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断路器的分类、选型和保护整定,
一、断路器的分类
(1)框架式断路器(ACB)
框架断路器也称为万 能式断路器,其所有零件都装在一个绝缘的金属框架内,常为开启式,可装设多种附件,更换触头和部件较为方便,多用在电源端总开关。过电流脱扣器有电磁式,电子式和智能式脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时及接地故障四段保护,每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内调整。
框架断路器适用交流50Hz,额定电压380V、660V,额定电流为200A-6300A的配电网络中,主要用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路,单相接地等故障的危害,该断路器具有多种智能保护功能,可做到选择性保护。在正常的条件下,可作为线路的不频繁转换之用。1250A以下的断路器在交流50Hz电压380V 的网络中可用作保护电动机的过载和短路。
框架式断路器还经常应用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关、大容量馈线开关和大型电动机控制开关。
(2)塑壳式断路器(MCCB)
塑壳式断路器也被称为装置式断路器,其接地线端子外触头、灭弧室、脱扣器和操作机构等都装在一个塑料外壳内。辅助触点,欠电压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化,结构非常紧凑,一般不考虑维修,适用于作支路的保护开关。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元,而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。
塑壳式断路器过电流脱扣器有电磁式和电子式两种,一般电磁式塑壳断路器为非选择性断路器,仅有长延时及瞬时两种保护方式;电子式塑壳断路器有长延时、短延时、瞬时和接地故障四种保护功能。部分电子式塑壳断路器新推出的产品还带有区域选择性连锁功能。
塑壳式断路器一般用于配电馈线控制和保护,小型配电变压器的低压侧出线总开关,动力配电终端控制,也可用于各种生产机械的电源开关。
(3)微型断路器(MCB)
微型断路器是建筑电气终端配电装置引中使用*广泛的一种终端保护电器。用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护,包括单极1P,二极2P、三极3P、四极4P四种。
微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。
在民用建筑电气设计中,微型断路器主要用于线路的过载、短路、过电流、失压、欠压、接地、漏电、双电源自动切换及电动机的不频繁起动时的保护、操作等用途。
二、断路器的基本特性参数
In是过负荷脱扣器的额定电流;
Ir是长延时过负荷脱扣器整定电流;
Isd是短延时过负荷脱扣器的整定电流;
Im是瞬时(热磁)脱扣器整定电流。
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的概念有如下解释:
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*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*大脱扣器额定电流表示。
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。
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。
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。
额定短时耐受电流Icw是指断路器在规定的试验条件下短时间承受的电流值。对于交流,此电流值是预期短路电流的周期分量有效值,与额定短时耐受电流有关的时间至少为0.05s。
三、断路器选用的一般原则
1、一般选用原则
(1)根据用途选择断路器的型式及极数;
根据*大工作电流选择断路器的额定电流;根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是:
①断路器的额定工作电压≥线路额定电压;
②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流;
③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的*大短路电流(一般按有效值计算);
④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流;
脱扣器额定电流1n,指脱扣器能长期通过的*大电流。电子脱扣可整定范围0.4~1×1n,热磁脱扣可整定范围为0.7~1×1n.
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。
断路器的级联保护性
在配电系统的设计中,断路器的上下两级之间的选择性配合,必须具有“选择性、快速性和灵敏性”。
选择性则与上下两级断路器之间的配合有关,而快速性和灵敏性分别与保护电器本身特点和线路运行方式有关。
上下两级断路器配合得当,则能有选择地将故障回路切除,保证配电系统的其它无故障回路继续正常工作。反之,则影响配电系统的可靠性。