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文档简介

变、配电所电气设计常见疑难问题解析陈文良

1.“10kv以下变电所设计规范”GB50053-94第3.3.3条,变电所中单台变压器(低压为0.4kv)的容量不宜大于1250kvA。现在是否有新的规定?

解析:修订“征求意见稿”已改为1600kvA。但应注意:当用电设备容量较大,负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器,但低于保护设备的开料容量应满足系统短路容量所要求。2.《民用建筑设计通则》GB50352-2005第8.3.1.1条之4款规定,变配电所“不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所相贴邻”。如何理解和执行?解析:

①首先应尽量按上述规范要求而进行变配电所的选址。

②在确认建筑专业必须把变配电所设置在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方时,则可采取隔板来处理。该隔板应按楼板要求而设计,并应采取可靠的防水、排水措施。

③当变配电所与上述场所贴邻时,墙的两面都应防水处理或采用双墙设计;当与水池贴邻时,必须做双墙设计并采取可靠防水措施。3.《民用建筑设计通则》GB50352-2005第8.3.1.1条之5款规定,“当配变电所的正上方、正下方为住宅、客房、办公室等场所时,配变电所应作屏蔽处理。”如何理解和执行?

解析:参考《办公室建筑设计规范》JGJ67-2006第4.5.3条:“产生噪声和振动的设备机房应采取消声、隔声和减振等措施,并不宜毗邻办公用房和会议室,也不宜布置在办公用房和会议室的正上方”;此外,深圳市供电局“深供电市[2006]29号文”第6.4.6.5条亦规定:“公用变压器房和综合房不得邻近住宅单元。”故配变电所应尽量避免设于住宅、客房或办公室的正上方或正下方。4.是不是所有工程(有变电所的)都要设置高压计量柜?共建中变配电所的高压环网单元能否和高压计量柜共室布置?解析:根据深圳市供电局要求,除住宅专用变压器外,由高压供电的变配电所一般应设置高压计量柜,且高压计量柜宜与用户高压配电柜同室布置。但具体工程应以供电部门审批要求为准。

解析:①高压环网柜下部可采用电缆沟,或基础升高架,或二者之组合但无论哪种方式,都须保证高压柜柜下空间(高度)要满足高压电缆敷设的弯曲半径要求(比如对于深圳地区较常见的YJV29-8.7/15kv–3*300m㎡电缆而言,其敷设时弯曲半径不应小于800mm)

②当确因场地条件限制而高压环网柜下部不设电缆时,可采用环网柜厂家提供或由施工方自行制作的、足够高度的基础升高架。显然,此时高压柜前尚应设置操作平台,该平台应充分考虑环网柜柜前操作尺寸(指高度和宽度两个方向)。

5.高压环网柜下部可否不开设电缆沟,而直接采用设备厂家提供的基础升高架?6.由高压开关柜至变压器的高压电缆截面如何选择?解析:由高压开关柜至变压器高压侧的电缆截面的选择,应综合考虑:①应能承受最大短路电流作用时间内产生的热效应,即应满足热稳定条件。按此条件选择的高压电缆截面(铜芯)不会超过3x120m㎡

②按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于回路计算电流

③线路在最大工作电流作用下的电压降,不得超过该回路的允许值。7.封闭式变压器与低压屏紧贴相邻安装时,其外壳防护等级必须是IP3X吗?解析:设备外壳防护等级越高,则越不利于设备散热。故为便于散热,封闭式变压器和低压屏尽量不要紧贴布置。

根据《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94第4.1.3条,“具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器,当环境允许时,可相互靠近布置在同室内。”

8.变压器低压侧主开关短延时跟低压屏联络开关短延时相同(如都为0.2s),可以吗?解析:①当变压器低于侧主开关和母线联络开关,已通过动作电流整定而严格达到上、下级保护的选择性时,则二者的短延时时间可取为一致。

②当变压器低压侧主开关和母线联络开关,未能按前述的动作电流实施保护选择性时,则可采用不同动作时间来实现保护配合性,即此时,变压器低压侧主开关两个动作时间应有一定的极差,一般可取0.2s。9.变压器的低压进线开关跟低压联络开关间,需要设置机械联锁吗?解析:《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第4.4.12条第2款规定:“当低压母线分段开关采用自动投切方式时,应采用断路器,且应符合下列要求:……。电源主断路器与母联断路器之间应有电气联锁。

