7.隔离开关、熔断器 导则-9.1.pptx

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1、,隔离开关、熔断器及其组合电器选择与使用导则,Unrestricted,国际技术论坛,目录,前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号和缩略语5分类6主要特性7使用环境及条件8选择和使用原则9技术方案（应用方案）,隔离电器涉及到人的生前言命安全，电路过电流保护关系到供配电系统持久地、可靠运行。为了更合理选择与使用隔离电器及保护电器，特制定本导则。本导则从产品特性、结构、参数、产品工作条件、电路设计方案等方面，提出选择与使用隔离开关、熔断器及其组合电器的原则及注意事项。,前言,本标导则规定了在选择与使用隔离开关、熔断器及其组合电器时应注重的产品性能、技术参数及结构形式，以及使用中的环境条件。

2、本导则主要用于用户在选择与使用隔离开关、熔断器及其组合电器时给予指导。 本标准适用于额定电压交流不超过1 000V或直流不超过1 500V的电路。,1.范围,2.2 隔离开关作用,2.规范性引用文件,GB 14048.3-开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器GB 13539.1-低压熔断器GB/T 13539.5-低压熔断器应用指南GB/T 13539.6-太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求GB/T 17045- 电击防护 装置和设备的通用部分GB 50054- 低压配电设计规范GB/T 16895.5-安全防护.过电流保护GB/T 16895.6-电气设备的选择和安装.布线系统GB 5

3、0055- 通用电气配电设计规范等,3.术语和定义,3.1.1(机械) 开关 在正常电路条件下 (包括规定的过载工作条件), 能够接通、承载和分断电流， 并在规定的非正常电路条件下（例如短路），能在规定时间内承载电流的一种机械开关电器。 注：俗称负荷开关。,3.1.2 隔离器 在断开状态下能符合规定的隔离功能要求的机械开关电器。3.1.3 隔离开关 在断开状态下能符合隔离器的隔离要求的开关。,注：俗称负荷隔离开关。,3.1.4专用隔离开关 仅按照GB 14048.3的要求专门设计的隔离开关。 注：3F验证其操动器机构的强度（指示主触头位置机构的有效性）。3.1.5派生隔离开关 其主要性能满足G

4、B 14048其他产品要求的隔离开关（例如，MCCB等）。,3.术语和定义,3.1.6光伏隔离开关 符合GB 14048.3 附录D要求的隔离开关。 注：光伏隔离开关主要特性有，直流开关无极性、分断临界电流、特定使用类别及适应较高要求的环境条件。3.1.7 3F力矩 验证主触头位置指示的机构有效性。 假设隔离电器的触头熔焊,动触头被固定于闭合位置，此时作用于隔离电器操作手柄末端力不小于隔离电器操作力的3倍，不允许手柄停留在O位置，手柄不能挂锁。,3.术语和定义,3.1.8 隔离等级 A级：动触头状态可视，动触头在断开位置时应可锁 定，以确保动触头不与电源任何一极接通。 B级：动触头在断开位置时

5、应可锁定，以确保动触头 不与电源任何一极接通。 C级：动触头在断开位置时应有明显的位置指示标识。,3.术语和定义,3.2.1熔断器 当电流超过规定值足够长的时间, 通过熔断一个或几个成比例的特殊设计的熔体分断此电流, 由此断开其所接入的电路的装置。熔断器由形成完整装置的所有部件组成。注：它由熔断体及基座组成。3.2.2熔断体 熔断器动作后要进行更换的熔断器部件(包括熔体)。注：或称熔管，其结构特征是独立部件。,3.术语和定义,3.3.1熔断器式隔离开关 用熔断体或带有熔断体的载熔件作为动触头的一种隔离开关。3.3.2隔离开关熔断器组 隔离开关的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器。3.3.3隔

6、离器熔断器组 隔离器的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器。3.3.4熔断器式隔离器 用熔断体或带有熔断体的载熔件作为动触头的一种隔离器。,3.术语和定义,3.6.3 安装位置 根据电器安装在电路中的不同位置而确定的分类。 电器的安装位置与电器的过电压类别有关，电器的安装位置分三类： 电源位置（对应过电压类别IV类：电源水平）； 配电位置（对应过电压类别III类：配电水平）； 负载位置（对应过电压类别II类：负载水平）。,3.术语和定义,6.1隔离开关主要特性a)动触头在断开位置时应可锁定或应有明显状态指示，以确保动触头不与电源任何一极接通；b)应有较高的额定绝缘电压Ui,且能承受较高的额定冲

