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[行业技术文章]论低压断路器的选择和应用
更新时间:2013-04-03 发布:www.1024sj.com

低压断路器用途普遍,它不仅用于主干线、支路、电路结尾等作线路(电缆、电线)及电气装备的不频仍合、分和过载、短路、欠电压等故障的庇护,还运用于各类负载,如照明回路、电热回路、电念头回路、可控硅整流回路、电容器回路等的零丁使用和庇护。负载的性分歧,选用断路器的额定电流和庇护特征也有差异。

 1电灯(白炽灯)、电热器回路
  这些回路基本上是电阻负载,选用的是小型断路器(MCB)。断路器的额定电流理论上是In≥IL(In为断路器额定电流,IL为线路或电气装备的额定电流)。若In取≤IL,MCB可能发生误动作,所以上很多国家将用于白炽灯、电热回路的断路器In选为( 1.1~1.15)IL。
  白炽灯和电热回路在通电的瞬间都可能发生闪流(由冷态电阻逐渐形成热态电阻的进程),年夜闪流可达10IL,故在选用小型断路器时应选用C型(瞬动电流整定值5~10倍In)。

 2高压汞灯、钠灯、金属卤化灯等的回路
  
  小型断路器的In≥(1.2~1.4)IL
水银灯等的特点是电流的畸变率(系数)达15%,起动时,因镇流器电感身分,将发生冲击电流,但起动的时间也较长。为此,水银灯等的庇护用断路器,其瞬动电流应选用C型。
  3 电念头回路
  作为电念头回路直接庇护的断路器可采用电念头庇护型断路器,它的过载庇护有1.2In、1.5In、7.2In(可返回特征),短路瞬动为12In。这类断路器的额定电流In=IM(IM为电念头的额定电流)。假设没法找到电念头庇护型断路器,也可以使用一般配电庇护型断路器,但这类配电型断路器仅能作电念头的短路庇护(线路的过载庇护采用热继电器)。
  由于这类配电型断路器无躲过电念头起动电流的可返回特征,为了不电念头起动时断路器动作(包括电念头采用Y-Δ起动器等,在起动、运转眼间的过渡性冲击电流),所以它的额定电流取得较高。日本有关尺度(包括一些公司的产物样本介绍)划定:当电念头额定电流IM≤50A时,断路器的额定电流In≤3IM,当IM>50A时,In≤2.5IM,而瞬动电流仍取10In(倘额定电流不放年夜,则瞬动电流必需年夜于14IM),断路器的额定短路分断能力≥电念头的短路电流。
 4 电容器回路
  电工委员会IEC和德国DIN尺度都划定,电容器单元必需持久在这样的电流下工作,即:它的有用值不会跨越在正弦电压和额定频率时流过电流的1.3倍,对于年夜大都使用处合中的电容器单元可不采用过载庇护,它可以使上一级电网经由过程滤波回路进一步消除谐波。
  对于短路庇护,普遍的是采用熔断器(此时熔断器的额定电流应是电容器额定电流的1.6~1.7倍),也有很多使用电容器的地方,它的短路庇护选择塑料外壳式断路器(MCCB)。
电容器的庇护开关(熔断器、断路器)必需合适以下三条要求。
(1)应能承受电容器发生的涌流;
(2)庇护开关、电器应有不重燃性;
(3)熔断器或断路器的短路分断能力应年夜于电容器的短路故障电流。
  电容器合闸投进运行时,由于端电压不能发生突变(由零变到额定电压),其情况有如短路,是以有较高的频率和较年夜幅值的浪涌电流(涌流)。
  单个电容器的涌流峰值按公式(1)计较
Im=IC(1)
式中:
Im--涌流峰值A;
S--电容器安装处的短路容,kVA;
Q--电容器的无功功率,kVAR;
Ic--电容器电流,A。
  为了抑制电容器开断时的过电压和合闸涌流,集中抵偿的电容器通常为装切合电阻的。要求加装切合电阻后,将Im降下来。加装切合电阻后,涌流(峰值)可降到16Ic,有用值为11.3Ic,因选用的断路器额定电流In=(1.3~2.0)Ic,对断路器来说 假设它的瞬动电流整定值为10In则完全可以躲过电容器的峰值电流Im。
  当Im、Q和IC可知时,可以求出S值,由S值可以算出电容器的短路电流。
  用塑料外壳式断路器作电容器回路庇护时,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≥电容器的工作电压。
  表1为推荐的电容器庇护用塑料外壳式断路器规格和两者的主要参数。

