低压配电柜内控制回路上一般都需要一个对控制回路进行保护的元件,这个元件通常选用熔断器或微型断路器。这两种配电保护元件的作用是，当电网或用电设备发生短路故障或过载时,自动切断电路,避免线路上其他电器设备损坏,防止事故蔓延的作用。但是这两种配电保护元件由于其本身工作原理、造价等方面大不相同,因此,在选用时应当依据其使用范围及要求适当选用,以达到“优质高效”的目的。

1 概述

1.1 熔断器的描述及其特点

熔断器又称为保险,它是根据电流超过规定值一定时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中,作为短路和过电流保护,是低压配电柜中应用最普遍的保护器件之一。

熔体是熔断器的主要工作部分,熔体材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点,一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属,因此,相当于串联在电路中的一段特殊的导线,当电路发生短路或过载时,被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开,起到保护的作用,在熔体熔断切断电路的过程中会产生电弧,为了安全有效地熄灭电弧,一般均将熔体安装在熔断器壳体内,采取措施,快速熄灭电弧。

熔断器具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点。

1.2 微型断路器的描述及其特点

微型断路器又称小型断路器,相对于其它类型的断路器如配电型断路器而言,无论在体积上还是在分断能力上都较小的断路器,微型断路器多使用在家用及电气设备上。在设备发生严重的过载或者短路等故障时自动切断电路,并且微型断路器在分断故障电流后一般不需要更换零部件便可重新恢复供电,它具备过流保护功能、开断负荷的能力、以及一定的短路分断能力、隔离负载的功能等。其特点是技术性能好、体积小、用料少、易于安装、操作方便、价格适宜及经久耐用等。尤其在建筑电气上,这些优点使得它得到越来越广泛的应用。

2 工作原理及应用

2.1 熔断器的参数及选择

在前面已经提到过,熔断器是靠熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开。

由于各种电气设备都具有一定的过载能力,允许在一定条件下较长时间运行;而当负载超过允许值时,就要求保护熔体在一定时间内熔断。还有一些设备启动电流很大,但启动时间很短,所以,要求这些设备的保护特性要适应设备运行的需要,要求熔断器在电机启动时不熔断,在短路电流作用下和超过允许过负荷电流时,能可靠熔断,起到保护作用。熔体额定电流选择偏大,负载在短路或长期过负荷时不能及时熔断;选择过小,可能在正常负载电流作用下就会熔断,影响正常运行,为保证设备正常运行,必须根据负载性质合理地选择熔体额定电流。

(1)照明电路熔体额定电流≥被保护电路上所有照明电器工作电流之和。

(2)电动机

①单台直接启动电动机熔体额定电流=(1.5～2.5)×电动机额定电流。

②多台直接启动电动机总保护熔体额定电流=(1.5～2.5)×各台电动机电流之和。

③降压起启电动机熔体额定电流=(1.5～2)×电动机额定电流。

④绕线式电动机熔体额定电流=(1.2～1.5)×电动机额定电流。

(3)配电变压器低压侧熔体额定电流 =(1.0～1.5)×变压器低压侧额定电流。

(4)并联电容器组熔体额定电流=(1.43～1155)×电容器组额定电流。

(5)电焊机熔体额定电流 =(1.5～2.5) ×负荷电流。

(6)电子整流元件熔体额定电流≥1.57×整流元件额定电流。

说明:熔体额定电流的数值范围是为了适应熔体的标准件额定值。

2.2 微型断路器的参数及选择

现在市场上见到的微型断路器,一般有4.5kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。微型断路器的过载保护依靠热脱扣器,通常,现有微型断路器的热脱扣器额定电流是生产厂家根据IEC898标准在基准温度为30C条件下整定的,微型断路器的工作温度一般推荐为-25～+55℃。热脱扣器由一种双金属片组成,当通过的电流达到某设定值并维持一定时间后使微型断路器脱扣。

目前用于配电柜上二次回路保护的一般选用是C型脱扣曲线的微型断路器。

3不同使用环境保护元件的选用

1)一般控制回路的选用:在控制回路中选择的熔断器只需在火线上进行保护;而微型断路器可以选择单极或双极,就目前的使用状况来看,以同时用以保护火线和零线的双极微型断路器的选用居多。

2)基于成本控制的选用:熔断器的价格较低,而微型断路器的价格是同样额定电流数的熔断器价格的几倍到几十倍,如果项目预算较低,可以考虑选用熔断器。

3)基于线路保护特点的选用:熔断器对过载反应不灵敏,除照明线路外,熔断器一般不用作过载保护,主要做短路保护。而微型断路器用于需要过电流、过载保护的地方,如,加热回路、控制回路、插座配电回路等。

4)基于维护方便的选用:当发生短路故障动作时,微型断路器的触头有损伤,时间久了容易造成隐患;而熔断器发生短路故障动作后,需要更换新的熔芯,这使得保护元件又回到初始状态。

5)特殊情况的选用:高分断能力的微型断路器,分断容量也就10kA,而熔断器一般都能达到50kA,电容是一种特殊的电气设备,线路长了,线路电抗增大,对断路器的分断容量要求较高;电容接触器的触头不适用于开断路电流,因此,快速的切除故障是由接触器之前的保护元件来实现的,熔断器切断故障,大多在前半周波的上升期,而微断本身是需要一个固有分闸时间,因此,滤波补偿柜内用于电容器保护的应当选用熔断器进行保护。

4 结语

对于不同使用环境,保护元件的选择也是不同的,不论是设计人员还是成套设备厂家或者现场维护人员,都应对其性能及保护特性作以了解,并且从价格、性能、使用环境等方面的要求进行综合考虑这类保护元件的选用,做到降本增效。

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