断路器相关计算说明(3)

2019-08-30 23:47

下级低压断路器之间无级联选择性)

3.低压断路器的灵敏度

为了保证低压断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在系统最小运行方式下,在其保护范围内发生最轻微的短路故障时能可靠动作。低压断路器保护的灵敏度必须满足《低压配电设计规范》(GB50054-95)规定其灵敏度应不小于1.3,即SP=Ik.min/Iop≥1.3,式中Iop—瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流,Ik.min—断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流或两相短路电流,SP--低压断路器的灵敏度。

在选用低压断路器时,还应注意对其灵敏度的校验,对于同时具有短延时和瞬时过电流脱扣器的选择性断路器,只需要校验短延时过电流脱扣器的动作灵敏度,不需要校验瞬时过电流脱扣器动作的灵敏度。

4.低压断路器的环境温度

低压断路器的过载保护依靠热脱扣器来完成,通常低压断路器的热脱扣器额定电流是制造商依据IEC898标准,在基准温度为30℃条件下整定的。热脱扣器是由一组双金属片制成,当线路发生过载,过载电流流过加热电阻丝而使双金属片发热变形弯曲,将搭钩顶开,使低压断路器触点断开。低压断路器的热脱扣器与环境温度是有直接的关系,若环境温度发生变化就会导致低压断路器的额定电流值发生变化,如表2所示。低压断路器一般是排列有序地固定在配电盘上,再安装在配电箱内。配电箱的安装方式分为明装和暗装两种,明装配电箱的散热效果优于暗装配电箱,暗装配电箱内的空气不宜对流,其散热效果较差,造成配电箱内因低压断路器的温升使周围环境的空气温度上升。所以,低压断路器的实际工作温度比周围环境的温度高出10℃~15℃左右。因此当环境温度大于或小于校准温度值时,我们必须根据制造商提供的温度与载流能力修正系数表,来修正低压断路器的额定电流值。

以C65N/H为例,如果低压断路器C65N/H单个安装,其周围环境为30℃,C65N/H的额定电流20A,则其实际工作电流为20A;如果低压断路器C65N/H单个安装,其周围环境为40℃,C65N/H的额定电流20A,则其实际工作电流为18.97A;如果多个C65N/H安装在配电箱内,其周围环境为30℃,C65N/H的额定电流20A,则其实际工作电流为16A;如果多个C65N/H安装在配电箱内,其周围环境为40℃,C65N/H的额定电流20A,则其实际工作电流为15.18A。由此我们可以看出,不同的环境温度和不同的安装方式对于低压断路器的实际工作电流值是有一定的影响。

5.低压断路器脱扣器的选择与整定

⑴低压断路器过流脱扣器额定电流的选择

低压断路器过流脱扣器的额定电流IN.OR不小于线路的计算电流I30,即IN.OR≥I30。

⑵低压断路器过流脱扣器动作电流的整定

①瞬时过电流脱扣器动作电流的整定。低压断路器所保护的对象中,有某些电器设备,这些电器设备在启动过程中,会在短时间内产生数倍于其额定电流的高峰值电流,从而使低压断路器在短时间内承受较大的尖峰电流。瞬时过电流脱扣器的动作电流Iop

o 必须躲过线路的尖峰电流Ipk,即Iop

o ≥Krel·Ipk,式中Krel为

可靠系数。在选用断路器时,应注意使低压断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流躲过尖峰电流,以免引起低压断路器的误动作;

②短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定。短延时过流脱扣器的动作电流Iop

s ,也应躲过线路的尖峰电流Ipk,即Iop

s ≥Krel·Ipk,式中Krel为

可靠系数。短延时过流脱扣器的动作时间一般分0.2S、0.4S和0.6S三种,按前后保护装置的保护选择性来确定,应使前一级保护的动作时间比后一级保护的动作时间长一个时间级差;

③长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定。长延时过流脱扣器主要是用来保护过负荷,因此其动作电流IopI30,即Iop

l 只需要躲过线路的最大负荷电流即计算电流

l ≥Krel.I30,式中Krel为可靠系数。长延时过流脱扣器的动作时

间应躲过允许短时过负荷的持续时间,以免引起低压断路器的误动作;

④过流脱扣器的动作电流与被保护线路的配合要求。为了不致线路因出现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损甚至失火,而其低压断路器不跳闸事故的发生,低压断路器过流脱扣器的动作电流Iop应符合公式的要求,Iop≤Kol.Ial,式中Ial—绝缘线缆的允许载流量;Kol—绝缘线缆的允许短时过负荷系数,对瞬时和短延时过流脱扣器,一般取4.5;对长延时过流脱扣器,做短路保护时取1.1,只做过负荷保护时取1。