至于是否必设机械联锁,现行规范虽无明文规定,但本市特约定如下:属于不同市电电源供电的多台变压器,其低压进线开关跟低压联络开关之间,应设机械联锁,以可靠地保证不同市电电源不会并列运行。10.据说说目目前前不不少少变变压压器器实实际际负负荷荷率率偏偏低低,,本本市市能能否否对对变变压压器器负负荷荷率率做做出出限限定定??解析:目目前部分分设计的的变压器器长期工工作负荷荷率有偏偏低趋向向,造成成电能的的无谓浪浪费现象象严重。。综合考考虑变压压器的一一、二投投资及经经济运行行率,我我市特约约定变压压器长期期工作负负荷率不不宜低于于70%,而上限限可不超超过85%,参《民用建筑筑电气设设计规范范》JGJ16-2008第4.3.2条规定。。11.当由变电电所配电电屏直接接给附近近小功率率设备配配电时,,采用较较小截面面的线缆缆,往往往难以满满足热稳稳定要求求,怎么么办?解析:根根据《低压配电电设计规规范》GB50054-2011第3.2.14及第6.2.3条,导体体应满足足热稳定定要求,,而对于于其中绝绝缘导体体,规范范还给出出了具体体验算公公式。对于变电电所内部部及就近近线路而而言,因因短路回回路阻抗抗较小,,故短路路电流要要比其他他处大之之较多,,导致变变电所附附近小截截面导体体的热稳稳定校验验,往往往难以满满足要求求。在进行经经济比较较之后,,可选择择采用熔熔断器((具体可可参考《工业与民民用建筑筑配电设设计手册册》第3版P585表11-2)或限流流型断路路器进行行线路保保护,或或适当加加大电缆缆截面((注:加加长电缆缆长度的的方式不不可取))。12.配电箱总总开关何何时必须须采用带带保护的的开关((如断路路器)??何时必必须采用用带隔离离作用的的开关电电器?解析:①①《民用建筑筑电气设设计规范范》JGJ16-2008第7.1.4条规定::“由市市引入的的低压电电源线路路,应在在电源箱箱的受电电端设置置具体隔隔离作用用的电器器;由本本单位配配变电所所引入的的专用回回路,在在受电端端可装设设不带保保护的的开关电电器;对对于树干干式供电电系统的的配电回回路,各各受电端端均应装装设带保保护的开开关电器器”②《住宅建筑筑规范》GB50386-2005第8.5.4条规定,,“每套套住宅应应设置电电源总断断路器,,总断路路器应采采用可同同时断开开相线和和中性线线的开关关电器””(强条条)。本本市认定定该“总总断路器器”应指指户箱内内的总开开关。除上述①①、②②之外,,本市另另约定::由本单单位变电电所供电电但距离离变电所所较远的的电源箱箱,或者者电源箱箱受电端端如无隔隔离及保保护电器器将造成成操作,,维修很很不方便便或很不不安全时时,建议议该电源源箱受电电端(即即“总开开关”))也宜设设置具有有隔离作作用和保保护作用用的电器器。13.《《住宅建筑筑规范》GB50386-2005第8.5.4条规定,,“每套套住宅应应设置电电源总断断路器,,总断路路器应采采用可同同时断开开相线和和中性性性的开关关电器””。此条条文如何何理解??解析:单单就“每每套住宅宅应设置置电源总总断路器器”这个个条文的的表述而而言,确确实无法法判定总总断路器器的具体体装设部部位(是是电表箱箱出线开开关?还还是用户户箱进线线总开关关?)。。但结合合规范条条文解释释及揣摩摩规范本本意,应应是要求求住户配配电箱内内的总开开关采用用断路器器(而且且是可同同时断开开相线和和中性线线的断路路器)。。本市要要求户箱箱内总开开关采用用断路器器。解析:首首先要明明确一点点:电气气线管在在吊顶直直接敷设设,不存存在“暗暗敷”之之说,均均应视为为“明敷敷”。①当为为消防配配电线路路(MI电缆除外外),并并在吊顶顶内敷设设(即明明敷)时时:1)若为高高层民用用建筑,,根据《高层民用用建筑设设计防火火规范》GB50045-95(2005年版)第第9.1.4.1条:“明明敷设时时,应穿穿有防火火保护的的金属管管或有防防火保护护的封闭闭式金属属线槽。。”