浅谈小型断路器分断试验
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浅谈小型断路器分断能力改进发布时间:2022-05-10T09:24:05.319Z 来源:《探索科学》2022年1月下作者:胡陈键朱家逵蔡慧茂胡云霞[导读] 中小型断路器主要应用于办公室、居室和各类建筑中的照明、供电等管线及装置,容量大范围较广。
浙江人民电器有限公司胡陈键朱家逵蔡慧茂浙江乐清 325604温州长江汽车电子有限公司胡云霞浙江温州 325000摘要:中小型断路器主要应用于办公室、居室和各类建筑中的照明、供电等管线及装置,容量大范围较广,并具备过载与短路运行维护的功能,亦可用作电路在不经常性通断时使用和切换使用。
中小型断路器为我国"CCC"的强制认证产品,质量关乎千家万户,直接关乎着广大公众的身命财产安全。
由于断路器能够在电路出现危险情况时及时断开电流,从而有效地降低了危害事件的出现。
当人类看到断路器将电流断开时,就会及时检查电路,所以将断路器及时断电这一动作就会对人类产生一种警示的效果,让人类有效地处理了电路危害问题。
关键词:断路器;分断能力;改进措施目前国内大中型企业约占企业总量的百分之八,小中型企业约占企业总量的百分之二十,小微企业约占企业总量的百分之七十二。
行业内小企业数量较多,但开发创新能力相对薄弱,没有较先进的生产工艺技术装备和检验设施,员工流动大,在原料进货环节也缺乏有效的质量控制措施,质量不稳定因素较多。
小型断路器的关键安全性技术指标,主要涉及产品耐热性、抗异常发热和抗燃、温升测试及功率检测、脱扣特性、运行短路能力,而上述技术指标重点针对产品的电力安全性与防护功能二个方面的质量状况加以检验。
其中直流或限流熔断器能力越高的断路器就更能够保障线路的安全性,而在某些安全条件更多的场合对断路器分断能力的需求也是很大的。
1.小型断路器分断能力弱受国内外市场经济因素的影响,中小型断路器的分断力量通常和产品价格相挂钩,价格低的直流限流熔断器力量较弱,而产品价格高的直流限流熔断器力量较强,这也可能造成了在某些市场经济条件比较不成熟的地方,人们考虑到生产成本的影响而选用产品价格较低分断力量较弱的中小型断路器。
断路器分断能力的选择和使用最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。
据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。
一、线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。
因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%)。
(2)、GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”,若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在150KW,且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
(3)、变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路),当副边达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。
因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。
(4)、变压器的副边额定电流Ite=Ste/(1.732*Ue)式中Ste为变压器的容量(KVA),Ue为副边额定电压(空载电压),在时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量×(1.44~1.50)。
(5)、按(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk,此值为交流有效值。
(6)、在相同的变压器容量下,若两相间短路,则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)、以上计算均是变压器出线端短路时的电流值,这是最严重的短路事故。
如果短路点离变压器有一定的距离,则需考虑线路阻抗,因此短路电流将减小。
低压断路器的极限分断能力低压断路器是一种用于保护电路以及电气设备的重要电器元件,其主要功能是在电路发生过载或短路时,能够迅速切断电流,以保护电气设备和人身安全。
而低压断路器的极限分断能力是衡量其性能优劣的重要指标之一。
所谓极限分断能力,指的是低压断路器在规定的条件下,能够可靠地切断电路中的电流的最大能力。
