3)當電路中同時配置熔斷器與斷路器時,熔斷器的作用就是保護斷路器,以實現提前開斷短路電流。我們這種作用叫做後備保護。後備保護的主動元件,它的位置必須在前,否則失去後備保護的意義。所以,當熔斷器與斷路器共存時,熔斷器在前而斷路器在後。以下仔細分析。1.熔斷器的特性我們看下圖:圖1:熔斷器的衝擊電流與截斷電流的關係圖1是熔斷器的開斷特性。透過熔斷器的開斷特性,我們能明確地看出熔斷器的限流特性。具體分析如下:圖2:熔斷器的限流特性我們以圖2中的100A額定電流熔斷器為例。當線路中的短路電流達到50kA(橫座標值,有效值)時,對於100A的熔斷器來說,它的截斷電流是12kA(縱座標值,有效值),兩者之比是12/50=24%。這個比值叫做限流比,它反映出熔斷器的限流特性。我們再看下圖:圖3:限流特性圖3中,原始的短路電流是天藍色的區域,限流後的是綠色的區域,我們能從圖3中看到限流的特點和意義。注意:我們看到熔斷器能在1/4周波內切斷短路電流。可見,熔斷器的動作特性非常迅速,我們把它叫做短路瞬態動作特性。我們再看熔斷器的安秒特性:圖4:熔斷器的安秒特性所謂安秒特性,指的是曲線橫座標是電流,縱座標是時間,安秒特性是開關電器的身份證。從圖4中我們看到,熔斷器的動作時間都在10毫秒以內。所以,熔斷器更適合於執行短路保護,不適合於過載保護。2.斷路器的特性我們來看普通熱磁式斷路器的結構模式圖:圖5:熱磁式斷路器的結構模式圖在圖5中,我們看到了斷路器的四種脫扣器,分別是熱脫扣器、磁脫扣器、分勵脫扣器和欠壓脫扣器。熱脫扣器用於過載保護,它具有反時限特性,有較長的保護動作時延;磁脫扣器用於短路保護,它是瞬態動作的,但動作時間長於25毫秒。下圖是斷路器的安秒特性:圖6:熱磁式斷路器的安秒特性圖6中,上部紅色+藍綠色部分的曲線就是過載保護L引數曲線,它是反時限的;下部黃色的橫線就是短路保護I引數曲線,其中垂直線是短路動作門限。短路門限值從1.5倍到10倍額定電流可選。注意看圖6的橫座標,我們發現電流值最大可達100kA,但實際值並沒有這麼大。我們看下圖:圖7:ABB的Tmax塑殼斷路器引數表圖7中,L和V是限流型斷路器,普通的斷路器N、S和H系列它們的極限短路分斷能力Icu僅僅才70kA。極限短路分斷能力Icu的意義是:當斷路器分斷小於極限短路分斷能力的電流時,斷路器分斷後可以繼續使用,但若分斷大於極限短路分斷能力的電流時,分斷後斷路器就損壞了,必須更換。3.範例我們來看一個例子:圖8:範例我們首先來求解範例中電力變壓器產生的短路電流: 再來計算範例圖中的電動機MOTOR1的額定電流: 查閱電動機起動器的資料,發現它的極限短路分斷能力為25kA,而系統的短路電流是60.1kA,我們發現不管是電動機起動器也好,是微型斷路器也好,根本就不能使用。怎麼辦?這時就要在電動機起動器(斷路器)的前方串熔斷器,採用熔斷器作為後備保護即可。由圖1和圖4,我們選擇熔斷器的截斷電流最小值為25kA,短路保護的最大值不小於60kA,而電動機起動器的極限短路分斷能力為25kA。這樣既能滿足設計要求,又能保護電動機起動器不至於損壞。那麼熔斷器的額定電流怎麼選?按規範,它的額定電流選為電動機額定電流的1.05~1.15倍即可,所以熔斷器的額定電流選為12A即可。我們知道,當電動機載入電壓的瞬時,它的轉子還未旋轉,此時電動機的定子電流最大,一般為額定電流的10到14倍。如果我們按12倍電動機額定電流來計算,則為128A。因此,熔斷器128A時不能熔斷,否則就達不到後備保護的目的。4.關於主動元件的動熱穩定性在本帖的前面已經作了說明。具體內容可參閱如下連結文件:Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之1Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之2Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之3Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之4Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之55.結論結論見本帖開頭的說明。=======================很有意思的是,某次公司做技術培訓,一位XXX公司(不方便透露)的外籍工程師講解如何在較高短路電流下配套電動機主迴路的保護電器,以及智慧型電動機保護裝置。他用PPT課件講解了一個多小時,手上始終拿著一個特殊元件神秘兮兮地講解它的後備保護能力。我想,斷路器的後備保護除了熔斷器之外,要麼就是限流線,只有這兩種方法。我忍不住詢問了一句:這個元件是不是熔斷器和限流線的結合?他愣住了,他弱弱地說:This element is a fuse(這個元件就是熔斷器)。大家聽到是熔斷器,勁頭都沒了,隨即都離開培訓現場。原來,此元件是熔斷器與限流線的結合,技術還不錯。然而此人只是一位普通的銷售人員,他根本就不懂熔斷器、限流線與斷路器之間的配置關係,遇見強勢技術提問,只能傻眼了。可見,作為技術培訓人員,自身的素質還是很重要的。
題主這個問題不錯。我先給出結論:
1)當短路電流流過熔斷器時,熔斷器能夠在5毫秒的時間內熔斷。對比斷路器,斷路器的短路保護開斷時間不小於25毫秒。因此,熔斷器的熱穩定性高於斷路器的熱穩定性。熔斷器沒有觸頭,它不存在動穩定性,斷路器存在動穩定性。
