Selectie- en instelpunten van stroomonderbrekers

De selectie van stroomonderbrekers moet gebaseerd zijn op de werkelijke bedrijfsomstandigheden, inclusief gebruikscategorie, nominale bedrijfsspanning, nominale stroom, nominale instelstroom van de vrijgave en andere parameters. De beveiligingskarakteristieken moeten worden geselecteerd volgens de beveiligingskarakteristieken in de productcatalogus, en de kortsluitkarakteristieken en gevoeligheidscoëfficiënten moeten worden geverifieerd.

Classificatie van stroomonderbrekers

(1) Luchtstroomonderbreker (ACB)

ACB wordt ook wel universele stroomonderbreker genoemd. Alle componenten zijn gemonteerd in een geïsoleerd metalen frame, meestal van het open type. Het kan worden uitgerust met verschillende accessoires en het vervangen van contacten en onderdelen is handig. Deze wordt meestal gebruikt als hoofdschakelaar aan de voedingszijde.

De meer dan- huidige releases omvatten elektromagnetische, elektronische en intelligente typen. De stroomonderbreker biedt vier--trapsbeveiliging: lange-vertraging, korte-vertraging, onmiddellijke en aardfoutbeveiliging. De instelwaarde van elke beveiliging kan binnen een bepaald bereik worden aangepast, afhankelijk van de frameclassificatie.

ACB is toepasbaar op AC 50 Hz, nominale spanning 380 V, 660 V, en distributienetwerken met een nominale stroom van 200 A tot 6300 A. Het wordt voornamelijk gebruikt voor stroomdistributie en het beschermen van lijnen en voedingsapparatuur tegen overbelasting, onderspanning, kortsluiting-, enkel- aardfouten en andere fouten.

Met verschillende intelligente beveiligingsfuncties kan het selectieve bescherming realiseren. Onder normale omstandigheden kan het worden gebruikt voor het onregelmatig schakelen van circuits. Onderbrekers onder 1250 A kunnen worden gebruikt om motoren te beschermen tegen overbelasting en kortsluiting in 380 V AC 50 Hz-netwerken.

ACB wordt ook vaak gebruikt als de uitgaande hoofdschakelaar aan de 400 V-zijde van transformatoren, busverbindingsschakelaars, voedingsschakelaars met grote- capaciteit en grote motorbesturingsschakelaars.

(2) Stroomonderbreker met gegoten behuizing (MCCB)

MCCB is ook bekend als modulaire stroomonderbreker. De aardingsterminal, externe contacten, boogdovende kamer, ontgrendelings- en bedieningsmechanisme zijn ingesloten in een gegoten plastic behuizing.

Hulpcontacten, onderspanningsafschakelspoel, shuntafschakelspoel en andere componenten zijn grotendeels gemodulariseerd met een zeer compacte structuur. Over het algemeen wordt onderhoud niet overwogen en is het geschikt voor beveiligingsschakelaars voor aftakkingen.

MCCB's bevatten doorgaans een thermische-magnetische uitschakeleenheid, terwijl grote- MCCB's zijn uitgerust met vaste- uitschakelsensoren.

Over-overstroom-releases voor MCCB's omvatten elektromagnetische en elektronische typen. Over het algemeen zijn elektromagnetische MCCB's niet-selectieve stroomonderbrekers met slechts een lange- tijdsvertraging en onmiddellijke bescherming. Elektronische MCCB's bieden vier beveiligingsfuncties: lange- tijdsvertraging, korte- tijdsvertraging, onmiddellijke en aardfoutbeveiliging.

Sommige nieuw gelanceerde elektronische MCCB's zijn ook uitgerust met de functie Zone Selective Interlocking (ZSI).

MCCB wordt over het algemeen gebruikt voor de controle en bescherming van distributievoedingen, de uitgaande hoofdschakelaar- voor lage spanning van kleine distributietransformatoren, de besturing van stroomdistributieterminals, en kan ook worden gebruikt als stroomschakelaar voor verschillende productiemachines.

(3) Miniatuur stroomonderbreker (MCB)

MCB is het meest gebruikte terminalbeveiligingsapparaat bij het bouwen van elektrische terminaldistributiesystemen. Het wordt gebruikt voor kortsluiting, overbelasting, overspanning en andere beveiligingen voor een- fase- en drie- fasecircuits onder 125 A, inclusief 1P-, 2P-, 3P- en 4P-polen.

