低壓配電柜內控制回路上一般都需要一個對控制回路進行保護的元件,這個元件通常選用熔斷器或微型斷路器。這兩種配電保護元件的作用是，當電網(wǎng)或用電設備發(fā)生短路故障或過載時,自動切斷電路,避免線路上其他電器設備損壞,防止事故蔓延的作用。但是這兩種配電保護元件由于其本身工作原理、造價等方面大不相同,因此,在選用時應當依據(jù)其使用范圍及要求適當選用,以達到“優(yōu)質高效”的目的。

1 概述

1.1 熔斷器的描述及其特點

熔斷器又稱為保險,它是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后,以其自身產生的熱量使熔體熔化,從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設備中,作為短路和過電流保護,是低壓配電柜中應用最普遍的保護器件之一。

熔體是熔斷器的主要工作部分,熔體材料具有相對熔點低、特性穩(wěn)定、易于熔斷的特點,一般采用鉛錫合金、鍍銀銅片、鋅、銀等金屬,因此,相當于串聯(lián)在電路中的一段特殊的導線,當電路發(fā)生短路或過載時,被保護電路的電流超過規(guī)定值,并經(jīng)過一定時間后,由熔體自身產生的熱量熔斷熔體,使電路斷開,起到保護的作用,在熔體熔斷切斷電路的過程中會產生電弧,為了安全有效地熄滅電弧,一般均將熔體安裝在熔斷器殼體內,采取措施,快速熄滅電弧。

熔斷器具有結構簡單、使用方便、價格低廉等優(yōu)點。

1.2 微型斷路器的描述及其特點

微型斷路器又稱小型斷路器,相對于其它類型的斷路器如配電型斷路器而言,無論在體積上還是在分斷能力上都較小的斷路器,微型斷路器多使用在家用及電氣設備上。在設備發(fā)生嚴重的過載或者短路等故障時自動切斷電路,并且微型斷路器在分斷故障電流后一般不需要更換零部件便可重新恢復供電,它具備過流保護功能、開斷負荷的能力、以及一定的短路分斷能力、隔離負載的功能等。其特點是技術性能好、體積小、用料少、易于安裝、操作方便、價格適宜及經(jīng)久耐用等。尤其在建筑電氣上,這些優(yōu)點使得它得到越來越廣泛的應用。

2 工作原理及應用

2.1 熔斷器的參數(shù)及選擇

在前面已經(jīng)提到過,熔斷器是靠熔體自身產生的熱量熔斷熔體,使電路斷開。

由于各種電氣設備都具有一定的過載能力,允許在一定條件下較長時間運行;而當負載超過允許值時,就要求保護熔體在一定時間內熔斷。還有一些設備啟動電流很大,但啟動時間很短,所以,要求這些設備的保護特性要適應設備運行的需要,要求熔斷器在電機啟動時不熔斷,在短路電流作用下和超過允許過負荷電流時,能可靠熔斷,起到保護作用。熔體額定電流選擇偏大,負載在短路或長期過負荷時不能及時熔斷;選擇過小,可能在正常負載電流作用下就會熔斷,影響正常運行,為保證設備正常運行,必須根據(jù)負載性質合理地選擇熔體額定電流。

(1)照明電路熔體額定電流≥被保護電路上所有照明電器工作電流之和。

(2)電動機

①單臺直接啟動電動機熔體額定電流=(1.5～2.5)×電動機額定電流。

②多臺直接啟動電動機總保護熔體額定電流=(1.5～2.5)×各臺電動機電流之和。

③降壓起啟電動機熔體額定電流=(1.5～2)×電動機額定電流。

④繞線式電動機熔體額定電流=(1.2～1.5)×電動機額定電流。

(3)配電變壓器低壓側熔體額定電流 =(1.0～1.5)×變壓器低壓側額定電流。

(4)并聯(lián)電容器組熔體額定電流=(1.43～1155)×電容器組額定電流。

(5)電焊機熔體額定電流 =(1.5～2.5) ×負荷電流。

(6)電子整流元件熔體額定電流≥1.57×整流元件額定電流。

說明:熔體額定電流的數(shù)值范圍是為了適應熔體的標準件額定值。

2.2 微型斷路器的參數(shù)及選擇

現(xiàn)在市場上見到的微型斷路器,一般有4.5kA、6kA、10kA等幾種額定分斷能力。微型斷路器的過載保護依靠熱脫扣器,通常,現(xiàn)有微型斷路器的熱脫扣器額定電流是生產廠家根據(jù)IEC898標準在基準溫度為30C條件下整定的,微型斷路器的工作溫度一般推薦為-25～+55℃。熱脫扣器由一種雙金屬片組成,當通過的電流達到某設定值并維持一定時間后使微型斷路器脫扣。

目前用于配電柜上二次回路保護的一般選用是C型脫扣曲線的微型斷路器。

3不同使用環(huán)境保護元件的選用

1)一般控制回路的選用:在控制回路中選擇的熔斷器只需在火線上進行保護;而微型斷路器可以選擇單極或雙極,就目前的使用狀況來看,以同時用以保護火線和零線的雙極微型斷路器的選用居多。

2)基于成本控制的選用:熔斷器的價格較低,而微型斷路器的價格是同樣額定電流數(shù)的熔斷器價格的幾倍到幾十倍,如果項目預算較低,可以考慮選用熔斷器。

3)基于線路保護特點的選用:熔斷器對過載反應不靈敏,除照明線路外,熔斷器一般不用作過載保護,主要做短路保護。而微型斷路器用于需要過電流、過載保護的地方,如,加熱回路、控制回路、插座配電回路等。

4)基于維護方便的選用:當發(fā)生短路故障動作時,微型斷路器的觸頭有損傷,時間久了容易造成隱患;而熔斷器發(fā)生短路故障動作后,需要更換新的熔芯,這使得保護元件又回到初始狀態(tài)。

5)特殊情況的選用:高分斷能力的微型斷路器,分斷容量也就10kA,而熔斷器一般都能達到50kA,電容是一種特殊的電氣設備,線路長了,線路電抗增大,對斷路器的分斷容量要求較高;電容接觸器的觸頭不適用于開斷路電流,因此,快速的切除故障是由接觸器之前的保護元件來實現(xiàn)的,熔斷器切斷故障,大多在前半周波的上升期,而微斷本身是需要一個固有分閘時間,因此,濾波補償柜內用于電容器保護的應當選用熔斷器進行保護。

4 結語

對于不同使用環(huán)境,保護元件的選擇也是不同的,不論是設計人員還是成套設備廠家或者現(xiàn)場維護人員,都應對其性能及保護特性作以了解,并且從價格、性能、使用環(huán)境等方面的要求進行綜合考慮這類保護元件的選用,做到降本增效。

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