箱变的低压开关分类、保护原理及参数选型

企业   科技   2024-11-05 11:13   辽宁  

变中的低压开关是电力系统中不可或缺的组件,用于控制和保护低压电路。

1. 低压开关的主要类型

1.1 空气断路器 (Air Circuit Breaker, ACB)

  • 功能:用于切断和接通低压电路中的电流,同时在故障情况下快速切断电流,保护电力系统免受损坏。
  • 保护原理:通过电磁脱扣器或热磁脱扣器实现过载和短路保护。
  • 应用场景:适用于大容量的配电系统,如主配电柜、大型工业设备等。

1.2 塑壳断路器 (Molded Case Circuit Breaker, MCCB)

  • 功能:用于切断和接通低压电路中的电流,同时在故障情况下快速切断电流,保护电力系统免受损坏。
  • 保护原理:通过热磁脱扣器或电子脱扣器实现过载和短路保护。
  • 应用场景:适用于中等容量的配电系统,如配电箱、电机控制柜等。

1.3 微型断路器 (Miniature Circuit Breaker, MCB)

  • 功能:用于切断和接通低压电路中的电流,同时在故障情况下快速切断电流,保护电力系统免受损坏。
  • 保护原理:通过热磁脱扣器实现过载和短路保护。
  • 应用场景:适用于小容量的配电系统,如家庭配电箱、小型设备等。

1.4 隔离开关 (Isolator)

  • 功能:用于在无负载或轻负载条件下切断电路,主要用于检修和隔离电气设备。
  • 保护原理:不具有保护功能,仅用于隔离电路。
  • 应用场景:适用于需要频繁检修和隔离的场合。

1.5 负荷开关 (Load Break Switch)

  • 功能:用于在带负载条件下切断和接通电路,适用于中小容量的配电系统。
  • 保护原理:不具有保护功能,仅用于控制电路。
  • 应用场景:适用于需要频繁操作的场合,如配电箱、电机控制柜等。

2. 保护原理

2.1 过载保护

  • 原理:通过热元件或电子传感器检测电流,当电流超过设定值时,热元件逐渐加热并触发脱扣器,切断电路。
  • 类型:热磁脱扣器、电子脱扣器。

2.2 短路保护

  • 原理:通过电磁元件检测电流,当电流急剧增大时,电磁元件迅速吸合,触发脱扣器,切断电路。
  • 类型:电磁脱扣器、电子脱扣器。

2.3 接地故障保护

  • 原理:通过零序电流互感器检测三相电路中的不平衡电流,当检测到接地故障时,触发脱扣器,切断电路。
  • 类型:零序电流保护。

3. 参数选型指南

3.1 额定电压

  • 选择:根据系统的额定电压选择相应的低压开关。
  • 示例:230V、400V等。

3.2 额定电流

  • 选择:根据系统的最大工作电流选择开关的额定电流。
  • 示例:10A、25A、63A、100A等。

3.3 短路开断能力

  • 选择:根据系统的最大短路电流选择开关的短路开断能力。
  • 示例:10kA、25kA、50kA等。

3.4 脱扣特性

  • 选择:根据系统的需求选择合适的脱扣特性,如B、C、D、K等。
  • 解释:
    • B型:适用于照明和插座回路,脱扣电流为3-5倍额定电流。
    • C型:适用于电机和电缆回路,脱扣电流为5-10倍额定电流。
    • D型:适用于大启动电流的设备,脱扣电流为10-20倍额定电流。
    • K型:适用于特殊设备,脱扣电流为8-12倍额定电流。

3.5 安装方式

  • 选择:根据安装环境选择合适的安装方式,如固定安装、抽屉式安装等。
  • 示例:固定式、抽屉式等。

3.6 环境条件

  • 选择:考虑安装环境的温度、湿度、尘埃等因素,选择适合的防护等级。
  • 示例:IP20、IP40、IP65等。

4. 示例

示例1:塑壳断路器(MCCB)

  • 型号:C100H
  • 额定电压:400V
  • 额定电流:100A
  • 短路开断能力:50kA
  • 脱扣特性:C型
  • 安装方式:固定式
  • 防护等级:IP20
  • 应用:适用于中等容量的配电系统,如工业配电箱、电机控制柜等。

示例2:微型断路器(MCB)

  • 型号:C65N
  • 额定电压:230V
  • 额定电流:10A
  • 短路开断能力:10kA
  • 脱扣特性:B型
  • 安装方式:固定式
  • 防护等级:IP20
  • 应用:适用于小容量的配电系统,如家庭配电箱、小型设备等。

示例3:空气断路器(ACB)

  • 型号:MTZ
  • 额定电压:400V
  • 额定电流:1600A
  • 短路开断能力:150kA
  • 脱扣特性:D型
  • 安装方式:抽屉式
  • 防护等级:IP40
  • 应用:适用于大容量的配电系统,如主配电柜、大型工业设备等。

如何选择合适的低压开关?

