低压电器系统集成总体解决方案关键技术探讨（3）

　

概要：式断路器。 （２）近１０年来，国外发展的电器安装与母排连接一体化结构，对缩小成套装置体积提高系统配置灵活性和维护性能具有重要意义。为此，相当一部份低压电器新一代产品开发时，必需考虑这方面发展需要。 （３）用于电动机保护与控制的低压电器及其组合电器最近发展的产品，包括电动机保护用塑壳断路器、交流接触器、热继电器、电子式电动机保护器等，其结构与外形均具有以下特点：相同电流等级产品宽度与相间距离相等，交流接触器出线排可直接插入塑壳断路器接线座，热继电器或电子式电动机保护器出线排可直接插入交流接触器接线座。且两个产品结构上可直接搭接在一起，成为拼装式组合电器。 （４）低压电器部件模块化早已成为低压电器发展方向之一，特别是功能部件模块化，有助于低压电器功能扩展并向多功能化方向发展。另外，功能部件除实现模块化外，还要向结构与外形标准化方向发展。进一步提高低压电器零部件通用性，降低新产品研发成本与制造成本。 ５.２低压电器性能协调配合 前面介绍的低压配电系统过电流与过电压保护新技术都涉及不同低压断路器之间和浪涌保护器之间性能上的协调配合。另外，低压电器许多技术指标，如动、热稳定、短时耐受电流、ＳＣＰＤ等性能既是低压电器自身安全运行的需要，也是不同产品之间性能协调配合的需要，以保证系统运行可靠性。低

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　５　低压电器结构与性能协调配合

　　长期以来，由于行业与产品分隔，特别是新产品设计时往往从自身发展需要出发，造成我国不同低压电器结构与性能缺少必要的协调与配合。国外著名低压电器制造商在开发低压电器新产品时首先从系统角度考虑，低压电器相关产品结构与性能必须相互协调与配合。为了使低压电器系统集成时实现最佳总体解决方案，产品结构与性能必须相互协调与配合。

　　５.１　低压电器结构与系统集成

　　随着低压电器功能不断扩展与完善，低压配电与控制系统集成时对低压电器结构与外形不断提出新的要求。主要表现如下：

　　（１）为了适应低压成套开关设备小型化需要，对低压电器新产品不断提出小型化要求。某些短路电流相对较低的配电系统为了缩小配电装置占地面积，近年来发展靠墙安装的超薄型开关柜，为此需要厚度较小（约为６０ｍｍ）的新型塑料外壳式断路器。

　　（２）近１０年来，国外发展的电器安装与母排连接一体化结构，对缩小成套装置体积提高系统配置灵活性和维护性能具有重要意义。为此，相当一部份低压电器新一代产品开发时，必需考虑这方面发展需要。

　　（３）用于电动机保护与控制的低压电器及其组合电器最近发展的产品，包括电动机保护用塑壳断路器、交流接触器、热继电器、电子式电动机保护器等，其结构与外形均具有以下特点：相同电流等级产品宽度与相间距离相等，交流接触器出线排可直接插入塑壳断路器接线座，热继电器或电子式电动机保护器出线排可直接插入交流接触器接线座。且两个产品结构上可直接搭接在一起，成为拼装式组合电器。

　　（４）低压电器部件模块化早已成为低压电器发展方向之一，特别是功能部件模块化，有助于低压电器功能扩展并向多功能化方向发展。另外，功能部件除实现模块化外，还要向结构与外形标准化方向发展。进一步提高低压电器零部件通用性，降低新产品研发成本与制造成本。

　　５.２　低压电器性能协调配合

　　前面介绍的低压配电系统过电流与过电压保护新技术都涉及不同低压断路器之间和浪涌保护器之间性能上的协调配合。另外，低压电器许多技术指标，如动、热稳定、短时耐受电流、ＳＣＰＤ等性能既是低压电器自身安全运行的需要，也是不同产品之间性能协调配合的需要，以保证系统运行可靠性。低压电器性能协调配合主要应解决以下问题：