7、击耐受电压（Uimp）的冲击； 注：隔离电器断开触头间承受的额定冲击耐受电压值见GB 14048.1-2012中的表14。c)在短路及电操作试验后，在1.1Ue电压下泄漏电流每极不应超过2mA；d)操动器机构的强度和位置指示器必须经过3F力验证；e)专用隔离开关有较高短时耐受电流能力（Icw）（吸力触头）及较高的短路接通能力（Icm）；f)有一定接通与分断能力（如，AC-21及以上）。,6.产品主要特性,6.2隔离器主要特性a) 动触头在断开位置时应可锁定或应有明显状态指示，以确保动触头不与电源任何一极接通；b)应有较高的额定绝缘电压Ui,且能承受较高的额定冲击耐受电压（Uimp）的冲击； 注

8、：隔离电器断开触头间承受的额定冲击耐受电压值见GB 14048.1-2012中的表14。c)在短路及电操作试验后，在1.1Ue电压下泄漏电流每极不应超过2mA；d)操动器机构的强度和位置指示器必须经过3F力验证；e)专用隔离器有较高短时耐受电流能力（Icw）（吸力触头）； 注：隔离器使用类别为AC20/DC20，不建议使用。在美国不允许使用此类产品。,6.产品主要特性,6.3熔断器主要特性a) 使用类别（如，gG、aM等）；b) I 2t特性； c) 时间-电流特性曲线；d) 额定分断能力。,6.产品主要特性,8.选择和使用原则,8.2隔离电器的选择和使用原则8.2.1依据供电系统的选择a）放

9、射式配电系统中，配电柜、配电箱主进线宜选用隔离开关;b）电动机回路应配置隔离开关。,8.2.2按产品安装位置选择a) 电源级（位置） 1）宜选用带有隔离功能抽屉座式断路器（如ACB）； 2）应选择A级隔离等级的隔离电器 3）冲击耐压不低于Uimp=12kV； 4）隔离开关的使用类别不应低于AC-22B或DC-22B。,8.选择和使用原则,8.2.2按产品安装位置选择b）配电级（位置） 1）宜选用专用型隔离电器； 2）应选择B级及以上的隔离电器； 3）冲击耐压不低于Uimp=8kV； 4）选择派生型隔离电器应选择带有挂锁功能（如 MCCB）； 5）隔离开关的使用类别不应低于AC-22B/A或DC

10、- 22B/A。,8.选择和使用原则,8.2.2按产品安装位置选择c）负载级（位置） 1）当维修设备时，隔离开关在可视范围内可选择C 级隔离电器（如专用型隔离开关、MCCB、MCB 、CPS等），其他情况推荐选择B级及以上隔离 电器； 2）冲击耐压不低于Uimp=6kV（工业环境作为负载总 进线时Uimp=8kV）； 3）隔离开关的使用类别依据负载的性质进行相应 的选择（如，AC-23A/B或DC-22A/B等）。,8.选择和使用原则,8.2.3按额定电压选择 供配电电路的额定电压在600V及以上中，应选择专用型隔离电器；,8.选择和使用原则,8.2.4按短路性能选择 隔离电器（隔离开关及隔离

11、器）在短路条件下的性能应能与短路保护电器（SCPD）性能相匹配；选用隔离电器时应注意以下几个问题当SCPD为ACB时，隔离电器的短时耐受电流（Icw）应大于或等于电路的预期短路电流，其通电时间应大于电路中ACB的短延时；当制造商只给定隔离电器的额定限制短路电流（Iq）值时，应注意短路保护电器（SCPD）的型式MCCBMCB或熔断器，并注意SCPD的型号、额定值、特性，电路中的短路保护电器应选择与制造商指定的SCPD型号或性能一致。其额定限制短路电流（Iq）应大于或等于电路的预期短路电流，只有当隔离电器的允许通过的I2t大于SCPD的I2t时，才允许SCPD互换。,8.选择和使用原则,8.选择和

