关于空气开关
正确的说法应是C特性脱扣空气开关。
这所谓的特性是按空开(应是小型空开MCB)对峰值电流的敏感度来分类:
A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合,亦即用于较低的峰值电流值(通常是额定电流In的2—3倍),以限制允许通过短路电流值和总的分断时间,利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护。
B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合;与A特性相比较,B特性允许通过的峰值电流<3In,一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护。
C特性一般适用于大部分的电气回路,它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作,C特性允许通过的峰值电流<5In,一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护。
D特性一般适用于很高的峰值电流(<10In)的开关设备,一般用于交流额定电压与频率下控制的变压器和局部照明变压器的一次线路和电磁阀的保护。
从以上保护特性的分析可知,对于各种不同性质的线路,一定要选用合适的MCB。如有气体放电灯的线路,在灯启动时有较大的浪涌电流,若只按该灯具的额定电流来选择MCB,往往在开灯瞬间导致MCB的误脱扣。
交直流空开为什么不能通用?
主要是电弧方面
交流空气开关灭弧装置灭弧能力较直流空气开关低,直流线路中由于直流电流的大小和方向是不随着时间而变化故而分断的时候产生的电弧要大
在看似相同电压等级的直流空开在用于交流电时侯的灭弧能力是绰绰有余的,而看似相同电压等级的交流空气开关在断开直流电路时灭弧能力显然不足,一旦过载跳闸,空气开关不能有效灭弧,不但因电弧的作用不能立即有效的断电,而且空气开关也会烧坏,这样不但起不到保护作用,还会造成严重后果
直流回路保护及安秒特性测试的研究
一、前言
随着国民经济快速增长和电网技术的不断提高,输配电网络出现了多样化、复杂化,而承担电网保护和控制作用的直流设备供配电系统和对供电设备及线路进行保护的主要元器件,从单一的熔断器改为了断路器。由于直流断路器具有反时限动作,高精度的分断性能等特点,已被电力系统越来越普遍使用。但直流断路器动作特性怎样,上下级、级差保护如何配置,根据直流系统运行状况如何选择合理的直流断路器,这些情况人们并没有得到解决。许多单位仅凭工作经验和自我感觉使用配置,造成了配置方式多样化,有的采用了熔断器或交流断路器、直流断路器代替并混合使用,造成维护和运行上的极大困难,越位动作事故常有发生,让人们防不胜防。
二、微型直流断路器
图一 微型直流断路器内部结构
直流断路器由于分断能力强、分断迅速、故障xxx、操作使用简便等优势,正被人们越来越重视。直流断路器主要由接线柱、灭弧栅、标签显示器、操作手柄、动触头、电磁线圈等部件构成,如图一所示。
在直流断路器内部结构中,“电磁线圈”是直流断路器的快速动作元件。当负载短路时,产生的短路电流通过电磁线圈产生电动力使断路器瞬间动作。“双金属条”是过载保护动作元件,当负载电流大于额定电流某一定值时,双金属条围绕在其上的电阻丝发热,金属条弯曲动作起到过载保护目的。双金属条的发热是过载电流的累计热量,使其发热,产生动作,所以其过载还有时间系数,这也就是直流断路器的工作原理。“灭弧室”帮助开关分断过程中电弧的冷却熄灭,提高开断电流能力。应用在直流系统中,由于直流短路电流灭弧比较困难,不像交流电流有过零的特性容易息弧,所以直流断路器开断距离要求大于交流断路器,并且为了更好的提高灭弧能力,在开关的消弧槽内附加了恒定磁场与直流电弧作用在灭弧室内,使之更容易灭弧,因此直流断路器的接入是有极性,不能接反。如果不注意极性,接反则大大降低直流灭弧能力。直流断路器具有反时限特性,大于额定电流的1.31I△(I△为额定电流)时开始动作,根据动作特性不一样区分为A、B、C、D四种特性,常用的有三种。B特性为短路电流大于5倍额定电流时瞬间开断;C特性为额定电流大于10倍额定电流时,瞬间开断;D为电动机专用断路器。直流断路器的极性安装时常常被忽视,往往认为是直流断路器的质量的问题。
