保护电器的选择教材

保护电器的选择1.电气线路设计目的：给设备供电，并对其进行控制持续稳定的运行方便维修保护人身和设备的安全电气回路的保护类型：过载，必须有时间限制。短路接地故障（外壳漏电）保护目的:人身安全设备和财产安全预防火灾2.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3.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。4.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/GB10963 IEC60947-2/GB14048.2

低压开关、隔离器 IEC60669-1/GB16915IEC60947-3/GB14048.3

接触器 IEC61095/GB17885 IEC60947-4/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 IEC61009 IEC60755剩余电流动作断路器 GB16917

GB6829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5.低压配电系统与断路器选择6.低压断路器的分类具有高短时耐受能力的空气断路器(ACB)符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：MasterpactMT,MTE电流范围630A至6300A,Icu=Ics=Icw，最高达150kA断路器可以实现时间选择性7.低压断路器的分类（续）具有限流作用的塑壳断路器(MCCB)符合GB14048.2(idtIEC60947-2)例如：CompactNSX,NSE电流范围16A至630AIcu=Ics，最高可达150kA断路器适用于级联，并可实现电流和能量的选择性8.低压断路器的分类（续）具有限流作用的微型断路器(MCB)符合GB10963(idtIEC60898)例如：C120,C65电流范围1A至125A,Icu=Ics，25kA以下,断路器适用于级联，可以实现电流和能量的选择性9.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（脱扣特性）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。10.低压断路器选择的一般要求（续）11.低压断路器–脱扣曲线（反时限曲线）脱扣曲线分为A、B、C、D、K等：

A曲线：脱扣电流为(2~3)In，适用于保护半导体电子线路，带小功率电源变压器的测量线路，或线路长且短路电流小的系统；

B曲线：脱扣电流为(3~5)In，适用于住户配电系统，家用电器的保护和人身安全保护；

C曲线：脱扣电流为(5~10)In，适用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路；

D曲线：脱扣电流为(10~20)In，适用于保护具有很高冲击电流的设备，如电动机变压器电磁阀等；

12.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-CO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13.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

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≥63AIt=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IrIntIt1hI>In时

双金属片原理 14.过载保护的脱扣曲线tIMCB MCCBImImntImt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ImntImImtItime15.短路保护的脱扣曲线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16.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两段保护三段保护17.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？(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。18.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

第一个字母=分断范围-g:全熔断范围的熔断器-a:后备熔断器第二个字母=使用类别规定时间-电流特性熔断器的类别IEC60269第一个字母:型式(分断范围)g=全范围熔断器(分断在分断能力下的全部电流)a=后备熔断器(只从5In开始分断)第二个字母:使用类别 (被保护回路)配电 电动机控制gGgMaMnnn19.低压熔断器IEC60269规定的工业用熔断器用2个字母代号，见下表中说明gG和gM熔断器的时间-电流带aM熔断器的时间-电流带InfIf熔断器特性曲线I最小弧前时间曲线tt4lnxln最小弧前时间曲线熔断器特性曲线I20.熔断器的时间－电流特性曲线IEC60947-2IEC60947-4IEC60947-3过载保护短路保护控制隔离M21.电动机的保护与