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断路器安全负载电流的计算公式
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:25

断路器作为最基本的电气保护开关元件,用途广泛,具有广泛的社会意义。 它们已成为现代生产和生活中最重要,最常用和最基本的保护设备。 因此,断路器可以可靠地保护电路,并且负载的安全性尤其重要。


长期以来,没有确切的安全选择数据和断路器负载电流的计算公式,即国家标准GB14048。2断路器是针对断路器的额定电流制定的检查标准。在什么条件下,负载电流在断路器的安全保护范围内,对于专业技术人员而言是一个相对繁琐的计算问题,但对于非专业技术人员和操作人员而言则是一个非常困难的问题。在国内外相关技术文献中很难找到相应的计算公式,也没有相关的经验数据可提供。因此,在设计,选择或使用断路器时,应根据预期的最大负载电流选择断路器的额定电流,或根据短路分断能力选择断路器的额定电流。 有些人甚至经常跳闸,以避免选择具有较大额定电流的断路器,或者将可调跳闸单元的设定电流调整为非常高的电流,远高于预期的最大负载电流。结果,从设计到使用,断路器在许多情况下不在安全保护线路和负载的范围内。 准确地说:断路器根本不为线路和负载提供任何保护。线路和负载不受保护。 当线路或负载过载或短路时,不可避免地会发生事故和火灾,甚至造成重大财产损失的人员伤亡。


当人们选择断路器的额定电流或设置可调断路器的额定电流时,没有可以量化的确切电流范围,也没有计算公式来准确计算断路器的安全负载电流。 断路器。据信,只要安装了断路器,就可以保护线路和负载的安全。 甚至许多行业的专业人员也了解到,实际额定负载电流不在断路器的安全保护范围内,并且失去了非常重要的保护功能。它甚至引起了重大的技术错误和未来的麻烦。

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作者总结了多年的实践工作经验,分析和实验,并参考了国家断路器标准GB14048。2,与国际标准idt IEC 60947-2:1997一起,对断路器的规定,归纳并编制出可以准确计算出断路器安全负载电流的计算公式,通常只要计算出最小保护极限负载电流即可公式,根据公式的计算结果,选择或设置断路器的额定电流,可以安全地保护电路和负载。断路器的最大极限电流一般不超过断路器的额定电流,可以满足要求。


1。 逆时过载保护功能


根据国家断路器标准GB14048。2指定配电保护断路器的逆时过载保护的断开特性


约定的非工作电流为额定电流或设定电流1。05次,约定工作电流为1。 额定电流或设定电流的3倍。


配电保护断路器的反时分特性(请参见下表)


 



下表显示了配电保护断路器的反时分特性



 





    

        

            

            

 


            

传递当前名称


            

 


            

            

            

 


            

设置当前倍数


            

 


            

            

            

 


            

约定时间/小时


            

 


            

        

        

            

            

 


            

 


            

 


            

            

            

 


            

 


            

 


            

            

            

 


            

Ir≤63A


            

 


            

            

            

 


            

Ir> 63A


            

 


            

        

        

            

            

 


            

非工作电流


            

 


            

            

            

 


            

1。05Ir


            

 


            

            

            

 


            

≥1


            

 


            

            

            

 


            

≥2


            

 


            

        

        

            

            

 


            

正常工作电流


            

 


            

            

            

 


            

1。30Ir


            

 


            

            

            

 


            

<1


            

 


            

            

            

 


            

<2


            

        

    




断路器反向时间过载保护的安全负载电流的计算公式如下:


最小极限负载电流大于:约定的非工作电流除以约定的工作电流,然后再乘以断路器的额定电流,即


    1。3IL> 1。05Ir; IL> 1。05/1。3Ir; 即IL> 0。81Ir

        


       


最高极限负载电流为:断路器的约定非工作电流,≤1。05Ir


注意:如果电流大于断路器的约定非工作电流,则反时限保护将开始控制并最终完成跳闸动作。


可以根据上述断路器的反时限过载保护特性来计算最小极限电流IL:约定的非工作电流除以约定的工作电流,然后再乘以断路器的额定电流Ir。断路特性的约定的非工作电流大于约定的工作电流,反映了约定的非工作电流与协议的工作电流之比,即跳闸动作的最小极限范围,并乘以额定值将断路器的电流Ir作为标称度,即获得断路器的最小极限跳闸电流IL。 仅当负载装置的额定电流大于断路器的最小极限跳闸电流IL时,断路器才具有保护电路和负载的相应保护性能。这是


    1。3IL> 1。05Ir; IL> 1。05/1。3Ir; 即IL> 0。81Ir


也就是说:当负载装置的额定电流小于断路器额定电流的81%时,断路器将失去负载装置的正常过载保护功能。因为此时,即使此负载设备的实际电流也已超过其额定电流IL 1。3次,但尚未达到或超过断路器1的额定电流或设定电流。05次,断路器仍处于未跳闸电流的指定范围内,因此,断路器将不会进入跳闸保护状态。