一般来说,低压断路器的极限分断能力越高,其安全性和可靠性就越好。
低压断路器的极限分断能力与其断路能力有密切关系。
断路能力是指低压断路器在短路故障发生时,能够安全切断电路中的电流的能力。
断路能力受到电路中的故障电流大小以及短路电流的持续时间等因素的影响。
而低压断路器的极限分断能力则是在不同故障电流和时间条件下,能够可靠地切断电流的最大能力。
低压断路器的极限分断能力由许多因素共同决定。
首先是断路器内部的电气结构和材料的选择。
优质的材料和合理的结构设计能够提高低压断路器的极限分断能力。
其次是断路器的额定电流和额定工作电压。
一般来说,额定电流越大,额定工作电压越高,断路器的极限分断能力也会相应提高。
此外,低压断路器的操作方式和触发机构的设计也会对其极限分断能力产生影响。
为了确保低压断路器的极限分断能力符合相关标准和要求,制造商通常会对其进行严格的测试和验证。
常见的测试方法包括短路试验、过载试验和断电试验等。
这些测试能够模拟实际使用中可能遇到的各种故障情况,以验证低压断路器在不同故障条件下的性能表现。
在实际应用中,正确选择合适的低压断路器对于保护电气设备和人身安全至关重要。
根据电路的负载特性和故障情况,合理选取具有适当极限分断能力的低压断路器,能够有效地保护电气设备免受过载和短路的危害。
同时,低压断路器的极限分断能力还需考虑电路的可靠性和安全性要求,以确保电路在故障发生时能够及时切断电流,避免进一步的损坏和危险。
低压断路器的极限分断能力是评价其性能优劣的重要指标之一。
通过合理的设计和严格的测试,低压断路器能够在不同故障条件下可靠地切断电流,保护电气设备和人身安全。
断路器分断能力的选择和使用最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。
据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。
一、根据线路预期短路电流的计算,来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。
因此便有一些误差不是很大,而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于10/0.4KV电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200—400MVA,甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%).(2)、GB50054-95《低压配电设计规范》中的2。
1。
2条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”。
若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在160KW左右,且是同时启动使用时,此时计入的反馈电流应是6。
5∑In。
(3)、变压器的阻抗电压UK(%)表示变压器副边短接(路),原边慢慢增加电压,当副边电流达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。
因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。
阻抗电压(Impedance Voltage)是将变压器的二次绕组短路,使一次绕组电压慢慢加大,当二次绕组的短路电流达到额定电流时,一次绕组所施加的电压(短路电压)与额定电压的比值百分数。
阻抗电压(Impedance Voltage)UK(%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一.同容量的变压器,阻抗电压(Impedance Voltage)小的成本低,效率高,价格便宜,另外运行时的压降及电压变动率也小,电压质量轻易得到控制和保证,因此从电网的运行角度考虑,希望阻抗电压(Impedance Voltage)小一些好.但从变压器限制短路电流条件考虑,则希望阻抗电压(Impedance Voltage)大一些好,以免电气设备(如断路器、隔离开关、电缆等)在运行中经受不住短路电流的作用而损坏.不同容量的变压器对应的阻抗电压(Impedance Voltage)值国标是有相关规定的。
小型断路器分断试验众所周知-----小型断路器通断试验对于DZ47-63 C32以上的规格,做运行分断6000A 时,其产品合格率是很低的;客观上讲试验条件是相当严酷的。
从试验的结果来看主要有以下现象:1.动触头熔断2.动静触头熔焊在一起3.导弧片熔断4.灭弧罩背后击穿5.双金熔断6.操作机构熔接。
在试验波形图上的数据来看主要是:1.峰值电流过大,一般超出4000A2. 燃弧时间过长,一般超过5 ms 所以,要提高产品的合格率就要解决峰值电流过大和燃弧时间过长的问题。
