Как выбрать автоматические выключатели?

При выборе автоматических выключателей категория использования должна выбираться в соответствии с конкретными условиями использования, а также должны быть выбраны такие параметры, как номинальное рабочее напряжение, номинальный ток и ток срабатывания отключающего устройства. Характеристики защиты следует выбирать с учетом кривой характеристики защиты, представленной на образцах продукции, а характеристики короткого замыкания и коэффициент чувствительности следует проверять. Классификация автоматических выключателей (1) Рамный автоматический выключатель (ACB)

Рамочный автоматический выключатель, также известный как универсальный автоматический выключатель, все его части установлены в изолированном металлическом каркасе, который обычно открыт и может быть оснащен различными аксессуарами. Контакты и детали удобно заменять, и они часто используются в главном выключателе на стороне источника питания. Расцепитель сверхтока включает в себя электромагнитный, электронный и интеллектуальный расцепитель. Автоматический выключатель имеет четырехступенчатую защиту для длительной задержки, кратковременной задержки, мгновенного замыкания на землю и замыкания на землю, а уставка каждой защиты регулируется в определенном диапазоне в соответствии с классом корпуса корпуса.

     (2) автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB)

Автоматический выключатель в литом корпусе также называют автоматическим выключателем устройства, а внешний контакт клеммы заземляющего провода, дугогасительная камера, расцепитель и приводной механизм установлены в пластиковом корпусе. Вспомогательные контакты, расцепитель минимального напряжения и шунтирующий расцепитель в основном имеют модульную конструкцию, а конструкция очень компактна. Как правило, техническое обслуживание не рассматривается, поэтому они подходят для выключателей защиты ответвлений. Автоматические выключатели в литом корпусе обычно содержат термомагнитные расцепители, а автоматические выключатели в литом корпусе больших размеров оснащены полупроводниковыми датчиками отключения.

Существует два типа устройств отключения сверхтоков для автоматических выключателей в литом корпусе: электромагнитные и электронные. Как правило, электромагнитные автоматические выключатели в литом корпусе представляют собой неселективные автоматические выключатели только с двумя режимами защиты: с длительной задержкой и мгновенным срабатыванием. Электронный автоматический выключатель в литом корпусе имеет четыре функции защиты: длительная задержка, короткая задержка, мгновенная защита и защита от замыкания на землю. Некоторые новые изделия электронных автоматических выключателей в литом корпусе также имеют функцию региональной селективной блокировки.  

Автоматические выключатели в литом корпусе обычно используются для управления и защиты распределительных фидеров, главного выключателя отходящих линий низковольтной стороны небольших распределительных трансформаторов, управления клеммами распределения электроэнергии, а также для силовых выключателей различного производственного оборудования.

Рамный автоматический выключатель подходит для распределительной сети переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 380 В, 660 В и номинальным током 200–6300 А. В основном используется для распределения электрической энергии и защиты линий и оборудования электропитания от перегрузки, пониженного напряжения, короткого замыкания, однофазного заземления и других неисправностей. Автоматический выключатель имеет различные интеллектуальные функции защиты и может обеспечить селективную защиту. В обычных условиях его можно использовать для нечастого переключения линий. Автоматические выключатели до 1250А могут использоваться для защиты двигателя от перегрузки и короткого замыкания в сети переменного тока напряжением 50Гц и напряжением 380В.

Автоматические выключатели рамного типа также часто используются в главном розеточном выключателе, контактном выключателе шины, фидерном выключателе большой мощности и крупногабаритном выключателе управления двигателем на стороне трансформатора 400 В.

(3) Миниатюрный автоматический выключатель (MCB)

Миниатюрный автоматический выключатель является одним из наиболее широко используемых устройств защиты клемм в распределительном оборудовании. Он используется для защиты от короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения однофазных и трехфазных сетей с током ниже 125 А, включая однополярные 1П, биполярные 2П, трехполярные 3П и четырехполюсные 4П.

Миниатюрный автоматический выключатель состоит из приводного механизма, контактов, защитных устройств (различных отключающих устройств) и системы гашения дуги. Его главный контакт управляется вручную или замыкается электрически. После замыкания главного контакта механизм свободного отключения фиксирует главный контакт во включенном положении. Катушка расцепителя максимального тока и термоэлемент терморасцепителя включены последовательно с главной цепью, а катушка расцепителя минимального напряжения – параллельно с источником питания.

В электротехническом проектировании гражданских зданий миниатюрные автоматические выключатели в основном используются для защиты от перегрузки, короткого замыкания, сверхтока, потери напряжения, пониженного напряжения, заземления, утечки, автоматического переключения двойного источника питания, а также защиты и работы двигателей, когда они не часто запускаются.

