施耐德2010年培训讲义04开关的选择性、限流和级联技术介绍

1、1SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June第四章第四章开关的选择性、限流和级联技术介开关的选择性、限流和级联技术介绍绍2SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June限流断路器限流断路器为什么要限制短路电流：为什么要限制短路电流： 限流断路器能明显地将装置中短路电流产生的限流断路器能明显地将装置中短路电流产生的不良效应不良效应减小减小 降低电缆的发热，而延长电缆的寿命降低电缆的发热，而延长电缆的寿命 降低降低电动力电动力，因而能使电气触头的变形或损坏减轻，因而能使电气触头的变形或损坏减轻 对邻近电路的测量设备的影响减小对邻近电路的测

2、量设备的影响减小 这一级联技术为下方侧的电器使用低的额定值，而使设备、外壳和设计获这一级联技术为下方侧的电器使用低的额定值，而使设备、外壳和设计获得很大的节约得很大的节约开关的选择性和级联性能的物理基础是开关的触头结构开关的选择性和级联性能的物理基础是开关的触头结构3SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneE47952静触头封闭小室气体产生部分灭弧栅灭弧栅气体产生部分旋转触头磁屏蔽U静触头分断单元结构分断单元结构Compact NSX采用的限流技术采用的限流技术触头表面的组成触头表面的组成;触头的重量触头的重量;触头的厚度触头的厚度;触头的压力触头的压力;开孔

3、开孔;磁屏蔽磁屏蔽 U;气体产生部分气体产生部分;注入或压挤聚酯外壳注入或压挤聚酯外壳4SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneE41131旋转触头的优点旋转触头的优点Compact NSX采用的限流技术采用的限流技术小而轻的触头可以尽早斥开小而轻的触头可以尽早斥开, 快速分断快速分断;旋转旋转:双斥力双斥力,双灭弧栅双灭弧栅,低阻力低阻力“快速快速” 并且并且 “ 高效高效.5SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneE37954Reflex 能量脱扣机构能量脱扣机构Compact NSX采用的限流技术采用的限流技术独立独立.

4、快速分断快速分断从压力产生从压力产生1 ms,完全分断时间完全分断时间2 ms.斥力产生阈值斥力产生阈值 = 25 In6SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneE41126aIptItpsNSX断路器的限流特性断路器的限流特性限制尖峰电流（限制尖峰电流（ kA 峰值）峰值）这是通过断路器预期电流的这是通过断路器预期电流的一部分。断路器性能越好限一部分。断路器性能越好限制电流值越低制电流值越低.限制通过能量限制通过能量i2dt通过断路器的能量通过断路器的能量:尖峰电流尖峰电流分断时间分断时间7SLIC- LVDI training Chen ke 2009 J

5、une峰值限流曲线峰值限流曲线NSX断路器的限流特性断路器的限流特性8SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June热应力限制曲线热应力限制曲线NSX断路器的限流特性断路器的限流特性9SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June选择性的定义选择性的定义无论什么故障条件无论什么故障条件:过载过载,短路短路绝缘故障绝缘故障;只能由最靠近故障点的上级断路器只能由最靠近故障点的上级断路器脱扣。脱扣。非故障回路保持闭合，持续供电非故障回路保持闭合，持续供电其他出线回路的供其他出线回路的供电不受影响电不受影响CB1只有只有CB2 脱扣脱扣CB210

6、SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June各种选择性技术各种选择性技术电流选择性电流选择性:基于保护设备电流设定值的不同基于保护设备电流设定值的不同;时间选择性时间选择性:基于保护响应时间设定值的不同基于保护响应时间设定值的不同;逻辑选择性逻辑选择性:根据故障位置，紧靠故障的上级断路器：根据故障位置，紧靠故障的上级断路器：故障检测；故障检测；向其上级断路器发送不脱扣信号向其上级断路器发送不脱扣信号.能量选择性：能量选择性：此原理基于保护设备特殊限流能力和灵敏反映断路器中短路所产生的能量此原理基于保护设备特殊限流能力和灵敏反映断路器中短路所产生的能量的脱扣。当两个

