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电气工程之断路器基础知识
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发布时间:[2010/6/19]
 

低压断路器用作交、直流线路的过载、短路保护,被广泛应用于建筑照明、动力配电线路、用电设备作为控制开关和保护设备,也可用于不频繁起动电动机以及操作或转换电路

1.种类

  (1)万能式断路器 

  (2)塑料外壳式断路器 

  (3)电动斥力式限流断路器 

  (4)剩余电流保护断路器 

  (5)直流快速断路器

  (6)灭磁断路器 

2.低压断路器的选用要点

    表示低压断路器性能的主要指标有分断能力和保护特性。

    分断能力是指开关在指定的使用和工作条件及在规定的电压下接通和分断的最大电流值(kA)。

    保护特性主要分为过电流保护、过载保护和欠电压保护三种。

(1)额定电压

      断路器的额定电压应大于线路额定电压。主要是交流380V或直流220V的供电系统。按线路额定电压进行选择时应满足下列条件:

(4-10-5)

式中     ——低压断路器的额定电压,V;

       ——线路的额定电压,V。 

(2)额定电流

      断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流应大于线路计算负荷电流。当按线路的计算电流选择时,应能满足下式:

(4-10-6)

式中     ——低压断路器的额定电流,A;

           ——线路的计算电流或实际电流,A。

      如果环境温度低于+40℃,则电器产品温度每低1℃,允许电流比额定电流值增加0.5%。但增加总数不得超过20%。

10.5  低压断路器

      断路器的保护定值

     (1)长延时脱扣器的电流整定值,动作时间可以不小于10s;长延时脱扣器只能作过载保护。

     (2)短延时脱扣器的电流整定值,动作时间约为0.1~0.4s;短延时脱扣器可以作短路保护,也可以作过载保护。

     (3)瞬时脱扣器的电流整定值,其动作时间约为0.02s。瞬时脱扣器一般用作短路保护。

10.5  低压断路器

      (3)瞬时过电流脱扣器的整定电流

      瞬时脱扣器的动作时间为0.02s左右。

   瞬时或短时过电流脱扣器的整定电流应能躲开线路的尖峰电流。

      1)负载是单台电动机,整定电流按下式计算

(4-10-7)

式中    ——瞬时或短时过电流脱扣器整定电流值,A;

          ——可靠系数,对动作时间大于0.02s的断路器,K

                 取1.35,对动作时间小于0.02s的断路器K取

                 1.7~2.0;           

          ——电动机的起动电流,A。

10.5  低压断路器

       2)当配电线路不考虑电动机的起动电流时,按下式计算整定值

(4-10-8)

式中     ——配电线路的尖峰电流,A;

           ——可靠系数,一般取1.35。

      3)当配电线路考虑电动机的起动电流时,按下式计算整定值

(4-10-9)

式中     ——正常工作电流和可能出现的自起动电机

                  的起动电流的总和,A。

10.5  低压断路器

    (3)短时过电流脱扣器的整定电流

    确定本级断路器短延时过电流脱扣器动作电流的整定,应与下一级开关整定电流选择性配合。本级动作整定电流应大于或等于下一级低压断路器短延时或瞬时动作整定值的1.2倍。若下一级有多条分支线,则取各分支路低压断路器中最大整定值的1.2倍。

10.5  低压断路器

     (4)长延时过电流脱扣器整定电流 

      长延时过电流脱扣器整定电流应大于线路中计算电流

(4-10-9)

式中     ——过电流脱扣器的长延时动作整定电流值,A;

            ——可靠系数,一般取1.1;

       ——线路的计算电流,单台电动机是指电动机的额定电流,A。 

10.5  低压断路器

    校验一:长延时过电流脱扣器在配电线路过载时的可靠性。如对电动机进行保护,则电动机在过载 20%时应使保护装置动作;

    校验二:在配电线路出现尖峰负荷时或在电动机起动时,长延时过电流脱扣器不误动。脱扣器在3倍整定电流值下的可返回时间,取决于线路中尖峰电流的持续时间,也就是线路中最大容量的异步电动机直接起动的持续时间。

    一般情况下,电动机的轻载起动时间不超过2.5~4s,电动机满载起动时间不超过6~8s,个别电动机重载起动时间达15s。返回时间越小,说明线路电流大于长延时脱扣器整定电流值的倍数越高,保护装置的动作越快。 

10.5  低压断路器

       (5)分断能力

       1)断路器额定短路分断能力应大于线路中最大短路电流。

       2)断路器的额定极限短路分断能力应大于断路器额定运行短路分断能力(对于直流电流线路,两者的数值相同)。分断能力是指低压断路器在规定的试验(如电压、频率、线路其它参数等)条件下,能够接通成切断短路电流的数值。分断能力用电流有效值(kA)表示。

       3)断路器额定运行短路分断能力应大于线路中最大短路电流。

       4)断路器的额定短时耐受电流(0.5s、3s)应大于线路中短时持续短路电流。

10.5  低压断路器

      当分断能力不够,一般的线路,可用有填料式熔断器(RT0)来替代低压断路器。对于特别重要的供电线路,应采用更大容量的低压断路器

10.5  低压断路器

     (6)断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

     (7)直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向(极性)、短路电流上升率。

     (8)剩余电流保护断路器需选择合理的剩余电流动作电流和剩余电流不动作电流。注意能否断开短路电流,如不能断开短路电流则需要适当的熔断器配合使用。

     (9)灭磁断路器选择时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。

 
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