Основные характеристические параметры автоматического выключателя

(1) номинальное рабочее напряжение Ue

Номинальное рабочее напряжение относится к номинальному напряжению автоматического выключателя, который может работать непрерывно при указанных нормальных условиях использования и производительности.

В Китае максимальное рабочее напряжение в 1,15 раза превышает номинальное напряжение системы при уровне напряжения 220 кВ и ниже. Уровень напряжения 330 кВ и выше в 1,1 раза превышает номинальное напряжение самого высокого рабочего напряжения. Автоматический выключатель может сохранять изоляцию при самом высоком рабочем напряжении системы и может замыкаться и размыкаться в соответствии с указанными условиями.

(2) Номинальный ток In

Номинальный ток относится к току, который расцепитель может пропускать в течение длительного времени, когда окружающая среда

температура ниже 40℃. Для автоматического выключателя с регулируемым расцепителем это максимальный ток, который расцепитель может пропускать в течение длительного времени.

Когда температура окружающей среды превышает 40℃, но не выше 60℃, допускается длительная работа с пониженной нагрузкой.

(3) Текущее значение настройки Ir расцепителя перегрузки

Ток превышает уставку тока Ir срабатывания, и автоматический выключатель срабатывает вовремя. Он также представляет собой максимальный ток, который автоматический выключатель может выдержать без срабатывания. Это значение должно быть больше максимального тока нагрузки Ib, но меньше максимального тока Iz, допускаемого линией.

Ir теплового реле обычно можно регулировать в диапазоне 0,7–1,0 дюйма, но если используется электронное оборудование, диапазон его регулировки будет больше, обычно 0,4–1,0 дюйма. Для автоматических выключателей, оснащенных нерегулируемым реле отключения максимального тока, Ir=In.

(4) Уставка тока отключения при коротком замыкании Im

Реле отключения при коротком замыкании (мгновенного действия или с короткой задержкой) используется для быстрого срабатывания автоматического выключателя при появлении высокого значения тока повреждения, а его порог срабатывания равен Im.

(5) номинальный кратковременно выдерживаемый ток Icw

Относится к текущему значению, которое разрешено пройти в течение согласованного времени. Ток проходит через проводник в течение оговоренного времени, и проводник не будет поврежден из-за перегрева.

(6) отключающая способность

Отключающая способность автоматического выключателя означает способность автоматического выключателя безопасно отключать ток повреждения, который не обязательно связан с его номинальным током. Раньше были 36КА, 50КА и другие спецификации. Обычно ее разделяют на предельную отключающую способность при коротком замыкании Icu и рабочую отключающую способность при коротком замыкании Ics.

Общие принципы выбора автоматического выключателя

Во-первых, тип и количество полюсов выключателя выбираются в соответствии с назначением; Выберите номинальный ток автоматического выключателя в соответствии с максимальным рабочим током; При необходимости выберите тип выпуска, а также типы и характеристики аксессуаров. Конкретные требования заключаются в следующем.

1) Номинальное рабочее напряжение автоматического выключателя больше или равно номинальному напряжению линии.

2) Номинальная отключающая способность автоматического выключателя при коротком замыкании больше или равна расчетному току нагрузки линии.

3) Номинальная отключающая способность автоматического выключателя при коротком замыкании больше или равна максимальному току короткого замыкания, который может возникнуть в линии (обычно рассчитывается в соответствии с действующим значением).  

4) Ток одиночного короткого замыкания фаза-земля на конце линии в ≥1,25 раза превышает мгновенный ток срабатывания (или ток с кратковременной задержкой) срабатывания автоматического выключателя.

5) Номинальное напряжение расцепителя минимального напряжения выключателя равно номинальному напряжению линии.

6) Номинальное напряжение независимого расцепителя автоматического выключателя равно напряжению питания управления.

7) Номинальное рабочее напряжение механизма электропередачи равно напряжению питания управления.  

8) Когда автоматический выключатель используется в цепи освещения, мгновенный ток срабатывания электромагнитного расцепителя обычно в 6 раз превышает ток нагрузки.  

9) Когда автоматический выключатель используется в качестве защиты от короткого замыкания одного двигателя, ток срабатывания мгновенного отключения в 1,35 раза (автоматический выключатель серии DW) или в 1,7 раза (автоматический выключатель серии DZ) превышает пусковой ток двигателя.  

10) Когда автоматический выключатель используется в качестве защиты от короткого замыкания нескольких двигателей, ток срабатывания мгновенного расцепителя в 1,3 раза превышает пусковой ток самого большого двигателя плюс рабочий ток остальных двигателей.

