Guia completa per a la selecció de disjuntores i el càlcul de l'ajustament
Com com seleccionar i configurar els disjuntores
1. Tipus de disjuntores
1.1 Disjuntor d'aire (ACB)
També conegut com a disjuntor de marc moldat o universal, tots els components estan muntats en un marc metàl·lic aïllat. És típicament obert, permetent la substitució fàcil de contactes i peixos, i pot estar equipat amb diversos accessoris. Els ACB s'utilitzen habitualment com a interruptors principals d'alimentació. Les unitats de desconnecteig per sobrecorrent inclouen tipus electromagnètics, electrònics i intel·ligents. Proporcionen protecció en quatre etapes: retardament llarg, retardament curt, instantani i defecte a terra, amb cada paràmetre de protecció ajustable en un rang basat en la mida del marc.
Els ACB són adequats per a xarxes CA de 50Hz amb tensions nominals de 380V o 660V i corrents nominals de 200A a 6300A. S'utilitzen principalment per a la distribució d'energia i la protecció contra sobrecàrregues, baixa tensió, circuits curts i aterraments monofàsics. Aquests disjuntores oferixen diverses funcions de protecció intel·ligents i protecció selectiva. En condicions normals, es poden utilitzar per a la commutació infreqüent de circuits. Els ACB de fins a 1250A també poden protegir els motors de sobrecàrrega i circuits curts en sistemes de 380V/50Hz.
Les aplicacions comunes inclouen interruptors principals de sortida al costat de 400V dels transformadors, interruptors de barra, interruptors de línia de gran capacitat i interruptors de control de motors grans.
1.2 Disjuntor de caixa moltada (MCCB)
També conegut com a disjuntor de connecta, els seus terminals, extintors d'arc, unitats de desconnecteig i mecanisme d'operació estan allotjats en una capsa de plàstic. Els contactes auxiliars, les unitats de desconnecteig per baixa tensió i les unitats de desconnecteig en derivació sovint són modulars, resultant en un disseny compacte. Els MCCB generalment no estan dissenyats per a la reparació i normalment s'utilitzen com a protecció de circuits ramificats.
La majoria dels MCCB inclouen unitats de desconnecteig tèrmico-magnètiques. Els models més grans poden tenir sensors de desconnecteig de l'estat sòlid. Les unitats de desconnecteig per sobrecorrent poden ser electromagnètiques o electròniques. Els MCCB electromagnètics són normalment no selectius, oferint només protecció a llarg termini i instantània. Els MCCB electrònics proporcionen quatre funcions de protecció: a llarg termini, a curt termini, instantània i defecte a terra. Alguns models nous inclouen interbloqueig selectiu de zones.
Els MCCB s'utilitzen comunament per al control i protecció de circuits de línia, interruptors principals de sortida en petits transformadors de distribució, terminals de control de motors i com a interruptors d'energia per a diversos maquinaris.
1.3 Miniaturitzat disjuntor de circuit (MCB)
Els MCB són els dispositius de protecció terminal més utilitzats en sistemes elèctrics d'edificis. Protegeixen circuits monofàsics i trifàsics de fins a 125A contra circuits curts, sobrecàrregues i sobre-tensió. Estan disponibles en configuracions de 1P, 2P, 3P i 4P.
Un MCB consta d'un mecanisme d'operació, contactes, dispositius de protecció (diverses unitats de desconnecteig) i un sistema d'extinció d'arc. Els contactes es tanquen manualment o elèctricament i es mantenen en posició per un mecanisme de desconnecteig lliure. La bobina de l'unitat de desconnecteig per sobrecorrent i l'element calefactor de l'unitat de desconnecteig tèrmica estan connectats en sèrie amb el circuit principal, mentre que la bobina de desconnecteig per baixa tensió està connectada en paral·lel amb la font d'energia.
