(一)低压电器选择的基本原则

低压电器的选择,必须满足其在一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求,同时设备应工作安全可靠,运行维护方便,投资经济合理。

低压电器按正常条件下工作选择,就是要考虑电气设备的环境条件和电气要求。环境条件是指电器的使用场所(户内或户外)、环境温度、海拔高度,以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。电气要求是指电器在电压、电流、频率等方面的要求;对一些开断电流的电器,如熔断器、断路器和负荷开关等,则还包括其断流能力的要求。

(二)熔断器的选择

熔断器的主要电气参数有额定电压、额定电流、极限分断能力。因此,熔断器的选择主要从以下几个方面进行:

(1)保护电力线路的熔断器熔体电流的选择。保护电力线路的熔体电流,应满足下列条件。

1)熔体额定电流IN.FE应不小于线路的计算电流I30,以使熔体在线路正常最大负荷下运行时也不致熔断。

2)熔体额定电流IN.FE应躲过线路尖峰电流Ipk,以使熔体在线路出现尖峰电流时也不致熔断。

3)熔断器保护还应与被保护的线路相配合,使之不致发生因线路出现过负荷或短路而引起绝缘导线或电缆过热甚至起燃而熔断器熔体不熔断的事故。

(2)保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择保护电力变压器的熔体电流,应满足下式要求。

式中 I1N.T——电力变压器的额定一次电流。

(3)保护电压互感器的熔断器熔体电流的选择。

由于电压互感器二次侧的负荷很小,因此保护电压互感器的RN2等型熔断器的熔体电流一般均为0.5A。

(4)在选择熔体时应注意以下几点。

1)根据被保护设备的正常负荷和起动电流大小来选择,考虑恰当的倍数。一般熔体额定电流应为被保护设备额定电流的1.5～2.5倍。

2)根据设备起动时重载还是轻载来选择(轻载选小倍数,重载选大倍数)。

3)根据电路中,上下级之间保护定值的配合要求来选择,以免发生越级熔断。

4)根据被保护设备的重要性和保护动作的迅速性来选择(如重要的设备可选快速型熔断器,以提高保护性能,一般设备可选RM型)。

(5)熔断器规格的选择。熔断器规格的选择应满足下列条件。

1)熔断器的额定电压UN.FU应不低于所在线路的额定电压UN,即

2)熔断器的额定电流IN.FU应不小于它本身所安装的熔体额定电流IN.FE,即

(6)前后熔断器之间的选择性配合问题。前后熔断器之间的选择性配合,就是在线路上发生故障时,应该是最靠近故障点的熔断器最先熔断,切除故障部分,从而使系统的其他部分迅速恢复正常运行。

(三)刀开关的选择

刀开关除应按使用的电源电压和负载的额定电流选择外,还必须根据使用场合、操作方式、维修方式等选用。

1.开启式负荷开关的选用

开启式负荷开关又称胶盖瓷底闸刀开关。它由瓷底板、静插座、动触头和安装熔丝的接头、起保护作用的胶盖和瓷手柄等组成。

由于它是开启式的,加之动触刀的分断、接通速度全由操作者的操作速度所决定,因此,分断较大电流时会发生电弧向外喷出的现象,甚至会引起相间短路,烧坏闸刀和烧伤操作者的事故。其次,闸刀开关的熔丝只能起到一定的短路保护作用,而且分断能力也不大,如果用刀开关控制电动机等设备,当发生过载、欠压和缺相等故障时,会烧坏电机等设备。因此,使用开启式负荷开关控制电机应特别注意。

实践证明,胶盖瓷底闸刀开关,发生事故较多,造成设备事故和操作人员伤残。由于熔断器部分熔丝无熄弧装置,在熔断时,造成胶木炭化和瓷座表面金属化,当多次熔断时,即易造成熔断时发生相间短路事故。为此有关部门提出以下补救措施。

(1)在开关外设置独立熔断丝,内部用导线连通。

(2)限制使用电流不超过30A。

2.开启式刀形开关的选择

(1)用于照明电路时,可选用额定电压为220V或250V的二极开关;开启式负荷开关的额定电流应不小于开断电路中各个负载额定电流的总和。

(2)用于电动机的直接起动时,可选用额定电压为380V或500V的三极开关;若负载是功率5.5kW及以下直接起动的电动机时,其开关的额定电流不应小于电动机额定电流的3倍。

