断路器的常用基本相关符号其合义及相互之间的关

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  断路器的常用基本相关符号其合义及相互之间的关Inm——断路器壳架等级电流A它所指的含义是本断路器内所能安装的最大开关及脱扣器电流值。In——断路器的额定电流A它所指的含义是该断路器内选用的额定热动型脱扣器电流值在不可调固定式热脱扣器中InIr1。Ir1——断路器的长延时整定电流A它所指的含义是该断路器的过载保护脱扣器所整定的电流值。Ir2——断路器的短延时整定电流A它所指的含义是该断路器的短延时脱扣器整定的电流它的数值在电子可调式脱扣器中为212Irl左右可调。Ir3——断路器的瞬时整定电流A它所指的含义是该断路器瞬时脱扣器整定的电流它的数值在不可调固定式脱扣器中配电型为5Irl、10Irl两种电动机保护型为12Ir1在电子可调式中为416Irl左右可调。Ir4——断路器的单相接地整定电流A它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生单相接地故障时接地保护脱扣器整定的电流值它的数值为0.20.6Irl左右可调。Ire——断路器的漏电动作电它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生不正常泄漏电流时漏电保护脱扣器整定的电流值。它的数值为0.03/0.1/0.3/0.5A几种。Ir0——断路器预报警动作电流A它所指的含义是该断路器负载电流超出预先设定的电流时预报警装置发出报警指示信号它的数值为0.5lIr1左右可调。Ir2——短延时脱扣器的脱扣时间整可调时间为0.050.45s。3.MCCB的额定分断能力Icu、Ics根据IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》GBl4048.2规范低压断路器的分断能力有两个标准一个是极限短路分断能力Icu它所表示的意思是断路器按试验循环分断此电流后不考核继续承载电流的能力也就是不再能接着使用了。另一个是运行短路分断能力Ics它所表示的意思是断路器分断此电流后需继续承载额定电流。也就是排除一些故障后能继续在线路中使用。这二个数值均是周期分量的有效值。在制造商和设计资料中一般Ics用Icu的数表示。按断路器的制造规范有Ics25、50、75、100Icu四档标准比值并化整到最接近的整数。这二个分断能力数据是我们在选用MCCB、校验分断能力时必不可少的。在断路器的制造商样本中一般提供的是Icu按照设计规范要求低压断路器的开断电流Ifd应大于负荷侧短路电流最大值Id。这就产生一个问题到底是选用Icu还是Ics作为Ifd。作者觉得当该断路器用于较重要的配电线路或设备排除短路故障后要求迅速恢复供电的应当按Ics数值来考虑。如果是一般的配电回路即可按Icu数值来考核。对于动作时间小于0.02s的MCCB也按Icu数值来考核即可。实际上在有关设计手册上介绍对于此时的低压断路器的分断能力检验要求是断路器的分断能力冲击电流有效值或峰值电流应大于短路开始第一周期内的全电流有效值或峰值。4.短时耐受电流Icw在具有三段保护特性的MCCB中还有一个电气参数就是额定短时耐受电流Icw它所表示的意思就是我们过去通常称的动热稳定电流的概念即在1s的时间内耐受的电流值耐受后不影响该断路器的接着使用。它主要是考核断路器在短延时状态下要继续保证断路器自身的电气参数不变外壳及构件不变形。在二段保护特性的MCCB中无此项数值。5.保护类别A传统MCCB采用的是热保护加电磁后备保护只可实现过载延时和短路瞬时动作的基本保护功能即具有二段保护特性。因此在短路条件下无选择性可言一般只能用作馈电断路器而不能作为主断路器使用。由于目前已经有了具有成熟的过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作的三段可调式保护特性的大容量、高分断MCCB使MCCB既可作为主断路器使用也可用于各级中并有较好的选择性。