 5焊接机(点焊机、电弧焊机)回路
  交流电弧焊机、钢板点焊机、储能点焊机等焊接机的工作电流是中断的、脉冲的,是以选用断路器时,必需进行计较才能肯定。
设点焊机(电弧焊机)的年夜工作电流为Ia,由因而中断工作,某一时刻Ia=0,热等效等值电流Ie为:
I2at1+O2t2=I2e(t1+t2)(2)
式中:
t1--焊接时间,t2--休息时间(间歇时间)
∴Ie===Ia=Ia
T=t1+t2=点焊周期,α=称为使用率。
(例:设Ia=100A,t1=0.3sT=3sα==0.1,则Ie=
Ia=100=32A)
  工作电流Ia所引发的发烧是按一齿形波纪律的。实践告诉我们,使用率a越小,热平均温度Te与高温度TM的差就越年夜。可是在年夜部门时间内热等效接连电流跨越热平均温度的电流,为了避免断路器的过载长延时脱扣器误动作,一般选择断路器的额定电流In时,In=(1.2~1.3)Ie。
由上例可得In=321.2~1.3=38.4~41.6A
断路器的额定电流可取In=40A。
  对于年夜大都而言纪律性中断工作的焊接机的使用率α取0.5。
  同类型的多台焊接机,它们各自的年夜工作电流为Ia,α年夜致不异,设共有N台,则:
Ie=Ia=NIa
  平衡接于三相时,总干线的断路器额定电流
In=NIa
  表2为分歧参数的焊接机选用的断路器规格。
  焊接机非凡是电弧焊机,起动瞬间电弧被短路而还没有引弧,是以电阻很小,电流很年夜,电焊变压器一次侧(原边)可能有8~14倍的额定电流。随着电弧的引燃和稳定,电阻及电流也逐渐稳定,这类现象称为过渡性闪流。
  由于使用焊接机时要频频发生过渡性闪流,当采用瞬动整定电流为(5~10)In的小型断路器(MCB)或瞬动整定值为10In的塑壳式断路器作庇护时,常会在此过渡性闪流下发生误动作。
对于断路器的瞬动电流整定值,国外推荐按公式(3)计较而求得。
Is=×B  (3)
式中:
P--焊接机容,kVA;
E--线电压,V;
B--过渡性闪流与额定电流之比(B的范围为8~14);
Is--断路器瞬时脱扣电流,A。
式(3)可作用户选择时的参考。
  多台焊接机同时发生过渡性闪流的情况很少,但二台焊接机有可能相隔很短的时间起动,是以按式(3)计较的Is再乘一个平安系数1.2。
  应当说明,断路器是安装在电焊变压器的一次侧(原边)的。

  6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为整流装备的额定电流),三相全波整流,变压器一次侧的畸变率为30%,是以不宜选用全电磁型(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。
 
  7 变流器回路
  电压源逆变器和电流源逆变器,用于按正弦交流电压设计的恒速电念头,凭据负载的要求,调理电念头的转速实现节能。对变流器回路,断路器的额定电流In为≥(1.4~2)IL。变流器回路的输进电流的畸变率达90%,高次谐波据有率很年夜,应采用热动--电磁型塑料外壳式断路器。

  8变压器一次回路
  这里说的是低压变压器,即高压(原边即一次侧)电压不高于400V。断路器的额定电流In≥(1.2~3)Ir(Ir为变压器一次侧额定电流)。此种回路的特点是变压器励磁冲击电流为额定电流的10~20倍。所选的是门针对变压器庇护要求的非凡塑壳式断路器。

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