3.封闭式负荷开关的选择

封闭式负荷开关用于控制一般电热、照明电路时,开关的额定电流应不小于被控制电路中各个负载额定电流的总和。用来控制功率在15kW以下的全压起动电动机时,其开关的额定电流不应小于电动机额定电流的2倍。

4.隔离刀开关的选用

(1)隔离刀开关的结构型式应根据它在线路中的作用和在成套配电装置中的安装位置来确定。如果电路中的负载是由低压断路器、接触器或其他具有一定分断能力的开关电器来分断,隔离刀开关仅起隔离电源的作用,则只需选用无灭弧罩的产品;反之,若隔离刀开关必须分断负载,就应选用带灭弧罩而且是通过连杆来操作的产品。此外还应根据它是正面操作还是侧面操作、是直接操作还是杠杆操作、是板前接线还是板后接线等来选择结构型式。

(2)隔离刀开关的额定电流一般应不小于所控制的各支路负载额定电流的总和。如果回路中有电动机,还应按电动机的起动电流来计算。此外,还要考虑电路中可能出现的最大短路的峰值电流是否在额定电流等级所对应的电动稳定性峰值电流以内,还应校验热稳定电流值。如果超过电动稳定性或热稳定电流值,就应当选用额定电流更大一级的隔离刀开关。

5.熔断器式刀开关的选用

熔断器式刀开关应按使用的电源电压和负载的额定电流选择,还必须根据使用场合和操作、维修方式等选用开关的型式。熔断器式刀开关的短路分断能力是由熔断器的分断能力决定的,故应适当选择符合使用地点的短路容量的熔断器。

(四)交流接触器的选择

1.选择接触器的类型

交流接触器线圈按照电压分为36V、127V、220V、380V等。接触器的极数分为2极、3极、4极、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对,根据控制需要选择。

其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。

2.交流接触器的基本参数

(1)额定电压。额定电压指主触点额定工作电压,应等于负载的额定电压。一只接触器常规定几个额定电压,同时列出相应的额定电流或控制功率。通常,最大工作电压即为额定电压。常用的额定电压值为220V、380V、660V等。

(2)额定电流。额定电流指接触器触点在额定工作条件下的电流值。380V三相电动机控制电路中,额定工作电流可近似等于控制功率的两倍。常用额定电流等级为5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。

(3)通断能力。通断能力可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值;最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。一般通断能力是额定电流的5～10倍。当然,这一数值与开断电路的电压等级有关,电压越高,通断能力越小。

(4)动作值。动作值可分为吸合电压和释放电压。吸合电压是指接触器吸合前,缓慢增加吸合线圈两端的电压,接触器可以吸合时的最小电压。释放电压是指接触器吸合后,缓慢降低吸合线圈的电压,接触器释放时的最大电压。一般规定,吸合电压不低于线圈额定电压的85%,释放电压不高于线圈额定电压的70%。

(5)吸引线圈额定电压。吸引线圈额定电压指接触器正常工作时,吸引线圈上所加的电压值。一般该电压数值以及线圈的匝数、线径等数据均标于线包上,而不是标于接触器外壳铭牌上,使用时应加以注意。

(6)操作频率。操作频率指接触器每小时接通的次数。当通断电流较大及通断频率过高时,会引起触头严重过热,甚至熔焊。操作频率若超过规定数值,应选用额定电流大一级的接触器。(www.daowen.com)

(7)寿命。寿命包括电寿命和机械寿命。目前接触器的机械寿命已达1000万次以上,电气寿命约是机械寿命的5%～20%。

3.交流接触器的选用原则

(1)持续运行的设备。接触器按67%～75%算。即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是67～75A以下的设备。

(2)间断运行的设备。接触器按80%算。即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是80A以下的设备。

(3)反复短时工作的设备。接触器按116%～120%算。即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是116～120A以下的设备。

接触器作为通断负载电源的设备,其选用应按满足被控制设备的要求进行,除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外,被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性均是选择的依据。

4.交流接触器主要参数选择

(1)主触头的额定电流。选择接触器主触头的额定电流应不小于负载电路的额定电流。也可根据所控制的电动机最大功率进行选择。如果接触器是用来控制电动机的频繁启动、正反或反接制动等场合,应将接触器的主触头额定电流降低使用,一般可降低一个等级。