因此把MCCB按使用类别分为非选择性断路器类别为A选择性断路器类别为B。6.额定短路接通能力Icm在制造厂规定的额定工作电压、额定频率以及一定的cosφ对于交流或时间常数对于直流下断路器的接通短路电流的能力值用最大预期峰值电流表示。对交流断路器而言额定短路接通能力应不小于额定极限短路分断能力乘以表1中所列系数N的乘积对于直流Icm应Icu。N为短路接通能力/短路分断能力表中所列为要求的最小值。Icm持续的时间应0.05s即断路器应在短延时脱扣器的最大延时范围内保持闭合的能力此时它的瞬时脱扣器不动作而由下级开关瞬动切除短路故障或本级短延时时间到由本开关切断短路故障从而保证系统的选择性保护。此电气参数在国内制造商的样本中很少提及在国外一些品牌MCCB的设计手册中偶有提及它是MCCB制造商的考核指标之7.保护特性与选择性根据被保护对象和用途MCCB分为5类配电用、保护电动机用、“三防”场合用、船用及核电工业用。在一般建筑电气设计中常用的为前二类后三类为特殊场合用本文不作赘述。在有关厂商提供的设计样本中明确要求设计人员在断路器的型号、规格一栏中标注是配电用还是电动机保护用。由于一般的标注中配电用可不标而电动机保护用则必须用一个代号表示但一些设计人员省略了这一代号导致了一些保护电动机场合用的MCCB错误选用了配电用MCCB这就带来了隐患。各位明白电动机在起动瞬间有一个57In维持的时间为1020s的启动尖峰电流。避开电动机起动时所引起的这个尖峰电流保护单台电动机的断路器要有个7.2倍Irl下的可返回时间电动机实际起动时间的考核指标。对于接有几台电动机的配电线下的可返回时间线路中最大起动电流的电动机的起动时间。可返回时间一般有l15s数档在设计时可按电动机实际起动时间选用其中的一档。因此这二类断路器的使用条件、保护特性存这样的一个问题。A类与B类MCCB的瞬时脱扣器保护功能不完全一样。B类断路器的瞬时和短延时脱扣器各司其职它的短延时脱扣器是保证上下级断路器之间的动作选择性而瞬时脱扣器作为特大短路时保护线路用瞬时切除故障。各设计手册在谈到断路器为配合上、下级的选择性要求上一级的动作电流大于下一级动作电流的12倍但没明确是哪个脱扣器之间的配合。作者觉得对于B类的MCCB由于短延时脱扣器之间有时间级差己保证了选择性故不需要再配合对于上级为B类的MCCB下级无论有很大的差异以CMl为例见表2、3。于MCCB过电流脱扣器的整定与计算本文不作具体介绍可参照有关设计手册但要注意以下三个问题因为MCCB瞬时动作的动作时间为全分断时间约20ms左右而电动机启动电流有周期分量和非周期分量其峰值约为电动机启动电流的1.82.0倍维持的时间约为30ms左右所以选用A类MCCB瞬时脱扣器动作电流时要注意为A、B类断路器的瞬时脱扣器因为上级的动作电流已大于下级断路器保护范围的最大短路电流的1.1倍故也不需要配合当上、下级均为A类MCCB的瞬时脱扣器时由于脱扣器均按躲过本线路上的尖峰电流原则整定动作电流而上下两段线路的尖峰电流一般相差较小若上一级不大于下一级瞬时动作电流1.2倍以上有可能是在发生短路时上下级同时动作破坏了选择性因此在这样的一种情况下必须配合。8.隔离功能根据IEC947及GBl4048《低压断路器》中规定保证触头间达到规定隔离距离的断路器才能适合兼作隔离开 关。这一条强调了并不是所有的断路器均能作为隔离电器使用的特别是MCCB。由 于结构紧凑有时较难满足隔离器爬电距离、空气间隙等参数要求。因此在制造厂商 的样本中若指明本断路器有隔离功能我们才可在设计中把本断路器兼作隔离器或把 所有脱扣器取消单独作为一个隔离开关使用。 9.四极断路器 关于四极断路器的使 用场合以CMl为例 四极MCCB分为A、B、C、D四种。 A型——N极不安装过电流 脱扣器且N极始终接通不与其它三极一起合分。 B型——N极不安装过电流脱扣器 且N极与其他三极一起合分。 C型——N极安装过电流脱扣器且N极与其他三极一起 D型——N极安装过电流脱扣器且N极始终接通不与其它三极一起合分。