试论熔断器与断路器在低压配电系统中应用比较论文_邓添亮

试论熔断器与断路器在低压配电系统中应用比较论文_邓添亮

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司

摘要:当前市面上常见的低压配电系统保护装置主要有两种,熔断器与断路器。如果保护电器选择和整定不当,不能按要求切断故障电路,就很容易造成因间接接触而导致电击;或因故障产生过热而引发火灾;或者因故障导致上级保护电器非正常切断,从而扩大停电面,造成不应有的损失。

关键词:熔断器;断路器;低压配电系统;比较;应用

引言

随着智能电网概念的推广与普及以 及智能化控制要求的不断提高,使得低压 断路器的市场应用不断扩大,在目前的低 压配电系统的设计中,已越来越少的使用 到熔断器,人们对低压熔断器产生了一种已经落后的感觉。本文针对目前这种 情况就低压断路器及熔断器的优缺点进行分析与比较,以便在设计过程中可以根据 配电系统的实际情况来合理的选择保护电器。

1低压断路器与低压熔断器的特点

1.1低压断路器

1)优势

对配电系统可以进行更为全面的保护,基本的过载长延时与短路瞬时保护以外,还具备短路短延时、接地故障等方面的保护功效,因此采用手动调整的方式进行参数保护设置,可让低压断路器的灵敏度更高,功能发挥更为稳定,让不同属性的配电线路要求得到满足;一相出现故障时,设备可直接将三相切断,对线路进行保护,防止出现线路出现缺相问题。因为可以直接采用人工手动复位方式进行故障处理,所以工作人员不需对元件进行整体更换,这可让设备运作的成本投入得到节约。最为重要的一点是低压断路器具备遥控功能,可以让配电数据得到远程操控,接入到智能的电网系统中。

2)劣势

与同容量的熔断器相比,断路器的尺寸较大,因此对安装的位置与空间要求较高,限制了其实用性;同时还存在部分断路器的分断能力差,不能对配点系统上的设计要求进行全方位满足;在选择性上的优势也不是十分明显,如遇到大故障电流时,上下级断路器很难做到选择性切断,因此,断路器上下级无选择断开,扩大停电范围。

1.2低压熔断器

1)优势

低压熔断器在实际应用中可以具备较强的限流能力,同时分断效果良好,具备较为明显的自动选择优势,体积较小,可大量节约安装占用空间;功能效用优良同时价格也更为经济,更换熔芯后其性能与新设备一样,可节约更多的检测维护支出。

2)劣势

在保护功能上表现过于单一,仅有过载反时限特性,因此在过负载保护与接地故障保护中全部依靠此反时限特性,参数调整动作执行难度大;其中一相被过大的电流熔断时,剩下的两相不能及时断开,所以缺相故障时常发生,不能对电网智能化在数据监测方面的要求进行满足;故障发生后,工作人员还必须及时对熔芯进行更换,此种频繁更换的动作,需要得到专业操作技术的支持,因此操作技术人员的动作规范性与技能素质必须足够扎实。

2低压断路器与低压熔断器性能比较

2.1分断能力

熔断器在实际运作中主要依靠固定熔芯进行分断电流,熔芯是由铜片通过冲压加工的方式制作而成的,因此在分断过程中可以直接形成多个支路、分断点;对电流执行分断动作时,需要对各个断点上的总能量平均分配,所以这让分断点承担的分断任务大幅降低。熔断体执行熔断步骤时,需要对时间进行规范,时间必须小于0.01s,这种规范可以让电流的增加幅度得到精准控制。断路器也可对大电流执行分断处置,但是它执行分断动作时,主要利用机械脱扣执行动作,因此对产品的加工制造工艺有着非常高的要求,如果产品的质量不够标准,那么分断功能执行效果会因此受限。

2.2选择性

熔断器的选择性优势明显,上下级之间的熔断器熔体额定电流符合国标和IEC标准规范且在过电流选择符合上下级选择的要求。但是断路器在此方面的作用优势却不明显,很难让选择性切断动作得以实现。同时当整个回路中出现较大规模的故障电流时,很容易出现上下级断路器同时段开的情况,这让电气保护工作的可选性无法实现。

