电容柜短路保护使用熔断器和断路器的讨论

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为什么要使用熔断器作为电容器的保护元件
虽然熔断器和断路器都可以起到短路保护的作用,并且在电容中使用小型断路器有其自身的优点,但低压电容柜中应使用熔断器进行短路保护,理由如下:
(1) 国标要求。国家标准GB50227-2008《并联电容器装置设计规范》中第4.2.9条明确要求应使用熔断器做短路保护。
(2) 分断能力。两者分断能力不同,电容柜中使用小型断路器是错误的,小型断路器是按民用标准设计的,分断能力6~10kA已足够,且电气间隙和爬电距离均小,用于电力系统的电容柜是极不安全的。当遇到高次谐波或短路电流时,小型断路器因为分断能力不足会造成永久损坏,熔断器的突出优点是额定分断能力高,一般额定分断能力为50kA以上。,事故响应时间短。
(3) 分断时间。一般电容补偿调节是接触器控制投切,有固定分闸时间,其触头不适用于分断短路电流,因此,快速切除故障可以保护接触器,并减少事故扩大。一般来说,熔断器大多在前半周波的上升期,故障电流还没来得及达到最高值时就已经被切除了,而小型断路器本身有固有分断时间,因此熔断器响应时间比较快。
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(4) 恢复后性能。当动作于短路故障时,小型断路器肯定有电弧损伤,而损伤程度无法确认,因而可能造成隐患,而熔断器更换后,其性能就能回到新装时的状态,新装的熔断器保持原有性能,保护系统依然100%安全有效。
(5) 保护特性。熔断器和断路器保护特性曲线如图I所示。
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断路器具有“反时限”保护特性,断路时间遵循物理规律,能量越高,熔断器启动的越快。其保护特性是一条曲线,每一个超过额定电流1.5倍的故障电流均有一个熔断时间,因而熔断器是一个兼有若干个过流,又兼有若干个速断的保护元件,小型断路器是机械元件,断
路时间受脱扣机构的惯性影响,即使是国际一流的品牌,也只能设定几个“点”,对这几个点设定保护定值,不能做到全曲线,即每个点进行保护,需要特性好的场合就不可以小型断路器替代熔断器。强度调制器
(6) 选择性。熔断器不受短路电流的制约,具有完全选择性,只要电路中上、下游的熔断器之比为1.6,就能发挥选择性,对小型断路器来说,提高选择性的方法是延迟上游断路器启动。一旦出现故障,上、下游保护器之间的装置就要承受全部短路电流及其带来的强热和电动力应力,极有可能产生故障。
(7) 级联保护。级联保护的目的是通过采用短路分断能力低的廉价断路器来节约成本,当电流强度介于两个断路器之间时,上游断路器对下游有保护功能,因此选用廉价的、短路分断能力低的断路器做下游保护,熔断器不需要级联保护,因为即使是最小的熔断器也具有很高的分断能力。
(8) 多媒体中央控制器动、热稳定性。熔断器灭弧能力较强,所带设备一般不需要校验动、热稳定性,小型断路器所带设备不但应校验动、热稳定性,而且本身也应进行动、热稳定性校验(实际工作中,很少有人去校验,这也是短路后烧掉的因素之一)。可见,在短路电流较大的地方,
不能用小型断路器代替熔断器。
(9) 安全性。熔断器有可能只是熔断一相或者两相,由于不容易发现而导致事故,现在的电容柜上熔断均有电子报警装置,可提醒值班人员更换,从而避免事故。从维修安全角度来讲,小型断路器没有明显断开点,而熔断器把熔芯拿下后有明显断开点,做到了可视隔离,安全性明显高于小型断路器。
近几年来,在低压电容柜中出现了用小型断路器代替熔断器的趋势,一方面跟采用熔断器保护的“老式”低压电容柜事故频繁出事有关。熔断器有自身缺点和局限性,一是安装不方便,二是在试验和维护中极不方便。如在运行中的某一组出了故障需要检修时,必须切断故障柜的总电源才能有效的保证维护人员的人身安全,但同时也给用户造成直接经济损失,熔断器因发热引起绝缘损坏,从而发生相间短路的情况也时有发生,因而不少成套厂将保护低压电容器的熔断器改用小型断路器,实际原因与现在熔断器的质量有很大的关系,一般现在的电容器容量使用15~30kvar,传统选用RT14熔断器,如果熔断器底座质量较差,正常运行时熔断器接线端头很容易发热碳化,发生相间短路,因此使用正规厂家的合格产品至关重要。
另一方面,后期维护的便利性、经济性也是这一趋势的原因,国内电容柜生产厂家烦死使用复合开关的基本都采用小型断路器,包括一些专业生产户外补偿箱、补偿柜的厂家,只是在机械式电容柜中还有一些厂家使用熔断器。熔断器价格低廉安装方便,但是熔断器熔丝一旦熔断,就得更换新的熔丝,不可恢复,相对增加了成本,小型断路器使用方便,一有故障,开关立即跳闸,且只要故障排除,再将其投入即可,同时又具备短路保护功能,故应用,维护起来比较方便,现在市场上的小型断路器价格也低廉,使用的综合成本不比熔断器高,这也是许多成套厂采用的原因,但经过大量现场走访,实际生产运行中的采用小型断路器的分断能力(Icu=6Ka,有的甚至采用Icu=4.5kA),达不到分断短路电流的能力,一旦出现短路电流,小型断路器会因为分断能力不足或者分断速度缓慢引起开关炸裂,产生电弧甚至引发火灾,扩大事故范围。同时,小型断路器经过多次分断后出现故障的风险随着老化程度而增加,应该进行周期性监测,实际生产中,很少有人对其进行检测,基本处于“免维护”状态,熔断器是静态保护装置,整个产品是密闭的,即使在最繁杂的环境并且没有维修和保养的条件下,也可对电路进行长期而可靠的保护。因此,熔断器才是电容器保护的最佳选择。

本文发布于:2024-09-24 00:31:42,感谢您对本站的认可!

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标签:熔断器   断路器   保护   短路   使用
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