这里有两个问题要注意 在用四极MCCB的场合一定要注明是选用产品中哪一种因为同为四极但在N线上有无安装过电流脱扣器其作用和目的是不同的。N线上安装过 电流脱扣器它可以用在三相四线配电的单相负荷为主的线路中或使用在产生大量谐 波的非线性负荷如气体放电灯可控硅调光、调速 线路中或其它有一些有特别的条件的 场合。一般设备回路可选用N线不装过电流脱扣器的MCCB。 实际上A、D两种虽然称为四极断路器但它的N极始终接通并不随其它三极一起合分因此此类MCCB 俗称“假四极”与三极MCCB无本质的区别它比三极唯一有用的是在成套柜中线路的 进出可能方便一些。因此这类MCCB只能适合应用在三极的场合。若选择错了不 但起不到保护作用反而要出大问题这个是目前设计和使用中最紊乱的一个问题应引 起大家重视。 10.电源端和负载端 目前国产的MCCB一般电源只能是上端子进线电 下端子出线负载端它的额定分断能力也是在这样的情况下测得的。这是由 MCCB的灭弧性能所决定的。国外一些产品由于它在有关灭弧系统方面与传统的 MCCB灭弧有很大的改进能做到电源端和负载端互换而分断能力不受影响。在工 程中若遇到特殊情况要求下进、上出或作为联络断路器使用作者觉得首先应选用电 源端和负载端可互换的产品万不得已则必须严格按照制造厂商提供的有关降容系数 换算一般降低2030左右 选用合格的MCCB。 11.限流型断路器 限流型断路器是目 前低压断路器中应用很广泛的当断路器的负载出现短路时由于断路器具有极快的分 断速度在短路电流未来得及达到预期峰值前即被切断使实际短路电流产生的能量比 预期能量减少使得电网、用电电器受到的机械应力及热耗大大减小。限流型断路器 比一般断路器多一个限流系数概念它就是指实际分断电流峰值与预期短路电流峰值 之比。一般限流型断路器具有快速断开和限制短路电流上升的特点非常适合于可能 发生特大短路电流的网络中。但正因为限流断路器在短路电流大于或等于其瞬时脱 扣器的整定值时将会在数毫秒内脱扣故一般不宜用于有下级断路器情况下的选择性 保护。实际上在断路器制造商的产品样本与设计使用手册上对限流型断路器的使 用类别均标明为“A”。 12.级联保护 级联保护技术是断路器限流特性的应用形式它 利用上级断路器QFl的分断能力大于或等于下级K点预期短路电流的特点见图1 下级选用的额定分断能力低于K点预期短路电流的断路器时通过线限流型断路器进行限制使原来QF2分断不了的短路电流由QF1和QF2同时分断 这样可使QF2较顺利地分断比它额定分断能力要大的短路电流无形中下级断路器的 实际分断能力大大相对“增强”了。 但级联保护也是有一定要求的。必须是QF2的分 断能力至少要大于K处最大预期短路电流的50只有这样才可以符合《民规》第8.6.25条 “两个保护电器特性的配合应使短路时通过的能量不致造成负荷侧保护电器和导线 的损坏”的规定。而级联保护是用牺牲部分选择性保护的方法来解决断路器分断能力 不够的问题是迫不得已的做法应慎重决定再说现在低压断路器的分断能力越做越高 同一壳架等级的低压断路器也多有高、中、低几种分断能力可供选择对于目前一般 低压电网的配电要求来说应当足够有余故作者觉得非万不得己最好还是不要采用级联保 13.使用环境和温度目前的建筑电气设计中为了节约有限的空间和提高设备互换 性以及生产厂商的标准化生产大量使用低压抽出式成套开关设备这些低压断路器通 常安装于空间很紧凑的抽屉内由于动力配电中心PC 一个柜内可安装小容量的 MCCB多达十几个因此发热量较大。笔者建议对这类配电设备最好优先采用零飞弧、 热脱扣器有温度补偿的MCCB不然的话一定要注意热脱扣器受气温变化的影响切断短 路电流时断路器喷出的电弧引起的放电等问题。并且不要疏忽断路器在成套柜中的 降容系数一般为0.85左右。 电动机作为一个终端设备通常使用于配电网络的末端一 般30kW左右的小型电动机的短路电流多不大不会超过10kA。但是目前一些工矿企 业为减少传输过程中的电能损耗往往将电动机的保护断路器放置于变配电站内的