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断路器的选择与整定
电流超过脱扣电流整定值Ir,断路器延时跳闸(反时限 或定时限)。它还代表着断路器不跳闸时所能承受的最大 电流。该值必须大于最大负载电流 IB,但是小于电路 Iz 所允许的最大电流 。 热脱扣继电器通常可在 0.7 ~ 1.0 In范围内调整,但 是若使用电子设备,其调整范围会更大;通常为 0.4 ~ 1.0 In。 对于配有不可调过电流脱扣继电器的断路器,Ir = In。
2. 家庭用的断路器应符合 IEC 60898 标准或者其他等效 的国家标准。
壳架等级额定值; 标称电压 Ue ; 额定电流 In ; 过载保护 Ir 脱扣电流整定范围 短路保护 Im 的脱扣电流整定范围; 额定极限短路分断能力Icu 额定运行短路分断能力Ics
按规定塑壳式断路器的Ics只要大于25%Icu就算合格。而 目前市场上断路器的Ics大多数在(50%—75%)Icu之间,所以 对供电要求不高的配电系统,只须考虑Icu。
I pk Kst I N I pk — —尖峰电流 I N — —用电设备的额定电流,A Kst — —启动电流系数,即启动电流和额度电流之比 鼠笼式电机为5 ~ 7,线,弧焊变压器和弧焊整流器为2 ~ 2.2, 电焊变压器为大于或等于3,对焊机为2。
额定极限短路分断能力Icu: 其试验顺序是o-t-co(o表示分断操作,co表示接通
操作后紧接着分断操作,t表示时间间隔,一般为3min), 在按规定的试验顺序动作后,不考虑断路器继续承载它 的额定电流; 额定运行短路分断能力Ics:
其试验操作顺序是o-t-co-t-co,在按规定的试验 顺序动作后,需考虑断路器继续承载它的额定电流,即 分断几次短路故障后,还能保证其正常工作。 额定短时耐受电流 Icw:
在整个上游电路中,这 一电流对应于供电的功 (kVA) ,且考虑同时 (不同时)与利用系数。
这是电路电缆允许无限期通过的且不会降低其正常 预期寿命的电流的最大值。对于给定的导线截面积,电 流的大小取决于以下几个参数: 电缆及电缆通道的内部构造 ( 铜或铝导线;PVC 或 EPR 等绝缘方式;有效导线的根数)。 周围环境和温度。 安装方法。 邻近线KV及以下电压等级,系统标称电压的 1.15倍即为最高电压;330KV及以上电压等级是以额定电 压的1.1倍作为最高工作电压。
是指在环境温度为 40 °C下,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最大电流。
工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设 备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运 行,每台设备也不可能全部满负荷,各种用电设备的功 率因数也不可能完全相同。因此,工厂供电系统在设计 过程中,必须找出这些用电设备的等效负荷。
所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的 最大热效应与等效负荷产生的热效应相等,产生的最大 温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负 荷,从满足用电设备发热的条件来选择用电设备,用以 计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。
温度升高,金属材料软化,机械强度将明显降低。铜材 工作温度不宜超过200℃,铝材工作温度温度不宜超过 90℃。
如果运行温度长期超过材料的极限工作温度,则绝缘的 老化加剧,寿命大大缩短。所以电机在运行中,温度是 寿命的主要因素之一。
在设计计算中我们是将“半小时最大负荷”作为计算 负荷的,计算负荷用Pc(Qc、Sc或Ic)表示。为什么用半小 时最大负荷作为计算负荷的值呢?这是因为,中小截面 (35mm2以下)的导线min以上,导体达到 稳定温升的时间约为(3~4)T,即对于多数导体发热并达到 稳定温升所需时间约为30min。所以只有持续30min以上的 平均最大负荷值才有可能构成导体的最高温升,而时间很 短的尖蜂电流是不能使导线达到最高温度的,因为导线的 温度还未升高到相应负荷的温度之前,尖蜂电流早己消失。