En el disseny elèctric d'edificis, els MCB s'utilitzen per a la protecció contra sobrecàrregues, circuits curts, sobrecorrents, baixa tensió, defectes a terra, filtratges, transferència automàtica de fonts d'energia dobles i arrancament i protecció infreqüent de motors.
2. Paràmetres tècnics clau dels disjuntores
Tensió nominal d'operació (Ue)
La tensió nominal a la qual el disjuntor està dissenyat per operar de manera contínua en condicions especificades. A la Xina, per a sistemes de fins a 220kV, la tensió d'operació màxima és 1,15 vegades la tensió nominal del sistema; per a 330kV i més, és 1,1 vegades. El disjuntor ha de mantenir l'aïllament i realitzar operacions de commutació a la tensió d'operació màxima del sistema.Corrent nominal (In)
El corrent que la unitat de desconnecteig pot portar de manera contínua a temperatures ambientals fins a 40°C. Per a unitats de desconnecteig ajustables, aquest és el corrent ajustable màxim. A temperatures superiors a 40°C (fins a 60°C), es permet la reducció de la capacitat.Configuració de desconnecteig per sobrecorrent (Ir)
El disjuntor desconnecta amb retardament quan el corrent excedeix Ir, que representa el corrent màxim que el disjuntor pot portar sense desconnectar. Ir ha de ser més gran que el corrent de càrrega màxim (Ib) però menor que el corrent permès del cable (Iz). Per als disjuntores tèrmico-magnètics, Ir és normalment ajustable de 0,7 a 1,0In; les unitats de desconnecteig electròniques ofereixen un rang més ampli, normalment de 0,4 a 1,0In. Per a les unitats de desconnecteig fixes, Ir = In.Configuració de desconnecteig per sobrecorrent curt (Im)
El llindar a partir del qual la unitat de desconnecteig instantània o a curt termini s'activa per desconnectar ràpidament el circuit durant corrents de defecte elevades.Corrent de resistència a curt termini (Icw)
El corrent que el disjuntor pot suportar durant un període especificat sense danys tèrmics.Capacitat de trencament
El corrent de defecte màxim que un disjuntor pot interrompre segurament, independent del seu corrent nominal. Valors comuns inclouen 36kA i 50kA. Es categoritza en capacitat de trencament final (Icu) i capacitat de trencament de servei (Ics).
3. Principis generals per a la selecció de disjuntores
Tensió nominal d'operació ≥ tensió nominal del circuit.
Capacitat de connecta/trencament de sobrecorrent nominal ≥ corrent de càrrega calculada.
Capacitat de connecta/trencament de sobrecorrent nominal ≥ corrent de sobrecorrent màxim possible en el circuit.
Corrent de circuit curt monofàsic a terra al final del circuit ≥ 1,25 × configuració de desconnecteig instantània (o a curt termini).
Tensió nominal de la unitat de desconnecteig per baixa tensió = tensió nominal del circuit.
Tensió nominal de la unitat de desconnecteig en derivació = tensió de la font d'energia de control.
Tensió nominal del mecanisme d'operació elèctric = tensió de la font d'energia de control.
Per a circuits d'il·luminació, configureu el corrent de desconnecteig electromagnètic instantàni a 6 vegades el corrent de càrrega.
Per a la protecció de circuits curts d'un únic motor: 1,35× corrent d'arrancament del motor (sèrie DW) o 1,7× (sèrie DZ).
Per a diversos motors: 1,3× corrent d'arrancament del motor més gran + suma dels corrents de funcionament dels altres motors.
Com a interruptor lateral de baixa tensió del transformador principal: capacitat de trencament > corrent de sobrecorrent de baixa tensió del transformador; corrent nominal de desconnecteig ≥ corrent nominal del transformador; configuració de desconnecteig a curt termini = 6–10× corrent nominal del transformador; configuració de sobrecàrrega = corrent nominal del transformador.
Després de la selecció preliminar, coordineu amb els disjuntores amont i aval per evitar desconnectes en cascada i minimitzar l'àmbit de la interrupció.
