低压保护电器的选择与整定 204年修改版
低压保护电器的选择与整定 2004年 修改版
1总论 保护电器在低压配电系统中占有重要地位 配电线路发生故障保护主要器件低压熔断器和低压断路器 正确选择和整定电器参数 *国家标准一《低压配电设计规范》(GB50054-95 *按照配电系统的状况和计算的故障电流值 (短路电流和接地故障电流等) *正确整定保护电器的参数 *有选择地切断故障,即只切断发生故障的一段电路,而不切断上级配电线路
◼ 保护电器在低压配电系统中占有重要地位 ◼ 配电线路发生故障保护主要器件——低压熔断器和低压断路器 ◼ 正确选择和整定电器参数 * 国家标准—《低压配电设计规范》（ＧＢ ５００５４－９５）； * 按照配电系统的状况和计算的故障电流值 （短路电流和接地故障电流等） * 正确整定保护电器的参数 * 有选择地切断故障，即只切断发生故障的一段电路，而不切断上级配电线路。 １ 总论
2保护电器的主要性能 2.1低压熔断器 GB135391-2002 GB13539.2-2002 GB13539.6-2002 211分断范围和使用类别 第一个字母表示分断范围。“g”为全范围分断能力熔断体;“a”为部分范围分断能力熔 断体 第二个字母表示使用类别 “gG”为一般用途全范围分断能力的熔断体; gM”为保护电动机电路全范围分断能力的熔断体 “aM”为保护电动机电路的部分范围分断能力的熔断体。 专职人员使用的熔断器,主要用于工业,有:刀型触头熔断器、螺栓连接熔断器、圆筒形帽 熔断器、偏置触刀熔断器等类型 非熟练人员使用的熔断器,主要用于家用或类似用途
２ 保护电器的主要性能 ２.１ 低压熔断器 GB 13539.1-2002 GB 13539.2-2002 GB13539.6-2002 2.1.1 分断范围和使用类别 ◼ 第一个字母表示分断范围。“ｇ”为全范围分断能力熔断体；“ａ”为部分范围分断能力熔 断体； ◼ 第二个字母表示使用类别。 ◼ “ｇＧ”为一般用途全范围分断能力的熔断体； ◼ “ｇＭ”为保护电动机电路全范围分断能力的熔断体； ◼ “ａＭ”为保护电动机电路的部分范围分断能力的熔断体。 ◼ 专职人员使用的熔断器，主要用于工业，有：刀型触头熔断器、螺栓连接熔断器、圆筒形帽 熔断器、偏置触刀熔断器等类型。 ◼ 非熟练人员使用的熔断器，主要用于家用或类似用途
212时间一电流特性 对不同大小的故障电流决定熔断时间,是一种反时限特性曲线。 213约定时间和约定电流 “gG”和“s"熔断体的约定时间和约定电流表1 “gG"额定电流{I) 约定电流 pNr性电流()约定时间(h) 反映熔断体过载的特性参数,其数值如表1所示。 64≤160 1.25lL61 表1中的In小于16A的熔断, 160<≤40 按GB/T13539.6-2002的约定电流值列于表2 注:①由具体标准规定; L<16A的“gG”熔断体的约定电流 表2 “gG"额定电流(L)刀型触头熔断器圆筒形帽熔断器 螺栓连接熔断器 偏置触刀熔断器 A Ir 4<1<16 1.5L 19L 1.25l 1.6L 1.25ln 1.6L l≤4 15L 2.1L 1.25L 1.6L 1.25l 2.1L
2.1.2 时间—电流特性 ◼ 对不同大小的故障电流决定熔断时间，是一种反时限特性曲线。 2.1.3 约定时间和约定电流 反映熔断体过载的特性参数，其数值如表１所示。 表１中的Ｉｎ小于１６Ａ的熔断， 按ＧＢ／Ｔ １３５３９．６－２００２的约定电流值列于表２
2.1.4熔断体的分断能力 在规定的使用和性能条件下,熔断体在规定电压下能够分断的预期电流值 21.5过电流选择性 两个或多个过电流保护电器之间的相关特性配合。当在给定范围内出现过电流 时,指定的保护电器动作,而其他的不动作。标准规定,当弧前时间大于 0.01s时额定电流之比为1.6:1的两级熔断器之间的选择性可到保证。 2.1.6I2t(焦耳积分)特性 在规定的动作条件下作为预期电流函数的弧前或熔断I2t曲线。制造厂应提 供弧前时间小于0.1s至相应于额定分断能力的弧前I2t特性,以及以规 定电压为参数的熔断I2t特性,分别代表实际使用中可能遇到的作为预期电 流函数的最小和最大值。 2.17产品现状 “gG”类型主要型号有RT15、RT16、RT17、RT20、RT3 0以及RL6、RL7等