(2)主触头的额定电压。接触器铭牌上所标电压系指主触头能承受的额定电压,并非电磁线圈的电压,选择使用时接触器主触头的额定电压应大于或等于负载的额定电压。

(3)操作频率的选择。接触器在吸合瞬间,吸引线圈需消耗比额定电流大5～7倍的电流,如果操作频率过高,则会使线圈严重发热,直接影响接触器的正常使用。为此,规定了接触器的允许操作频率,一般为每小时允许操作次数的最大值,一般交流接触器操作频率最高为600次/h。

(4)线圈额定电压的选择。接触器电磁线圈额定电压的选择,接触器的电磁线圈额定电压有36V、110V、220V、380V等,电磁线圈允许在额定电压的80%～105%范围内使用。接触器的电磁线圈电压可直接选用380V或220V,具体可根据控制回路的电压来选择。

(五)低压断路器的选择

在一般情况下,保护变压器及配电线路可选用DW系列低压断路器,保护电动机可选用DZ系列低压断路器。低压断路器的选择包括额定电压、壳架等级、额定电流(指最大的脱扣器额定电流)的选择,脱扣器额定电流(指脱扣器允许长期通过的电流)的选择以及脱扣器整定电流(指脱扣不动作时的最大电流)的确定。

1.一般低压断路器的选择

(1)低压断路器的额定电压不小于线路的额定电压。

(2)低压断路器的额定电流不小于线路的计算负载电流。

(3)低压断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大的短路电流。

(4)线路末端单相对地短路电流÷低压断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流≥1.25。

(5)脱扣器的额定电流不小于线路的计算电流。

(6)欠压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。

(7)断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。

2.配电用低压断路器的选择

(1)长延时动作电流整定值等于0.8～1倍导线允许载流量。

(2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间不小于线路中最大启动电流的电动机启动时间。

(3)短延时动作电流整定值不小于1.1(Ijx+1.35KIdem)。其中,Ijx为线路计算负载电流;K为电动机的启动电流倍数;Idem为最大一台电动机额定电流。

(4)短延时的延时时间按被保护对象的热稳定校核。

(5)无短延时时,瞬时电流整定值不小于1.1(Ijx+K1KIdem),其中,K1为电动机启动电流的冲击系数,可取1.7～2。

(6)有短延时时,瞬时电流整定值不小于1.1倍下级开关进线端计算短路电流值。

3.电动机保护用低压断路器的选择

电动机保护用断路器可分为两类:①断路器只作保护而不担负正常操作;②断路器兼作保护和不频繁操作之用。

电动机保护用断路器选择的原则如下所述。

(1)断路器长延时电流脱扣器的整定电流=电动机的额定电流。

(2)断路器瞬时(或短延时)脱扣器的整定电流:瞬时(或短延时)动作的过电流脱扣器的整定电流应大于峰值电流。

(3)断路器6倍长延时电流整定值的可返回时间不小于电动机实际起动时间。按启动时负荷的轻重选用可时间为1s、3s、5s、8s、15s中的一挡。

4.照明用低压断路器的选择

(1)长延时整定值不大于线路计算负载电流。

(2)瞬时动作整定值等于6～20倍线路计算负载电流。

(六)热继电器的选择

1.热继电器的类型选择

一般情况下,可选用两相结构的热继电器,但对于三相电压的均衡性较差,工作环境恶劣或无人看管的电动机,宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机,应选用带断相保护装置的热继电器。

2.热继电器额定电流选择

热继电器的额定电流应大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。

3.热元件额定电流的选择和整定

根据热继电器的型号和热元件额定电流,能知道热元件电流的调节范围。一般将热继电器的整定电流调整到等于电动机的额定电流;对过载能力差的电动机,可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6～0.8倍;对启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车的电动机,热元件的整定电流应调整到电动机额定电流的1.1～1.15倍。

(七)组合开关(俗称转换开关)的选择

1.用于照明或电热电炉

组合开关用于照明或电热电炉时,组合开关的额定电流应不小于被控制电路中各负载电流的总和。

2.用于电动机电路

用于电动机电路的组合开关额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。