2)除1)之外的的建筑,,应遵循循《建筑设计计防火规规范》GB50016-2006第11.1.6条:“明明敷时((包括敷敷设在吊吊顶内)),应穿穿金属管管或封闭闭式金属属线槽,,并应采采取防火火措施。。14.配电线路路穿难燃燃塑料管管时,可可否在吊吊顶内直直接敷设设?②当为非非消防配配电线路路时:1)适用于于《建规》GB50016-2006的建筑物物,应执执行《建规》GB50016-2006第11.2.3条:“配配电线路路……敷设在有有可燃物物的吊顶顶内时,,宜采用用穿金属属管、采采用密闭闭式金属属线槽或或难燃材材料的塑塑料管等等防火保保护措施施”。。2)除1)之外的的建筑物物,应执执行《低压配电电设计规规范》GB50054-2011第7.2.8条:配电电线缆在在建筑物物闷顶内内敷设的的,“必必须采用用金属管管、金属属线槽布布线。15.具有隔离离功能的的PC级双电源源自动切切换开关关的前端端,是否否应加具具有隔离离、过载载及短路路保护的的断路器器?而CB级双电源源自动切切换开关关的前端端,是否否可以不不加该类类隔离电电器了??解析析::PC级ATSE只负负责责完完成成电电源源转转换换,,不不具具备备保保护护功功能能;;CB级ATSE除具具有有电电源源转转换换功功能能外外,,还还具具有有短短路路保保护护功功能能((另另注注::CB级ATSE用于于消消防防设设备备的的配配电电线线路路时时,,不不应应装装设设直直接接切切断断电电路路的的过过负负荷荷保保护护))。。无论论PC级还还是是CB级,,仅仅就就ATSE最本本质质功功能能而而言言,,它它们们只只须须提提供供电电源源转转换换。。而而至至于于隔隔离离、、过过载载及及短短路路保保护护等等其其他他功功能能,,并并非非ATSE得内内在在需需求求,,也也不不是是ATSE自身身所所能能决决定定的的。。此此时时应应综综合合考考量量配配电电系系统统结结线线方方式式、、ATSE具体体装装设设部部位位等等因因素素来来确确定定。。16.电缆缆载载流流量量到到底底应应以以哪哪本本规规范范((或或设设计计手手册册))为为准准??电电缆缆载载流流量量的的校校正正系系数数((比比如如在在槽槽式式架架内内敷敷设设时时))如如何何选选取取??解析析::《工业业与与民民用用配配电电设设计计手手册册》第3版((2005年10月))和和《建筑筑电电气气常常用用数数据据》04DX101-1(2006年6月)),,基基本本等等效效采采用用了了国国家家于于2003年颁颁布布实实施施的的《布线线系系统统载载流流量量》GB/T16895.15-2002(等同同IEC60364-5-523:1999),,且且内内容容有有所所细细化化和和丰丰富富。。电电缆缆敷敷设设方方式式分分类类、、对对应应于于不不同同于于环环境境温温度度和和土土壤壤热热阻阻系系数数的的校校正正系系数数、、多多回回路路电电缆缆敷敷设设的的降降低低系系数数,,以以及及分分类类敷敷设设方方式式下下的的载载流流量量等等,,均均已已涵涵盖盖在在内内,,所所以以查查阅阅电电缆缆载载流流量量等等参参数数时时,,可可采采用用该该设设计计手手册册或或04DX101-1中的的相相关关数数据据。。17.设备备控控制制箱箱与与被被控控设设备备不不在在同同一一地地时时((如如冷冷却却塔塔设设在在裙裙房房屋屋顶顶,,而而其其电电源源控控制制箱箱可可能能设设在在地地下下室室)),,设设备备的的配配电电现现场场要要采采取取什什么么电电气气措措施施??