要解决峰值电流过大的方案:1.提高脱扣反应速度(降低脱扣力)我们在试验中得出:脱扣力为0.4~0.55 N ,触头压力在4.5~5.5 N时比较理想( C 40 )要解决燃弧时间过长是比较复杂的:第一要作到如何避免产生过大的电弧第二如何让产生的电弧顺利的进入灭弧室第三选用品质优良的灭弧罩以达到良好的灭弧效果。
经大量的试验对比,我们发现提高通断试验的合格率与常规的动作特性试验合格率存在着一定的矛盾。
要找出这两者之间的平衡点是很关键的。
我们得出当----- 1.限制峰值电流在 3000 A 以下 2. 控制燃弧时间在3ms 以内产品合格的成功率最高。
目前我们最困难的是没有“超高速的摄像设备”无法试验比对找出理想的“引弧” “吸弧”“吹弧”“灭弧”设计工艺和机构;DZ47-63 C63产品经过我们不断改进内部结构,C63产品可以做到运行分断6000A,我们把峰值电流控制在4500 A 以下 ,燃弧时间在3ms-7ms之间,焦耳积分在68000A²S以下。
所以根据我们目前掌握的试验工艺数据来看,C63也只能做到合格率80 %左右。
真诚希望有这方面的专家来指点我们!!“PTC低压断路器限流技术”的研究1 引言传统的低压断路器,当触头分开后,通过熄灭分断过程产生的电弧来分断故障电流,所以分断过程中100%的能量由分断电弧消耗,这种方法影响了断路器分断能力的提高。
小型断路器分断能力的改善提升摘要:断路器是电力系统的重要组成部分,它在整个电网运行中具有非常关键作用,其分断能力可以反映出设备能否安全可靠地工作。
随着社会经济水平不断提高和电气自动化技术迅速发展。
微型设备也逐渐被广泛应用于生产生活当中;而分式变压器作为一种新型变流装置也得到了广泛应用;由于我国对智能化微机控制方面研究较少且缺乏相应理论体系与知识等问题导致我国大型断路器存在故障率高、可靠性差,运行效率低等问题。
为了解决这些问题,我们需要对小型断路器进行有效的分断研究。
关键词:小型断路器,分断能力,改善引言:断路器是电力系统中的重要设备,它在电网供电和负荷中心,连接各种用户,对整个工业生产起着至关重要的作用。
然而随着社会经济发展速度越来越快以及人们生活质量水平提高后对于电气控制提出了更高要求与挑战。
由于小型断路器具有结构紧凑性好、体积小巧轻且安装方便和维修容易,所以在实际运行中得到广泛应用;然而,由于其工作环境复杂,且它的制造费用较高,所以在小型断路器分断装置中对分切器进行设计是一个非常重要而且有意义。
一、概述(一)断路器的类型根据断路器的作用来分,可以分为以下几种类型:(1)专用型断路器。
它是利用特殊结构和电气装置来连接固定在电路板上的各种接触点。
如隔离开关、分流电抗等;其工作原理为通过改变灭弧电流大小从而使触头动作而达到控制线路运行目的,并能实现不同情况下操作时的自动切换功能,是一种最基本也被广泛使用到电力系统中不可或缺的部分。
(2)组合型断路器。
其基本原理是利用分流电抗来控制灭弧电流的大小,从而实现线路中各个开关之间的转换。
根据不同类型断路器,它具有以下特点:①专用性;②通用性③灵活适应性等。
(3)分流电抗控制电路。
它是利用了分压装置,使其具有一定的电压调节作用。
通过分流电抗控制电路,可以使断路器在不同情况下的操作变得更加灵活。
其最大特点是使用了开关式分断装置。
(二)断路器的发展断路器的发展与改善,是为了保证电力系统稳定运行,提高经济效益。
(超精华)断路器分断能力的选择和使用2013-07-16 17:24:58| 分类:专业-高低压配电|举报|字号订阅最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。
据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。
一、线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。
因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于10/0.4KV电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%)。
(2)、GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”,若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在150KW,且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
(3)、变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路),当副边达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。
