保护电器的选择

低压断路器
IEC 60898 /GB10963
IEC
60947-2 /GB14048.2
低压开关、隔离器 IEC 60669-1 /GB16915 IEC 60947-3 /GB14048.3
接触器
IEC 61095 /GB17885
IEC
60947-4 /GB14048.4
电动机起动器
不带过电流保护的 IEC 61008 /GB16916 剩余电流动作断路器
• 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-CO
短路分断能力试验
• 短路分断试验装置 -示意图 :
A
接通
– 不同的接地系统有不同的保护要求。
• 例外情况
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
• 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
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）；
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(M
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
低压开关设备常用标准
标准
住宅用设备
工业及小型商业 < 1000V
低压开关设备总则
IEC 60947-1 /GB14048.1
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）
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。
带过电流保护的
IEC 61009
剩余电流动作断路器 GB16917
IEC 60755 GB6829
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
低压配电系统与断路器选择
一级配电
主配电柜
二级配电 三级配电
分配电柜
终端配电箱
公用电
楼内配电间
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
脱扣器
热磁脱扣器
电源自文库脱扣器
• 两种脱扣器用于相同的主要功能: 热保护 过载保护 长延时 – 构成过流保护
– 使电流过载的回路断开
磁保护 短路保护 短延时
B 被测试的元件
接地熔断器
“O”- 分闸试验 :
to
t
1
t
B
合闸
分闸，分断
断开
A
已接通
“CO”- 合/分试验:
t
t
o
1
t
B
断开 正在接通 分闸，分断
断开
A
已接通
• 极限短路分断能力试验Icu : “O”- t2 - “ CO”, 其中 t2 = 3 分钟
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
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
– 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,Is d
保护电器的选择
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
瞬时
过载保护的脱扣曲线
● 示意的热脱扣曲线
● 双金属片原理
t
必定
1 h
可能 脱扣
区域
脱扣 区域
I > In时
必定不 脱扣区
域
I In
I
I
rt
t
● Ir = k x In
● Int = k1 x Ir
在过电流持续一段时间后 双金属片的弯曲足以引起脱 扣
● It = k2 x Ir
Ir- 热保护整定值 k 取决于断路器