解析析::《通用用用用电电设设备备配配电电设设计计规规范范》GB5005-93第2.6.4条规规定定::““………远方方控控制制的的电电动动机机,,应应有有就就地地控控制制和和解解除除远远方方控控制制的的措措施施;;当当突突然然启启动动可可能能危危及及周周围围人人员员安安全全时时,,应应在在机机械械旁旁装装设设启启动动预预告告信信号号和和应应急急断断电电开开关关或或自自锁锁式式按按钮钮。。””当电动机突突然启动可可能危及周周围人员安安全时,可可考虑在电电动机配电电的二次回回路或一次次回路上采采取相关保保障措施。。18.保护电器选选择性配合合设计的原原则保护电器选选择性动作作的基本要要求:1)要求末末级保护电电器以最快快的速度切切断。对保保护电器选选择性动作作的基本要要求故障电电路,在不不影响工艺艺要求的情情况下最好好是瞬间切切断。2)上一级保保护采用断断路器时,,宜设有短短延时脱扣扣,整定电电流和延长长时间可调调,以保证证下级保护护先动作。。3)上级保护护用熔断保保护时,其其反时限特特性应相互互配合,用用过电流选选择比给予予保证。4)自变压压器低压侧侧配出回路路至用电设设备之间的的配电级数数不宜超过过三级。对对非重要负负荷可不超超过四级。。5)配电系系统的第一一、二级之之间保护电电器应具有有动作选择择性。并宜宜采用选择择型保护电电器,对于于非重要负负荷可以采采用无选择择性切断。。熔断器与熔熔断器的级级间配合1.在一般配电电线路,过过载和短路路电流较小小的情况下下,可按熔熔断器的时时间一电流流特性不相相交,或按按上下级熔熔体的额定定电流选择择比来实现现。当弧前前熔断时间间大于0.01s时,按国家家标准在一一般情况下下,其熔断断体电流选选择比(即即熔体额定定电流之比比)不小于于1.6:1即认为满足足选择性要要求。gG、aM是熔体根据据使用类别别见下表。。注:对于上上述二种分分类可以有有不同的组组合如gG、am。2、在短路电电流很大,,而弧前熔熔断时间小小于0.01s时,除满足足上述条件件外,还需需要用T值进行校验验,只有上上一级熔断断器,弧前前T值大于下级级熔断器T值时,才能能保证满足足选择性要要求。断路器与断断路器的级级间配合1、当上下级级断路器出出线端处预预期短路电电流有较大大差别时,,并上下级级断路器均均设有瞬时时脱扣器,,则上级断断路器的瞬瞬时脱扣器器整定电流流应大于下下级的预期期短路电流流,以保证证有选择保保护。2、当上下下级断路器器距离很近近,出线端端预期短路路电流差别别很小时,,则上级断断路器宜选选用带有短短延时脱扣扣器,一般般情况下,,第一级保保护电器((如变压器器出线低压压侧总开关关)宜选用用过载长延延时、短路路短延时((0~0.5s延时可调))保护特性性,不设短短路瞬时脱脱扣器。第第二级配出出回路保护护电器,宜宜采用过载载长延时、、短路短延延时、短路路瞬时及接接地故障保保护等。母母线联络开开关宜设过过载长延时时、短路短短延时保护护。第一级级和第二级级短路短延延时,应有有一个级差差时间,宜宜不小于0.1~0.2s。4、选择型保保护电器,,上级保护护电器的过过载长延时时和短路短短延时的整整定电流,,宜不小于于下级保护护电器整定定值的1.3倍。以保证证上下级之之间的动作作选择性。。5、当上级保保护电器是是选择型电电器,而下下一级保护护则是非选选择型保护护电器时,,应符合下下列条件::1)上级保护护电器的短短路短延时时脱扣器的的整定电流流,应不小小于下级保保护电器短短路瞬时脱脱扣器整定定电流的1.3倍。即:I1(L2)≥1.3I2(L3)式中I1(L2)——上级保护电电器,短延时脱扣扣器整定电电流;I2(L3)——下级保护电电器,瞬时时脱扣器整整定电流。。2)上级保护护电器瞬时时脱扣器整整定电流,,应大于下下级保护电电器出线端端单相短路路电流的1.2倍。即:I1(L3)≥1.2I2(Ld1)式中I1(L3)——上级保护电电器,瞬时时脱扣器整整定电流;;I2(Ld1)——下级保护电电器出线端端单相短路路电流。