1. 系统参数

1.1 额定电压

  • 定义:低压开关的额定电压必须与系统的额定电压相匹配。
  • 常见值:230V、400V(三相)、500V等。
  • 选择建议:确保开关的额定电压不低于系统的额定电压。

1.2 额定电流

  • 定义:低压开关的额定电流必须大于或等于系统的最大工作电流。
  • 选择建议:根据系统的最大工作电流选择合适的额定电流。常见的额定电流有10A、25A、63A、100A、160A、250A、400A等。

1.3 短路开断能力

  • 定义:低压开关的短路开断能力必须大于或等于系统的最大短路电流。
  • 选择建议:根据系统的短路电流水平选择合适的短路开断能力。常见的短路开断能力有10kA、25kA、50kA、100kA等。

2. 保护特性

2.1 过载保护

  • 定义:过载保护用于防止电路因长时间过载而损坏。
  • 脱扣特性:常见的脱扣特性有B、C、D、K等。
    • B型:适用于照明和插座回路,脱扣电流为3-5倍额定电流。
    • C型:适用于电机和电缆回路,脱扣电流为5-10倍额定电流。
    • D型:适用于大启动电流的设备,脱扣电流为10-20倍额定电流。
    • K型:适用于特殊设备,脱扣电流为8-12倍额定电流。
  • 选择建议:根据负载类型选择合适的脱扣特性。

2.2 短路保护

  • 定义:短路保护用于防止电路因短路而损坏。
  • 脱扣特性:通常由电磁脱扣器或电子脱扣器实现。
  • 选择建议:确保开关的短路保护能力满足系统的要求。

2.3 接地故障保护

  • 定义:接地故障保护用于防止电路因接地故障而损坏。
  • 实现方式:通过零序电流互感器检测三相电路中的不平衡电流。
  • 选择建议:如果系统中有接地故障保护的需求,选择带有接地故障保护功能的开关。

3. 安装环境条件

3.1 安装方式

  • 定义:低压开关的安装方式有固定安装、抽屉式安装等。
  • 选择建议:
    • 固定安装:适用于不需要频繁更换开关的场合。
    • 抽屉式安装:适用于需要频繁更换或检修开关的场合。

3.2 环境条件

  • 定义:低压开关的安装环境可能会影响其性能和寿命。
  • 考虑因素:温度、湿度、尘埃、振动等。
  • 选择建议:选择适合安装环境的防护等级。常见的防护等级有IP20、IP40、IP65等。

4. 成本和维护

4.1 成本

  • 定义:低压开关的成本包括购买成本、安装成本和维护成本。
  • 选择建议:综合考虑成本和性能,选择性价比较高的开关。

4.2 维护

  • 定义:低压开关的维护要求会影响其长期运行的可靠性。
  • 选择建议:选择维护简便、可靠性高的开关。

5. 适用场景

5.1 大容量配电系统

  • 推荐类型:空气断路器(ACB)
  • 示例:额定电压400V,额定电流1600A,短路开断能力150kA。

5.2 中等容量配电系统

  • 推荐类型:塑壳断路器(MCCB)
  • 示例:额定电压400V,额定电流100A,短路开断能力50kA。

5.3 小容量配电系统

  • 推荐类型:微型断路器(MCB)
  • 示例:额定电压230V,额定电流10A,短路开断能力10kA。

6. 示例

假设为一个工业配电系统选择合适的低压开关,系统参数如下:
  • 额定电压:400V
  • 最大工作电流:100A
  • 最大短路电流:50kA
  • 负载类型:电机和电缆
  • 安装方式:固定安装
  • 环境条件:室内,温度范围0-40°C,无明显尘埃

选择步骤

  1. 确定额定电压:选择额定电压为400V的开关。
  2. 确定额定电流:选择额定电流为100A的开关。
  3. 确定短路开断能力:选择短路开断能力为50kA的开关。
  4. 选择脱扣特性:由于负载类型为电机和电缆,选择C型脱扣特性。
  5. 选择安装方式:选择固定安装方式。
  6. 选择防护等级:选择IP20防护等级。

最终选择

  • 型号:塑壳断路器(MCCB)
  • 额定电压:400V
  • 额定电流:100A
  • 短路开断能力:50kA
  • 脱扣特性:C型
  • 安装方式:固定式
  • 防护等级:IP20


                                   

           

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