低壓熔斷器和斷路器的比力和應(yīng)用

1、設(shè)計中有關(guān)熔斷器和斷路器的選型方案摘要 ：從配電線路的保護要求和保護電器開展的角度，分析和比擬了熔斷器和斷路器的主要優(yōu)缺點。在此 根底上，給出了設(shè)計中有關(guān)熔斷器和斷路器的選型方案。指出應(yīng)正確認識熔斷器和斷路器各自的作用和特 點，以及他們在不同條件下所發(fā)揮的作用。1 、問題的提出“都什么年代了，還使用熔斷器！ 熔“斷器已經(jīng)過時了！ 這話似乎很有道理，但又是一個實際面對的 技術(shù)問題。真的，近十多年來，無論是工業(yè)建筑、民用建筑和戶外裝置的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中，使用低壓 熔斷器越來越少，大多數(shù)甚至千篇一律地使用低壓斷路器；與之相對應(yīng)的是低壓配電箱中裝設(shè)熔斷器的也 大大減少。在低壓配電系統(tǒng)保護電器的應(yīng)用中

2、，筆者認為這是一個不正確的或不全面的認識。因此，有必 要對熔斷器和斷路器以下均指低壓進行一些比擬和分析，以能更正確、合理地選用這兩種保護電器。2 、配電線路保護和保護電器的開展2.1 配電線路保護要求 低壓配電線路，為了防護在發(fā)生故障如過載、短路和接地故障時危及人身平安間接接觸導致的 電擊，或是線路過熱而導致?lián)p壞甚至引起電氣火災(zāi)， 配電線路應(yīng)有必要的防護措施， 以保護線路平安和用 電平安。由于低壓配電線路遍布各種建筑以致戶外各處，發(fā)生故障的幾率大，而且有大量非專業(yè)人員可能 接觸，更顯得這種防護特別重要。最主要的防護措施就是在各級配電線路裝設(shè)保護電器，以保證在電路發(fā) 生故障時，能有效地斷開故障電

3、路。這些保護應(yīng)符合 GB50054-95 ?低壓配電設(shè)計標準?的有關(guān)規(guī)定。為 此，各級線路不僅要設(shè)置保護電器，還必須要正確整定其參數(shù)，以保證在規(guī)定的時間內(nèi)可靠切斷故障；還 要求應(yīng)有選擇地切斷電路，即要求最靠近故障點的保護電器動作，而其上級的保護電器不動作，以使得切 斷電路的范圍最小。2.2 保護電器的類型和開展保護電器主要有兩種：一是斷路器，二是熔斷器。斷路器類型很多，從與 本文相關(guān)的保護特性看，有非選擇型和選擇型斷路器兩大類；此外，還有帶漏電防護的斷路器。這些保護 電器各有自身的特點，自然也有其缺乏之處，應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)各自的具體條件和要求選用，不能簡單的用 先進或落后給予評價。在當今世界，特

4、別是一些興旺國家，斷路器產(chǎn)品和技術(shù)開展十分迅速，不斷研制出更新型、保護功能 更完善的斷路器。近十年來，差不多每十年左右更新?lián)Q代一次，一直到推出功能完善、具有通信模塊的智 能型斷路器，為配電線路防護提供了性能極佳的保護電器。近 20 年來，我國電器工業(yè)開展十分迅速，斷 路器產(chǎn)品緊跟國際先進技術(shù)潮流， 研制了多種智能型斷路器，為配電線路提供了更完善的保護功能。 但是， 在歐美一些興旺國家，并沒有因為斷路器的快速開展而淘汰熔斷器，也沒有把熔斷器視作落后或過時的產(chǎn) 品。據(jù)知，在德、法等國家如西門子、溯高美等電器公司，不但仍生產(chǎn)熔斷器，還繼續(xù)研制新的產(chǎn)品，技 術(shù)上也不斷進步。從這些方面說明：斷路器是先進

5、的保護電器，而熔斷器也絕非過時或落后的產(chǎn)品。應(yīng)該 說，兩者相輔相成，各有自己的應(yīng)用范圍。3 、熔斷器和斷路器的比擬現(xiàn) 就熔斷器和斷路器的保護性能和其他特點進行比擬，斷路器熔斷器 1 熔斷器的主要優(yōu)點和特點 選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流只要符合國標和IEC標準規(guī)定的過電流選擇比為1.6 :1 的要求，即上級熔斷體額定電流不小于下級的該值的 1.6 倍，就視為上下級能有選擇性切斷故障電流； 限流特性好，分斷能力高； 相對尺寸較?。?價格較廉價。2 熔斷器的主要缺點和弱點 故障熔斷后必須更換熔斷體； 保護功能單一，只有一段過電流反時限特性，過載、短路和接地故障都用此防護；發(fā)生一相熔斷 時，