因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。
(4)、变压器的副边额定电流Ite=Ste/(1.732*Ue)式中Ste为变压器的容量(KVA),Ue为副边额定电压(空载电压),在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量×(1.44~1.50)。
(5)、按(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk,此值为交流有效值。
(6)、在相同的变压器容量下,若两相间短路,则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)、以上计算均是变压器出线端短路时的电流值,这是最严重的短路事故。
低压断路器的额定运行短路分断能力低压断路器是一种用于保护低压电路的电气设备,其主要功能是在电路发生过载或短路时自动切断电源,以防止电气设备受损或发生火灾事故。
额定运行短路分断能力是衡量低压断路器性能的一个重要指标,它表示断路器在额定电压下能够安全可靠地分断短路电流的能力。
低压断路器的额定运行短路分断能力通常用短路分断能力值来表示,单位为千安(kA)。
这个数值代表了断路器在额定电压下可以瞬间分断的最大短路电流。
一般来说,低压断路器的额定短路分断能力应该能够满足电气设备的短路保护需求,同时也要考虑到电路的容量和安全性。
低压断路器的额定运行短路分断能力受多种因素影响,包括内部断路器结构、材料和制造工艺等。
通常情况下,断路器的设计根据国际电工委员会(IEC)或国际标准化组织(ISO)的相关标准来进行,以确保其性能和质量符合国际认可标准。
在生产过程中,生产商会对断路器进行必要的性能测试,以验证其短路分断能力是否符合设计要求。
低压断路器的额定运行短路分断能力是根据其设计和制造所能够承受的最大短路电流来确定的。
一般来说,低压断路器的额定短路分断能力越高,其保护性能越好,可以更有效地保护电气设备和电路安全。
因此,在选择断路器时,需要根据实际使用环境和电气设备的需求来确定所需的短路分断能力值,以确保电气系统的安全和可靠运行。
除了额定运行短路分断能力外,低压断路器还有额定短路峰值分断能力和热稳定短路分断能力等其他性能指标。
额定短路峰值分断能力表示断路器可以短时承受的最大短路电流瞬间值,而热稳定短路分断能力表示断路器可以安全可靠地分断长时间持续流过的热稳定短路电流。
在实际应用中,低压断路器的额定运行短路分断能力是确保电气设备和电路安全的重要保证。
通过选择合适额定短路分断能力的断路器,可以有效地提高电气系统的可靠性和安全性,减少意外事故的发生。
因此,在设计和选择电气系统设备时,需要充分考虑断路器的额定短路分断能力,以确保电气系统的稳定运行和安全保障。
小型断路器分断能力的改善提升,安德利集团有限公司 325604摘要:断路器在电力系统中占据十分重要的地位,断路器的分断能力是保证电网安全、平稳运行的关键,小型断路器凭借其体积小、结构紧凑、易于安装等优势,已经普遍运用到人们的生活、生产中,对促进我国经济及社会发展具有十分重要的意义。
随着社会的不断发展,人们对电力的需求不断增长,电力系统的运行方式也越来越复杂,对小型断路器分断能力的要求越来越高,基于此,本文针对影响断路器的分断能力的因素展开探究,并提出改善小型断路器分断能力的措施,以期能够为推动我国电力发展提供借鉴。
关键词:小型断路器;分断能力;改善措施引言:小型断路器又被称为微型断路器,适用于交流50/60Hz、额定电压230/400V,额定电流至63A线路的过载和短路保护作用,主要用于工业、商业、高层及民用住宅等各种场所,也可作为线路中不频繁操作转换之用。
小型断路器具备结构先进、外观小巧、分断能力强等特点,国内的小型断路器的分断能力大部分处于4.5-6kA,分断能力的可靠性比较低,严重制约了小型断路器的发展。
如何改善小型断路器的分断能力是当下面临的一项严峻挑战。
一、小型断路器分断能力分断能力作为断路器的重要功能之一,在电路系统中一旦出现短路或超负荷现象,断路器能够自动辨别电路安全风险,及时切断故障电流,从而保证线路安全的能力。
断路器的分断能力通常包括分断能力和运行分断能力,其分断能力越高,线路的安全越能够得到保障,且断路器的分断能力越高,价格也就越高。
在对断路器进行选择过程中,应该坚持极限短路分断能力大于线路预期短路电流的原则,根据负载不同应该选择不同类型的断路器。
目前,我国的断路器分断能力可靠性比较低,严重阻碍了小型断路器的发展。
二、影响断路器分断能力的主要因素断路器主要由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器及绝缘外壳等构成,而分断能力往往受到触头材质、结构强度、分断时间、灭弧介质等因素的影响。