6、上下级级保护电电器都选选择非选选择型开开关时应应加大上上下级之之间保护护电器的的脱扣器器整定电电流的极极差,一一般可按按下列原原则确定定。1)上一级级保护电电器延时时脱扣器器整定电电流宜不不小于下下一级保保护电器器延时脱脱扣器整整定电流流的2倍。即:I1(L1)≥2I2(L1)式中I1(L1)——上级长延延时脱扣扣器整定定电流;;I2(L1)——下级长延延时脱扣扣器整定定电流。。2)上一级级保护电电器的瞬瞬时脱扣扣器整定定电流应应不小于于下级瞬瞬时脱扣扣器整定定电流的的1.4倍。即:I1(L3)≥1.4I2(L3)式中I1(L3)——上级保护护电器瞬瞬时脱扣扣器整定定电流;;I2(L3)——下级保护护电器瞬瞬时脱扣扣器整定定电流。。7、微型断断路器上上下级之之间的选选择性配配合可按按下表选选配。微型断路路器上下下级配合合选择表表(分断断能力6KA)微型断路路器选择择额定电电流值时时,除考考虑计算算电流外外,尚应应考虑温温度系数数,一般般取0.8~0.85,当微型型断路器器大于24只时,温温度系数数还应酌酌情降低低。8.当下一级级保护开开关出口口端短路路电流大大于上一一级保护护开关的的瞬时脱脱扣器整整定电流流时,下下级保护护开关宜宜选用限限流型保保护开关关,以保保证选择择性要求求。过流脱扣器额定电流(A)上级脱扣器额定电流(I1)20253240506380100下级脱扣器额定电流(I2)1016252532405063熔断器与与下级断断路器的的级间配配合1.过载时,,断路器器长延时时脱扣器器整定电电流特性性,与熔熔断器熔熔体额定定电流特特性不相相交,并并应具体体一定的的时间裕裕量,便便能满足足选择性性要求。。2.短路时,,一般情情况下,,熔断器器的电流流时间特特性,对对应短路路电流IK熔断器的的熔断时时间应比比断路器器瞬时脱脱扣器动动作时间间大0.1s以上。3.当上一级级选用熔熔断器,,下一级级选用非非选择型型断路器器时,上上级熔断断器熔体体的额定定电流与与下级断断路器延延时脱扣扣器整定定电流值值配合应应大于3,其配合合参见下下表。表4.4.4熔断器与与断路器器配合选选择表上级断路路器与下下级熔断断器的级级间配合合1、过载时时,当回回路的电电流的电电流没有有达到上上级断路路器的瞬瞬时整定定电流时时,其熔熔断器的的电流特特性与断断路器的的长延时时脱扣器器的动作作特性不不相交即即能满足足选择性性要求。。2、短路时时,当回回路的预预期短路路电流,,达到或或超过断断路器瞬瞬时电流流脱扣器器的整定定电流时时,则要要求熔断断器在电电流未达达到瞬时时脱扣器器整定电电流之前前,切断断电路,,即应选选用熔断断熔体额额电流比比断路器器过电流流脱扣器器额定电电流尽量量小。3、当选选用短延延时脱扣扣器保护护时其短短延时动动作电流流的延迟迟时间,,应比熔熔断路熔熔体动作作时间长长,不小小于0.1s。4、当短短延时脱脱扣器的的延迟时时间不大大于0.5s时,其短短延时过过电流脱脱扣器整整定电流流Izd2值,不宜宜小于下下级熔断断器熔体体额定电电流It的12倍。即:Izd2≥12It(4.4.5-1)当熔断器器体额定定电流小小于100A时,则应应满足下下式要求求:即:Izd2≥10It(4.4.5-2)上级带接接地保护护的断路路器与下下级熔断断器的配配合1、在正常常情况下下零序电电流保护护的整定定值(Izd0)应大于于无接地地故障时时三相不不平衡电电流的1.5倍以上,,以保证证不会误误动作。。即:Izd0≥1.5I30Izd0——零序保护护电流脱脱扣器的的整定电电流(A);I30——三相不平平衡电流流。2、当保保护开头头设有短短延时脱脱扣器时时,由于于短延时时整定电电流比零零序保护护整定电电流大的的多,难难以保证证选择性性,建议议采取如如下措施施:1)尽量加加大零序序电流保保护整定定值;2)零序电电流保护护动作采采用延时时动作,,其延迟迟时间不不小于5s;3)下级级熔断器器的额定定电流尽尽量选小小。