Wybór i ustawianie wyłączników: kompleksowy przewodnik od podstawowych parametrów do selektywnej ochrony

Klasyfikacja wyłomników

(1) Wyłomnik powietrzny (ACB)
Wyłomnik powietrzny, znany również jako wyłomnik w obudowie lub uniwersalny wyłomnik, zawiera wszystkie komponenty w izolowanej metalowej ramie. Jest zazwyczaj typu otwartego, co pozwala na montaż różnych akcesoriów i ułatwia wymianę kontaktów i części. Często stosowany jest jako główny przełącznik zasilania. Jednostki przeciążeniowe obejmują typy elektromagnetyczne, elektroniczne i inteligentne. Wyłomnik zapewnia czterostopniową ochronę: opóźnienie długotrwałe, krótkotrwałe, natychmiastowe i ochronę przed przewodem do ziemi. Każde ustawienie ochrony można dostosować w zakresie zależnym od rozmiaru ramy.

Wyłomniki powietrzne są odpowiednie dla sieci z prądem przemiennym 50Hz, z nominalnymi napięciami 380V lub 660V, oraz nominalnymi prądami od 200A do 6300A. Są głównie używane do dystrybucji energii elektrycznej i ochrony obwodów i sprzętu energetycznego przed przeciążeniami, niskim napięciem, zwarciami, jednofazowymi przewodzeniami do ziemi i innymi uszkodzeniami. Te wyłomniki oferują wiele inteligentnych funkcji ochronnych i umożliwiają selektywną ochronę. W normalnych warunkach mogą być używane do rzadkiego przełączania obwodów. ACB o mocy do 1250A mogą być używane w sieciach 50Hz, 380V do ochrony silników przed przeciążeniami i zwarciami.

Wyłomniki powietrzne są również często używane jako główne przełączniki po stronie 400V transformatorów, przełączniki łączące szyny, przełączniki wysokoprzewodowe i przełączniki sterujące dużymi silnikami.

(2) Wyłomnik w obudowie plastikowej (MCCB)
Znany również jako wyłomnik wtykowy, wyłomnik w obudowie plastikowej zawiera zaciski, kontakty, komory gaszące łuki, jednostki przeciążeniowe i mechanizmy napędowe w plastikowej obudowie. Kontakt pomocniczy, jednostka przeciążeniowa napięcia i jednostka przeciążeniowa równoległa są często modułowe. Konstrukcja jest zwarta, a konserwacja nie jest zwykle wymagana. Jest odpowiedni do ochrony obwodów gałęziowych. Wyłomniki w obudowie plastikowej zazwyczaj zawierają termo-magnetyczne jednostki przeciążeniowe, podczas gdy większe modele mogą być wyposażone w stałe czujniki przeciążeniowe.

Jednostki przeciążeniowe dla MCCB są dostępne w typach elektromagnetycznych i elektronicznych. Zazwyczaj elektromagnetyczne MCCB są nieselektywne i zapewniają tylko opóźnienie długotrwałe i natychmiastowe. Elektroniczne MCCB oferują cztery funkcje ochronne: opóźnienie długotrwałe, krótkotrwałe, natychmiastowe i ochronę przed przewodem do ziemi. Niektóre nowo wprowadzone elektroniczne MCCB mają również sekwencyjne blokowanie strefowe.

Wyłomniki w obudowie plastikowej są ogólnie używane do sterowania i ochrony obwodów gałęziowych, głównych przełączników po stronie niskiego napięcia małych transformatorów dystrybucyjnych, sterowania końcowej dystrybucji energii i jako przełączniki zasilania różnych maszyn produkcyjnych.

(3) Miniatury wyłomników (MCB)
Miniatura wyłomnika to najbardziej powszechnie używane urządzenie ochronne w systemach dystrybucji energii elektrycznej w budynkach. Jest używana do ochrony przed zwarciami, przeciążeniami i nadnapięciami w obwodach jednofazowych i trójfazowych do 125A, i występuje w konfiguracjach jednopolerowych (1P), dwupolerowych (2P), trzypolerowych (3P) i czteropolerych (4P).

MCB składa się z mechanizmu działania, kontaktów, urządzeń ochronnych (różne jednostki przeciążeniowe) i systemu gaszenia łuku. Główne kontakty są zamykane ręcznie lub elektrycznie. Po zamknięciu, swobodny mechanizm zrywający zamek kontaktów w pozycji zamkniętej. Cewka jednostki przeciążeniowej i element grzejny termicznej jednostki przeciążeniowej są połączone szeregowo z głównym obwodem, podczas gdy cewka jednostki przeciążeniowej napięcia jest połączona równolegle z zasilaniem.

