压、短路电 流和功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还要继续承载其额定电流的分断能力,它的试验 程序为O—t (线上)CO—t (线上)co短时耐受电流(Tcw):是指在一定的电压、短路电流、功率因数下, 忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而断路器不允许脱扣的能力,Zcw 是在短延时脱扣时 ,对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标, 它是针对B类断路器的,通常Icw的最小值是:当InS2500A时, 它为 12In 或 5kA,而 In〉2500A 时,它为 30kA ( DW45_2000 的 Icw 为 400V、 50kA, DW45_3200 的 Icw 为 400V、 65kA)。

      运行短路分断能力的试验条件极为苛刻(一次分断、二次通断),由 于试后它还要继续承载额 定电流(其次数为寿命数的 5%),因此 它不单要验证脱扣特性、工频耐压,还要验证温升IEC947_2 (以 及1997新版IEC60947_2)和我国国家标准GB140482规定, Ics可以是极限短路分断能力Icu数值的25%、50%、75%和 100% (B类断路器为50%、75%和100%,B类无25%是鉴于 它多数是用于主干线保护之故)上文提到的选择断路器的一个重要原则是:断路器的极限短路分断能 力〉线路的预期短路电流,这个断路器的短路分断能力通常是指它的 极限短路分断能力无论A类或B类断路器,它们的运行短路分断能力绝大多数是小于 它的极限短路分断能力Icu的A 类:DZ20 系列 Ics = 50%〜77%Icu, CM1 系列 Ics=58%〜7 2%Icu, TM30 系列 Ics = 50%〜75%Icu,(个别产品 Ics=Icu)B类:DW15系列Ics = 60%左右的Icu,(个别的如630AIcs= Icu,但短路分断能力仅400V时30kA), DW45系列Ics= 62.5%〜80%Icu?。

      不管是A类或B类断路器,只要它的Ics符合IEC947_2 (或 GB14048・2)标准规定的Icu百分比值都是合格产品用户在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力 >线路预期 短路电流就能满足要求了,对线路本身来说,例如上面举例的变压器 容量为1600kVA的线路,可能出现的短路电流约为43kA,它是仅离 变压器距离为5m,且把刀开关、互感器和断路器的内阻均看成零来 计算的(短路电流因此比实际情况偏大)这种短路的机率极小在 选用断路器时,只要它的极限短路分断能力〉43kA,譬如50kA就 足够了经过“0”一次、“C0”一次就完成了它的使命,必须更换新的 断路器,而运行短路分断能力,例如为50%的Icu,也达到25kA , 它既可以实现一次分断,二次通断(在2。

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