2.1.4 熔断体的分断能力 ◼ 在规定的使用和性能条件下，熔断体在规定电压下能够分断的预期电流值 2.1.5 过电流选择性 ◼ 两个或多个过电流保护电器之间的相关特性配合。当在给定范围内出现过电流 时，指定的保护电器动作，而其他的不动作。标准规定，当弧前时间大于 ０．０１ｓ时额定电流之比为１．６∶１的两级熔断器之间的选择性可到保证。 2.1.6 I2t（焦耳积分）特性 ◼ 在规定的动作条件下作为预期电流函数的弧前或熔断Ｉ２ｔ曲线。制造厂应提 供弧前时间小于０．１ｓ至相应于额定分断能力的弧前Ｉ２ｔ特性，以及以规 定电压为参数的熔断Ｉ２ｔ特性，分别代表实际使用中可能遇到的作为预期电 流函数的最小和最大值。 2.1.7 产品现状 ◼ “ｇＧ”类型主要型号有ＲＴ１５、ＲＴ１６、ＲＴ１７、ＲＴ２０、ＲＴ３ ０以及ＲＬ６、ＲＬ７等
2.2低压断路器 《低压开关设备和控制设备.低压断路器》(GB14048.2-2001), 等同于IEC60947:1995同名称标准。 低压断路器的分类和主要特性介绍如下 22.1分类 (1)按使用类别分类 ①A类:在短路情况下,断路器无明确指出用作串联在负载侧的另一短路保护电 器的选择性保护 ②B类:在短路情况下,断路器明确串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性 保护,即在短路时,选择性保护有人为短延时(可调节)。 (2)按设计形式分,有万能式(开启式)、塑壳式; (3)按分断介质分,有空气分断、真空分断、气体分断 (4)按操作机构的控制方法分,有有关人力操作、无关人力操作、有关动力操 作、无关动力操作、储能操作。而储能操作又有:储能方式(弹簧、重力等) 能量的来源(人力、电力等)、释能方式(人力、电力等) (5)按是否适合隔离分,有适合隔离、不适合隔离; (6)按安装方式分,有固定式、插入式、抽屉式; (7)按外壳防护等级GB4208-1993的IP代码分
２．２低压断路器 ◼ 《低压开关设备和控制设备．低压断路器》（ＧＢ １４０４８．２－２００１）， 等同于ＩＥＣ ６０９４７∶１９９５同名称标准。 低压断路器的分类和主要特性介绍如下: 2.2.1分类 ◼ （１）按使用类别分类 ◼ ①Ａ类：在短路情况下，断路器无明确指出用作串联在负载侧的另一短路保护电 器的选择性保护； ◼ ②Ｂ类：在短路情况下，断路器明确串联在负载侧的另一短路保护电器的选择性 保护，即在短路时，选择性保护有人为短延时（可调节）。 ◼ （２）按设计形式分，有万能式（开启式）、塑壳式； ◼ （３）按分断介质分，有空气分断、真空分断、气体分断； ◼ （４）按操作机构的控制方法分，有有关人力操作、无关人力操作、有关动力操 作、无关动力操作、储能操作。而储能操作又有：储能方式（弹簧、重力等）、 能量的来源（人力、电力等）、释能方式（人力、电力等）； ◼ （５）按是否适合隔离分，有适合隔离、不适合隔离； ◼ （６）按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式； ◼ （７）按外壳防护等级ＧＢ ４２０８－１９９３的ＩＰ代码分
22.2短路特性 (1)额定短路接通能力(Icm):用最大预期峰值电流表示; (2)额定短路分断能力,规定为 ①额定极限短路分断能力(Icu)用预期分断电流(kA)表示;交流用交流 分量有效值表示 ②额定运行短路分断能力(Ics)用预期分断电流(kA)表示,相当于Ic u的某一百分数,标准百分数规定为100%Icu、75%Icu、50%I cu,对于A类断路器,还可以为25%Icu (3)交流断路器的短路接通和分断能力的关系:两者的比值应不小于 2.2,按短路分断能力大小和不同功率因数决定 (4)额定短时耐受电流(Icw):对于交流,Icw为有效值,Icw值应不小 于断路器额定电流In的12倍,且不得小于5kA,最大不超过30kA。与 Icw相应的短延时不应小于0.05s,可选取0.05s、0.1s、 25s、0.5s和1.0s几档
2.2.2 短路特性 （１）额定短路接通能力（Ｉｃｍ）：用最大预期峰值电流表示； （２）额定短路分断能力，规定为： ◼ ①额定极限短路分断能力（Ｉｃｕ）用预期分断电流（ｋＡ）表示；交流用交流 分量有效值表示； ◼ ②额定运行短路分断能力（Ｉｃｓ）用预期分断电流（ｋＡ）表示，相当于Ｉｃ ｕ的某一百分数，标准百分数规定为１００％Ｉｃｕ、７５％Ｉｃｕ、５０％Ｉ ｃｕ，对于Ａ类断路器，还可以为２５％Ｉｃｕ。 （３）交流断路器的短路接通和分断能力的关系：两者的比值应不小于１．５～ ２．２，按短路分断能力大小和不同功率因数决定； （４）额定短时耐受电流（Ｉｃｗ）：对于交流，Ｉｃｗ为有效值，Ｉｃｗ值应不小 于断路器额定电流Ｉｎ的１２倍，且不得小于５ｋＡ，最大不超过３０ｋＡ。与 Ｉｃｗ相应的短延时不应小于０．０５ｓ，可选取０．０５ｓ、０．１ｓ、 ０．２５ｓ、０．５ｓ和１．０ｓ几档
