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微型断路器(MCB)在建筑电气终端配电装置的应用

供稿:中国工控网 2016/3/17 16:40:33

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  • 关键词: 微型断路器 MCB 终端保护电器
  • 摘要:微型断路器(简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。MCB的额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最大短路电流值。一般来说,MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。

微型断路器(简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。MCB的额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最大短路电流值。现在市场上见到的MCB,根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册,一般有4.5kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。如果MCB的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流,则在发生故障时,不但不能分断故障线路,还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸,危及人身和其它电气设备线路的安全运行。
  一般来说,MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线,由于开断故障电流时灭弧的原因,MCB必须降容使用,即额定分断能力必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。现在有些厂商制造的MCB,上下端子均可进线及自由安装,分断能力不受影响,在非万不得已的情况下,宜以上进下出为妥。MCB的保护特性根据IEC898,MCB分为A、B、C、D四种特性供用户选用:
A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合,亦即用于较低的峰值电流值(通常是额定电流In的2—3倍),以限制允许通过短路电流值和总的分断时间,利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护;
B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合;与A特性相比较,B特性允许通过的峰值电流<3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护;
C特性一般适用于大部分的电气回路,它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作,C特性允许通过的峰值电流<5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护;
D特性一般适用于很高的峰值电流(10In)的开关设备,一般用于交流额定电压与频率下的控制变压器和局部照明变压器的一次线路和电磁阀的保护。
  从以上保护特性的分析可知,对于各种不同性质的线路,一定要选用合适的MCB。如有气体放电灯的线路,在灯启动时有较大的浪涌电流,若只按该灯具的额定电流来选择MCB, 则往往在开灯瞬间导致MCB的误脱扣。
  在保护特性方面,IEC898标准内明确规定,MCB不能用于对电动机的保护,只可作为替代熔断器对配电线路(如电线电缆)进行保护。大家知道,电动机在起动瞬间有一个5—7In持续时间为10s的起动电流,即使C特性在电磁脱扣电流设定为(5—10)In,可以保证在电动机起动时避过浪涌电流;但对热保护来讲,其过载保护的动作值整定于1.45In,也就是说电动机要承受45%以上的过载电流时MCB才能脱扣,这对于只能承受<20%过载的电机定子绕组来讲,是极容易使绕组间的绝缘损坏的,而对于电线电缆来讲是可承受的。因此,在某些场合如确需用MCB对电机进行保护,可选用ABB公司特有的符合IEC947—2标准中K特性的MCB,或采用MCB外加热继电器的方式,对电动机进行过载和短路保护。
MCB的使用频率:  
  MCB的设计和使用是针对50~60Hz交流电网的,由于磁脱扣器的电磁力与电源频率、动作电流有关,因此对于在交流电压下使用的MCB用于直流电路或其它电源频率场合的保护时,磁脱扣器的动作电流是不同的。一般应根据制造厂商提供的磁脱扣动作电流同电源频率变化系数来换算。当交流用MCB用于直流电路的保护时,由于灭弧的原因,应选用类似西门子的5SX5 直流专用MCB。
MCB的使用环境温度:
  MCB的过载保护依靠热脱扣器,通常,现有MCB的热脱扣器额定电流是生产厂家根据IEC898标准在基准温度为30C条件下整定的,MCB的工作温度一般推荐为-25℃ ~ +55℃。热脱扣器由一种双金属片组成,当通过的电流达到某设定值并维持一定时间后使MCB脱扣。因此,热脱扣器与温度是息息相关的。如环境温度变化将导致MCB的工作温度变化,使热脱扣器的工作特性相应变化。由于MCB通常安装于配电箱内,使用环境温度也不可能恒定为30C,实际使用时,终端配电箱内的MCB是紧密无间地安装在一起的,且大多数场合又是嵌在、墙内安装,导致散热效果差,使配电路内的温升上升很大,故MCB的实际工作温度总比环境温度高10C~15C左右。因此,当环境温度大于或小于校准温度值时,我们必须根据有关制造厂商提供的温度与载流能力修正曲线来调整MCB的额定电流值。一般来说,当环境温度大于或低于校正值10C时,MCB的额定电流值须减小或增加5%左右。
MCB的附件选用:
  MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合在一起,扩展使用范围,其中最主要的是剩余电流动作保护器(简称RCD)、分励脱扣器(简称ST)、欠压脱扣器(简称UR)。RCD与MCB组合在一起就能成为带过电流保护的剩余电流动作断路器(简称RCBO),安装在配电箱内能防止线路发生单相接地故障时危及人身安全和有效抑制电气火灾。  MCB的附件UR是当电源电压下降到70%以下时,使MCB脱扣;当电源末恢复正常时,防止MCB重新接通。既可防止一些电气设备在低电压下运行而损坏设备,也可防止电源突然恢复正常时,线路上的电动机等大容量负荷在没有接到控制信号下自行起动,从而提高了线路的安全性。但对于一些特殊要求的场合和一般照明回路则不宜安装UR装置。分励脱扣装置ST是一种能远距离控制MCB脱扣的装置。
  分励脱扣器(ST)和欠压脱扣器(UR)这两种脱扣装置都是电压型线圈,都能使MCB达到脱扣的目的,但两者是有区别的。UR是按长时间通电设计的,而ST是按瞬间通电设计的,这一点往往在选用时被疏忽,误把ST当作UR使用,导致ST的烧毁。如果UR当作ST使用,理论上是可行的,但实际上是不经济的。因为UR是24h接入线路中的,终究要消耗一定的电功率,并且发出一定的热量。如果要使UR兼有失压和分励脱扣作用,则在控制回路中应接人一常闭按钮


审核编辑(李晨晖)
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