施奈德2010年培训讲义02-保护电器的选择_200906

1SLIC-LVD3training–Chenke–2009June第二章保护电器的选择2SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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IEC60364§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3SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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。●不同的接地系统有不同的保护要求。●例外情况4SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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5SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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。●L3m。●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6SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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IEC60947-1/GB14048.1低压断路器IEC60898/GB10963IEC60947-2/GB14048.2低压开关、隔离器IEC60669-1/GB16915IEC60947-3/GB14048.3接触器IEC61095/GB17885IEC60947-4/GB14048.4电动机起动器不带过电流保护的IEC61008/GB16916剩余电流动作断路器带过电流保护的IEC61009IEC60755剩余电流动作断路器GB16917GB682910SLIC-LVD3training–Chenke–2009June低压断路器选择的一般要求●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●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。11SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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）；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）●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-CO12SLIC-LVD3training–Chenke–2009June●短路分断试验装置-示意图:●极限短路分断能力试验Icu:“O”-t2-“CO”,其中t2=3分钟●运行短路分断能力试验Ics:“O”-t2-“CO”-t2-“CO”,之后测试温升及寿命试验.“O”-分闸试验:“CO”-合/分试验:被测试的元件AB已接通合闸分闸，分断断开已接通断开正在接通分闸，分断断开tot1BAtot1BA接通接地熔断器tt短路分断能力试验13SLIC-LVD3training–Chenke–2009June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●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,Isd14SLIC-LVD3training–Chenke–2009June终端配电箱楼内配电间公用电主配电柜分配电柜一级配电二级配电三级配电低压配电系统与断路器选择15SLIC-LVD3training–Chenke–2009June脱扣器热磁脱扣器电子脱扣器热保护过载保护长延时磁保护短路保护短延时瞬时脱扣器的型式●有两种型式的脱扣器:●热磁式脱扣器●电子式脱扣器●两种脱扣器用于相同的主要功能:●构成过流保护●使电流过载的回路断开16SLIC-LVD3training–Chenke–2009June●示意的热脱扣曲线●Ir=kxInIr-热保护整定值k取决于断路器●Int=k1xIr约定不脱扣电流k1=1.05(MCCB)/1.13(MCB)1小时In＜63A2小时In≥63A●It=k2xIr约定脱扣电流k2=1.3(MCCB)/1.4(MCB)在过电流持续一段时间后双金属片的弯曲足以引起脱扣必定不脱扣区域可能脱扣区域必定脱扣区域IrIntIt1hIIn时●双金属片原理过载保护的脱扣曲线tI17SLIC-LVD3training–Chenke–2009JuneMCBMCCBImImntImt固定k1*Irk2*Ir固定或可调STR-15%/TMD-20%STR+15%/TMD+20%●示意的磁脱扣曲线●利用电磁原理，认为电流是短路电流Im短路脱扣电流整定值Imnt/Imt为动作精度必定脱扣区域可能脱扣区域必定不脱扣区域ImntImImtItime短路保护的脱扣曲线18SLIC-LVD3training–Chenke–2009June热磁脱扣器的脱扣曲线●NSX100至250TM80D/100D19SLIC-LVD3training–Chenke–2009June热磁脱扣器的脱扣曲线（续）●C65N,C型曲线20SLIC-LVD3training–Chenke–2009June执行机构传感器控制单元CT脱扣器处理电流互感器CT的信号电流互感器CT的信号与整定值比较脱扣线圈电子式脱扣器的工作原理●在电子式断路器中，传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代22SLIC-LVD3training–Chenke–2009June电子式脱扣器的脱扣曲线●NSX100至250MIC2.225023SLIC-LVD3training–Chenke–2009JuneReflex能量脱扣曲线24SLIC-LVD3training–Chenke–2009June热磁式断路器保护特性曲线简图电子式断路器保护特性曲线简图Ir:过载(热或长延时)继电器脱扣电流设定值Im:短路(磁或短延时)继电器脱扣电流设定值Ii:短路瞬动继电器脱扣电流设定值Icu:分断能力t(s)lrlmIcuI(A)t(s)lrlmIcuI(A)li热磁式和电子式保护曲线之间的差别为什么要设置短延时？25SLIC-LVD3training–Chenke–2009June(1)IEC60898中定为20In，大部分欧洲制造商认为这一数值高得不切实际(M-G=10~14In)。(2)对于工业用途，IEC标准没有规定专门值。表中所列数值仅为通常使用值。低压断路器的保护脱扣电流●断路器的脱扣阈值取决于：●家用及类似场所小型断路器的标准:(IEC60898)●或者按照IEC60947-2标准，制造厂对工业用断路器的标明28SLIC-LVD3training–Chenke–2009JuneIEC60947-2IEC60947-4IEC60947-3过载保护短路保护控制隔离M电动机的保护与控制●电动机的保护和控制能用一、二个或三个电器完成，它们实现下列功能。30SLIC-LVD3training–Chenke–2009June熔断器式隔离开关接触器热继电器ME型断路器接触器MA型断路器接触器热继电器电动机起动器(TeSysU)aM电动机的保护与控制（续）●四种保护型式31SLIC-LVD3training–Chenke–2009June●熔断器(aM)+热继电器的组合●断路器(MA)+接触器+热继电器组合tsIbIqI1~10s20~30mstsIbIq1~10s20~30msI电动机的保护32SLIC-LVD3training–Chenke–2009JuneIn分断阻性负载工作电流AC-12.5In分断绕线电机起动电流AC-26In分断鼠笼电机正常运转电流AC-36In分断鼠笼电机起动电流AC-4控制负载的类别33SLIC-LVD3training–Chenke–2009June热继电器的脱扣等级●IEC标准对热继电器规定了四个脱扣等级（见下表）●10和10A级最常用，20和30级一般用于起动困难的电动机34SLIC-LVD3training–Chenke–2009June电动机回路中接触器和继电器的配合●1类配合：●接触器和继电器的损伤是容许的:●对使用者无危害●除了接触器和继电器外无危害●组合电器的分断能力必然就是短路保护电器的分断能力。●2类配合：●在容易清除的情况下，只允许接触器或起动器的触头熔焊，但不允许损坏。●2型配合试验之后，该装置仍能保持正常的保护和控制功能，因而其分断能力由试验结果确定。36SLIC-LVD3training–Chenke–2009June电动机直接启动时保护的简便选型方法施耐德提供标准选型表选型表的使用方法配合类型保护形式轻载或重载电压等级电机功率（马力）电动机如何方便的选型？37SLIC-LVD3training–Chenke–2009June●电动机在工业用途中常常是关键的设备。●由于电气故障引起的停机会有严重的后果●绝缘监视器设计用于防止上述事故●电动机的大多数电气故障是当电动机冷态起动后发生的相对地绝缘故障●绝缘性能●新电机:1000兆欧●已使用的电机:10-100兆欧●最低工作值:5兆欧断路器或接触器闭合联锁低压电动机的预防性保护