施奈德2010年培训讲义02-保护电器的选择_200906

第二章 保护电器的选择

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低压保护电器的功能与分类●保护财产及人身安全: ●保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害 ●防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险 ●要遵守的条件: ●按照 IEC 60364 § 60473-1-1 ●在各回路的首端，分支路出口 (电流减小) ●保护电器的分类 ●低压断路器 ●低压熔断器 ●剩余电流动作保护器

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低压配电线路的保护类别●过负载保护：保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、 接头、端子或导体周围的物质造成损害前分断该过负载电流。● Ic<=Ir<=Iz或者Ic<=Iset1<=Iz;I2<=1.45Iz

●短路保护：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机 械力造成危害之前分断该短路电流。● 短路保护电器的分段能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流——断路器 厂家的产品资料 ● 应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流—— t<=(K^*S^)/I^

●接地故障保护:当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部 分、PE线、PEN线、大地之间的接地故障时，保护电器必须自动切 断该故障电路，以防止人身间接电击、电气火灾等事故。● 不同的接地系统有不同的保护要求。

●例外情况SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June 3

低压配电线路保护的一般要求●针对三种配电线路故障，分断故障电流或发出故障报警信号。 ●低压配电线路上下级保护电器的动作应该有选择性。 ●低压配电线路的保护应与配电系统的特征及接地方式相适应。 ●特殊的用电设备的保护。●电动机 ●起重机 ●电焊机 ●电阻炉 ●整流器 ●......等等

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低压保护电器的几个问题● 低压过负载保护电器安装位置：回路供电端和回路导体的截面、材料、附 设方式等有变化的回路分支处。 ● L<3m。 ● 校验上级保护电器的灵敏度。 ● 三相均设保护电器 ● 并联导线或电缆的过载保护 ● N线上的保护电器 ● TN-S系统或TT系统中，当N线与相线同截面时，或已经能被相线上的保护 电器所保护时，N线可以不装保护电器。 ● 当需要切断N线时，应装设同时切断相线和N线的保护电器。 ● TN-C系统中，不得装设断开PEN线的保护电器。 ● 谐波对过载的影响

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低压开关设备常用标准标准 低压开关设备总则 低压断路器 低压开关、隔离器 接触器 电动机起动器 住宅用设备 IEC 60898 /GB10963 IEC 60669-1 /GB16915 IEC 61095 /GB17885 工业及小型商业 < 1000V IEC 60947-1 /GB14048.1 IEC 60947-2 /GB14048.2 IEC 60947-

3 /GB14048.3 IEC 60947-4 /GB14048.4

不带过电流保护的 剩余电流动作断路器带过电流保护的 剩余电流动作断路器

IEC 61008 /GB16916IEC 61009 GB16917 IEC 60755 GB6829

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低压断路器选择的一般要求 低压电器是用于额定电压交流1000V或直流1500V以下电路中起保护、控制、转换和通断作用的电器。

●按正常工作条件选择 ●额定电压 ●额定电流 ●保护特性 ●按短路工作条件选择 ●短时耐受电流 ●短路分断能力

●按使用环境条件选择 ●多尘环境 ●腐蚀环境 ●高原地区 ●热带地区 ●特殊场所

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低压断路器的电气特性● 额定工作电压 Ue;额定电流 In;额定绝缘电压Ui,额定冲击耐压Uimp;额 定频率 ● 机械寿命；电气寿命 ● 延时时间；检测时间；分断时间；动作完成时间 ● 断路器壳架电流；脱扣器额定电流(电流互感器额定电流);脱扣电流 (热脱 扣 Ir,磁脱扣 Im,电子脱扣器整定值调整) ● 额定短时耐受电流 Icw :在制造厂规定的试验条件下对断路器确定的短时耐受 电流值。以短延时时间为试验时间。● 交流状况下为有效值。 ● 预期短路电流的交流分量在短延时时间内认为是恒定的。 ● 短延时时间不应小于0.05S。(0.05-0.1-0.2-0.5-1)

● 额定接通能力 (Icm):在制造厂规定的额定工作电压、频率、功率因素下，断 路器的短路接通能力。(最大预期峰值) ● 额定极限短路分断能力(有效值)Icu: Test=O-CO ● 额定运行短路分断能力(有效值)Ics:Test=O-CO-COSLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June

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短路分断能力试验● 短路分断试验装置 -示意图 : A接通 被测试的元件

B

接地熔断器

to

t1

“O”- 分闸试验 :

tB A合闸 已接通分闸，分断

断开

to

t1分闸，分断

“CO”- 合/分试验:

t断开

B A

断开

正在接通

已接通

● 极限短路分断能力试验Icu : “O”- t2 - “ CO”, 其中 t2 = 3 分钟 ● 运行短路分断能力试验Ics : “O”- t2 - “CO”- t2 - “CO” ,之后测试温升及寿 命试验.SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June 12

低压断路器的分类(续)●按照使用类别分：● A类:在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无Icw ● B类:在短路情况下，选择性保护有人为短延时(可调节),有Icw

●断路器整定值设置问题需要查询厂家样本资料：●按照是否适合隔离分：● 适合隔离：

●在断开位置，断路器所有极，包括中性极必须断开●可见的分断或确实可靠的分断指示， ●可锁定 ● 不适合隔离

In,Io,Ir,Im,Ii,Isd

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低压配电系统与断路器选择主配电柜 一级

配电

分配电柜

二级配电

终端配电箱 三级配电楼内配电间

公用电

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脱扣器的型式●有两种型式的脱扣器: ●热磁式脱扣器 ●电子式脱扣器 ●两种脱扣器用于相同的主要功能: ●构成过流保护 ●使电流过载的回路断开脱扣器

热磁脱扣器

电子脱扣器

热保护 过载保护 长延时磁保护 短路保护 短延时 瞬时

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过载保护的脱扣曲线● 示意的热脱扣曲线t

● 双金属片原理I > In时

1h

可能 脱扣 区域 必定不 脱扣区 域

必定 脱扣 区域

在过电流持续一段时间后 双金属片的弯曲足以引起脱扣Ir Int It I

● Ir = k x In Ir- 热保护整定值 k 取决于断路器

● Int = k1 x Ir ● It = k2 x Ir 约定不脱扣电流 约定脱扣电流 k1=1.05(MCCB)/1.13(MCB) k2=1.3(MCCB)/1.4(MCB) 1 小时 In < 63A 2 小时 In ≥ 63A16

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短路保护的脱扣曲线● 示意的磁脱扣曲线time

● 利用电磁原理，认为电流 是短路电流

必定脱扣区域 可能 脱扣 区域

必定不 脱扣 区域

I

Imnt

Im Imt

MCB

Im 短路脱扣电流整定值 Imnt / Imt 为动作精度

Im Imnt Imt

固定 k1*Ir k2*Ir

MCCB 固定或可调 STR -15% /TMD -20% STR+15% /TMD+20%

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热磁脱扣器的脱扣曲线●NSX100至250 TM80D/100D

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