223脱扣器 (1)脱扣器的形式 ①分励脱扣器 ②过电流脱扣器 ③欠电压脱扣器; ④其他如使用很多接地故障保护的脱扣器 (2)过电流脱扣器的种类 ①瞬时 ②定时限,也就是短延时过电流脱扣器 ③反时限,通常称为长延时过电流脱扣器。 (3)过电流脱扣器的电流整定值:用电流值的倍数或直接用安培数表示 (4)过电流脱扣器的脱扣时间整定值 ①定时限的延时时间整定值用秒(s)表示; ②反时限的应给出时间一电流特性曲线 (5)反时限过电流脱扣器的断开动作特性。在基准温度下,所有相极通电至1.0 5In,即约定不脱扣电流时,在约定时间(对In>63A为2h,In≤6 3A为1h)内不应脱扣,使电流上升到1.3In,即约定脱扣电流时,应在 小于约定时间内脱扣
2.2.3脱扣器 （１）脱扣器的形式 ◼ ①分励脱扣器； ◼ ②过电流脱扣器； ◼ ③欠电压脱扣器； ◼ ④其他如使用很多接地故障保护的脱扣器。 （２）过电流脱扣器的种类 ◼ ①瞬时； ◼ ②定时限，也就是短延时过电流脱扣器； ◼ ③反时限，通常称为长延时过电流脱扣器。 （３）过电流脱扣器的电流整定值：用电流值的倍数或直接用安培数表示； （４）过电流脱扣器的脱扣时间整定值 ◼ ①定时限的延时时间整定值用秒（ｓ）表示； ◼ ②反时限的应给出时间—电流特性曲线。 （５）反时限过电流脱扣器的断开动作特性。在基准温度下，所有相极通电至１．０ ５Ｉｎ，即约定不脱扣电流时，在约定时间（对Ｉｎ＞６３Ａ为２ｈ，Ｉｎ≤６ ３Ａ为１ｈ）内不应脱扣，使电流上升到１．３Ｉｎ，即约定脱扣电流时，应在 小于约定时间内脱扣
224产品现状 1)万能式断路器 ①DW45型 ②DW50型 ③DW15HH型 ④DW16型 此外,还有ABB公司的F系列,施耐德公司的MT系列,框架电流达 6300A,具有四段全保护功能,但价格较高。 (2)塑壳式断路器 ①S系列(即DZ40型) ②另外,如ABB公司S型(达3200A)、E型(达6300A),施耐德 公司的NS型(达1250A)等,有长延时、瞬时脱扣器,也有增加带短延时 接地故障保护等脱扣器的智能型断路器
2.2.4 产品现状 （１）万能式断路器： ◼ ①ＤＷ４５型 ◼ ②ＤＷ５０型 ◼ ③ＤＷ１５ＨＨ型 ◼ ④ＤＷ１６型 此外，还有ＡＢＢ公司的Ｆ系列，施耐德公司的ＭＴ系列，框架电流达 ６３００Ａ，具有四段全保护功能，但价格较高。 （２）塑壳式断路器 ◼ ①Ｓ系列（即ＤＺ４０型）： ◼ ②另外，如ＡＢＢ公司Ｓ型（达３２００Ａ）、Ｅ型（达６３００Ａ），施耐德 公司的ＮＳ型（达１２５０Ａ）等，有长延时、瞬时脱扣器，也有增加带短延时、 接地故障保护等脱扣器的智能型断路器
3规范关于配电线路保护的规定 配电线路应装设短路保护、过载保护和接地故障保护 3.1短路保护 要求在短路电流对导体和连接件的热作用造成危害之前切断短路故障电路, 当短路持续时间不大于5s时,绝缘导体的热稳定应按下式校验: S>I·t0.5/K (1 式中: ■S—绝缘导体的线芯截面(mm2); Ⅰ——预期短路电流有效值(A) t——在己达到允许工作温度的导体内短路电流持续作用的时间(s); K——计算系数,按导体不同线芯材料和绝缘材料决定,其值如表3所示 不同线芯材料和绝缘材料的导体的K值表3 线忒绝缘聚氯乙烯丁基橡脱乙丙橡脱油浸纸 铜铝 115 75
３ 规范关于配电线路保护的规定 配电线路应装设短路保护、过载保护和接地故障保护。 ３.１ 短路保护 要求在短路电流对导体和连接件的热作用造成危害之前切断短路故障 电路， 当短路持续时间不大于５ｓ时，绝缘导体的热稳定应按下式校验： ◼ Ｓ≥ I ·t 0.5 / K （１） 式中： ◼ Ｓ——绝缘导体的线芯截面（ｍｍ２）； ◼ Ｉ——预期短路电流有效值（Ａ）； ◼ ｔ——在已达到允许工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（ｓ）； ◼ Ｋ——计算系数，按导体不同线芯材料和绝缘材料决定，其值如表３所示