其中:Ir是断路器的额定电流,IL是线路或电气设备的额定电流


例如:根据公式IL> 1,该断路器的额定电流为100A。05/1。3Ir计算得出负载设备的最小极限电流为81A,并且为了使断路器跳闸保护动作,其最小跳闸电流大于额定电流100A 1。05次,即105A。


以下检查计算了负载设备81A1的最小极限电流。Ir的三倍大于105A,即81A×1。3 = 105。在图 在图3A中,断路器跳闸保护动作的最小极限电流刚好大于105A。


2。 定时短路保护


断路器的延时短路保护分断特性符合国家标准GB14048。2第8节。3。3。1。2短路条件下的指定断开


短路释放(请参阅4。7。1)应在释放的短路设置电流的80%和120%下验证动作。


当测试电流等于短路设定电流的80%时,释放不起作用, 


当测试电流等于短路设定电流的120%时,跳闸单元应工作:


-对于瞬时释放,它应该为0。2秒内行动;


-对于一定的释放时间,它应在等于制造商指定的延迟时间两倍的时间间隔内运行。


此外,定时发布应满足8。3。3。1。4个要求。


 


计算断路器短路和短路保护的安全负载电流的推导公式如下:


最小极限负载电流大于或等于:约定的非工作电流除以约定的工作电流,然后再乘以断路器的额定电流,即


IL> 0。8n / 1。2nIr; IL> 0。8/1。2Ir; IL> 2 / 3Ir; IL> 67%Ir


最大极限负载电流为:小于断路器的约定工作电流,即 <1.2Ir


Note: Because if it is equal to or greater than the agreed operating current of the circuit breaker, the definite time protection will immediately start control and complete the trip action.


Where: n is a multiple of the setting current, Ir is the rated current of the circuit breaker, nIr is the setting current, usually an integer multiple of Ir, generally 2, 4, 6, 8, 10, 12, 20., IL isThe rated current of the line or load equipment.


For example: a circuit breaker with a rated current of 1,000A, according to the formula IL>0.8/1.2Ir calculated that the minimum limit current of the load equipment is 667A, and to make the circuit breaker trip protection action, its minimum trip current is greater than the rated current of 1,000A 0.8 times, that is 800A.


The following check the minimum limit current of the load equipment 667A 1.Whether 2 times Ir is greater than 800A, 667A×1.2=800.4A, which is greater than the minimum limit current of 800A for the trip protection action of the circuit breaker.


    That is, when the rated current of the load device is less than 67% of the rated current of the circuit breaker, the circuit breaker has lost the short-circuit protection capability of the load device.At this time, even if the actual current of this load device has exceeded the overcurrent multiple of its rated current IL, the circuit breaker is still within the range of the agreed non-operating current. Therefore, the circuit breaker will not enter the trip protection state.There is only a switch function, but no protection function, which is extremely dangerous to the safety of transmission lines and electrical equipment!


Whether it is the inverse time overload protection feature or the time limit short circuit protection feature, between the minimum limit load current and the maximum limit load current is the safe load current range of the circuit breaker, that is, the safe protection zone.


 


3 Protection scope and protection characteristics of circuit breakers (see the figure below)


 


The minimum limit rated current of the load equipment is equal to the agreed non-operation current of the circuit breaker compared to the agreed action current, and then multiplied by the rated current of the circuit breaker, that is, the minimum limit rated current of the load equipment = the agreed non-operation current of the circuit breaker / the agreed action current×Rated current.


 


In the figure, the overload protection range is composed of the agreed non-operation current to the inverse time limit operation current range, and its minimum limit rated current can also be calculated by comparing the actual overload protection range with the rated current, that is nIL>1。05Ir; IL> Ir /(1。3-1。05)


    短路保护范围包括从约定的非工作电流到约定的工作电流的一段时间。 他的最小极限额定电流也可以通过将额定电流与实际短路保护范围进行比较来计算


IL> 0。8n / 1。2nIr; IL> 0。8/1。2Ir; IL> 2 / 3Ir; IL> 67%Ir


(图略)


 


如果知道负载的额定电流IL,则只需更改上述公式即可计算出断路器的最大极限额定电流。 对于反时限过载保护,断路器的最大极限额定电流为:Ir = 1 / IL = 1/0。81≈1。23 IL,值为1。23倍,断路器的最小极限额定电流等于已知负载的额定电流IL;


对于定时限短路保护,断路器的最大额定电流为:Ir = 1 / IL = 1/0。67≈1。49 IL,即1。 已知负载的额定负载电流的49倍,断路器的最小极限额定电流等于已知负载的额定电流IL。


选择断路器额定电流的计算公式是根据预期的最大负载电流选择断路器的额定电流,并给出断路器的最小保护极限电流。 选择原则是负载的额定电流在断路器的额定电流之内,以实现最低的保护。在极限电流之间的任何值下,这都是选择断路器尺寸的基本原理和基础。


通过“选择断路器额定电流的计算公式”计算出的断路器的最小保护极限电流,根据该最小保护极限电流,可以选择或设置断路器的额定电流,以确保最小负载电流同时断路器的安全在保护作用范围内,断路器确实起到了安全保护的作用。


        


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