7、断路器检测到大电流时，下级断路器限流非常快，上级断的脱扣。当两个断路器检测到大电流时，下级断路器限流非常快，上级断路器产生的能量不足以使其脱扣路器产生的能量不足以使其脱扣11SLIC- LVDI training Chen ke 2009 Junea1000 A100 A选择性区间选择性区间电流选择性电流选择性12SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June(B类断路器类断路器)保护延时时间不同保护延时时间不同时间选择性时间选择性13SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June短路分断能力短路分断能力Icu/Ics = IcwIcw

8、= Icu = Ics短路保护设备短路保护设备之间的动作时间差之间的动作时间差T(s)t2t1I(A)完全的时间选择性完全的时间选择性具有很强电动力承受能力的断路具有很强电动力承受能力的断路器器(Masterpact 断路器断路器)在下级断路器分断能力以下，延在下级断路器分断能力以下，延时可以保证完全选择性时可以保证完全选择性14SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June脱扣曲线脱扣曲线a a.1110100 150102kA effA2s20 ms10 ms103104105106107不脱扣能量曲线不脱扣能量曲线能量选择性能量选择性15SLIC- LVDI

9、training Chen ke 2009 June下级断路器的下级断路器的 限流曲线限流曲线上级断路器的不脱上级断路器的不脱扣能量曲线扣能量曲线.能量选择性能量选择性 IEC60947-2 定义了计算选择性的方法定义了计算选择性的方法:比较运行曲线的能量比较运行曲线的能量aIi2 dtII2t16SLIC- LVDI training Chen ke 2009 Junea aI(kA eff)A2s.111010015010210310410510610710 msIs上级断路器的上级断路器的不脱扣能量曲不脱扣能量曲线线部分选择性部分选择性下级断路器的下级断路器的限流曲线限流曲线能量选择性的

10、极限能量选择性的极限I Is下级断路器限流后的能量超下级断路器限流后的能量超过上级断路器脱扣的最小能过上级断路器脱扣的最小能量量 : 不具有选择性不具有选择性17SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneNSXNSX开关满足自然选择性的条件开关满足自然选择性的条件上级是上级是MT框架式断路器，下级是框架式断路器，下级是NSX塑壳断路器塑壳断路器NSX和和=40A的微型断路器之间满足完全选择性的微型断路器之间满足完全选择性上下级断路器的上下级断路器的In、Ir、Isd之间是之间是2.5倍的关系倍的关系施耐德提供的施耐德提供的NSX应用指南应用指南上罗列的完全选择性

11、关系上罗列的完全选择性关系18SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June选择性表选择性表19SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneaABZSIZSI逻辑选择性逻辑选择性通过区域选择性联锁通过区域选择性联锁(ZSI) 安装在安装在 B 的保护系统检测的保护系统检测并传送信号给并传送信号给 A ; 安装在安装在 A 的保护系统接收的保护系统接收B的信号的信号.断路器断路器B 消除故障消除故障断路器断路器A 保持闭合保持闭合20SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneZSIZSI区域选择性连锁区域选

12、择性连锁21SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneCB2无级联无级联有级联有级联Icu Icu Isc下级断路器使用低分断能力值下级断路器使用低分断能力值CB1 Isc什么是级联什么是级联级联是利用断路器的限流技术，在下级给定点允许安装低分断能级联是利用断路器的限流技术，在下级给定点允许安装低分断能力的断路器，因而降低成本力的断路器，因而降低成本22SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June级联的原理级联的原理原理：上一级的断路器对短路电流相当于一阻挡物。原理：上一级的断路器对短路电流相当于一阻挡物。因而允许下级断路器的分断能力可低于预期短路电流。因而允许下级断路器的分断能力可低于预期短路电流。 级联的原理在级联的原理在 GB14048.2, 附录附录A中被称为后备保护中被称为后备保护 级联只能由实验室试验来检验，并且可能的组合只能级联只能由实验室试验来检验，并且可能的组合只能由断路器制造商来规定由断路器制造商来规定23SLIC- LVDI training Chen ke 2009 June级联表级联表24SLIC- LVDI training Chen ke 2009 JuneE41148两个断路器的限流特性可以把下级断路器的分断两个断路器的限流特性可以把下级断路器的分断能力提升能力提升IA2