小型断路器分断试验众所周知-----小型断路器通断试验对于DZ47-63 C32以上的规格,做运行分断6000A 时,其产品合格率是很低的;客观上讲试验条件是相当严酷的。
从试验的结果来看主要有以下现象:1.动触头熔断2.动静触头熔焊在一起3.导弧片熔断4.灭弧罩背后击穿5.双金熔断6.操作机构熔接。
在试验波形图上的数据来看主要是:1.峰值电流过大,一般超出4000A2. 燃弧时间过长,一般超过5 ms 所以,要提高产品的合格率就要解决峰值电流过大和燃弧时间过长的问题。
要解决峰值电流过大的方案:1.提高脱扣反应速度(降低脱扣力)我们在试验中得出:脱扣力为0.4~0.55 N ,触头压力在4.5~5.5 N时比较理想( C 40 )要解决燃弧时间过长是比较复杂的:第一要作到如何避免产生过大的电弧第二如何让产生的电弧顺利的进入灭弧室第三选用品质优良的灭弧罩以达到良好的灭弧效果。
经大量的试验对比,我们发现提高通断试验的合格率与常规的动作特性试验合格率存在着一定的矛盾。
要找出这两者之间的平衡点是很关键的。
我们得出当----- 1.限制峰值电流在 3000 A 以下 2. 控制燃弧时间在3ms 以内产品合格的成功率最高。
目前我们最困难的是没有“超高速的摄像设备”无法试验比对找出理想的“引弧” “吸弧”“吹弧”“灭弧”设计工艺和机构;DZ47-63 C63产品经过我们不断改进内部结构,C63产品可以做到运行分断6000A,我们把峰值电流控制在4500 A 以下 ,燃弧时间在3ms-7ms之间,焦耳积分在68000A²S以下。
所以根据我们目前掌握的试验工艺数据来看,C63也只能做到合格率80 %左右。
真诚希望有这方面的专家来指点我们!!“PTC低压断路器限流技术”的研究1 引言传统的低压断路器,当触头分开后,通过熄灭分断过程产生的电弧来分断故障电流,所以分断过程中100%的能量由分断电弧消耗,这种方法影响了断路器分断能力的提高。
一种抑制电弧的新方法近年来受到人们的广泛关注,这就是利用一种正温度系数的材料PTC(positive temperature efficient)元件,让他与传统的低压断路器组合起来,在分断短路电流时,把分断能量中的大部分通过PTC元件转换成热能,而小部分由开断电弧承担,这样可以减轻低压断路器的负担,大幅度提高其分断能力。
早在20世纪90年代初,ABB公司首次用聚合物PTC材料与微型断路器组合作为电动机启动器用。
近年来,PTC元件与低压断路器组合以提高断路器的分断能力受到人们的重视:Brice等设计了一种应用PTC材料的固态断路器,施奈德公司提出一种应用金属PTC元件的新型单极断路器。
2 PTC简介PTC元件(热敏电阻)的电阻—温度特性是其最大特点,这种材料在温度上升到材料居里温度点时(正温度特性的起点称为居里点),其阻值会以指数形式陡然增加,从而对电路中的电流进行限制和保护。
其典型的电阻—温度特性曲线如图1示。
图1 PTC电阻—温度特性曲线有机高分子PTC 热敏电阻则采用特殊处理的聚合树脂(polymer)及分布在里面的导电粒子(carbon black)组成,具有质软、常温电阻率低等优点,现已成为PTC 材料开发研制的热点,被称为“可重复使用的保险丝”(reset-able fuse),该类产品是符合IEEE-1394 标准的解决过流保护的理想器件。
有机高分子PTC 热敏电阻在正常状态下,聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构内,构成链状导电通路,呈现低阻状态。
电路上流经PTC 热敏电阻所产生的热能小,不会改变晶体结构。
当电路发生过载或短路时,流经PTC 热敏电阻所产生的大电流产生的热量使得树脂融化,体积迅速增大,导电通路被拉断,形成高阻状态,回路电流迅速减小,达到短路或过载电流保护目的。
上述过程是可逆的,因而它适合作为“可重复使用的保险丝”这样一种限流装置。
3 国外低压断路器 PTC 限流技术的应用1999年,ABB公司向市场推出一种称为PROLIMTM(Protection Limitation)的保护限流器,它是一种导电聚合物PTC元件,专门用于和微型断路器组合,其限流方案如图2。
图2 串联PTC电阻限流断路器结构原理图技术参数如下:额定电压: Ue=400, 500V;额定电流: Ie=25, 36A;最大短路电流: Ik=50KA;最高环境温度:55℃;每相功率损耗: 3~4W;限流值:当预期电流为50KA时,限流峰值为6KA;反应时间: 0.5ms(电流50KA)与微型断路器组合后的整个分断时间: 2.5ms。
ABB公司嵌入了PTC聚合物的S620微型断路器,分断能力由6KA提高到50KA。
