2011注冊(cè)電氣工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)42

　　微型斷路器的選擇使用(二) $lesson$

　　McB的使用頻率

　　MCB的設(shè)計(jì)和使用是針對(duì)50~60Hz交流電網(wǎng)的，由于磁脫扣器的電磁力與電源頻率、動(dòng)作電流有關(guān)，因此對(duì)于在交流電壓下使用的MCB用于直流電路或其它電源頻率場(chǎng)合的保護(hù)時(shí)，磁脫扣器的動(dòng)作電流是不同的。一般應(yīng)根據(jù)制造廠商提供的磁脫扣動(dòng)作電流同電源頻率變化系數(shù)來(lái)?yè)Q算。當(dāng)交流用MCB用于直流電路的保護(hù)時(shí)，由于滅弧的原因，應(yīng)選用類似西門(mén)子的5SX5直流專用MCB。

　　McB的使用環(huán)境溫度

　　MCB的過(guò)載保護(hù)依靠熱脫扣器，通常，現(xiàn)有MCB的熱脫扣器額定電流是生產(chǎn)廠家根據(jù)IEC898標(biāo)準(zhǔn)在基準(zhǔn)溫度為30C條件下整定的，MCB的工作溫度一般推薦為―25C―十55C。熱脫扣器由一種雙金屬片組成，當(dāng)通過(guò)的電流達(dá)到某設(shè)定值并維持一定時(shí)間后使MCB脫扣。因此，熱脫扣器與溫度是息息相關(guān)的。如環(huán)境溫度變化將導(dǎo)致MCB的工作溫度變化，使熱脫扣器的工作特性相應(yīng)變化。由于MCB通常安裝于配電箱內(nèi)，使用環(huán)境溫度也不可能恒定為30C，實(shí)際使用時(shí)，終端配電箱內(nèi)的MCB是緊密無(wú)間地安裝在一起的，且大多數(shù)場(chǎng)合又是嵌在、墻內(nèi)安裝，導(dǎo)致散熱效果差，使配電路內(nèi)的溫升上升很大，故MCB的實(shí)際工作溫度總比環(huán)境溫度高10C~15C左右。因此，當(dāng)環(huán)境溫度大于或小于校準(zhǔn)溫度值時(shí)，我們必須根據(jù)有關(guān)制造廠商提供的溫度與載流能力修正曲線來(lái)調(diào)整MCB的額定電流值。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)環(huán)境溫度大于或低于校正值10C時(shí)，MCB，的額定電流值須減小或增加5%左右。

　　MCB的前后級(jí)選擇性配合

　　大家知道，在供配電線路中，對(duì)于保護(hù)電器必須達(dá)到“三性――選擇性、快速性、靈敏性”?？焖傩院挽`敏性分別與保護(hù)電器本身特點(diǎn)和線路運(yùn)行方式有關(guān)，而選擇性則與上下級(jí)保護(hù)電器之間的配合有關(guān)。配合恰當(dāng)，則能有選擇地將事故回路切除，保證供電系統(tǒng)的其它無(wú)故障部分繼續(xù)正常運(yùn)行，反之，則影響供電的可靠性。MCB的選擇性可分兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是過(guò)載區(qū)的選擇性，另一個(gè)是短路區(qū)的選擇性。

　　MCB的熱脫扣器的電流―時(shí)間特性是一個(gè)反時(shí)限曲線，曲線中 t1’、t2’分別代表QLl、Q12的最長(zhǎng)不開(kāi)斷時(shí)間，t1"、t2"分別代表QLl、Q12的最長(zhǎng)開(kāi)斷時(shí)間。對(duì)于某一電流，如果斷路器QL1的t1’與Q12的 t2"構(gòu)成的關(guān)系是tl">t2"，說(shuō)明過(guò)載區(qū)有選擇性。通過(guò)實(shí)踐證明，一般MCB在過(guò)載區(qū)若I1/I>2，即能在過(guò)載區(qū)有選擇性。當(dāng)短路電流流過(guò)電磁脫扣系統(tǒng)時(shí)，MCB上下間要獲得選擇性是很困難的，為了防止越級(jí)脫扣，一般應(yīng)使QLl的瞬時(shí)脫扣電流Im1與Q12的瞬時(shí)脫扣電流Im2之比大于1.4。當(dāng)短路電流大于7ml時(shí)，要想只有Q12開(kāi)斷，應(yīng)選限流型斷路器作為Q12，這樣可以減少電流的峰值及持續(xù)時(shí)間，使QLl免于斷開(kāi)，當(dāng)然也可選用具有延時(shí)的斷路器作為QLl。當(dāng)短路電流很大時(shí)，是很難保證有選擇性的，只能獲得部分選擇性。制造廠商為了方便設(shè)計(jì)人員選用合適的MCB以確保選擇性，在設(shè)計(jì)參考資料中都有向用戶推薦的匹配表，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)匹配表選用上下級(jí)的MCB。