过负荷电流 这种过电流会出现在正常的电力线路中,例如,由于一些 小的短时工作制的负荷偶然地同时工作、电机启动负荷等 等。如果这些情况持续的时间超过了给定的时间 ( 根据 保护继电器的整定或熔断器额定值) ,电路就会被自动切 断。
短路电流 这种电流是由于带电导体之间和带电导体与大地之间 ( 具有低阻抗接地中性线的系统) 以任意种组合由于绝 缘失效而导致的,即
Ir : 过载 (热或长延时) 继电器脱扣电流设定值 Im : 短路 (磁或短延时) 继电器脱扣电流设定值 Ii : 短路瞬动继电器脱扣电流设定值 Icu : 分断能力
Icw 是 B 类断路器是在制造商给定的时间内,能够 承受热和电动力而不会造成持久损害的最大电流。
1. Ics =100 %Icu ,即使用分断能力等同于极限分断能 力,系统经历故障电流后无需更换元器件,满足系统对 分断能力和供电连续性方面更严格的要求。
2. Icu=Ics=Icw (1s),具有更高的短时耐受能力,充分满 足选择性要求。
短路脱扣继电器 ( 瞬时或短延时)用于高故障电流值出 现时,使断路器快速跳闸。其跳闸阈值 Im:
由家用型断路器的标准如 IEC 60898 标准确定; 或者依据相关标准,特别是 IEC 60947-2 标准,由工 业用断路器的制造厂标出。
在电气设备运行中,由于电动机的起动、电压波动等 诸方面的因素会出现短时间的比计算电流大几倍的电流, 这种电流称为尖峰电流,其持续时间一般为1—2s。
尖峰电流是选择熔断器、整定自动空气开关、整定继 电保护装置以及计算电压波动时的重要依据。
因此,计算负荷与稳定在半小时以上的最大负荷是基 本相当的,所以计算负荷就可以认为是“半小时最大负 荷”,用P30来表示有功计算负荷,用Q30表示无功计算负荷、 用S30表示视在计算负荷,用I30表示计算电流。
计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环, 计算负荷的确定是否合理,直接影响到电气设备选择的 合理性、经济性。如果计算负荷确定的过大,将使电气 设备选得过大,造成投资利有色金属的浪费;而计算负 荷确定的过小,则电气设备运行时电能损耗增加,并产 生过热,使其绝缘过于老化,甚至烧毁、造成经济损失。 因此,在供电设计巾,废根据不向的情况,选择正确的 汁算入法来确定汁算负荷。
I pk I c(Ist I n) Ic — —用电设备组的计算电流 (Ist I n) — —启动电流和额定电流之差最大的设备 的启动电流和额定电流之差
在最末级电路上,这一 电流对应于负荷的额定 功率 (kVA) 。对于频 繁启动的负载必须要对 过电流所积累的热效应 加以考虑。电缆和热继 电器都会受到影响。
温度升高,电接触两导体表面会急剧氧化,接触电阻明 显增加,造成导体及其附件温度升高,甚至使触头发生 熔焊。
对于用弹簧压紧的触头,温度升高后,弹簧变软,压力 降低,接触电阻增大,触头发热而造成触头损坏。
对于靠弹簧反作用力释放的触头,温度升高后,弹簧变 软,反作用力减小,灭弧能力变差而造成触头烧坏。
② 断路器标称电压≥电源和负载的额定电压; ③ 断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流(计 算电流); ④ 断路器极限通断能力≥电路最大短路电流; ⑤ 断路器欠电压脱扣器标称电压=线路标称电压。
断路器被安装在相关电 路的电源侧 由电路电缆敷设中的 I2t 特性所给定的时间以内 动作以切断电流; 但允许最大负荷电流 IB 在任意时长内流过。
1. 配备有不同电流整定值的过电流脱扣器的断路器,能够 适应于承受最高的过电流脱扣器整定电流值。
1. 额定电压是指断路器的标称电压,在规定的正常使用和 性能条件下,能够连续运行的电压。断路器并能在系统 最高工作电压下保持绝缘;并能按规定的条件进行关合 与开断。

