施耐德2010年培訓講義02-保護電器的選擇-200906

第二章

保護電器的選擇低壓保護電器的功能與分類保護財產及人身安全:保護設備和線路，防止過載及短路造成的損害防止由于絕緣故障引起的間接接觸的危險要遵守的條件:按照IEC60364§60473-1-1在各回路的首端，分支路出口(電流減小)保護電器的分類低壓斷路器低壓熔斷器剩余電流動作保護器低壓配電線路的保護類別過負載保護：保護電器應在過負載電流引起的導體溫升對導體的絕緣、接頭、端子或導體周圍的物質造成損害前分斷該過負載電流。Ic<=Ir<=Iz或者Ic<=Iset1<=Iz；I2<=1.45Iz短路保護：保護電器應在短路電流對導體和連接件產生的熱效應和機械力造成危害之前分斷該短路電流。短路保護電器的分段能力不應小于保護電器安裝處的預期短路電流——斷路器廠家的產品資料應在短路電流使導體達到允許的極限溫度之前分斷該短路電流——t<=(K^*S^)/I^接地故障保護:當發(fā)生帶電導體與外露可導電部分、裝置外可導電部分、PE線、PEN線、大地之間的接地故障時，保護電器必須自動切斷該故障電路，以防止人身間接電擊、電氣火災等事故。不同的接地系統(tǒng)有不同的保護要求。例外情況低壓配電線路保護的一般要求針對三種配電線路故障，分斷故障電流或發(fā)出故障報警信號。低壓配電線路上下級保護電器的動作應該有選擇性。低壓配電線路的保護應與配電系統(tǒng)的特征及接地方式相適應。特殊的用電設備的保護。電動機起重機電焊機電阻爐整流器......等等低壓保護電器的幾個問題低壓過負載保護電器安裝位置：回路供電端和回路導體的截面、材料、附設方式等有變化的回路分支處。L<3m。校驗上級保護電器的靈敏度。三相均設保護電器并聯(lián)導線或電纜的過載保護N線上的保護電器TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)中，當N線與相線同截面時，或已經能被相線上的保護電器所保護時，N線可以不裝保護電器。當需要切斷N線時，應裝設同時切斷相線和N線的保護電器。TN-C系統(tǒng)中，不得裝設斷開PEN線的保護電器。諧波對過載的影響低壓開關設備常用標準標準 住宅用設備 工業(yè)及小型商業(yè)

<1000V低壓開關設備總則 IEC60947-1/GB14048.1

低壓斷路器 IEC60898/GB10963 IEC60947-2/GB14048.2

低壓開關、隔離器 IEC60669-1/GB16915IEC60947-3/GB14048.3

接觸器 IEC61095/GB17885 IEC60947-4/GB14048.4

電動機起動器 不帶過電流保護的 IEC61008/GB16916

剩余電流動作斷路器帶過電流保護的 IEC61009 IEC60755剩余電流動作斷路器 GB16917

GB6829低壓斷路器的分類具有高短時耐受能力的空氣斷路器(ACB)符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：MasterpactMT,MTE電流范圍630A至6300A,Icu=Ics=Icw，最高達150kA斷路器可以實現(xiàn)時間選擇性低壓斷路器的分類（續(xù)）具有限流作用的塑殼斷路器(MCCB)符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：CompactNSX,NSE電流范圍16A至630AIcu=Ics

，最高可達150kA斷路器適用于級聯(lián)，并可實現(xiàn)電流和能量的選擇性低壓斷路器的分類（續(xù)）具有限流作用的微型斷路器(MCB)符合GB10963(idtIEC60898)例如：C120,C65電流范圍1A至125A,Icu=Ics，25kA以下,斷路器適用于級聯(lián)，可以實現(xiàn)電流和能量的選擇性低壓斷路器選擇的一般要求按正常工作條件選擇額定電壓額定電流保護特性按短路工作條件選擇短時耐受電流短路分斷能力按使用環(huán)境條件選擇多塵環(huán)境腐蝕環(huán)境高原地區(qū)熱帶地區(qū)特殊場所

低壓電器是用于額定電壓交流1000V或直流1500V以下電路中起保護、控制、轉換和通斷作用的電器。低壓斷路器的電氣特性額定工作電壓Ue；額定電流In；額定絕緣電壓Ui，額定沖擊耐壓Uimp；額定頻率機械壽命；電氣壽命延時時間；檢測時間；分斷時間；動作完成時間