11) Когда автоматический выключатель используется в качестве главного выключателя на стороне низкого напряжения распределительного трансформатора, его отключающая способность должна быть больше, чем значение тока короткого замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора, номинальный ток расцепителя не должен быть меньше номинального тока трансформатора, а ток срабатывания защиты от короткого замыкания обычно в 6-10 раз превышает номинальный ток трансформатора; Установочный ток защиты от перегрузки равен номинальному току трансформатора.

12) После предварительного выбора типа и класса выключателя необходимо согласовать защитные характеристики верхнего и нижнего выключателей во избежание скачкообразного срабатывания и расширения масштаба аварии.

Селективность автоматического выключателя

Автоматические выключатели, используемые в системах распределения электроэнергии, можно разделить на селективные и неселективные типы в зависимости от их защитных характеристик. Существует два типа селективных низковольтных выключателей: двухступенчатая защита и трехступенчатая защита. Среди них мгновенные характеристики и характеристики с короткой задержкой подходят для действия при коротком замыкании, а характеристики с большой задержкой подходят для защиты от перегрузки. Неселективные автоматические выключатели обычно действуют мгновенно и используются только для защиты от короткого замыкания. Некоторые из них представляют собой действия с большой задержкой, которые используются только для защиты нагрузки. В системе распределения электроэнергии, если автоматический выключатель верхнего уровня использует селективный автоматический выключатель, а автоматический выключатель нижнего уровня использует неселективный автоматический выключатель или селективный автоматический выключатель, то в основном используется разница действия задержки или времени задержки срабатывания расцепителя с короткой задержкой для получения селективности. Обратите внимание на следующие проблемы при прохождении действия задержки автоматического выключателя на следующем более высоком уровне.

1) Независимо от того, является ли следующая ступень селективным или неселективным выключателем, ток срабатывания мгновенного расцепителя максимального тока автоматического выключателя предыдущей ступени, как правило, не должен быть менее чем в 1,1 раза больше максимального трехфазного тока короткого замыкания на выходном конце автоматического выключателя следующей ступени.

2) Если следующей ступенью является неселективный выключатель, то для предотвращения возникновения тока короткого замыкания в цепи, защищаемой выключателем следующей ступени, чувствительности мгновенного действия этой ступени недостаточно, поэтому расцепитель максимального тока с короткой задержкой предыдущей ступени сработает первым и потеряет свою селективность. Как правило, ток срабатывания расцепителя максимального тока с кратковременной задержкой автоматического выключателя верхнего уровня не менее чем в 1,2 раза превышает ток расцепителя максимального тока мгновенного действия нижнего уровня.

3) Если следующая ступень также является селективным выключателем, то для обеспечения селективности время короткой задержки срабатывания автоматического выключателя на следующей ступени должно быть как минимум на 0,1 с больше, чем у автоматического выключателя на следующей ступени. Вообще говоря, чтобы обеспечить селективное действие между верхним и нижним низковольтным выключателем, выключатель верхнего уровня должен выбирать ток сверхтока.

расцепитель с небольшой задержкой, и его ток действия должен быть более чем на один уровень выше, чем у расцепителя максимального тока нижнего уровня, и, по крайней мере, ток действия Iop.1 автоматического выключателя верхнего уровня не должен быть менее чем в 1,2 раза больше, чем у автоматического выключателя нижнего уровня, то есть iop1 ≥ 1,2 iop.2.

Каскадная защита автоматического выключателя

При проектировании системы распределения электроэнергии избирательное взаимодействие между верхней и нижней ступенью автоматических выключателей должно обладать «селективностью, быстротой и чувствительностью».

Селективность связана с взаимодействием верхнего и нижнего автоматических выключателей, тогда как быстродействие и чувствительность связаны с характеристиками защитных устройств и режимом работы линии соответственно.

Если верхний и нижний автоматические выключатели правильно подобраны, неисправную цепь можно выборочно отключить, чтобы гарантировать, что другие исправные цепи в распределительной системе продолжают работать нормально. В противном случае это повлияет на надежность распределительной системы.

Каскадная защита – это конкретное применение токоограничивающих характеристик автоматических выключателей. Его основной принцип заключается в использовании функции ограничения тока более совершенных автоматических выключателей для выбора автоматических выключателей с более низкой отключающей способностью с целью снижения затрат и экономии затрат.

