低壓斷路器具有斷路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、控制和隔離的功能,適用于工業(yè)與民用建筑終端低壓配電系統(tǒng),在低壓配電系統(tǒng)中廣泛采用。低壓斷路器在配電系統(tǒng)中若設(shè)計(jì)不當(dāng),就會(huì)影響供電回路的正常工作。筆者借此談一下低壓斷路器,在低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題。
1.低壓斷路器的選擇性
為了保證低壓配電系統(tǒng)的可靠性,低壓斷路器的選擇性成為終端低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。如圖1所示在斷路器所保護(hù)的配電系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)生電氣故障時(shí),距故障點(diǎn)最近的斷路器QF3動(dòng)作將故障切除,而其他各級(jí)斷路器不動(dòng)作,從而將故障所造成斷電限制在最小范圍內(nèi),使其他無(wú)故障供電回路仍能保持正常供電,這就是對(duì)低壓斷路器所要求的選擇性。非選擇性低壓斷路器,是指當(dāng)發(fā)生電氣故障時(shí),距故障點(diǎn)最近的低壓斷路器QF3動(dòng)作將故障切除,而其他各級(jí)斷路器QF1、QF2、QF4和QF5動(dòng)作,均處于打開(kāi)狀態(tài),不能保證使其他無(wú)故障回路正常供電。低壓斷路器的選擇性在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中占有十分重要的位置,它可以給用戶(hù)帶來(lái)便利,并能保證供電回路工作的連續(xù)性。所以,家用電器在無(wú)選擇性保護(hù)下,一旦發(fā)生電氣故障,配電回路的連續(xù)性就不能得到保證,使家用電器如電冰箱、排油煙機(jī)等處于停機(jī)待啟動(dòng)狀態(tài),影響了用戶(hù)的日常生活。
在低壓配電系統(tǒng)中用的低壓斷路器按其保護(hù)性能可分為,選擇性和非選擇性?xún)深?lèi)。選擇性低壓斷路器,有兩段保護(hù)和三段保護(hù)兩種。其中瞬時(shí)特性和短延時(shí)特性適用于短路動(dòng)作,而長(zhǎng)延時(shí)特性適用于過(guò)載保護(hù)。非選擇性低壓斷路器,一般為瞬時(shí)動(dòng)作,只做短路保護(hù)用。也有的為長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作,只做過(guò)負(fù)荷保護(hù)用。如圖2所示低壓斷路器的三種保護(hù)特性曲線(xiàn)。
在低壓配電系統(tǒng)中,如果上一級(jí)斷路器采用選擇性斷路器,下一級(jí)斷路器采用非選擇性斷路器或選擇性斷路器,主要是利用短延時(shí)脫扣器的延時(shí)動(dòng)作或延時(shí)動(dòng)作時(shí)間的不同,以獲得選擇性。通過(guò)上一級(jí)斷路器的延時(shí)動(dòng)作時(shí),請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題:
⑴無(wú)論下一級(jí)是選擇性斷路器還是非選擇性斷路器,上一級(jí)斷路器的瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流一般不得小于下一級(jí)斷路器出線(xiàn)端的最大三相短路電流的1.1倍;
?、迫绻乱患?jí)是非選擇性斷路器,為防止在下一級(jí)斷路器所保護(hù)回路發(fā)生短路電流時(shí),因這一級(jí)瞬時(shí)動(dòng)作靈敏度不夠,而使上一級(jí)短延時(shí)過(guò)電流脫扣器首先動(dòng)作,使其失去選擇性。一般上一級(jí)斷路器的短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流不小于下一級(jí)瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的1.2倍;
?、侨绻乱患?jí)也是選擇性斷路器,為保證選擇性,上一級(jí)斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間至少比下一級(jí)斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)0.1S。
一般來(lái)說(shuō),要保證上下兩級(jí)低壓斷路器之間選擇性動(dòng)作,上一級(jí)斷路器宜選擇帶短延時(shí)的過(guò)流脫扣器,而且其動(dòng)作電流要大于下一級(jí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流一級(jí)以上,至少上一級(jí)的動(dòng)作電流Iop.1不小于下一級(jí)動(dòng)作電流Iop.2的1.2倍,即Iop.1≥1.2Iop.2。
2.低壓斷路器的級(jí)聯(lián)保護(hù)性
在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,低壓斷路器的上下兩級(jí)之間的選擇性配合,必須具有“選擇性、快速性和靈敏性”。選擇性則與上下兩級(jí)低壓斷路器之間的配合有關(guān),而快速性和靈敏性分別與保護(hù)電器本身特點(diǎn)和線(xiàn)路運(yùn)行方式有關(guān)。上下兩級(jí)斷路器配合得當(dāng),則能有選擇地將故障回路切除,保證配電系統(tǒng)的其它無(wú)故障回路繼續(xù)正常工作。反之,則影響配電系統(tǒng)的可靠性。級(jí)聯(lián)保護(hù)是斷路器限流特性的具體應(yīng)用,其主要原理是利用上級(jí)斷路器的限流作用,在選擇下級(jí)斷路器時(shí),可選擇分?jǐn)嗄芰^低的斷路器,以達(dá)到降低成本節(jié)約費(fèi)用的目的。
上級(jí)的限流型斷路器QF1能分?jǐn)嗥浒惭b處的最大預(yù)期短路電流,由于低壓配電系統(tǒng)中上下級(jí)的低壓斷路器為串聯(lián)安裝,當(dāng)下級(jí)低壓斷路器QF2出口處發(fā)生短路時(shí),該短路電流由于上級(jí)低壓斷路器QF1的限流作用而使其實(shí)際值遠(yuǎn)小于該處的預(yù)期短路電流,也就是說(shuō),下級(jí)低壓斷路器QF2的分?jǐn)嗄芰υ谏霞?jí)低壓斷路器QF1幫助下大大增強(qiáng),超過(guò)了其額定分?jǐn)嗄芰?。這種級(jí)聯(lián)保護(hù)也是有一定的條件,譬如鄰近的回路不能有重要負(fù)載?因?yàn)橐坏㏎F1跳閘QF3回路也停電,同時(shí)QF1的瞬動(dòng)整定值與QF2的瞬動(dòng)整定值也要匹配得當(dāng)?shù)取<?jí)聯(lián)數(shù)據(jù)只能由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,上下級(jí)低壓斷路器的配合選擇也只能由低壓斷路器制造商提供確定。如表1所示,譬如上級(jí)低壓斷路器C65H的分?jǐn)嗄芰?0KArms,則下級(jí)可選用分?jǐn)嗄芰?0KArms的C65N低壓斷路器。(*表示上下級(jí)低壓斷路器之間無(wú)級(jí)聯(lián)選擇性)