斷路器殼架電流；脫扣器額定電流（電流互感器額定電流）；脫扣電流(熱脫扣Ir，磁脫扣Im，電子脫扣器整定值調整)額定短時耐受電流Icw:在制造廠規(guī)定的試驗條件下對斷路器確定的短時耐受電流值。以短延時時間為試驗時間。交流狀況下為有效值。預期短路電流的交流分量在短延時時間內認為是恒定的。短延時時間不應小于0.05S。（0.05-0.1-0.2-0.5-1）額定接通能力(Icm)：在制造廠規(guī)定的額定工作電壓、頻率、功率因素下，斷路器的短路接通能力。（最大預期峰值）額定極限短路分斷能力（有效值）Icu：Test=O-CO額定運行短路分斷能力（有效值）Ics：Test=O-CO-CO短路分斷試驗裝置-示意圖:極限短路分斷能力試驗Icu:“O”-t2-“CO”,其中t2=3分鐘運行短路分斷能力試驗Ics:“O”-t2-“CO”-t2-“CO”,之后測試溫升及壽命試驗.“O”-分閘試驗

:“CO”-合/分試驗:被測試的元件AB已接通合閘分閘，分斷斷開已接通斷開正在接通分閘，分斷斷開tot1BAtot1BA接通接地熔斷器tt短路分斷能力試驗低壓斷路器的分類（續(xù)）按照使用類別分：

A類:在短路情況下，選擇性保護無人為短延時，因而無IcwB類:在短路情況下，選擇性保護有人為短延時（可調節(jié)），有Icw斷路器整定值設置問題需要查詢廠家樣本資料：按照是否適合隔離分：適合隔離：在斷開位置，斷路器所有極，包括中性極必須斷開可見的分斷或確實可靠的分斷指示，可鎖定不適合隔離In,Io,Ir,Im,Ii,Isd終端配電箱樓內配電間公用電主配電柜分配電柜一級配電二級配電三級配電低壓配電系統(tǒng)與斷路器選擇脫扣器熱磁脫扣器電子脫扣器熱保護過載保護長延時磁保護短路保護短延時瞬時脫扣器的型式有兩種型式的脫扣器:熱磁式脫扣器電子式脫扣器兩種脫扣器用于相同的主要功能:構成過流保護使電流過載的回路斷開示意的熱脫扣曲線

Ir=kxInIr-熱保護整定值k取決于斷路器

Int=k1xIr約定不脫扣電流k1=1.05(MCCB)/1.13(MCB)1小時In＜63A2小時In≥63A

It=k2xIr約定脫扣電流k2=1.3(MCCB)/1.4(MCB)在過電流持續(xù)一段時間后雙金屬片的彎曲足以引起脫扣必定不脫扣區(qū)域可能

脫扣

區(qū)域必定脫扣區(qū)域IrIntIt1hI>In時雙金屬片原理 過載保護的脫扣曲線tIMCB MCCBImImntImt固定k1*Irk2*Ir

固定或可調STR-15%/TMD-20%STR+15%/TMD+20%示意的磁脫扣曲線利用電磁原理，認為電流是短路電流Im

短路脫扣電流整定值Imnt/Imt

為動作精度必定脫扣區(qū)域可能脫扣區(qū)域必定不脫扣區(qū)域ImntImImtItime短路保護的脫扣曲線熱磁脫扣器的脫扣曲線NSX100至250TM80D/100D熱磁脫扣器的脫扣曲線（續(xù)）C65N,C型曲線執(zhí)行機構傳感器控制單元CT脫扣器處理電流互感器CT的信號電流互感器CT的信號與整定值比較脫扣線圈電子式脫扣器的工作原理在電子式斷路器中，傳統(tǒng)的熱磁脫扣器由一個電子控制器所替代電子式脫扣器的脫扣曲線MasterpactMT

