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任元会:隔离开关、熔断器性能及在低压配电中的应用

发布于:2016-11-15 15:57:15 来自:电气工程/供配电技术 [复制转发]
1熔断器在低压配电系统中的地位

a. 低压配电系统的保护电器主要是低压断路器和低压熔断器。保护电器是电路故障时避免导致电击和引起电气火灾的重要器件,合理选择保护电器,正确整定其参数,是达到预期目的的重要保证。

b. 在我国上世纪80年代中后期,出现一种错误的倾向:认为断路器是先进的,而熔断器是落后的、过时的产品,从而很少使用熔断器,这种倾向应该得到纠正。
从保证用电安全、供电可靠和技术经济合理等考虑,合理选择熔断器和断路器是十分必要的。本文拟对这个问题进行分析和论证,并对熔断器的应用进行系统阐述。

注:本文论述的配电系统及熔断器、断路器均为低压,即交流1 000 V及以下。

2低压配电线路保护电器选型

每段低压配电线路都应装设保护电器,通常选用熔断器或断路器。

两种保护电器如何选型?各有什么特点和优缺点?特分析如下:

a. 熔断器和断路器主要性能比较列于表1。

360截图1.jpg

b. 熔断器和断路器各有优势,在电路保护中,应根据电路条件和要求,发挥各自的长处,综合应用,以达到安全、可靠、经济合理、便于维护管理的目的。

c. 配电系统保护电器选型的建议:

① 变电所低压屏引出的馈线:当电流较大(如600 A以上)、保护级数多(3级及以上)时,选择选择型断路器;对电流较大(如600 A以上)的树干式线路,选择选择型断路器;对电流较小(如400 A以下)的放射式或树干式线路,选择熔断器;对直接引到大中功率的用电设备的线路,选择非选择型断路器或熔断器。

②中间级保护电器,选用熔断器。

③末端回路:一般用电设备、家电、照明,选择非选择型断路器(如MCB);直接启动的中小型笼型电动机,选择熔断器(aM型)或非选择型断路器。

根据以上原则编制的保护电器选型示例列于图1。在图1中具体而形象地描述了熔断器和选择型断路器、非选择型断路器的应用,还有剩余电流动作保护器(RCD)的应用,可供电气设计师参考。

360截图2.jpg

3隔离开关的功能和应用

按照GB 14048. 3 - 2008的规定,将开关和隔离开关的功能叙述如下,并就其在配电系统中的应用进行分析。

3. 1 开关的功能
开关在正常工作条件(包括规定的过载条件)下,具有以下功能:

a. 接通正常电流,包括承载规定的电流。

b. 分断正常电流。

c. 承受短时间故障电流,称为“短时耐受电流Icw”,通常为1 s。

d. 特殊条件下能接通一定的故障电流。

注意:开关有一定的接通短路电流的能力,但没有分断短路电流的能力。因为它没有断路器具有脱扣器能分断短路电流的能力,也没有熔断器在通过短路电流时熔片熔断而切断故障电流的能力;

但是却赋予它具有一定接通短路电流的能力,而这种接通能力是十分必要的;当接通电路时,在电路中万一发生一个不为操作者所知晓的故障(短路或接地)时,可能导致对操作者的伤害,而这种接通能力就保证了操作者的人身安全。

3. 2 隔离开关的功能

隔离开关具有隔离功能和开关的全部功能。而这种隔离功能包括足够的触头开距、最小的泄漏电流等,是对维护人员的重要安全保证。还应指出,隔离开关的隔离功能优于断路器的隔离功能。

3. 3 (隔离)开关和熔断器的组合

开关或隔离开关具有开关功能,而没有保护功能,熔断器则正好相反,故两者组合能发挥各自的优势;组合方式为(隔离)开关熔断器组和熔断器式(隔离)开关。

3. 4 几种电器的接通能力和分断能力对比(如表3所示)

360截图3.jpg

可见,隔离开关熔断器组合同断路器相比,具有相同功能,但各有自身优势。其主要性能和优缺点见表1。

3. 5 隔离开关在配电系统中的应用

如前所述,隔离开关具有开关和隔离两大功能,是一种安全、可靠、实用而又经济的低压电器,在配电系统中得到广泛应用。

主要应用场所有:

a. 配电箱进线处。这是应用最广、使用最有效的一个部位。

b. 采用断路器保护的线路,此断路器无隔离功能而设备检修需要隔离时。

c. 电容器柜的进线处。

d. 旁路隔离。

e. 转换开关(ATS)前的隔离。

f. 光伏系统的隔离。

g. 重要的电气装置进线处没有隔离电器时。

h. 其它需要切断电路和隔离的配电回路。

特别需要指出的是:配电箱等进线处的隔离开关,近20多年来不恰当地被断路器所取代,不仅仅是多花了投资,更主要的是劣化了配电系统的保护性能,降低了保护的选择性,也降低了隔离功能。

因为断路器是保护电器,要保证电动操作力好,使用的触头要保证良好的动态性能,却没有隔离开关采用夹紧式触头的吸力大、静态性能好的优势,这些常常是设计师所忽视的。

4当前建筑电气设计待改进的问题和建议

近30多年来,在改革开放方针指引下,扩展了视野,提高了标准化水平,低压电器产品标准都逐步达到了和IEC标准等同,产品水平大大提高。供配电设计领域也大量引进和应用了IEC标准,使整体水平得到很大提高。

大量高层公共建筑和现代化工业的兴建,也促进了设计水平的提高,培养和锻炼了设计队伍,涌现了大批掌握先进技术的人才,是十分可喜的。

但也存在一些不可忽视的问题,如某些方面墨守成规、盲目模仿、作风粗放等。下面仅就低压配电设计提出几个问题,以求有所前进:

a. 正确理解熔断器和断路器的特点和各自优势,从保证安全、可靠、经济合理、方便维护等多方面综合考量,恰当选用这两种保护电器,改变20多年来单一选用断路器状况。

b. 改变配电箱进线开关采用断路器(多为非选择型)方案,应改为隔离开关。

c. 每段配电线路应装设,但只装设一个保护电器,并应装设在线路首端,即配电箱出线处或树干式线路分支处。改变装两台,甚至多台保护电器的做法,如线路较长,再加一个;引入另一建筑进线处再加一个;电气装置进线处重复装设;或装了熔断器,再装断路器等不恰当的做法。

其实,在IEC和我国国家标准中,熔断器都是和断路器并列的;在德、美、法等国已有长期的经验和做法值得我们借鉴。

在我国也有老前辈王厚余研究员等,还有正在设计第一线的中青年电气设计师发表了不少观点很正确的论文,并且实践了这些正确方案,如在北京奔驰、沈阳宝马汽车厂和一些工程项目中已有良好范例。

笔者非常期盼各设计院的电气总工和电气设计师能共同努力改变这些不理想的现状,为提高配电系统保护的水平,为发展我国供配电设计技术而共同努力。


作者:
任元会,中国航空规划设计研究总院有限公司,研究员。



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只看楼主 我来说两句
  • lw010
    lw010 沙发
    谢谢楼主的资料
    2018-10-05 14:37:05

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    赞同0
  • mingami
    mingami 板凳
    感谢楼主分享
    2018-09-17 17:58:17

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    赞同0
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这个家伙什么也没有留下。。。

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