12、使用原则,8.2.5 环境选择8.2.5.1高海拔等特殊环境 高海拔（2000m以上）环境选择的隔离电器应选用专用隔离电器。8.2.5.2 湿热环境 隔离电器使用于我国东南部沿海地区（预期使用环境温度上限值高于40而不超过55的，相对湿度可达90%100%），隔离电器应能承受交变湿热试验（Db）温度+25+55，相对湿度90%100%，应不低于6昼夜的环境严酷度考核。,8.选择和使用原则,8.2.6光伏系统隔离电器的选择 光伏用途隔离电器具有特殊特性，并且需要具有特殊性能的电器。这些性能要求规定在GB14048.3 的附录D中。 8.2.6.1 通用光伏系统应该采用光伏专用型，双断点隔离电器。

13、光伏隔离开关的主要功能：隔离；分断与闭合。光伏隔离开关选择使用时，其临界负载电流Icrit值至关重要（难以分断的电流）。光伏系统使用类别应按照DC-PV0,DC-PV1或DC-PV-2 确定。环境条件超出标称范围时（温度，海拔等），应按照制造商提供的降容参数选择。此外还应注意：封闭式电器的壳防护等级、介电性能、接通或分断能力、操作性能、电寿命等。注：北美标准要求光伏隔离开关应有急停功能,8.选择和使用原则,8.2.6.2 汇流箱1）光伏串输入侧采用光伏熔断器式隔离器。2）短路保护选择光伏熔断器（gPV）；3）输出侧采用光伏隔离开关，负载类别应选用DC-PV-2。4）要考虑特殊条件： 例：极限温

14、度（-25C至50C外界环境温度，柜内可达70C）； 操作手柄的IP等级，材料的抗冻，抗紫外线特性；灰尘和冷凝。,8.选择和使用原则,8.2.6.3 直流柜（再汇流柜） 1）输入侧采用光伏熔断器式隔离器或隔离开关熔断器组。2）短路保护选择光伏熔断器（gPV）。3）输出侧采用光伏隔离开关。4）要考虑特殊条件： 例：高散热特性（柜内热能汇集）。,8.选择和使用原则,8.2.6.4 光伏逆变器1）输入侧采用光伏隔离开关。 考虑远程操作时，可以采用带遥控操作的光伏隔离开关，例如带储能装置的应用。2）输出侧采用交流隔离开关（或使用快速熔断器的交流隔离开关熔断器组）。,8.选择和使用原则,8.3 熔断器的

15、选择和使用原则8.3.1 导线保护8.3.2功率因数补偿电容器的保护8.3.3.变压器保护8.3.4电动机保护8.3.5半导体设备保护8.3.6熔断器在电网中的选择性 8.3.7断路器保护 -后备保护,8.3熔断器的选择和使用原则,熔断器的使用类别,8.3熔断器的选择和使用原则,熔断器的熔断特性（时间-电流特性曲线）,8.3.1导线保护,8.3.1.1 过载保护和短路保护，可使用以下熔断器（体）：,gG类型 gN和gD类型（北美） gR和gS类型（半导体保护）,8.3.1.2 （举例）gG类熔断器选型原则：,IBIn0.9Iz,-线路中的工作电流值IB（有效值）,-导线的连续载流能力值Iz（参

16、照IEC 60364-5-52）-熔断器的In,其它类型熔断器选型原则见8.3.1.34（略）,8.3.1导线保护,8.3.1.5 使用熔断器（体）仅作短路（后备）保护：,- 熔断器（体）的允通I2t值 （必须低于）导线可能承受的I2t值,导线 I2t=k2S2,-S是导线的截面积，单位为平方毫米；-k系数，取决于导线材料和绝缘能承受的极限温度。k值根据导线和绝缘不同的组合情况决定，见GB/T 16895.5表 43A；-熔断器（体）的允通I2t值，按时间-电流特性上t=5s时确定,- 工程应用快速选型参考表-导则表4 导线横截面积与熔断体最大额定电流值选配参考（略）,8.3.2功率因数补偿电