　　（１）当低压配电系统发生过电流故障时，故障级配电电器应及时可靠切断电路，前级配电电器不应越级跳闸。当故障级配电电器不能切断故障电路时，前级配电保护电器应及时切断电路以避免事故进一步扩大。

　　（２）当线路发生短路，低压断路器或熔断器在规定时间内有效切断电路过程中，对于没有过电流分断能力的配电电器和控制电器，应能承受相应短时耐受电流。

　　（３）对于低压配电系统主保护开关，目前一般采用电子脱扣器，为了确保其动作可靠，应带有后备电磁保护系统。

　　（４）为了实现全电流范围选择性保护，应大幅度提高低压断路器短时耐受电流、并使犐ｃｗ ＝犐ｃｓ＝犐ｃｕ。随着区域联锁等过电流保护技术应用，实现选择性保护的时间将大大缩短。因此，低压断路器承受短时耐受电流的时间可以缩短。为此，低压断路器应公布不同时间（建议分为０．１、０．２、０．５、１ｓ４档）的短时耐受电流值。这里特别指出，今后０．１～０．５ｓ短时耐受电流值对正确选用低压断路器具有十分重要意义。

　　（５）目前，终端配电系统没有严密的选择性保护配合，随着具有短延时功能小型断路器ＳＭＣＢ 投放市场，终端配电系统合理配置问题必须引起设计、使用部门注意。如终端箱主开关采用ＳＭＣＢ，前级电表箱保护开关如何选用？是否也可以选用ＳＭＣＢ？上、下级ＳＭＣＢ如何配合？另外，当终端配电系统保护开关采用ＳＭＣＢ后，楼层保护开关如选用ＭＣＣＢ，二者之间如何配合等问题均应开展深入研究，以确保终端配电系统安全可靠运行。

　　（６）低压断路器区域联锁与原有按时间原则设定的三段保护如何协调，也需要进一步研究，并向设计部门提供正确、合理的选用指南。

　　（７）电动机控制、保护回路低压电器元件性能配合问题。我国第一代电动机保护塑壳断路器ＤＺ５功能简单，当时电动机控制、保护回路一般将ＭＣＣＢ、交流接触器、热继电器串联使用。当时ＭＣＣＢ、热继电器功能基本上是不重叠的。随着电动机保护用ＭＣＣＢ功能逐步完善，以及电子式电动机保护器功能不断加强，如简单的将上述三个产品串联使用就会造成功能重叠，甚至造成动作程序上不合理。

　　在这种情况下，如果采用保护功能齐全的ＭＣＣＢ，一般可以省略电子式电动机保护器。如选用电子式电动机保护器，ＭＣＣＢ可以只保留短路保护。若ＭＣＣＢ功能全部保留，则除短路保护外的其他功能将成为电子式电动机保护器后备保护。当发生短路外的其他故障时应保证电动机保护器先动作并分断交流接触器。只有电动机保护器失效时，ＭＣＣＢ才动作。

　　（８）双电源自动转换开关（ＡＴＳＥ）选用时性能协调与配合。ＡＴＳＥ 是近１０ 年来发展的新型电器，应用场合十分广泛。但ＡＴＳＥ选用时也存在很多性能上协调与配合问题，值得引起关注：① 当电源发生故障时，要确保ＡＴＳＥ 可靠转换至备用电源；② 对ＰＣ 型ＡＴＳＥ，当线路发生短路故障时，由前级保护电器断开电路，而ＡＴＳＥ不应损坏。为此ＡＴＳＥ 应具有相应短时耐受电流能力；③ 对ＣＢ型ＡＴＳＥ，应能满足配电系统选择性保护要求，同时应具有相应短时耐受电流能力。

　　由于低压电器品种繁多，其他低压电器，如熔断器选用时也存在一系列性能上协调与配合问题，限于篇幅本文不一一介绍。

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