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熔断器与断路器的应用区别

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熔断器与断路器的应用区别

发布日期:2018-08-07 作者: 点击:

哈尔滨自动化设备需要说明只有将熔断器与开关配合起来,与断路器进行比较才是公平的,故本文以适用在配电系统的NH-gG型熔断器及其开关来进行阐述。NH是指高分断能力的低压熔断器的统称,NHgG型熔断器则称高分断(HRC)熔断器。

1、使用和维护的方便性

在低压配电终端,电气故障会由过载或其他原因而引起,微型断路器可在过载后再合闸,其操作简便,因此选用小型断路器作为保护电器比较合适。而对熔断器开关则必须更换熔断器后才能重新投入使用,有时会发生一时没有合适的熔断器进行更换的情况。

但对于由专业人士维护的低压配电系统和普通低压柜而言,断路器则没有这些优势了。首先这些场所故障发生不频繁;其次发生故障后不检查就直接合上断路器会有很大的危险,尤其是短路故障。熔断器在发生不同故障时,其状态也不同,为判断事故原因提供了依据。

2、短路防护

一般NH-gG型熔断器具有100kA以上的分断能力,大大超过大多数断路器,而普通断路器的分断能力在25~35kA,如果增加分断能力,则价格成倍增加。熔断器限流作用很强,断路器也难以相提并论,当故障电流还没来得及达到最高值时电路就已经被熔断器所切断,因此它能够为电气设备、电缆及电动机等提供安全保护,避免它们在短路时遭受电动力和热效应的损坏,可大大降低短路电流对系统所产生的动稳定、热稳定要求。断路器是机械器件,其分断能力和速度受限于机械部件的动作过程,这是断路器分断能力低于熔断器的原因。总的来说断路器不如熔断器的限流特性好,切断故障电流的速度也不如熔断器快,熔断器与断路器的特性比较如图1所示。

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此外,在工作电压为400V、500V和690V时,熔断器分断能力几乎不受影响,而这方面断路器就相形见绌了。当工作电压较高时,大多数断路器的分断能力会显著下降。通常,在电压为690V时的分断能力要比在400V时小30%。以某品牌塑壳式断路器为例,其工作电压在400V时分断能力为50kA,但工作电压在690V时分断能力只有10kA。正是熔断器的高分断能力,在欧 洲,其常常作为分断能力低的微型断路器或塑壳 式断路器的后备保护,而且熔断器切断短路故障时无飞弧。3、过载防护

对于电动机系统,是采用热继电器来防护过载的,而非aM型熔断器或断路器,此处断路器的过载防护功能并不适用,不能以此来说明熔断器无过载防护功能,况且熔断器类开关可以解决熔断器缺相的问题。

对于额定电流大于16A的gG型熔断器的约定熔断电流为1.6In,有人认为这样有时难以满足过载防护公式I2≤1.45Iz,电线电缆截面积就要选择比整定同样电流的断路器要大,特别指出这是熔断器的缺点。这个问题要辩证地看,按载流量选择电缆截面积最小,却带来了将来扩容的麻烦,熔断器及其开关多用在配电干线的电源侧,按经济电流密度选择电缆截面积,虽工程造价略有增加,但电缆运行费用降低,建设增加费用在一定期限内可收回,而且解决了前述扩容麻烦的问题。需要说明的是,对于过载防护公式I2≤1.45Iz而言,执行德国DIN标准的gG类熔断器是能够满足该公式的。

4、上下级选择性

对于符合现行国家标准GB13539(等同IEC60269)的gG类熔断器选择性是容易实现的,只要上级熔断器与下级熔断器的整定电流之比不小于1.6。例如一个gG型额定电流为100A的熔断器对于一个gG型额定电流为160A的熔断器来说,保证了完全选择性。甚至有些国外产品,上级熔断器与下级熔断器整定电流之比可以做到1.25,也能够实现上下级具有完全选择性。上下级选择性如图2所示。


对于上下级两个断路器来说,实现同样的功能就比较困难。从技术上来说,在大多数情况下,能够实现上下级选择性的两个断路器规格之间的整定电流比值比熔断器之间的比值要大得多。如此一来增大各级电器元件的电流等级,会使电缆电线截面积加大,而且上下级两个断路器还必须是同一制造商、生产的同一代产品。

特别需要指出的是,只要是符合现行国家标准GB13539的gG型熔断器,即便上下级熔断器不是同一品牌也不会改变选择性,这是产品标准所规定的。

工程标准要求低压配电线路采用的上下级保护电器,其动作应具有选择性,各级之间应能协调配合。但实际工程多选择非选择性断路器,并不能实现上下级的选择性,如果选用选择性断路器,1个动辄就上万元人民币,与熔断器及开关共两三千元人民币相比,费用太高。为此我国相关电气专家呼吁广大电气从业人员应重视这一问题,为何不考虑选用熔断器及其开关呢?

5、可靠性

熔断器的基本工作原理是在线路中连接熔丝,仅一个过电流就可使熔丝熔断以保护线路中其他装置。熔断器是静态保护装置,整个产品是密闭的。即使是在最繁杂的环境而且没有维修和保养的条件下,熔断器也可对电路进行长效且可靠的保护。熔断器的反应是按照物理规律和能量学原理进行的,不存在老化问题,因此只要电路出现故障,熔断器总能够断开。熔断器及其开关在技术设计上的简便性和其功能的物理原理保证了在时间上的可靠性。

相反,断路器的复杂机构在长时间使用后其可靠性会受影响。断路器在分断电流的过程中,全部为机械动作,很容易产生机械磨损和机械位移,造成运行不可靠及不稳定。而且断路器每跳闸一次,性能就会降低,必须要由专业人员进行维护甚至需要更换断路器的触头。当反复跳闸后,其保护性能有可能已经难以满足保护的要求。欧洲相关标准规定:断路器跳闸5次,必须强制更换,这也是熔断器在欧洲占大部分市场份额的原因之一。在高压系统中,断路器跳闸后,根据电力规程要检修,设备损害严重要更换,但在低压配电系统中,中国没有标准规定哪种情况需要更换断路器。


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