如果不满足以上配合要求,则应改选脱扣器动作电流,或适当加粗导线或电缆线芯的截面积。

低压断路器的电流相关参数

断路器是配电系统中主要的保护电器之一,也是功能最完善的保护电器,其主要作用是作为短路、过载、接地故障、失压以及欠电压保护。根据不同需要,断路器可配备不同的继电器或脱扣器。脱扣器是断路器总体的一个组成部分,而继电器,则通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器、分励脱器来控制断路器。低压断路器一般由脱扣器来完成其保护功能。标明低压断路器电流特性的参数很多,容易混淆不清。在设计文件中,常常在标明断路器的电流值时,不说明电流值的意义,给定货造成混乱。要完整准确的选择断路器,清楚地标定断路器的各个电流参数是必要的。

1 断路器的额定电流参数国标《低压开关设备和控制设备 低压断路器》GBl4048.2—94(等效采用IEC947—2)对断路器的额定电流使用两个概念,断路器的额定电流1n和断路器壳架等级额定电流1nm,并给出如下定义:

——断路器的额定电流1n,是指脱扣器能长期通过的电流,也就是脱扣器额定电流。对带可调式脱扣器的断路器则为脱扣器可长期通过的最大电流。

——断路器壳架等级额定电流lnm,用基本几何尺寸相同和结构相似的框架或塑料外壳中所装的最大脱扣器额定电流表示。国标GBl4048.2—94中对断路器额定电流的定义与我们通常所说的概念有些不同。当我们提及“断路器额定电流”这一概念时,通常是指“断路器壳架等级额定电流”而不是“脱扣器额定电流”。例如当我们选择一只DZ20Y—100/3300—80A型断路器时,通常我们简单地说其额定电流为100A,脱扣器的额定电流为80A。多数低压断路器供应商所提供的产品资料中,也一般不提“断路器壳架等级额定电流”这一复杂的说法,而只给出“断路器额定电流”这一参数,其实就是“断路器额定电流”作为“断路器壳架等级额定电流”的一种简称,似乎较为合适。也许标准中对额定电流的定义与平时使用的不一致是导致混乱的原因之一。 “断路器壳架等级额定电流”是标明断路器的框架通流能力的参数,主要由主触头的通流能力决定,它也决定了所能安装的脱扣器的最大额定电流值。在选择断路器时,此参数是不可缺少的。

2 过电流脱扣器的电流参数断路器的脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路(电磁)脱扣器,并有长延时、短延时、瞬时之分。过电流脱扣器最为常用。过电流脱扣器其动作电流整定值可以是固定的或是可调的,调节时通常利用旋钮或是调节杠杆。电磁式过流脱扣器既可以是固定的,也可以是可调的,而电子式过流脱扣器通常总是可调的。过电流脱扣器按安装方式又可分为固定安装式或模块化安装式。固定安装式脱扣器和断路器壳体加工为一体,一旦出厂,其脱扣器额定电流不可调节,如DZ20型;而模块化安装式脱扣作为断路器的一个安装模块,可随时调换,灵活性很强,如MerlinGerin公司的NS型。标明过电流脱扣器的电流有以下几个参数:

——脱扣器额定电流1n,指脱扣器能长期通过的最大电流。

——长延时过载脱扣器动作电流整定值Ir,固定式脱扣器其1r=In,可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数,如1r=0.4~1×1n。

——短延时电磁脱扣器动作电流整定值Im,为过载脱扣器动作电流整定值Ir的倍数,倍数固定或可调,如Im=2~10×Ir。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。

——瞬时电磁脱扣器动作电流额定值Im′,为脱扣器额定电流In的倍数,倍数固定或可调,如Im′=1.5~11×In。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。

3 断路器的短路特性电流参数

3.1 额定短路分断能力Icn 断路器的额定短路分断能力Icn应采用Icu、Ics表示,在具体产品标准中确定。

3.2 额定极限短路分断能力Icu 额定极限短路分断能力Icu是断路器规定的试验电压及其它规定条件下的极限短路分断电流之值,它可以用预期短路电流表示。要按规定的试验程序o—t—co动作之后,不考虑断路器继续承载它的额定电流。 o—表示分断操作; co—表示接通操作后紧接着分断操作; t—表示两个相继操作之间的时间间隔,一般不小于3min。

3.3 额定运行短路分断能力Ics 额定运行短路分断能力Ics是指断路器在规定的试验电压及其它规定条件下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值,Ics是Icu的一个百分数。在按规定的试验程序o—t—co—t—co动作之后,断路器应有继续承载它的额定电流的能力。对于额定短路分断能力大于1500A的小型断路器,国标《家用及类似场所用断路器》GBl0963(等效采用IECB98)规定应进行额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics试验。当Icu≤6000A时,Icu=Ics,故只需


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