MCB bestaat uit een bedieningsmechanisme, contacten, beveiligingsinrichtingen (verschillende ontgrendelingen), een boogblussysteem, enz. De hoofdcontacten worden handmatig of elektrisch gesloten. Na het sluiten vergrendelt het vrije uitschakelmechanisme de hoofdcontacten in de gesloten positie.

De spoelen van over-stroomafschakelspoelen en thermische elementen van thermische afschakelspoelen zijn in serie geschakeld met het hoofdcircuit. De spoelen van onderspanningafschakelspoelen zijn parallel geschakeld met de voeding.

Bij het elektrisch ontwerp van civiele gebouwen wordt MCB voornamelijk gebruikt voor overbelasting, kort-sluiting, over- stroom, spanningsverlies, onderspanning, aarding, aardlek, automatische overdracht van dubbele voedingen en bescherming en controle van motoren tijdens onregelmatig starten.

Basiskarakteristieke parameters van stroomonderbrekers

(1) Nominale bedrijfsspanning Ue

De nominale bedrijfsspanning is de nominale spanning van de stroomonderbreker, waarbij deze continu kan werken onder gespecificeerde normale service- en prestatieomstandigheden.

In China geldt voor spanningsniveaus van 220 kV en lager de maximale bedrijfsspanning1,15 keerde nominale systeemspanning. Voor spanningsniveaus van 330 kV en hoger bedraagt ​​de maximale bedrijfsspanning1,1 keerde nominale spanning.

De stroomonderbreker moet de isolatie behouden op de maximale bedrijfsspanning van het systeem en kan onder gespecificeerde omstandigheden in- en uitschakelen.

(2) Nominale stroom in

De nominale stroom is de stroom die de ontgrendeling continu kan dragen bij een omgevingstemperatuur onder de 40 graden. Voor stroomonderbrekers met instelbare uitschakeling is dit de maximale stroom die de ontgrendeling continu kan dragen.

Bij gebruik bij een omgevingstemperatuur hoger dan 40 graden, maar niet hoger dan 60 graden, moet de belasting worden verlaagd voor continu gebruik.

(3) Overbelastingsvrijgavestroominstelling Ir

Wanneer de stroom de overbelastingsvrijgave-instelling Ir overschrijdt, schakelt de stroomonderbreker met een tijdvertraging uit. Deze waarde vertegenwoordigt ook de maximale stroom die de stroomonderbreker kan dragen zonder uit te schakelen.

Deze waarde moet groter zijn dan de maximale belastingsstroom Ib, maar kleiner dan de maximaal toelaatbare stroom Iz van het circuit.

Voor thermische-magnetische ontgrendelingen is Ir gewoonlijk instelbaar in het bereik van 0,7 ~ 1,0 In. Voor elektronische ontgrendelingen is het aanpassingsbereik groter, doorgaans 0,4 ~ 1,0 In. Voor stroomonderbrekers uitgerust met niet-instelbare over-stroomuitschakelingen, Ir=In.

(4) Kortsluiting-Instelling stroomuitschakelstroom Im

Kortsluit-vrijgaverelais- (onmiddellijk of met een korte-vertraging) worden gebruikt om de stroomonderbreker snel uit te schakelen wanneer er een hoge foutstroom optreedt. De uitschakeldrempel is Im.

(5) Korte beoordeling-Bestand tegen stroom Icw

Dit is de stroomwaarde die gedurende een bepaalde tijd mag stromen en die binnen de gespecificeerde tijd geen schade aan de geleiders veroorzaakt door oververhitting.

(6) Breekvermogen

Het uitschakelvermogen van een stroomonderbreker verwijst naar het vermogen om foutstromen veilig te onderbreken, wat niet noodzakelijkerwijs verband houdt met de nominale stroom.

Gemeenschappelijke classificaties omvatten 36 kA, 50 kA, enz. Het is over het algemeen onderverdeeld in:

Ultieme kortsluiting-Circuitonderbrekingscapaciteit Icu

Kortsluiting in service-Circuitonderbrekingscapaciteit Ics

 

Algemene principes voor de selectie van stroomonderbrekers

Selecteer eerst detypeEnaantal palenvan de stroomonderbreker volgens de toepassing;

selecteer denominale stroomvolgens de maximale bedrijfsstroom;

selecteer desoort uitgave, typen en specificaties van accessoires zoals vereist.

De specifieke eisen zijn als volgt:

⑴De nominale bedrijfsspanning (Ue) van de stroomonderbreker Groter dan of gelijk aan de nominale spanning van het circuit.