三、 熔断器
熔断器的自身是具有一定电阻的导体,它的保护工作原理是当电流流过导体,导致导体发热,温度到达导体熔点时产生熔化断开,所以称之谓熔断器,也称保险丝。熔断器的发热量遵循公式Q=0.24I2RT,(Q是发热量,I是流过导体的电流,0.24为常数,R是导体的电阻,T是电流流过导体的时间。)我们从公式就不难看出其电流和电阻大小决定了产生热量的速度。若热量产生的速度小于热量耗散的速度时,温度不会高于或大到导体熔点,不会造成熔丝断开;若热量产生速度大于热量耗散的速度时,产生的热量越来越多,所累积的温度升高到导体熔点以上时,导体熔断,这就是熔断器的工作原理。原理主要是温度熔断导体,所以安装方法和拉触电阻都会造成熔断器的熔断速度。常用的熔丝主要材料为铅锑合金,铅不少于98%,锑为0.3%-1.5%,杂质小于1%。直流系统一般使用各类管状熔断器和石英砂熔断器,是由于直流电流不像交流电流,其灭弧性不一样的原因,管状或石英砂熔断器比一般熔断器有较强的灭弧性能。熔断器熔断特性具有反时限特性,大于额定电流值越大,熔断时间就越短,熔断时间和电流成反比。
四、 级差保护特性测试
模拟变电站的实际运行环境,对熔断器、断路器的上下级选择性保护配合进行短路试验,原则上是假定直流的短路电流逐步增加,直到上下级之间不能配合为上。分别以熔断器与断路器配合进行试验,分以下四种状态①断路器与断路配合以DD方案配合状态;②熔断器与断路器配合PR方案配合状态;③断路器与熔断器配合DR方案配合状态;④熔断器与熔断器配合RR方案配合状态。我们根据四种状况进行配合从小电流到大电流的方法测试。如图二所示。
图二 级差配置测试方法
五、级差配合建议
根据以上的现场测试,我们认为级差配合原则如下。
(1)直流断路器D与直流断路器D配合:
直流断路器过流脱扣器配合级差可取0.2秒,即负荷直流断路器为瞬动,上级直流断路器取短延时0.2秒,总电源延时0.4秒。相当于同型号直流断路器上下级差2—3级。{zh0}是建议上端采用C特性直流断路器,下端(末端)采用B特性直流断路器。
(2)熔断器R与熔断器R配合:
一般按上下级熔件正负误差叠加,并计及10%配合裕度计算配合级差。相当于同型号熔断器上下级差2—4级。
(3)上级熔断器、下级空气开关的配合:
熔断器熔断曲线NT(熔断时间一电流特性)应在直流断路器要是 保护曲线ME(脱扣时间一电流特性)的上方,如图三所示(I为电流,C为时间),且要求在{zd0}短路电流内二曲线没有发生交叉点。
图三 熔断器、直流断路器上下级配合曲线图
禁止采用上级直流断路器,下级为熔断器的级差保护模式。运行实践证明;采用此类方式进行级差保护常常带来事故扩大化。其中原因是按级差考虑的直流熔丝灭弧时间要大于交流,而此时上级直等去也是咱不知道他差这些都是个啥 流断路器已进入速断工作区域,如图四所示,熔断器熔断曲线NT(熔断时间-电流特性)与 直流断路器保护曲线ME(脱钩时间-电流特性)二组保护曲线在电流大于某一点时发生交叉,故障电流大于交叉点Ix外,致使动作先后次序发生颠倒。采用上级直流断路器、下级熔断器方式,即使按级差配置,当发生短路时,仍无法保证按级差动作,往往还是会发生上级直流断路器动作先于下级熔丝保护,扩大了停电范围。
图四 大电流条件下动作级差发生颠倒
由于直流断路器与直流断路器之间、熔断器与熔断器之间和直流断路器与熔断器之间电流-动作时间曲线各异,在进行级差选配时,原则上尽可能选取同型号保护元件,进行上下配合。同型号保护元件在制造工艺上可以保证不会发生动作曲线交叉而发生越级动作的现象。