2)熔斷器具有限流特性,能快速地切斷較高的短路電流。對比之下,普通斷路器能夠承受的衝擊短路電流較小,且承受能力與成本成正比。
3)當電路中同時配置熔斷器與斷路器時,熔斷器的作用就是保護斷路器,以實現提前開斷短路電流。我們這種作用叫做後備保護。後備保護的主動元件,它的位置必須在前,否則失去後備保護的意義。所以,當熔斷器與斷路器共存時,熔斷器在前而斷路器在後。以下仔細分析。1.熔斷器的特性我們看下圖:圖1:熔斷器的衝擊電流與截斷電流的關係圖1是熔斷器的開斷特性。透過熔斷器的開斷特性,我們能明確地看出熔斷器的限流特性。具體分析如下:圖2:熔斷器的限流特性我們以圖2中的100A額定電流熔斷器為例。當線路中的短路電流達到50kA(橫座標值,有效值)時,對於100A的熔斷器來說,它的截斷電流是12kA(縱座標值,有效值),兩者之比是12/50=24%。這個比值叫做限流比,它反映出熔斷器的限流特性。我們再看下圖:圖3:限流特性圖3中,原始的短路電流是天藍色的區域,限流後的是綠色的區域,我們能從圖3中看到限流的特點和意義。注意:我們看到熔斷器能在1/4周波內切斷短路電流。可見,熔斷器的動作特性非常迅速,我們把它叫做短路瞬態動作特性。我們再看熔斷器的安秒特性:圖4:熔斷器的安秒特性所謂安秒特性,指的是曲線橫座標是電流,縱座標是時間,安秒特性是開關電器的身份證。從圖4中我們看到,熔斷器的動作時間都在10毫秒以內。所以,熔斷器更適合於執行短路保護,不適合於過載保護。2.斷路器的特性我們來看普通熱磁式斷路器的結構模式圖:圖5:熱磁式斷路器的結構模式圖在圖5中,我們看到了斷路器的四種脫扣器,分別是熱脫扣器、磁脫扣器、分勵脫扣器和欠壓脫扣器。熱脫扣器用於過載保護,它具有反時限特性,有較長的保護動作時延;磁脫扣器用於短路保護,它是瞬態動作的,但動作時間長於25毫秒。下圖是斷路器的安秒特性:圖6:熱磁式斷路器的安秒特性圖6中,上部紅色+藍綠色部分的曲線就是過載保護L引數曲線,它是反時限的;下部黃色的橫線就是短路保護I引數曲線,其中垂直線是短路動作門限。短路門限值從1.5倍到10倍額定電流可選。注意看圖6的橫座標,我們發現電流值最大可達100kA,但實際值並沒有這麼大。我們看下圖:圖7:ABB的Tmax塑殼斷路器引數表圖7中,L和V是限流型斷路器,普通的斷路器N、S和H系列它們的極限短路分斷能力Icu僅僅才70kA。極限短路分斷能力Icu的意義是:當斷路器分斷小於極限短路分斷能力的電流時,斷路器分斷後可以繼續使用,但若分斷大於極限短路分斷能力的電流時,分斷後斷路器就損壞了,必須更換。3.範例我們來看一個例子:圖8:範例我們首先來求解範例中電力變壓器產生的短路電流: 再來計算範例圖中的電動機MOTOR1的額定電流: 查閱電動機起動器的資料,發現它的極限短路分斷能力為25kA,而系統的短路電流是60.1kA,我們發現不管是電動機起動器也好,是微型斷路器也好,根本就不能使用。怎麼辦?這時就要在電動機起動器(斷路器)的前方串熔斷器,採用熔斷器作為後備保護即可。由圖1和圖4,我們選擇熔斷器的截斷電流最小值為25kA,短路保護的最大值不小於60kA,而電動機起動器的極限短路分斷能力為25kA。這樣既能滿足設計要求,又能保護電動機起動器不至於損壞。那麼熔斷器的額定電流怎麼選?按規範,它的額定電流選為電動機額定電流的1.05~1.15倍即可,所以熔斷器的額定電流選為12A即可。我們知道,當電動機載入電壓的瞬時,它的轉子還未旋轉,此時電動機的定子電流最大,一般為額定電流的10到14倍。如果我們按12倍電動機額定電流來計算,則為128A。因此,熔斷器128A時不能熔斷,否則就達不到後備保護的目的。4.關於主動元件的動熱穩定性在本帖的前面已經作了說明。具體內容可參閱如下連結文件:Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之1Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之2Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之3Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之4Patrick Zhang:探索——低壓開關電器的動、熱穩定性之55.結論結論見本帖開頭的說明。=======================很有意思的是,某次公司做技術培訓,一位XXX公司(不方便透露)的外籍工程師講解如何在較高短路電流下配套電動機主迴路的保護電器,以及智慧型電動機保護裝置。他用PPT課件講解了一個多小時,手上始終拿著一個特殊元件神秘兮兮地講解它的後備保護能力。我想,斷路器的後備保護除了熔斷器之外,要麼就是限流線,只有這兩種方法。我忍不住詢問了一句:這個元件是不是熔斷器和限流線的結合?他愣住了,他弱弱地說:This element is a fuse(這個元件就是熔斷器)。大家聽到是熔斷器,勁頭都沒了,隨即都離開培訓現場。原來,此元件是熔斷器與限流線的結合,技術還不錯。然而此人只是一位普通的銷售人員,他根本就不懂熔斷器、限流線與斷路器之間的配置關係,遇見強勢技術提問,只能傻眼了。可見,作為技術培訓人員,自身的素質還是很重要的。