　　McB的附件選用

　　MCB有一些電氣輔助裝置和保護(hù)附件能與MCB本體拼裝組合在一起，擴(kuò)展使用范圍，其中最主要的是剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(簡(jiǎn)稱RCD)、分勵(lì)脫扣器(簡(jiǎn)稱ST)、欠壓脫扣器(簡(jiǎn)稱UR)。RCD與MCB組合在一起就能成為帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器(簡(jiǎn)稱RCBO)，安裝在配電箱內(nèi)能防止線路發(fā)生單相接地故障時(shí)危及人身安全和有效抑制電氣火災(zāi)。關(guān)于RCD的工作原理，本文不作贅述，在此特別提出六點(diǎn)注意事項(xiàng)。

　　1.該RCBO使用于何種低壓配電接地型式中不能有半點(diǎn)含糊，因?yàn)橛糜赥T、TN、IT的系統(tǒng)中的接線要求都有不同，詳見(jiàn)《電世界》1996年“剩余電流保護(hù)器講座”等有關(guān)文章。但不管如何干變?nèi)f化，凡是帶電載流導(dǎo)體(個(gè)性線也是載流導(dǎo)體)必須全部接入RCD，而保護(hù)線PE則絕對(duì)不能接入RCD，PE線應(yīng)與設(shè)備的金屬外殼連接。筆者認(rèn)為：為避免許多不必要的誤脫扣，RCBO的極數(shù)宜與該接入回路的載流導(dǎo)體數(shù)相等。

　　2.RCD的額定脫扣電流入數(shù)值應(yīng)根據(jù) JGJ/T16―92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第14.3.11條進(jìn)行選擇。從安全的角度考慮，RCD的入選擇得越小越好，但實(shí)際上，任何供電回路的用電設(shè)備都有正常的泄漏電流，如果RCD的比小于正常的泄漏電流或者該回路的正常泄漏電流大于50%In,則供電回路無(wú)法正常運(yùn)行，故從供電的可靠性來(lái)考慮，In選擇得不能太小，它主要受到正常泄漏電流的制約。

　　3.RCD的上下級(jí)配合問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，RCD的額定剩余不動(dòng)作電流In0(根據(jù)IEC有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn))等于In的50%。如果干線和支線上的RCD動(dòng)作電流值很接近，就有可能使幾個(gè)支線的不動(dòng)作電流 In0之和大于干線上的RCD的In，使干線上的 RCD誤動(dòng)，兩者之間就失去了選擇性。通常，上下兩級(jí)RCD額定動(dòng)作電流之比應(yīng)大于2.5，當(dāng)然，RCD的選擇性也可根據(jù)動(dòng)作時(shí)間的差異來(lái)達(dá)到。一般對(duì)終端配電箱來(lái)說(shuō)電源總斷路器處的RCD主要為防止電氣火災(zāi)，可選用In=100―300mA、時(shí)間t=0.3s左右的產(chǎn)品，如梅蘭日蘭的vigiS型產(chǎn)品。支線上的RCD主要為防止人身電擊，可選用In=6―30mA(視具體使用場(chǎng)合)、瞬動(dòng)型產(chǎn)品，如梅蘭日蘭vigi型產(chǎn)品。