Micrologic5.0,6.0,7.0電子式脫扣器的脫扣曲線NSX100至250MIC2.2250Reflex能量脫扣曲線熱磁式斷路器保護特性曲線簡圖電子式斷路器保護特性曲線簡圖Ir:過載(熱或長延時)繼電器脫扣電流設定值Im:短路(磁或短延時)繼電器脫扣電流設定值Ii:短路瞬動繼電器脫扣電流設定值Icu:分斷能力t(s)lrlmIcuI(A)t(s)lrlmIcuI(A)li兩段保護三段保護熱磁式和電子式保護曲線之間的差別為什么要設置短延時？(1)IEC60898中定為20In，大部分歐洲制造商認為這一數(shù)值高得不切實際(M-G=10~14In)。(2)對于工業(yè)用途，IEC標準沒有規(guī)定專門值。表中所列數(shù)值僅為通常使用值。低壓斷路器的保護脫扣電流斷路器的脫扣閾值取決于：家用及類似場所小型斷路器的標準:(IEC60898)或者按照IEC60947-2標準，制造廠對工業(yè)用斷路器的標明第一個字母=分斷范圍-g:全熔斷范圍的熔斷器-a:后備熔斷器第二個字母=使用類別規(guī)定時間-電流特性熔斷器的類別IEC60269第一個字母:型式(分斷范圍)g=全范圍熔斷器(分斷在分斷能力下的全部電流)a=后備熔斷器(只從5In開始分斷)第二個字母:使用類別 (被保護回路)配電 電動機控制gGgMaMnnn低壓熔斷器IEC60269規(guī)定的工業(yè)用熔斷器用2個字母代號，見下表中說明

gG

和gM

熔斷器的時間-電流帶

aM

熔斷器的時間-電流帶InfIf熔斷器特性曲線I最小弧前時間曲線tt4lnxln最小弧前時間曲線熔斷器特性曲線I熔斷器的時間－電流特性曲線IEC60947-2IEC60947-4IEC60947-3過載保護短路保護控制隔離M電動機的保護與控制電動機的保護和控制能用一、二個或三個電器完成，它們實現(xiàn)下列功能。低壓配電隔離短路保護過載保護電動機控制LR2-DLC1/LP1-DGV2-ME/RS電動機的保護與控制（續(xù)）熔斷器式隔離開關接觸器熱繼電器ME型斷路器

接觸器MA型斷路器接觸器熱繼電器電動機起動器(TeSysU)aM電動機的保護與控制（續(xù)）四種保護型式熔斷器(aM)+熱繼電器的組合斷路器(MA)+接觸器+熱繼電器組合tsIbIqI1~10s20~30mstsIbIq1~10s20~30msI電動機的保護In分斷阻性負載工作電流AC-12.5In分斷繞線電機起動電流AC-26In分斷鼠籠電機正常運轉電流AC-36In分斷鼠籠電機起動電流AC-4控制負載的類別熱繼電器的脫扣等級

IEC標準對熱繼電器規(guī)定了四個脫扣等級（見下表）10和10A級最常用，20和30級一般用于起動困難的電動機電動機回路中接觸器和繼電器的配合

1類配合：接觸器和繼電器的損傷是容許的:

對使用者無危害除了接觸器和繼電器外無危害組合電器的分斷能力必然就是短路保護電器的分斷能力。

2類配合：在容易清除的情況下，只允許接觸器或起動器的觸頭熔焊，但不允許損壞。

2型配合試驗之后，該裝置仍能保持正常的保護和控制功能，因而其分斷能力由試驗結果確定。電動機回路中元器件的配合（續(xù)）選擇一種配合類型

1類配合:合格的維護減少裝置的體積和價格在更換故障電機的期間不要求持續(xù)供電

2類配合:有限的維護人員規(guī)范要求2類配合電動機直接啟動時保護的簡便選型方法施耐德提供標準選型表選型表的使用方法配合類型保護形式輕載或重載電壓等級電機功率（馬力）電動機如何方便的選型？電動機在工業(yè)用途中常常是關鍵的設備。由于電氣故障引起的停機會有嚴重的后果絕緣監(jiān)視器設計用于防止上述事故電動機的大多數(shù)電氣故障是當電動機冷態(tài)起動后發(fā)生的相對地絕緣故障絕緣性能新電機:1000兆歐已使用的電機:10-100兆歐最低工作值:5兆歐斷路器或接觸器閉合聯(lián)鎖低壓電動機的預防性保護終端配電箱樓內配電間公用電主配電柜分配電柜一級配電二級配電三級配電低壓斷路器的保護整定斷路器正常工作時不應脫扣Isd>1.2[Iq+Ib(n-1)]Ii>1.2[I