探析低压断路器的选择及应用

前期管理 2018-03-07 09:53:33
  引言 
  低压断路器是构成低压电力系统的重要组成部分,是直接保证供电回路安全的重要设备。选型不合理,可能使被保护设备或线路在发生故障时烧毁起火。在设计中合理选择断路器类型,做好选择性配合,将大大提高配电系统的可靠性、安全性和经济性,所以低压断路器如何选用得安全、经济、合理显得尤为重要。 
  1 断路器选型的基本要求 
  断路器主要作用是保护电器以及隔离线路负载,一般情况下要满足以下的基本要求:1)断路器的选择要满足线路的负载性质。在进行断路器的选择时首先要准确了解其性能,以此来整定电器的参数值,具体的标准要符合《低压配电设计规范》;2)选择合适的断路器要综合考虑交流,频率,以及直流,电压值等因素,并且要以回路的额定电压以及额定频率为选择的依据;3)确定负载电流值,并以此来确定低压断路器的整定电流;4)选择合适的断路器要考虑周边的环境因素,例如周边环境的环境温度、湿度以及地势的海拔高度,此外还要综合考虑环境的污染等级以及承受冲击振动等因素;5)依据回路短路的准确参数值确定断路器应有的通断能力以及动稳定和热稳定能力;6)根据系统的选择性保护要求,确定上、下级断路器的匹配。 
  2 低压各级断路器的选用原则 
  低压断路器选用的主要原则有:1)断路器的选用要满足断路器自身的负载性质以及故障类别的基本要求;2)断路器的额定电压值和频率要与其所在回路的标称电压以及标称频率相适应。除此之外,正常运行时要能够保证低压断路器工作的额定电流值要大于其所在回路的负载计算电流值;3)选择合适的低压断路器时要充分考虑周边的环境条件;4)在短路情况下,低压断路器要能够符合动稳定以及热稳定的基本要求。要保证低压配电系统的正常运行,我们首先要能够满足断路器上、下两级之间的选择性动作。在实际工作中,上级的断路器较多的都会选择使用选择性断路器,而下级断路器较多会选择使用非选择性的断路器,这样的选择使用能够利用延时动作来获得选择性。 
  3 低压各级断路器的整定原则 
  为保证低压配电系统的安全性以及可靠性,其整定要遵循一定的原则:1)断路器在正常运行状态和用电设备正常启动时,其所装设的保护不应动作;2)实现保护作用,因此在有效的时间内有效地切除故障电路,满足规范最基本的要求;3)低压配电系统上下各级之间的保护动作特性要能够彼此相互配合,协调进行工作,发生动作要有选择性的进行,当线路故障出现时,首先要先将离故障发生地点最近的断路器保护切断,而靠近电源侧的上级保护此时不应发生动作,要在最短时间内尽可能地缩小断电的线路范围。 
  4 低压断路器的具体选择和应用 
  4.1 电动机回路 
  电动机回路可选择电动机保护型断路器,也可以选用一般配电保户型断路器,电动机保护型断路器有过载保护,过载保护有1.2In、1.5In、7.2In,短路瞬时保护动作保护为12In,这种断路器的额定电流In=IM,一般配电保护型断路器仅能作电机短路保护,线路过载保护采用热继电器,由于这种配电型断路器无法躲过电动机起动电流的可返回特性,为了避免电动机起动时断路器动作,电动机可采用Y―△起动或降压起动,所以它的额定电流取得比较高,一般电动机额定电流IM≤50A时,断路器选用额定电流In≤3IM,当IM>50A时,In≤2.5IM,断路器的额定短路分断能力应大于等于电动机的短路电流。 
  4.2 电容器回路 
  电容器也称容电器,对于电容器短路保护,最普遍的采用熔断器,或者采用容电器,它的短路保护选择塑料外壳式断路器,电容器的选择必须符合以下三个要求:1)应能承受电容器产生的涌流;2)保护开关断路器应有不重燃性;3)断路器的短路分断能力应大于电容器的短路故障电流。电容器合闸投入运行时,由于端电压不能发生突变(由零变到额定电压)其情况类似短路,因此有较高的频率和较大的幅度的涌流。单个电容器的涌流值按公式计算IM=Ic,式中IM为涌流峰值,Ic为电容器电流。为了控制电容器开断时的过电压和合闸涌流,集中补偿的电容器一般是装有切换电阻后,将涌流峰值降下来,加装切换电阻后,峰值涌流可降到16Ic。有效值为11.3Ic因此选用断路器额定电流In=(1.3~2.0)Ic,对于断路器来说,假如它的瞬时动作电流假定值为10In,则完全可以避过电容器的峰值电流IM。用塑料外壳式断路器作电容器的保护时,断路器的额定电流较常见的是In=1.5Ic,断路器的额定工作电压应大于等于电容器的工作电压。 
  4.3 焊接回路 
  交流点焊机,电弧焊机等焊接工作电流是间断的、脉冲的,所以选用焊接断路器但必须用焊接工作电流计算才能确定。设:电弧焊机或点焊机的最大工作电流Ia由于间断工作,即某一时刻工作电流Ia=0,热等效等值电流为Ie,所以不工作时电流:Ia=Ie,工作电流Ia所引起的发热是按一齿形波规律。但是在大部分时间内热等效连续电流超过热平均温度电流,为了防止断路器的过载长延时托扣器误动作。一般选择断路器的额定电流In时,In=(1.2~1.3),Ie对于多台同类型电焊机,它们最大工作电流为Ia,设其有几台,则Ie=Ia=NIa,电源为三相四线制时,总干线的断路器额定电流In=NIa,不同参数的焊接机选择断路器分行计算。应该说明:断路器是安装在电焊变压器的一次侧(原边)的。 
  4.4 可控硅整流回路 
  可控硅整流回路的交流侧安装断路器,断路器的额定电流≥1.4IL(IL为整流设备的额定电流),三相全波整流变压器一次侧的畸变率为30%,因此,不宜选用全电磁型(油杯式)断路器,只能选择开断速度快,全分断时间短的热动―电磁型塑壳式断路器。 
  5 低压断路器脱扣器的选择 
  依据相关规定,一般的低压断路器过流脱扣器的额定电流IN.OR应大于线路的计算电流I30,即IN.OR≥I30。 
  为了保证正常运行,避免线路因出现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损引起失火现象,低压断路器过流脱扣器的动作电流lOP应满足公式的规定要求,lOP≤KOL・Ial,其中Ial绝缘线缆的允许载流量;Kol一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。 
  结束语 
  总而言之,做好低压配电线路断路器的选择,对一些重要负荷回路显得尤为重要,所以该环节应该引起设计人员的重视,全面、准确地理解相关规范中的各项要求,确实做到配电系统的可靠性、安全性和经济性。
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