⑵De nominale kortsluit- en uitschakelcapaciteit- van de stroomonderbreker Groter dan of gelijk aan de berekende belastingsstroom van het circuit.

⑶Het nominale kortsluit-vermogen van de stroomonderbreker. Groter dan of gelijk aan de maximale kortsluitstroom- die in het circuit kan optreden (doorgaans berekend als RMS-waarde).

⑷De enkel--fase aardfoutstroom aan het einde van het circuit. Groter dan of gelijk aan 1,25 keer de momentane (of korte-tijdvertraging) uitschakelinstelstroom van de stroomonderbreker.

⑸De nominale spanning van de onderspanningsafschakelspoel van de stroomonderbreker is gelijk aan de nominale spanning van het circuit.

⑹De nominale spanning van de shuntuitschakeling van de stroomonderbreker is gelijk aan de stuurvoedingsspanning.

⑺De nominale bedrijfsspanning van het gemotoriseerde bedieningsmechanisme is gelijk aan de stuurvoedingsspanning.

⑻Wanneer de stroomonderbreker wordt gebruikt voor verlichtingscircuits, is de momentane instelstroom van de elektromagnetische vrijgave over het algemeen6 keerde belastingsstroom.

⑼Wanneer een stroomonderbreker wordt gebruikt voor kortsluitbeveiliging van een enkele motor:-

Instelstroom voor onmiddellijke uitschakeling =1.35 keer de startstroom van de motor (voor de DW-serie) of 1,7 keer de startstroom van de motor (voor de DZ-serie).

⑽Wanneer een stroomonderbreker wordt gebruikt voor kortsluitbeveiliging van meerdere motoren:

Instantane uitschakelinstelstroom =1.3 keer de startstroom van de grootste motor plus de bedrijfsstroom van de overige motoren.

⑾Wanneer een stroomonderbreker wordt gebruikt als hoofdschakelaar aan de laag-spanningszijde van een distributietransformator:

●Het uitschakelvermogen moet groter zijn dan de kortsluitstroom- aan de laag-zijde van de transformator.

●De nominale stroom van de release mag niet minder zijn dan de nominale stroom van de transformator.

●Kortsluit-instelstroom voor kortsluitbeveiliging: doorgaans 6–10 maal de nominale stroom van de transformator.

●Instelstroom voor overbelastingsbeveiliging: gelijk aan de nominale stroom van de transformator.

⑿Nadat u voorlopig het type en de classificatie van de stroomonderbreker hebt geselecteerd, coördineer deze met de beveiligingskenmerken van de stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers om te voorkomentrapsgewijze trippenen het uitbreiden van het foutenbereik.

 

Selectiviteit van stroomonderbrekers

Op basis van hun beschermingsprestaties kunnen stroomonderbrekers die worden gebruikt in stroomdistributiesystemen in twee categorieën worden ingedeeld:selectiefEnniet-selectief.

Selectieve laagspanningsstroomonderbrekers omvattentweetrapsbeveiligingEndrietrapsbeschermingHiervan worden de onmiddellijke karakteristiek en de korte-tijdvertragingskarakteristiek gebruikt voor uitschakeling bij kortsluiting, terwijl de lange-tijdvertragingskarakteristiek wordt gebruikt voor overbelastingsbeveiliging.

Niet-selectieve stroomonderbrekers werken doorgaans onmiddellijk en worden alleen gebruikt voor kortsluitbeveiliging. Sommige hebben een werking met lange vertraging en worden alleen gebruikt voor bescherming tegen overbelasting.

In een stroomdistributiesysteem, als destroomopwaartse stroomonderbrekeris selectief en destroomafwaartse stroomonderbrekeris niet-selectief of selectief, selectiviteit wordt voornamelijk bereikt door gebruik te maken van de tijdsvertraging van de vrijgave met korte vertraging of verschillende tijdsvertragingen.

Bij gebruik van de tijdsvertraging van de stroomopwaartse stroomonderbreker moet op de volgende punten worden gelet:

⑴Ongeacht of de stroomafwaartse onderbreker selectief of niet-selectief is, zal de instelstroom van de onmiddellijke overstroomuitschakeling van de stroomopwaartse onderbreker over het algemeen niet minder zijn dan1,1 keerde maximale driefasige kortsluitstroom bij de uitgaande klem van de stroomafwaartse onderbreker.