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2.3灵活性

低压断路器在运作中具备较强的灵活性,在故障保护方式上也较为多样,瞬时、长延时、短延时等都是其中较为明显的优势。同时可以根据实际需求对参数进行调整。低压熔断器在保护功能上较为单一,仅有一段过电流具备反时限特性,一旦熔芯得到确定,其保护参数就基本被确定了。

2.4检修便利行

低压熔断器的检修工作执行难度较低,因此低压配电系统一旦出现故障,只需对熔芯进行更换处理即可;而低压断路器操作复杂,难度大,这虽是缺点,但也是一个优点,与低压熔断器出现故障后需进行更换熔芯的操作相比,断路器不需更换元件,再次合上就能使用,因此更为便利。

2.5成本

同等容量的断路器与熔断器相比价格更高,如一台分段能力为30kA的断路器价格是同等规格熔断器的十几倍。与此同时,抛开断路器本身高价格不谈,断路器在进行切断较大规格的电流时,可能需要对触头进行更换,其占用的开支同样不小,但熔断器的成本占用上就更为节省,可以控制在一个合理的范围之内。

3保护电器在低压配电系统中的作用与发展

3.1保护电器在低压配电系统中的作用

低压断路器及低压熔断器在低压配电系统中起到的保护作用是相同的,只是二者的应用的优势与劣势点不同,专业技术人员应根据自己的实际需求进行选择。根据《低压配电设计规范》(GB50054-2011)的规定,选用低压配电电器时应对其配备短路保护系统,并设置负载保护装置与接地故障保护系统,但是发挥保护价值的装置仍然是熔断器与断路器。

3.2低压断路器的发展

低压断路器也被称为是自动空气开关或是自动空气断路器。最早出现的断路器主要由刀开关与过流脱扣器构成。随着时间的推移,技术的不断优化与更新,此种断路器也开始进行技术创新,开始出现具备自由脱扣装置的空气断路器,然后电弧原理的发现,随之产生了各种灭弧装置,至此形成了市面上的几种结构形式;随着电子元件的出现,以及在各个行业中的深入应用,电力脱扣装置应运而生;但是到了20世纪末,大规模的集成电路与信息技术的出现,也直接加速了智能化断路器的出现。国产断路器随着市场需求的增加其也获得了长足性发展,同时自主知识产权开始逐渐形成了完整的产品生产模式,并开始在人们生活各个领域中逐渐扩展。

3.3低压熔断器的发展

低压熔断器最早是在国外出现的,我国的低压熔断器当时也主要对苏联产品进行模仿,80年代后,我国熔断器产业开始兴起,产品也逐渐形成规模,但是由于产业基础较为薄弱,技术标准也没有达到国际标准,代表产品主要有RTO和RL1两种系列,但是由于产业基础较为薄弱、技术标准层面的水平也不够,所以产品的生产水平也无法达到相应水准,我国国内熔断器也逐渐开始出现更新换代的趋势。国外产品在国内市场的大量涌入,让国内市场产品种类也获得了丰富,并对国产熔断器的发展起到了更为强有力的推动。

结语

我国国民经济发展速度的提升,人民生活中电器种类与数量不断增加,间接推动了低压配电业的发展,尤其是其中的配电系统建设方面。低压断路器与低压熔断器在实际应用中拥有不同的优势,因此在对这些低压配电系统保护装置进行选择时,根据实际情况进行比较,然后选择一个最为合适的配电电器,减轻工作人员任务负担的同时,也获得更好的应用效果。

参考文献:

[1]低压配电设计规范 GB50054-2011

[2]工业与民用配电设计手册(第四版) 中国电力出版社

[3] 全国民用建筑工程设计技术措施-建筑产品选用技术(水、暖、电).

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[5]付文林.低压断路器与熔断器如何选择[J].农村电工,2016,24(12):22.

[6]王宗敏.低压配电系统中断路器与熔断器的对比[J].电子世界,2014(10):471.

[7]谢炜.熔断器与断路器在低压配电系统中应用的比较[J].电气应用,2013,32(02):16-22.

论文作者:邓添亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/7/3

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