低壓熔斷器式隔離開關的應用
路鵬松 2014-03-19
低壓熔斷器和低壓斷路器都是用於短路及過負荷保護的電氣裝置。近些年來，我國的民用建築電氣設計較多採用斷路器．而一些經濟發達的國家對熔斷器和斷路器的採用卻基本是各佔一半． 究其原因，筆者做了一定的研究分析和歸納．對這兩種保護裝置的設計選用給出了一定的指導意見。並介紹了低壓熔斷器式隔離開關的應用。
1 低壓保護裝置的任務和選用
低壓配電線路的過負荷和短路是各類電氣裝置執行過程中最常出現的故障．因此過負荷保護和短路保護就是低壓配電線路保護裝置的兩大任務。
在對熔斷器和斷路器的設計選型時，應根據外界環境影響條件來加以區分，而人的行為能力是最主要的乙個影響條件，見表1。
對於小功率的終端支路。如住宅樓內每套住宅設定的電源總斷路器和照明、插座的支線斷路器作為短路保護和過負荷保護是應該的，沒有異議。但在配電系統設計中對ba4和ba5類人員管理維護的工廠、企業和一些大型民用建築、辦公大樓、商場、超市、高層建築的幫浦房、空調機房等，都採用斷路器而不選用或很少選用熔斷器作為電氣保護裝置的做法就值得討論和商榷。
為了使低壓配電系統的設計更為安全、經濟、合理，現將熔斷器和斷路器的工作原理及使用範圍作一較全面的對比，以供設計人員參考，合理選用熔斷器和斷路器。
2 斷路器
斷路器結構複雜，用於短路保護的電磁式快速脫扣器和承擔過負荷保護的雙金屬脫扣器是兩個相互獨立的裝置。
2．1 非選擇型斷路器
2．1．1 主要優點
a． 斷路器因故障斷開後，可手動復位，不必更換元件，但在切斷大短路電流後需要維護。
b． 有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段保護功能，分別作為過負荷和短路保護用。
c． 帶電操機構時可實現遙控。
2．1．2 主要缺點
a． 上下級非選擇型斷路器間難以實現選擇性切斷，故障電流較大時，很容易導致上下級斷路器均瞬時斷開。
b． 執行可靠性較差。
c． 執行維護成本較高。
d． 部分斷路器分斷能力較小。如額定電流較小的斷路器裝設在靠近大容量變壓器出線位置時，會使整個系統的分斷能力下降，現已有高分斷能力的產品可以滿足，但**較高。
2．2 選擇型斷路器
2．2．1 主要優點
a． 具有非選擇型斷路器上述各項優點。
b． 具有多種保護功能，有長延時、短延時、瞬時和接地故障(包括零序電流和剩餘電流)保護，分別實現過負荷、短路延時、短路瞬時動作及接地故障保護，保護靈敏度高，調節各種引數方便，容易滿足配電線路各種保護要求。
c． 現今產品多具有智慧型特點，除保護功能外，還有電量測量、故障記錄，以及通訊介面，實現配電裝置及系統集中監控管理。
2．2．2 主要缺點
a． **很高，因此只宜在配電線路首端和特別重要場所的分幹線使用。
b． 尺寸較大。
c． 執行維護成本較高。
3 熔斷器及熔斷器組合電器
3．1 熔斷器
3．1．1 主要優點
a． 選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流只要符合國標和iec標準規定的過電流選擇比為1．6：l的要求，即上級熔斷體額定電流不小於下級熔斷體額定電流的1．6倍．就視為上下級能選擇性切斷故障電流。
b． 限流特性好，分斷能力高。在額定工作電壓下，熔斷器的分斷能力可達到80—120 ka。
c． 相對於斷路器來說，熔斷器的尺寸小，開斷容量大，安裝方便、使用靈活。
d． 可靠性好。熔斷器組合電器相對於斷路器，內部結構較簡單，執行時可靠性高。
e． 執行維護成本較低。在發生短路、過負荷故障情況下，因熔斷器組合電器起保護作用的是熔斷器熔體，所以損壞的是熔斷器的乙個部件，只需更換熔斷器部件即可，方便快捷；而斷路器起保護作用的是內部脫扣器系統，損壞的是內部的脫扣器。在連續幾次故障情況下，熔斷器組合電器損壞的依舊是熔體，而斷路器此時已不能滿足使用要求，必須更換新的斷路器，耗時、麻煩。
所以綜合比較熔斷器組合電器的執行成本比斷路器低得多。
3．1．2 主要缺點
a． 因故障熔斷器熔體熔斷後必須更換。
b． 保護功能單一， 只有一段過電流反時限特性，過負荷、短路和接地故障都用此保護。
3．2 熔斷器式隔離開關
3．2．1 熔斷器式隔離開關的主要特點
熔斷器式隔離開關是將傳統的熔斷器、隔離器和開關結合為一體的熔斷器組合電器，不僅可帶負荷操作，而且限流特性明顯，選擇特性好，可以實現線路的最佳保護，可廣泛應用於低壓配電系統。
3．2．2 熔斷器式隔離開關進行線路保護的優點
使用熔斷器式隔離開關進行線路保護不僅具有熔斷器的特點，還有以下優點：
a． 熔斷器的時間一電流特性由熔體的效能決定，熔斷器的時間一電流特性曲線更接近被保護迴路的熱承受能力特性曲線，具有較好的過電流保護效果。
b． 熔斷器式隔離開關可進行額定負荷下的開合操作。
c． 雖然熔斷器的熔體只具有一次開斷功能，但採用熔斷器式隔離開關可更換規格相同的熔體，再次投人執行非常簡便。
d． 熔斷器式隔離開關在低壓配電網路中可實現遠距離監測功能。
4 配電線路特點和對保護電器的要求
配電系統通常有樹幹式和放射式兩類．還有兩者的混合系統。一般樹幹式系統的幹線較長．對保護電器要求較高，往往需要帶選擇性的保護電器。配電線路可分為主幹線、分幹線和末端線路三種。
主幹線是從變電所低壓配電屏引出的饋電線路，當為樹幹式配電，幹線容量很大時，通常使用母幹線。末端線路是直接連線用電裝置，短路或接地故障時，要求瞬時切斷電路．無選擇性要求。
4．1 配電線路故障特點
a． 短路和接地故障發生在末端迴路的情況較多，大約佔到90％ 以上，特別是插座迴路更是如此，原因是插頭、插座和移動電器及其導線和接頭等較容易出故障。
b． 就故障型別而言，接地故障較多．相間短路較少，前者約佔80％ ～90％。
c． 電動機等裝置的末端迴路，通常是過負荷較多，短路故障較少，電動機的過負荷約佔80％ 以上．而過負荷是用熱繼電器保護的，不會使熔斷器、斷路器動作。
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