17、容器的保护,可使用以下熔断器（体）作短路保护：,gG和gN类型, gG和gN熔断体的额定电流应选择为电容器单元或电容器组的额定电流的1.6至2倍；, In kQNIn- 熔断体额定电流，单位为A；QN- 电容器容量，单位为kvar；K- 常系数 (k=2.5 400Vac 系统；k=2.0 525Vac 系统；k=1.5 690Vac 系统), 快速选型参考表，导则表5 应用于功率因数补偿电容器的熔断体的额定电流值选配参考（略）；,8.3.3变压器保护,8.3.3.1 变压器保护可使用如下熔断器（体）：,gG类型 gD类型（北美）,选择熔断器（体）应能耐受变压器工作时的磁化涌流；应用时一般考虑

18、耐受20倍变压器全负荷电流（FLC）0.01秒；12倍变压器全负荷电流（FLC）0.1秒,8.3.3.2 选用gG类型熔断器（体）： 该类熔断器（体）做变压器主侧（一次侧）保护时，所选熔断器（体）的额定电流IN应至少大于2倍变压器主侧（一次侧）标称额定电流值8.3.3.3 选用gD类型熔断器（体）：（略）,8.3.4电动机保护,8.3.4.1 熔断器(体)的选择和使用原则, 熔断器（体）应能耐受电动机高倍数的起动电流，所以选择的熔断器（体）的额定电流往往几倍于电动机的额定电流； 常用的熔断器（体）类型：aM、gM 、gG(gL)、gD、gN 额定电流的选择与以下因素有关：, 电动机的额定(满载

19、)电流In 电动机的启动电流（倍数） 电动机的启动时间 电动机的启动频次,8.3.4.2 选用gG、aM和gM类型熔断器（体）导则表8 应用于电动机保护的熔断体的额定电流值选配表,8.3.4.3 选用gD和gN类型熔断器（体）导则表9 应用于电动机保护的熔断体gD和gN型的额定电流值选配表,8.3.5半导体设备保护,8.3.5 半导体设备,是指以半导体器件为核心组成的变换单元（通常所称的二极管、整流桥、可控硅、晶闸管、IGBT等器件）。 这类器件对过压或过流的耐受能力又是非常有限的。因此，用于含有半导体设备电路的熔断体应在规定的电流下有能力比其它应用场合的熔断体动作更快，俗称的快速熔断器；,用

20、于作为半导体设备保护的熔断体是aR、gR或gS类型；熔断体选型跟以下因素有关： 熔断体使用的环境温度及周边散热情况，例如：封闭箱体空间、冷却装置 连接于熔断体两端的铜排或导体的横截面大小 实际承载的工作电流的稳定状况，例如：是否有过载或冲击涌流的情况 所用半导体设备装置的用途和工况 不同制造商的熔断器特性存在差异，需和制造商协商合适的选型系数,8.3.6熔断器在电网中的选择性,8.3 熔断器的选择和使用原则,按最普遍的应用（即树干式电网）场合举例：, F2与F4/F1与F3：熔断器之间的选择性 8.3.6.2 C1与F3/C2与F5或F6：熔断器与上级断路器之间的选择性8.3.6.3 F2与C

21、3：熔断器与下级断路器之间的选择性8.3.6.4 F1与C1：熔断器与断路器串联的选择性 （后备保护）8.3.7 主要应用参数工具是熔断器的熔断特性曲线、断路器的脱扣整定曲线、熔断器和断路器的I2t值,8.3.7断路器保护-后备保护,8.3.7 分断能力低于系统预期短路电流的断路器必须通过一个具有足够高分断能力的短路保护电器（SCPD）进行保护；短路发生时，限流熔断体快速断开（小于1/4周），这样降低了断路器处的预期电流和电能，使它们处于断路器承受能力之内的水平熔断器可使用一般用途类型（gG和gN），后备类型（aM），或用于电动机电路的全范围类型（gD和gM）,由于各类断路器的峰值耐受电流和允通I2t耐受水平不同，一般需要通过试验的方法来验证熔断器的额定值与断路器的额定值之间的配合,鸣谢 ！,【安全隔离&可靠保护】工作组,