一般情况况下,当当零序电电流保护护延迟时时间为5s时,零序序保护整整定电流流:Izd0≥5~7Ir式中Ir——熔断器熔熔体额定定电流。。3、当用剩剩余电流流保护时时,由于于运作灵灵敏性较较高,很很难实现现与下级级熔断器器的选择择配合,,要求下下级采用用有选择择的漏电电保证,,首端剩剩余电流流保护电电弧性接接地故障障引起的的火灾事事故,一一般动作作于信号号。提高选择择性的措措施1)配电电线路的的首端宜宜采用选选择型断断路器或或熔断器器,当线线路较长长、容量量较大的的干线采采用选择择性断路路器。2)末端端线路保保护宜采采用非选选择型断断路器或或漏电保保护断路路器,也也可以用用熔断器器。3)中间间电路保保护宜采采用熔断断器。4)配电电系统线线路保护护的级数数不宜超超过三级级,非选选择性断断路器只只用于末末端。5)短延延时脱扣扣器、零零序电流流保护、、剩余电电流保护护等,应应有足够够的延时时,对于于配电干干线延时时可达5s。当下级级采用熔熔断器,,短延时时和接地地保护脱脱扣器宜宜采用反反时限加加定时限限。6)处理理好灵敏敏性与选选择性的的矛盾,,保证合合理选择择和正确确整定是是重要的的,特别别是在火火灾、爆爆炸、潮潮湿、高高温、多多尘等环环境,动动作灵敏敏性要符符合要求求,同时时要力求求有良好好的选择择性,特特别是对对重要负负荷,应应保证其其供电的的可靠。。保护电器器与导线线的配合合1、导线和和电线应应满足长长期满负负载运行行的载流流量,断断路器的的长延时时整定电电流或熔熔断器体体额定电电流,应应小于或或等于导导线或电电缆的持持续允许许载流量量。即:Izd0(Ir)I2式中Izd1——断路器长长延时脱脱扣器整整定电流流;Ir——熔断器熔熔体额定定电流;;I2——导线或电电缆长期期允许载载流量,,当导线线敷在不不同环境境温度和和不同的的敷设条条件时,,应乘以以修正系系数。2、在短路路条件下下为保证证导线和和电缆安安全其截截面积和和短路电电流的关关系应满满足如下下要求::即:IdS≥√√tK式中中Id———三相相短短路路电电流流效效值值((A);;K————和导导体体材材料料有有关关的的系系数数;;t————短路路电电流流持持续续时时间间,,取取5S。3、低低压压线线路路有有时时很很长长,,所所以以短短路路电电流流Id就很很小小,,为为了了保保证证保保护护电电器器的的可可靠靠性性,,断断路路器器的的瞬瞬时时整整定定电电流流或或短短延延时时整整定定电电流流、、熔熔断断器器熔熔体体额额定定电电流流应应小小于于接接地地故故障障电电流流。。即::KrIr≤IdKdIzd≤Id19.备用用回回路路数数量量及及容容量量确确定定1)备备用用回回路路数数量量宜宜按按总总回回路路数数的的1/3~1/4计及及为为宜宜。。2)备备用用回回路路容容量量应应考考虑虑多多变变可可能能性性。。3)备备用用回回路路开开关关容容量量宜宜考考虑虑多多种种组组合合可可能能性性。。4)计计算算回回路路总总开开发发容容量量时时应应计计及及备备用用回回路路的的容容量量。。20.什么么情情况况下下的的配配电电设设计计,,要要经经过过短短路路计计算算??有有无无简简化化方方式式??解析析::((1)《《低低压压配配电电设设计计规规范范》》GB50054-2011第6.2.4条规规定定::““当当短路路保护护电电器器为为断断路路器器时时,,被保保护护线线路路末末端端的的短路路电电流流不不应应小小于于低低压压断断路路器器瞬瞬间间或或短短延延时时过过电电流流脱脱扣扣器器整整定定电电流流

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