6、對三相電動機將導致兩相運轉(zhuǎn)的不良后果，當然可用帶發(fā)報警信號的熔斷器予以彌補，一相熔斷可斷 開三相；斷路器1 主要優(yōu)點和特點 故障斷開后，可以手操復(fù)位，不必更換元件，除非切斷大短路電流后需要維修； 有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段保護功能，分別作為過載和短路防護用，各司 其職； 帶電操機構(gòu)時可實現(xiàn)遙控。2 主要缺點和弱點 上下級非選擇型斷路器間難以實現(xiàn)選擇性切斷，故障電流較大時，很容易導致上下級斷路器均瞬時 斷開； 相對價格略高； 局部斷路器分斷能力較小，如額定電流較小的斷路器裝設(shè)在靠近大容量變壓器斷路器1 主要優(yōu)點和特點 具有非選擇性斷路器上述各項優(yōu)點； 具有多種保護功能，有長延

7、時、瞬時、短延時和接地故障包括零序電流和剩余電流保護保護， 分別實現(xiàn)過載、斷路延時、大短路電流瞬時動作及接地故障防護，保護靈敏度極高，調(diào)節(jié)各種參數(shù)方便， 容易滿足配電線路各種防護要求。另外，可有級聯(lián)保護功能，具有更良好的選擇性動作性能； 現(xiàn)今產(chǎn)品多具有智能特點，除保護功能外，還有電量測量、故障記錄，以及通信借口，實現(xiàn)配電裝 置及系統(tǒng)集中監(jiān)控管理。 2 主要問題 價格很高，因此只宜在配電線路首端和特別重要場所的分干線使用； 尺寸較大。4 、配電線路特點和保護電器選型4.1 配電線路特點和對保護電器的要求 1配電系統(tǒng)通常有樹干式和放射式兩類，還有兩者的混合系統(tǒng)。一般樹干式系統(tǒng)的干線較長，對保 護電

8、器要求較高，往往需要高檔保護電器，即選擇型斷路器。2 配電線路可分為主干線、分干線和末端線路三種。主干線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線， 當為樹干式線路，此干線容量很大時，通常使用母干線。3末端線路是直接連接用電設(shè)備， 短路或接地故障時， 要求盡快甚至瞬時切斷電路， 無選擇性要求。4.2 配電線路故障特點 1短路和接地故障，發(fā)生在末端回路多，大約占到 90% 以上，特別是插座回路更是如此，原因是 插頭、插座和移動電器及其導線和接頭等較容易出故障；2 就故障類型而言，接地故障多，相間短路少，前者約占 80%90%； 3電動機等設(shè)備的末端回路，通常是過載多，短路故障較少，電動機的過載約占80%

9、以上，而過載是用熱繼電器保護的，不會使熔斷器、斷路器保護電器選型方案根據(jù)前面表達的電路故障特點和幾種保 護電器性能的比擬，提出保護電器選型方案的建議。本文只論述熔斷器和斷路器的選型方案，而不涉及保 護電器參數(shù)的整定。1 以下位置應(yīng)選用選擇型 ?的總開關(guān)；變電所低壓配電屏引出的母干線，或引出的電流容量較大如500A以上的樹干式線路的保護； 重要場所的低壓配電屏引出的電流容量較大如300A以上的放射式線路保護。 2 以下位置可選用非選擇型斷路器 末端回路的保護； 靠近末端回路的上一級分干線的保護，當供給用電設(shè)備不多，且偶然停電影響不太大時。 3 以下位置宜選用熔斷器 配電線路中間各級分干線的保護；

10、 變電所低壓配電屏引出的電流容量較小如300A以下的主干線的保護； 有條件時也可用作電動機末端回路的保護，但此處不宜選用gG型熔斷器即全范圍分斷、一般用途的熔斷器 ，而應(yīng)選用 aM 型熔斷器即局部范圍分斷、電動機保護用熔斷器 。因 aM 型熔斷器選用的 熔斷體額定電流比 gG 型小得多，有利于提高保護靈敏性，也防止了使上級保護電器選的過大。4保護電器選型綜合方案各級線路保護電器選型建議列于表 1注：1選選擇型斷路器，熔 熔斷器 aM 熔為 aM 型，非選 非選擇型斷路器 2 括號內(nèi)為可 選方案5 、關(guān)于合理應(yīng)用熔斷器的建議1 正確認識熔斷器在配電線路保護的作用和地位，熔斷器和斷路器各有其特點，