⑵Als de stroomafwaartse onderbreker niet-selectief is, om te voorkomen dat de stroomopwaartse vrijgave van de kortstondige overstroom eerst in werking treedt als gevolg van onvoldoende onmiddellijke uitschakelgevoeligheid van de stroomafwaartse onderbreker tijdens een kortsluiting in het beschermde circuit (waardoor de selectiviteit verloren zou gaan), mag de instelstroom van de stroomopwaartse vrijgave van de overstroom met korte vertraging over het algemeen niet minder zijn dan1,2 keerdie van de stroomafwaartse onmiddellijke overstroomafgifte.

⑶Als de stroomafwaartse onderbreker ook selectief is, moet de korte vertragingstijd van de stroomopwaartse onderbreker, om selectiviteit te garanderen, ten minste0,1 seconde langerdan die van de stroomafwaartse breker.

Om selectieve werking tussen twee niveaus van laagspanningsonderbrekers te garanderen, moet de stroomopwaartse onderbreker over het algemeen worden uitgerust met een overstroomuitschakeling met korte vertraging, en moet de bedrijfsstroom minstens één niveau hoger zijn dan die van de stroomafwaartse onderbreker. De bedrijfsstroom van de stroomopwaartse onderbreker Iop.1 mag niet minder zijn dan1,2 keerde bedrijfsstroom van de stroomafwaartse onderbreker Iop.2​, dat wil zeggen:Iop.1​ Groter dan of gelijk aan 1,2Iop.2​

 

Cascadebeveiliging van stroomonderbrekers

Bij het ontwerp van stroomdistributiesystemen moet de selectieve coördinatie tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers voldoen aan de eisen van selectiviteit, snelheid en gevoeligheid.

Selectiviteit houdt verband met de coördinatie tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers, terwijl snelheid en gevoeligheid verband houden met respectievelijk de kenmerken van het beveiligingsapparaat zelf en de werkingsmodus van het circuit.

Een goede coördinatie tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers kan het defecte circuit selectief ontkoppelen, waardoor andere gezonde circuits in het distributiesysteem normaal blijven werken. Integendeel, het zal de betrouwbaarheid van het distributiesysteem beïnvloeden.

Cascadebeveiliging is een specifieke toepassing van de stroom-begrenzende karakteristiek van stroomonderbrekers. Het belangrijkste principe is het benutten van het stroom-stroombeperkende effect van de stroomopwaartse stroomonderbreker, zodat stroomonderbrekers met een lager uitschakelvermogen kunnen worden geselecteerd voor stroomafwaartse circuits, om zo de kosten te verlagen en uitgaven te besparen.

De stroomopwaartse stroom-begrenzende stroomonderbreker QF1 is in staat om de maximale verwachte kortsluitstroom- op de installatielocatie te onderbreken. Aangezien de stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers in het distributiesysteem in serie zijn geïnstalleerd, en wanneer er een kortsluiting optreedt bij de uitlaat van de stroomafwaartse stroomonderbreker QF2, is de werkelijke kortsluitstroom- veel lager dan de verwachte kortsluitstroom- op die locatie vanwege het stroom-beperkende effect van QF1.

Met andere woorden: het breekvermogen van de stroomafwaartse breker QF2 wordt aanzienlijk vergroot met behulp van QF1, waardoor het nominale breekvermogen wordt overschreden.

Dit soort cascadebeveiliging heeft ook bepaalde voorwaarden. Aangrenzende circuits mogen bijvoorbeeld geen belangrijke belastingen dragen (omdat zodra QF1 uitschakelt, het QF3-circuit ook stroom verliest). Tegelijkertijd moet de momentane instelling van QF1 goed overeenkomen met die van QF2.

Cascadegegevens kunnen alleen worden bepaald door tests, en de coördinatie en selectie van stroomopwaartse en stroomafwaartse stroomonderbrekers kan alleen worden bevestigd en verstrekt door de fabrikant van de stroomonderbrekers.

 

Gevoeligheid van stroomonderbrekers

Om ervoor te zorgen dat de onmiddellijke of korte-tijdsvertraging over-de stroomvrijgave van de stroomonderbreker betrouwbaar kan werken in de minimale bedrijfsmodus van het systeem wanneer de geringste kortsluiting- binnen het beveiligingsbereik optreedt, moet de beveiligingsgevoeligheid van de stroomonderbreker voldoen aan de vereisten die zijn gespecificeerd inCode voor het ontwerp van laag{0}}stroomdistributie(GB50054-95).