4. Selectivitat dels disjuntores
Els disjuntores es classifiquen com a selectius o no selectius. Els disjuntores selectius oferixen protecció en dues o tres etapes: instantània i a curt termini per circuits curts, a llarg termini per sobrecàrregues. Els disjuntores no selectius són normalment instantànies (només circuits curts) o a llarg termini (només sobrecàrregues). La selectivitat es aconsegueix utilitzant unitats de desconnecteig a curt termini amb diferents configuracions de temps. Consideracions clau:
Configuració de desconnecteig instantània amont ≥ 1,1 × corrent de circuit curt trifàsic màxim a la sortida del disjuntor aval.
Si l'aval és no selectiu, la configuració de desconnecteig a curt termini amont ≥ 1,2 × configuració de desconnecteig instantània aval per mantenir la selectivitat.
Si l'aval també és selectiu, el retard a curt termini amont ≥ retard a curt termini aval + 0,1s.
Generalment, Iop.1 ≥ 1,2 × Iop.2.
5. Protecció en cascada
En el disseny del sistema, la coordinació entre els disjuntores amont i aval assegura la selectivitat, la velocitat i la sensibilitat. Una coordinació adequada permet l'aïllament selectiu dels defectes, mantenint l'energia als circuits sanjos. La protecció en cascada utilitza l'efecte limitador de corrent del disjuntor amont (QF1). Quan ocorre un circuit curt aval (a QF2), l'acció limitadora de corrent de QF1 redueix el corrent de defecte real, permetent a QF2 interrompre un corrent superior a la seva capacitat nominal. Això permet l'ús de disjuntores aval de menys cost i capacitat de trencament inferior. Les condicions inclouen no tenir càrregues crítiques en circuits adjacents (ja que el desconnecteig de QF1 apagaria QF3), i una coincidència adequada de les configuracions instantànies. Les dades en cascada s'obtenen a través de proves i s'ofereixen pels fabricants.
6. Sensibilitat dels disjuntores
Per assegurar un funcionament fiable en condicions mínimes de defecte, la sensibilitat (Sp) ha de ser ≥1,3 segons GB50054-95:
Sp = Ik.min / Iop ≥ 1,3
On Iop és la configuració de desconnecteig instantània o a curt termini, i Ik.min és el corrent de circuit curt mínim al final de la línia protegida en operació mínima del sistema. Per als disjuntores selectius amb desconnecteig a curt termini i instantània, només cal verificar la sensibilitat del desconnecteig a curt termini.
7. Selecció i configuració de les unitats de desconnecteig
(1) Configuració de desconnecteig per sobrecorrent instantània. Ha de superar el corrent pícnic del circuit (Ipk) durant l'arrancament del motor:
Iop(0) ≥ Krel × Ipk
(Krel = factor de fiabilitat)
(2) Configuració de desconnecteig per sobrecorrent a curt termini i temps
Iop(s) ≥ Krel × Ipk. Els retards són normalment 0,2s, 0,4s o 0,6s, configurats per assegurar que el temps d'operació amont superi el temps aval en un pas de temps.
(3) Configuració de desconnecteig per sobrecorrent a llarg termini i temps
Protegeix contra sobrecàrregues: Iop(l) ≥ Krel × I30 (corrent de càrrega màxim). La configuració de temps ha de superar la durada permessa de sobrecàrrega a curt termini.
(4) Coordinació entre les configuracions de desconnecteig i la capacitat del cable.Per prevenir el sobrecalentament o incendi del cable sense desconnectar:
Iop ≤ Kol × Ial
On Ial = capacitat de portada de corrent permès del cable, Kol = factor de sobrecàrrega a curt termini (4,5 per desconnecteigs instantànies/a curt termini; 1,1 per desconnecteig a llarg termini com a protecció de circuits curts; 1,0 només per protecció de sobrecàrrega). Si no es compleix, ajusteu la configuració de desconnecteig o augmenteu la mida del cable.