施奈德公司应用PTC新型断路器,其线路原理如图3所示。
它由两组触头组成,辅助触头与一PTC串联后与主触头并联。
图3 主、辅触头PTC电阻限流断路器结构原理图当发生短路时,短路磁性板结构动作,断开主触头并使主触头上的电弧熄灭。
这时电流仅能通过辅助触头和串联的PTC,PTC温度急剧上升。
由于PTC效应,PTC 限制短路电流并消耗大部分分断能量,最后由辅助触头断开电路。
4 国内低压断路器PTC限流技术的应用据了解,国内许多生产厂家目前都在关注PTC的限流技术应用,但还没有见到正式产品出现于市场。
摘要:目前我们在设计变压器低压侧出线系统时,大量采用塑壳断路器,国内外目前生产的塑壳断路器大多是能够快速开断而有限流作用的,而在配电开关的选择性配合上往往忽略了断路器或熔断器组成选择性好的保护配合。
下面本人根据自己的实践经验浅谈一下塑壳断路器在线路发生短路时的限流作用及配电开关的选择性配合。
关键词:道路照明低压断路器限流配电开关一、断路器的限流作用众所周知,电路故障为短路时,其短路电流的大小与短路发生的时间有关。
短路发生后,有一个暂态冲击短路电流。
在最严重的情况下,冲击短路电流峰值将接近于短路电流周期分量和非周期分量峰值的叠加。
短路电流从零迅速上升到峰值的时间是在短路发生后半周波(10ms)的时刻,因此断路器要起到限制短路电流和通过能量的作用,必须快速断开也就是说,在短路电流上升未达到峰值之前(10ms之内)断开。
短路电流持续时间包括三部分:一是电流上升至整定电流的时间;二是断路器的固有动作时间;三是断路器开始分断燃弧至断弧时间。
要起到限流作用一般要求断路器的固有动作时间缩短到3ms之内。
限流断路器的快速动作是利用短路电流所产生的电动力作为推动断路器触头快速动作的力。
断路器固有动作时间后即触头斥开后(此时断路器并未完全断开)电弧即出现,利用电弧电阻的迅速增加限制短路电流的上升至断弧。
全部断开时间一般为10ms左右。
目前国内外生产的塑壳断路器常说明其产品有限流能力,但限流能力应有具体指标,只有运用这些指标,通过设计的实际计算,才能在工程中具体使用,限流性能一般可用下述两个指标予以衡量。
①用分断时的最大通过电流值与预期短路电流峰值相比较来说明短路电流被抑制到什么程度。
②用分断时的最大通过能量与预期短路电流同时通过的能量相比较来说明短路能量被抑制到什么程度,这两个指标一般都用表格曲线来表示(略)。
二、配电断路器选择性保护的重要性和实际解决方案断路器保护动作的选择性是十分重要的,断路器分为A、B两类:A类为非选择型,B类为选择型。
设计中除变压器出线断路器外常用的是A类断路器,以下简称(断路器)。
在设计中线路保护全部采用断路器,断路器之间的动作是非选择性的,如果不采取措施是很难实现断路器保护选择性的。
当发生短路故障时串联安装的断路器上、下级都会动作于跳闸或越级跳闸,此时的越级跳闸可能是下级断路器故障拒动,或者是由于制造上的离散性而产生的,同时也是断路器构造上的缺陷之一。
对于断路器当采用放大级数的作法来达到有选择性作法时,即无法保证达到选择性的配合又会造成较大的浪费。
如果采用熔断器和断路器组合的方法会起到较好的保护配合效果。
即在变压器的出线处保护采用B类断路器(智能型)而变电所低压配电屏出线处保护采用熔断器进行线路保护而在配电箱内根据不同的被保护用电设备的类型选用断路器或熔断器组成选择性好的保护配合,提高选择性。
有些设计人员在设计、使用中仅认为选用断路器才是正确的、先进的,选用了熔断器就是落后的,殊不知全部采用断路器作保护,将造成无选择保护措施在现实中运行,危险隐患非常大,应当引起设计者重视。
由于断路器的选择比较方便,制商给出了选择的表格,设计者选择比较普遍,而对于采用熔断器、断路器的保护动作曲线进行比对才能确定好整定值、熔断器的基础依据,需要引起我们重视,准确计算用户短路电流,确定保护电流的短路分断能力,接近实际的预期短路电流值,不必选择过高短路分断能力的保护电器,来减少不必要资金浪费。
三、选择性配合保护和后备保护在同一机构中的实现首先要明确保护、后备保护的定义,在配电系统中的串联保护电器,就存在保护电器分为上,下级位置的配备,当下级保护电器发生过载,短路,单相接地等故障时,发生拒动的情况,上级保护电器要动作,保护发生故障线路的安全。
所谓选择性配合保护,简单说就是在下一级保护电器的保护范围内发生短路,过电流故障时应该由该保护电器动作,上一级保护电器不动作,而当该保护电器拒动时,上一级保护电器才动作,要分范围和有先后次序要求。
一般情况下,保护电器安装在被保护线路首端,到配电箱处未端出线再装设保护电器,首端的保护电器就是配电箱末端保护电器的后备保护,也就是说上级断路器就是下一级短路器的后备保护。
因此在进行配电设计时要根据项目的不同情况来考虑配电方案,应做到考虑周到,优化简化配电系统的保护装置,提高系统的可靠性,杜绝危险隐患,这也是我们工作宗旨。