Превосходный токоограничивающий выключатель QF1 может отключить максимально ожидаемый ток короткого замыкания в месте установки. Поскольку главный и подчиненный автоматические выключатели установлены последовательно в системе распределения электроэнергии, при возникновении короткого замыкания на выходе автоматического выключателя нижнего уровня QF2 фактическое значение тока короткого замыкания намного меньше ожидаемого тока короткого замыкания из-за токоограничивающего эффекта вышестоящего автоматического выключателя QF1. Иными словами, отключающая способность автоматического выключателя нижнего уровня QF2 значительно увеличивается с помощью автоматического выключателя высшего уровня QF1, который превышает его номинальную отключающую способность. Этот вид каскадной защиты также имеет определенные условия, например, соседние цепи не могут иметь важных нагрузок (поскольку при отключении QF1 цепь QF3 также потеряет питание), и в то же время мгновенное значение настройки QF1 и QF2 должно быть правильно согласовано. Данные каскада могут быть определены только экспериментальным путем, а подбор соответствия верхнего и нижнего автоматических выключателей может быть определен только производителем автоматического выключателя.

Чувствительность автоматического выключателя

Чтобы гарантировать, что расцепитель максимального тока автоматического выключателя мгновенного действия или с кратковременной задержкой может надежно работать при возникновении малейшего короткого замыкания в пределах диапазона защиты в минимальном режиме работы системы. Чувствительность защиты автоматического выключателя должна соответствовать требованию Норм проектирования распределительных сетей низкого напряжения (CB50054-95) о том, что ее чувствительность должна быть не менее 1,3, то есть Sp=lk.min/Iop≥1,3. Где lop — ток действия расцепителя максимального тока мгновенного действия или с кратковременной задержкой, Ik.Min — ток однофазного короткого замыкания или ток двухфазного короткого замыкания на конце линии, защищенном автоматическим выключателем, в минимальном режиме работы системы, а Sp — чувствительность автоматического выключателя.

При выборе автоматического выключателя следует также уделить внимание проверке его чувствительности. Для селективного выключателя с расцепителем максимального тока с кратковременной задержкой и с мгновенным расцепителем максимального тока необходимо проверять только чувствительность срабатывания расцепителя максимального тока с кратковременной задержкой, а чувствительность срабатывания расцепителя максимального тока мгновенного действия проверять не требуется.

Выбор и настройка расцепителя автоматического выключателя

(1) Настройка тока срабатывания расцепителя максимального тока мгновенного действия

Среди объектов, защищенных автоматическим выключателем, есть некоторое электрооборудование, которое в процессе запуска в несколько раз превышает номинальный ток за короткое время, что заставляет автоматический выключатель выдерживать большой пиковый ток за короткое время. Ток действия lop(o) расцепителя максимального тока должен избегать пикового тока линии Ipk,

то есть ВГД (о) ≥ krel ipk. Где Крел – коэффициент надежности. При выборе автоматического выключателя следует обращать внимание на то, чтобы избежать пикового тока мгновенного расцепителя максимального тока автоматического выключателя, чтобы избежать неправильной работы автоматического выключателя.

(2) Настройка тока срабатывания и времени срабатывания расцепителя максимального тока с кратковременной задержкой.

Ток действия расцепителя максимального тока с кратковременной задержкой также должен избегать пикового тока линии Ipk, то есть IOP (s) ≥ krel ipk. Где Крел – коэффициент надежности. Время действия расцепителя максимального тока с кратковременной задержкой обычно делится на три типа: 0,2 с, 0,4 с и 0,6 с. Оно определяется в зависимости от селективности защиты передних и задних защитных устройств, причем время действия первой защиты должно быть больше, чем у второй, на разницу во времени.

(3) Настройка тока срабатывания и времени срабатывания расцепителя максимального тока с большой задержкой.

Расцепитель максимального тока с большой задержкой в ​​основном используется для защиты от перегрузки, поэтому его ток действия Iop(l) должен только избегать максимального тока нагрузки линии, то есть расчетного тока I30, то есть IOP (L) ≥ Krel I30. Где Крел – коэффициент надежности. Время действия расцепителя максимального тока с длительной задержкой должно исключать продолжительность кратковременной перегрузки, чтобы не вызвать неправильное срабатывание низковольтного выключателя.

(4) Требования к согласованию между током срабатывания расцепителя максимального тока и защищаемой линией.

Чтобы предотвратить перегрев, повреждение или даже возгорание изолированного кабеля из-за перегрузки или короткого замыкания, а также не сработал автоматический выключатель, ток действия lop расцепителя максимального тока автоматического выключателя должен соответствовать требованиям формулы и lop≤Kol·Ial. Где Ial – допустимая токовая нагрузка изолированного кабеля; Kol — допустимый коэффициент кратковременной перегрузки изолированного кабеля. Обычно он составляет 4,5 для расцепителя максимального тока мгновенного действия и с кратковременной задержкой; Для расцепителя максимального тока с большой задержкой примите 1,1 для защиты от короткого замыкания и 1 только для защиты нагрузки. Если вышеуказанные требования соответствия не соблюдаются, рабочий ток расцепителя следует выбрать заново или площадь поперечного сечения проводника или кабеля должна быть соответствующим образом увеличена.