11、在不同條件下發(fā)揮 作用。2修訂熔斷器產(chǎn)品標準。現(xiàn)行熔斷器國家標準 GB13539.1-92 和GB13539.2-92 是1992年頒 布實施的， 系等效采用 IEC269 標準， IEC 已于 1998 年和 1999 年修訂了該標準， 建議及時修訂該國標， 使熔斷器標準跟上國際先進水平。3 努力提高熔斷器產(chǎn)品水平。 由于對熔斷器應(yīng)用的一些不正確理解和其他原因，近年來該產(chǎn)品市場 不景氣，一些企業(yè)技術(shù)進步較少。希望能按新的 IEC 標準和新修訂國標，必要時引進國外先進技術(shù)，生產(chǎn) 更高水平、更多品種的產(chǎn)品，如 aM 系列熔斷器等產(chǎn)品。4 低壓配電成套裝置和配電箱，應(yīng)有一定數(shù)量的熔斷器方案，以供配

12、電設(shè)計人員和用戶選用。低壓熔斷器和斷路器的比力和應(yīng)用1. 題目的提出“都什么年月了，還使用熔斷器 !熔“斷器已經(jīng)過時了 !這話宛如很有原理，但又是一個現(xiàn)實面臨的技 能題目。真的，近十多年來，無論是產(chǎn)業(yè)修建、民用修建和戶外裝置的低壓配電體系方案中，使用低壓熔 斷器越來越少， 大多數(shù)乃至千篇同等地使用 低壓斷路器 ; 與之相對應(yīng)的是低壓配電箱中裝設(shè)熔斷器的也大大 淘汰。在低壓配電體系掩護電器的應(yīng)用中，筆者以為這是一個不準確的或不全面的相識。因此，有須要對 熔斷器和斷路器 以下均指低壓 舉行一些比力和闡發(fā)，以能改準確、公正地選用這兩種掩護電器。2. 配電線路掩護和掩護電器的生長2.1 配電線路掩護要

13、求低壓配電線路，為了防護在孕育發(fā)生阻礙 如過載、短路和接地阻礙 時危及人身清靜 間接打仗導致 的電擊 ，或是線途經(jīng)熱而導致破壞乃至引起電氣火災(zāi)，配電線路應(yīng)有須要的防護步伐，以掩護線路清靜和 用電清靜。由于低壓配電線路遍布種種修建以致戶外隨處，孕育發(fā)生阻礙的幾率大，而且有大量非專業(yè)職 員大概打仗，更顯得這種防護特別緊張。最主要的防護步伐即是在各級配電線路裝設(shè)掩護電器，以保證在 電路孕育發(fā)生阻礙時， 能有用地斷開阻礙電路。 這些掩護應(yīng)切合 GB50054-95 ?低壓配電方案范例?的有 關(guān)劃定。為此，各級線路不光要設(shè)置掩護電器，還必須要準確整定其參數(shù)，以保證在劃定的時間內(nèi)可靠切 斷阻礙 ;還要求應(yīng)

14、有選擇地切斷電路，即要求最靠近阻礙點的掩護電器行動，而其上級的掩護電器不行動， 以使得切斷電路的領(lǐng)域最小。2.2 掩護電器的類型和生長掩護電器主要有兩種：一是 斷路器 ，二是熔斷器。斷路器類型許多，從與本文相干的掩護特性看， 有非選擇型和選擇型斷路器兩大類 ; 另外，還有帶泄電防護的斷路器。這些掩護電器各有自身的特點，自然 也有其不夠之處，應(yīng)憑據(jù)配電體系各自的具體條件和要求選用，不能簡略的用先進或落伍給予評價。在當今天下，特別是一些興旺國家，斷路器產(chǎn)物和技能生長非常迅速，不停研制出更新型、掩護成 效更完滿的斷路器。近十年來，差未幾每十年左右更新?lián)Q代一次，不停到推出成效完滿、具有通訊模塊的 智能

15、型斷路器，為配電線路防護提供了性能極佳的掩護電器。近20 年來，我國電器產(chǎn)業(yè)生長非常迅速，斷路器產(chǎn)物緊跟國際先進技能潮水，研制了多種智能型斷路器，為配電線路提供了更完滿的掩護成效。但 是，在泰西一些興旺國家，并沒有由于斷路器的快速生長而鐫汰熔斷器， 也沒有把熔斷器視作落伍或逾期的產(chǎn)物。據(jù)知，在德、法等國家如西門子、溯高美等電器公司，不光仍生產(chǎn)熔斷器，還連續(xù)研制新的產(chǎn)物， 技能上也不停前進。從這些方面說明：斷路器是先進的掩護電器，而熔斷器也絕非逾期或落伍的產(chǎn)物。應(yīng) 該說，兩者相輔相成，各有自己的應(yīng)用領(lǐng)域。3. 熔斷器和斷路器的比力現(xiàn)就熔斷器和斷路器的掩護性能和其他特點舉行比力， 斷路器那么按非選