De gevoeligheid mag niet minder zijn dan 1,3, dat wil zeggen:Sp​=Ik.min​/Iop​ Groter dan of gelijk aan 1,3

Waar:

Iop​=Bedrijfsstroom van de onmiddellijke of korte-vertraging over-stroomafgifte

Ik.min​=Een- fase of twee- fase kortsluiting- stroom aan het einde van de beveiligde lijn onder de minimale bedrijfsmodus van het systeem

Sp​=Gevoeligheid van de stroomonderbreker

Er moet ook aandacht worden besteed aan gevoeligheidsverificatie tijdens de keuze van de stroomonderbreker. Voor selectieve stroomonderbrekers die zijn uitgerust met zowel korte-vertraging als onmiddellijke over-stroomuitschakelingen, hoeft alleen de operationele gevoeligheid van de korte-tijdvertraging over-stroomuitschakeling te worden geverifieerd; verificatie van de onmiddellijke over-huidige vrijgave is niet vereist.

 

Selectie en instelling van vrijgaves van stroomonderbrekers

(1) Instelling van bedrijfsstroom voor onmiddellijke vrijgave van overstroom

Onder de apparatuur die door de stroomonderbreker wordt beschermd, zullen sommige elektrische apparaten tijdens het starten in korte tijd een piekstroom genereren die meerdere malen hoger is dan de nominale stroom, waardoor de stroomonderbreker in korte tijd een grote piekstroom kan verdragen.

De bedrijfsstroom Iop(o)​ van de momentane overstroomuitschakeling moet de piekstroom Ipk​ van het circuit overschrijden, namelijk:Iop(o)​ Groter dan of gelijk aan Krel​⋅Ipk​Waarbij Krel​ de betrouwbaarheidscoëfficiënt is.

Zorg er tijdens de selectie van de stroomonderbreker voor dat de instelstroom van de onmiddellijke overstroomuitschakeling de piekstroom overschrijdt om ongewenst uitschakelen te voorkomen.

(2) Instelling van bedrijfsstroom en tijd voor vrijgave van overstroom met korte vertraging

De bedrijfsstroom Iop(s)​ van de overstroomuitschakeling met korte vertraging moet ook de piekstroom Ipk​ van het circuit overschrijden, namelijk:Iop(s)​ Groter dan of gelijk aan Krel​⋅Ipk​Waar Krel​ de betrouwbaarheidscoëfficiënt is.

De bedrijfstijd van uitschakelingen met korte vertraging wordt gewoonlijk geclassificeerd als 0,2 s, 0,4 s en 0,6 s. Deze wordt bepaald op basis van de selectiviteitscoördinatie van stroomopwaartse en stroomafwaartse beveiligingsinrichtingen. De bedrijfstijd van de stroomopwaartse beveiliging moet één tijdsinterval langer zijn dan die van de stroomafwaartse beveiliging.

(3) Instelling van bedrijfsstroom en tijd voor vrijgave van overstroom met lange vertraging

De overstroomuitschakeling met lange vertraging wordt voornamelijk gebruikt voor bescherming tegen overbelasting. Daarom hoeft de bedrijfsstroom Iop(l)​ alleen de maximale belastingsstroom (berekende stroom I30​) van het circuit te overschrijden:Iop(l)​ Groter dan of gelijk aan Krel​⋅I30​Waarbij Krel​ de betrouwbaarheidscoëfficiënt is.

De bedrijfstijd van de uitschakeling met lange vertraging moet de duur van de toegestane korte overbelasting overschrijden om ongewenst uitschakelen van de stroomonderbreker te voorkomen.

(4) Coördinatie tussen bedrijfsstroom van overstroombeveiliging en beschermde kabel

Om oververhitting van de isolatie, schade of zelfs brand als gevolg van overbelasting of kortsluiting te voorkomen zonder uit te schakelen, moet de bedrijfsstroom Iop​ van de overstroombeveiliging voldoen aan:Iop​ Kleiner dan of gelijk aan Kol​⋅Ial​Waarbij:

Ial​=toegestane stroomvoerende capaciteit van geïsoleerde kabel

Kol​=toegestane kortstondige overbelastingsfactor van geïsoleerde kabel

De waarde van Kol​:

Voor onmiddellijke en kortetermijnuitschakelingen: 4.5

Voor vrijgave met lange vertraging gebruikt als kortsluitbeveiliging: 1.1

Voor vrijgave met lange vertraging, uitsluitend gebruikt als overbelastingsbeveiliging: 1

Als niet aan de bovenstaande coördinatievereisten wordt voldaan, pas dan de vrijgavestroom aan, of vergroot de dwarsdoorsnede van de geleider of kabel dienovereenkomstig.