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具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段保護(hù)功能德國MURR穆爾斷路器
MURR斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?;芈窏l件下的電流并能在規(guī)定的時間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷異?;芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置。MURR斷路器按其使用范圍分為高壓MURR斷路器與低壓MURR斷路器,高低壓界線劃分比較模糊,一般將3kV以上的稱為高壓電器。
MURR斷路器可用來分配電能,不頻繁地啟動異步電動機(jī),對電源線路及電動機(jī)等實(shí)行保護(hù),當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路,其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。已獲得了廣泛的應(yīng)用。
電的產(chǎn)生、輸送、使用中,配電是一個極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備,低壓MURR斷路器則是一種使用量大面廣的電器。
MURR斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。
當(dāng)短路時,大電流(一般10至12倍)產(chǎn)生的磁場克服反力彈簧,脫扣器拉動操作機(jī)構(gòu)動作,開關(guān)瞬時跳閘。當(dāng)過載時,電流變大,發(fā)熱量加劇,雙金屬片變形到一定程度推動機(jī)構(gòu)動作(電流越大,動作時間越短)。
有電子型的,使用互感器采集各相電流大小,與設(shè)定值比較,當(dāng)電流異常時微處理器發(fā)出信號,使電子脫扣器帶動操作機(jī)構(gòu)動作。
MURR斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路,以及切斷故障電路,防止事故擴(kuò)大,保證安全運(yùn)行。而高壓MURR斷路器要開斷1500V,電流為1500-2000A的電弧,這些電弧可拉長至2m仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓MURR斷路器必須解決的問題。
吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離,另一方面通過吹弧拉長電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散,同時把弧隙中的帶電粒子吹散,迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。
低壓MURR斷路器也稱為自動空氣開關(guān),可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路,也可用來控制不頻繁起動的電動機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和,是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。
低壓MURR斷路器具有多種保護(hù)功能(過載、短路、欠電壓保護(hù)等)、動作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω?、操作方便、安全等?yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)和工作原理低壓MURR斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置(各種脫扣器)、滅弧系統(tǒng)等組成。
低壓MURR斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動操作或電動合閘的。主觸點(diǎn)閉合后,自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián),欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時,過電流脫扣器的銜鐵吸合,使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作,主觸點(diǎn)斷開主電路。當(dāng)電路過載時,熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲,推動自由脫扣機(jī)構(gòu)動作。當(dāng)電路欠電壓時,欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用,在正常工作時,其線圈是斷電的,在需要距離控制時,按下起動按鈕,使線圈通電。
MURR斷路器的特性主要有:額定電壓Ue;額定電流In;過載保護(hù)(Ir或Irth)和短路保護(hù)(Im)的脫扣電流整定范圍;額定短路分?jǐn)嚯娏鳎üI(yè)用MURR斷路器Icu;家用MURR斷路器Icn)等。
額定工作電壓(Ue):這是MURR斷路器在正常(不間斷的)的情況下工作的電壓。
額定電流(In):這是配有專門的過電流脫扣繼電器的MURR斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限承受的最大電流值,不會超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。
短路繼電器脫扣電流整定值(Im):短路脫扣繼電器(瞬時或短延時)用于高故障電流值出現(xiàn)時,使MURR斷路器快速跳閘,其跳閘極限Im。
額定短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu或Icn):MURR斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏魇荕URR斷路器能夠分?jǐn)喽槐粨p害的最高(預(yù)期的)電流值。標(biāo)準(zhǔn)中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值時直流暫態(tài)分量(總在最壞的情況短路下出現(xiàn))假定為零。工業(yè)用MURR斷路器額定值(Icu)和家用MURR斷路器額定值(Icn)通常以kA均方根值的形式給出。
短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs):MURR斷路器的額定分?jǐn)嗄芰Ψ譃轭~定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰煞N。國標(biāo)《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓MURR斷路器》(GB14048.2—94)對MURR斷路器額定極限短路分?jǐn)嗄芰皖~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌慕忉專?/p>
1、MURR斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實(shí)驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,不包括MURR斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/p>
2、MURR斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ喊匆?guī)定的實(shí)驗(yàn)程序所規(guī)定的條件,包括MURR斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ?/p>
3、額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)程序?yàn)镺—t—CO。
其具體試驗(yàn)是:把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值(例如380V ,50kA),而試驗(yàn)按鈕未合,被試MURR斷路器處于合閘位置,按下試驗(yàn)按鈕,MURR斷路器通過50kA短路電流,MURR斷路器立即開斷(open簡稱O),MURR斷路器應(yīng)完好,且能再合閘。t為間歇時間,一般為3min,此時線路仍處于熱備狀態(tài),MURR斷路器再進(jìn)行一次接通(close簡稱C)和緊接著的開斷(O),(接通試驗(yàn)是考核MURR斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性)。此程序即為CO。MURR斷路器能分?jǐn)啵瑒t其極限短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/p>
4、MURR斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cn)的試驗(yàn)程序?yàn)镺—t—CO—t—CO。它比Icn的試驗(yàn)程序多了一次CO,經(jīng)過試驗(yàn),MURR斷路器能分?jǐn)?、熄滅電弧,就認(rèn)定它的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰细瘛?/p>
因此,可以看出,額定極限短路分?jǐn)嗄芰cn指的是低壓MURR斷路器在分?jǐn)嗔薓URR斷路器出線端最大三相短路電流后還可再正常運(yùn)行并再分?jǐn)噙@一短路電流一次,至于以后是否能正常接通及分?jǐn)?,MURR斷路器不予以保證;而額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs指的是MURR斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時可多次正常分?jǐn)唷?/p>
IEC947—2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓MURR斷路器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:A類MURR斷路器(指僅有過載長延時、短路瞬動的MURR斷路器)的Ics可以是25%、50%、75%和100%。B類MURR斷路器(有過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護(hù)的MURR斷路器)的Ics可以是Ics的50%、75%和100%。因此可以看出,額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰κ且环N比額定極限短路分?jǐn)嚯娏餍〉姆謹(jǐn)嚯娏髦怠?[1]
一般來說,具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段保護(hù)功能的MURR斷路器,能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主保護(hù)開關(guān)。不具備短路短延時功能的MURR斷路器(僅有過載長延時和短路瞬動二段保護(hù)),不能作選擇性保護(hù),它們只能使用于支路。IEC92《船舶電氣》指出:具有三段保護(hù)的MURR斷路器,偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ担褂糜诜种Ь€路的MURR斷路器,應(yīng)確保它有足夠的極限短路分?jǐn)嗄芰χ怠?/p>