16、擇型和選擇型兩類分別表達。3.1 熔斷器(1) 熔斷器的主要利益和特點 選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流只要切合國標和 IEC 尺度劃定的過電流選擇比為 1.6 ：1 的要求，即上級熔斷體額定電流不小于下級的該值的 1.6 倍，就視為上下級能有選擇性切斷阻礙電流 ; 限流特性好，分斷本領(lǐng)高 ; 相對尺寸較小 ; 價錢較自制。(2) 熔斷器 的主要缺點和缺點 阻礙熔斷后必須調(diào)換熔斷體 ; 掩護成效單一，只有一段過電流反時限特性，過載、短路和接地阻礙都用此防護 ; 孕育發(fā)生一相熔斷時， 對三相電動機將導致兩相運轉(zhuǎn)的不良效果， 雖然可用帶發(fā)報警信號的熔斷器 予以增補，一相熔斷可斷開三相 ; 不

17、能實現(xiàn)遙控，須要與電動刀開關(guān)、開關(guān)組合才有大概。3.2 非選擇型斷路器(1) 主要利益和特點 阻礙斷開后，可以手操復(fù)位，不必調(diào)換元件，除非切斷大短路電流后須要維修 ; 有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段掩護成效， 分別作為過載和短路防護用， 各司 其職; 帶電操機構(gòu)時可實現(xiàn)遙控。(2) 主要缺點和缺點 上下級非選擇型斷路器間難以實現(xiàn)選擇性切斷， 阻礙電流較大時， 很容易導致上下級斷路器均瞬時 斷開; 相對價錢略高 ; 部門斷路器分斷本領(lǐng)較小， 如額定電流較小的斷路器裝設(shè)在靠近大容量變壓器位置時， 會使分斷本 領(lǐng)不夠。如今有高分斷本領(lǐng)的產(chǎn)物可以饜足，但價較高。3.3 選擇型斷路器(1

18、) 主要利益和特點 具有非選擇性斷路器上述各項利益 ; 具有多種掩護成效，有長延時、瞬時、短延時和接地阻礙 ( 包羅零序電流和剩余電流掩護 ) 掩護，分 別實現(xiàn)過載、斷路延時、大短路電流瞬時行動及接地阻礙防護，掩護敏銳度極高，調(diào)治種種參數(shù)方便，容易饜足配電線路種種防 護要求。另外，可有級聯(lián)掩護成效，具有更良好的選擇性行動性能 ; 現(xiàn)今產(chǎn)物多具有智能特點，除掩護成效外，還有電量丈量、阻礙紀錄，以及通訊捏詞，實現(xiàn)配電裝 置及體系會集監(jiān)控管理。(2) 主要題目 價錢很高，因此只宜在配電線路首端和特別緊張場所的分干線使用 ; 尺寸較大。4. 配電線路特點和掩護電器選型4.1 配電線路特點和對掩護電器的

19、要求(1) 配電體系通常有樹干式和放射式兩類，還有兩者的殽雜體系。一樣平常樹干式體系的干線較長， 對掩護電器要求較高，通常須要高等掩護電器，即選擇型斷路器。(2) 配電線路可分為主干線、分干線和著末線路三種。主干線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線， 當為樹干式線路，此干線容量很大時，通常使用母干線。(3) 著末線路是直連續(xù)接用電配置， 短路或接地阻礙時， 要求盡快乃至瞬時切斷電路， 無選擇性要求。4.2 配電線路阻礙特點(1) 短路和接地阻礙， 孕育發(fā)生在著末回路多， 約莫占到 90% 以上， 特別是插座回路更是云云， 緣故 原由是插頭、插座和移動電器及其導線和討論等較容易出阻礙 ;(2) 就

20、阻礙類型而言，接地阻礙多，相間短路少，前者約占 80%90%;(3) 電動機等配置的著末回路， 通常是過載多， 短路阻礙較少，電動機的過載約占 80% 以上， 而過載 是用熱繼電器掩護的，不會使 熔斷器 、斷路器行動。4.3 掩護電器選型方案 憑據(jù)前面表達的電路阻礙特點和幾種掩護電器性能的比力，提出掩護電器選型方案的提倡。本文只 表達熔斷器和斷路器的選型方案，而不涉及掩護電器參數(shù)的整定。(1) 以下位置應(yīng)選用選擇型斷路器 變壓器低壓出線的總開關(guān) ; 變電所低壓配電屏引出的母干線，或引出的電流容量較大 ( 如 500A 以上 ) 的樹干式線路的掩護 ; 緊張場所的低壓配電屏引出的電流容量較大 ( 如 300A 以上 ) 的放射式線路掩護