微型斷路器(MCB)在建筑電氣終端配電裝置的應(yīng)用
微型斷路器(簡稱MCB)是建筑電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護(hù)電器。MCB的額定分?jǐn)嗄芰褪窃诒WC斷路器不受任何損壞的前提下能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠,F(xiàn)在市場上見到的MCB,根據(jù)各制造廠商提供的有關(guān)技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊,一般有4.5kA、6kA、10kA等幾種額定分?jǐn)嗄芰?。如果MCB的額定分?jǐn)嗄芰π∮诒槐Wo(hù)范圍內(nèi)的短路故障電流,則在發(fā)生故障時(shí),不但不能分?jǐn)喙收暇€路,還會因MCB的分?jǐn)嗄芰^小而引起MCB的爆炸,危及人身和其它電氣設(shè)備線路的安全運(yùn)行。 一般來說,MCB的額定分?jǐn)嗄芰κ窃谏隙俗舆M(jìn)線、下端子出線狀態(tài)下測得的。在工程中若遇到特殊情況下要求下端子進(jìn)線、上端子出線,由于開斷故障電流時(shí)滅弧的原因,MCB必須降容使用,即額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毎粗圃鞆S商提供的有關(guān)降容系數(shù)來換算?,F(xiàn)在有些廠商制造的MCB,上下端子均可進(jìn)線及自由安裝,分?jǐn)嗄芰Σ皇苡绊懀诜侨f不得已的情況下,宜以上進(jìn)下出為妥。MCB的保護(hù)特性根據(jù)IEC898,MCB分為A、B、C、D四種特性供用戶選用: A特性一般用于需要快速、無延時(shí)脫扣的使用場合,亦即用于較低的峰值電流值(通常是額定電流In的2—3倍),以限制允許通過短路電流值和總的分?jǐn)鄷r(shí)間,利用該特性可使MCB替代熔斷器作為電子元器件的過流保護(hù)及互感測量回路的保護(hù); B特性一般用于需要較快速度脫扣且峰值電流不是很大的使用場合;與A特性相比較,B特性允許通過的峰值電流<3In一般用于白熾燈、電加熱器等電阻性負(fù)載及住宅線路的保護(hù); C特性一般適用于大部分的電氣回路,它允許負(fù)載通過較高的短時(shí)峰值電流而MCB不動作,C特性允許通過的峰值電流<5In一般用于熒光燈、高壓氣體放電燈、動力配電系統(tǒng)的線路保護(hù); D特性一般適用于很高的峰值電流(10In)的開關(guān)設(shè)備,一般用于交流額定電壓與頻率下的控制變壓器和局部照明變壓器的一次線路和電磁閥的保護(hù)。 從以上保護(hù)特性的分析可知,對于各種不同性質(zhì)的線路,一定要選用合適的MCB。如有氣體放電燈的線路,在燈啟動時(shí)有較大的浪涌電流,若只按該燈具的額定電流來選擇MCB, 則往往在開燈瞬間導(dǎo)致MCB的誤脫扣。 在保護(hù)特性方面,IEC898標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)明確規(guī)定,MCB不能用于對電動機(jī)的保護(hù),只可作為替代熔斷器對配電線路(如電線電纜)進(jìn)行保護(hù)。大家知道,電動機(jī)在起動瞬間有一個(gè)5—7In持續(xù)時(shí)間為10s的起動電流,即使C特性在電磁脫扣電流設(shè)定為(5—10)In,可以保證在電動機(jī)起動時(shí)避過浪涌電流;但對熱保護(hù)來講,其過載保護(hù)的動作值整定于1.45In,也就是說電動機(jī)要承受45%以上的過載電流時(shí)MCB才能脫扣,這對于只能承受<20%過載的電機(jī)定子繞組來講,是極容易使繞組間的絕緣損壞的,而對于電線電纜來講是可承受的。因此,在某些場合如確需用MCB對電機(jī)進(jìn)行保護(hù),可選用ABB公司特有的符合IEC947—2標(biāo)準(zhǔn)中K特性的MCB,或采用MCB外加熱繼電器的方式,對電動機(jī)進(jìn)行過載和短路保護(hù)。 MCB的使用頻率: MCB的設(shè)計(jì)和使用是針對50~60Hz交流電網(wǎng)的,由于磁脫扣器的電磁力與電源頻率、動作電流有關(guān),因此對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合的保護(hù)時(shí),磁脫扣器的動作電流是不同的。一般應(yīng)根據(jù)制造廠商提供的磁脫扣動作電流同電源頻率變化系數(shù)來換算。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)選用類似西門子的5SX5 直流專用MCB。 MCB的使用環(huán)境溫度: MCB的過載保護(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-25℃ ~ +55℃。熱脫扣器由一種雙金屬片組成,當(dāng)通過的電流達(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是緊密無間地安裝在一起的,且大多數(shù)場合又是嵌在、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調(diào)整MCB的額定電流值。一般來說,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作保護(hù)器(簡稱RCD)、分勵脫扣器(簡稱ST)、欠壓脫扣器(簡稱UR)。RCD與MCB組合在一起就能成為帶過電流保護(hù)的剩余電流動作斷路器(簡稱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)?! CB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),線路上的電動機(jī)等大容量負(fù)荷在沒有接到控制信號下自行起動,從而提高了線路的安全性。但對于一些特殊要求的場合和一般照明回路則不宜安裝UR裝置。分勵脫扣裝置ST是一種能遠(yuǎn)距離控制MCB脫扣的裝置。 分勵脫扣器(ST)和欠壓脫扣器(UR)這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)閁R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兼有失壓和分勵脫扣作用,則在控制回路中應(yīng)接人一常閉按鈕。
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