　　4.對(duì)于TT系統(tǒng)，裝有RCD的支路與不裝RCD的支路不應(yīng)使用公共接地極。TT制接地系統(tǒng)因中性點(diǎn)接地與凹線接地分開(kāi)，個(gè)性線N與PE線無(wú)連接，供電線路一般較長(zhǎng)，相―地回路阻抗較大，發(fā)生單相接地故障時(shí)，線路保護(hù)裝置不能可靠地切斷電源，容易造成電擊和火災(zāi)事故，因此這種系統(tǒng)中裝設(shè)RCD作單相接地保護(hù)是有效的措施之一。但個(gè)別裝RCD的分支回路必須有單獨(dú)的接地極與PE線，否則當(dāng)未裝RCD的回路發(fā)生漏電時(shí)，會(huì)通過(guò)PE線傅u裝有RcD的設(shè)備外殼上，但RCD不動(dòng)作;而造成電擊事故。因此，必須有獨(dú)立的接地板與PE線專供有RCD的分支回路用，它們之間不能有電氣連接。

　　5.目前在我國(guó)生產(chǎn)的RCD有兩種形式，一種為電磁式(ELM)，另一種為電子式(ELE)。對(duì)于ELE，筆者認(rèn)為要慎用，ELE在工作時(shí)要有一穩(wěn)定的操作電壓?，F(xiàn)市場(chǎng)上的一般EIE均無(wú)獨(dú)立的操作電源，該操作電源均由 RCD所控制的電源供電，而在發(fā)生故障時(shí)，往往電網(wǎng)電壓偏低或過(guò)高，導(dǎo)致ELE不能正常工作。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)裝設(shè)ELE的RCD處發(fā)生事故時(shí)的電源電壓進(jìn)行驗(yàn)算，如果不符合產(chǎn)品的規(guī)定值，應(yīng)考慮采取補(bǔ)救措施或選用 ELM的RCD。 ELM的RCD進(jìn)出線可以倒裝，而ELE的 RCD進(jìn)出線不可倒裝。

　　6.對(duì)于一些特殊場(chǎng)合和一些特殊用途的電源，如化工、石油、各類保安電源、事故照明、消防設(shè)備電源、醫(yī)院手術(shù)室供搶救用電源等，不應(yīng)安裝RCD，若有必要可酌情安裝剩余電流報(bào)警裝置。著重提一下，RCD不是防止電擊事故的唯一措施，只是措施之一，某些場(chǎng)合還應(yīng)當(dāng)與總等電位或局部等電位聯(lián)結(jié)等其它措施相結(jié)合使用。

　　MCB的附件UR是當(dāng)電源電壓下降到70%以下時(shí)，使MCB脫扣;當(dāng)電源末恢復(fù)正常時(shí)，防止MCB重新接通。既可防止一些電氣設(shè)備在低電壓下運(yùn)行而損壞設(shè)備，也可防止電源突然恢復(fù)正常時(shí)，線路上的電動(dòng)機(jī)等大容量負(fù)荷在沒(méi)有接到控制信號(hào)下自行起動(dòng)，從而提高了線路的安全性。但對(duì)于一些特殊要求的場(chǎng)合和一般照明回路則不宜安裝UR裝置。分勵(lì)脫扣裝置ST是一種能遠(yuǎn)距離控制MCB脫扣的裝置。

　　上述兩種脫扣裝置都是電壓型線圈，都能使MCB達(dá)到脫扣的目的，但兩者是有區(qū)別的。 UR是按長(zhǎng)時(shí)間通電設(shè)計(jì)的，而ST是按瞬間通電設(shè)計(jì)的，這一點(diǎn)往往在選用時(shí)被疏忽，誤把ST當(dāng)作UR使用，導(dǎo)致ST的燒毀。如果UR當(dāng)作ST使用，理論上是可行的，但實(shí)際上是不經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)?UR是24h接入線路中的，終究要消耗一定的電功率，并且發(fā)出一定的熱量。如果要使UR兼有失壓和分勵(lì)脫扣作用，則在控制回路中應(yīng)接人一常閉按鈕，如圖2所示，這點(diǎn)請(qǐng)務(wù)必注意。