W projektach elektrycznych budynków mieszkalnych, miniatury wyłomników są głównie używane do ochrony i obsługi takich celów jak przeciążenia, zwarcia, nadprądy, utrata napięcia, niskie napięcie, przewód do ziemi, przeciek, automatyczna zmiana podwójnego zasilania i rzadkie uruchamianie silników.

Podstawowe parametry charakterystyczne wyłomników

(1) Nominalne napięcie pracy (Ue)
Nominalne napięcie pracy to nominalne napięcie wyłomnika, przy którym wyłomnik może działać ciągle w określonych normalnych warunkach użytkowania i wydajności.

W Chinach, dla poziomów napięcia do 220kV, maksymalne napięcie pracy wynosi 1,15 razy nominalne napięcie systemu; dla 330kV i wyżej, maksymalne napięcie pracy wynosi 1,1 razy nominalne napięcie. Wyłomnik musi zachować izolację i być w stanie zamykać i przerzucać pod maksymalnym napięciem pracy systemu.

(2) Nominalny prąd (In)
Nominalny prąd to prąd, który jednostka przeciążeniowa może przeprowadzać ciągle przy temperaturze otoczenia poniżej 40°C. Dla wyłomników z regulowanymi jednostkami przeciążeniowymi, oznacza to maksymalny prąd, który jednostka przeciążeniowa może przeprowadzać ciągle.

Gdy używany jest w temperaturach otoczenia powyżej 40°C, ale nie przekraczających 60°C, wyłomnik może działać z obniżonym obciążeniem przez długi czas.

(3) Ustawienie prądu przeciążeniowego (Ir)
Gdy prąd przekracza ustawienie jednostki przeciążeniowej Ir, wyłomnik przerzuca po czasie opóźnienia. Reprezentuje to również maksymalny prąd, który wyłomnik może przeprowadzać bez przerzucenia. Ta wartość musi być większa niż maksymalny prąd obciążenia Ib, ale mniejsza niż maksymalny dopuszczalny prąd Iz obwodu.

Dla termo-magnetycznych jednostek przeciążeniowych, Ir jest zazwyczaj regulowany w zakresie 0,7–1,0In. Dla elektronicznych jednostek przeciążeniowych, zakres regulacji jest zwykle szerszy, zazwyczaj 0,4–1,0In. Dla wyłomników z nieregulowanymi jednostkami przeciążeniowymi, Ir = In.

(4) Ustawienie prądu zwarcia (Im)
Jednostka przeciążeniowa zwarcia (natychmiastowa lub krótkotrwała) powoduje szybkie przerzucenie wyłomnika, gdy wystąpią wysokie prądy uszkodzeniowe. Próg przerzucenia to Im.

(5) Nominalny prąd krótkotrwałej wytrzymałości (Icw)
To jest wartość prądu, która może przepływać przez przewód przez określony czas bez powodowania uszkodzeń spowodowanych nadgrzewaniem.

(6) Moc przerzutowa
Moc przerzutowa wyłomnika odnosi się do jego zdolności bezpiecznego przerzucenia prądów uszkodzeniowych, co niekoniecznie jest związane z jego nominalnym prądem. Powszechne wartości to 36kA i 50kA. Jest ona zwykle podzielona na maksymalną moc przerzutową (Icu) i serwisową moc przerzutową (Ics).

Ogólne zasady wyboru wyłomników

Po pierwsze, wybierz typ i liczbę polerów w zależności od zastosowania; następnie wybierz nominalny prąd na podstawie maksymalnego prądu pracy; w końcu wybierz typ jednostki przeciążeniowej i akcesoria. Konkretne wymagania są następujące:

• Nominalne napięcie pracy wyłomnika ≥ nominalne napięcie linii.

• Nominalna moc przerzutowa zwarcia wyłomnika ≥ obliczony prąd obciążenia linii.

• Nominalna moc przerzutowa zwarcia wyłomnika ≥ maksymalny możliwy prąd zwarcia w linii (zazwyczaj obliczany jako wartość skuteczna).

• Prąd zwarcia jednofazowy do ziemi na końcu linii ≥ 1,25 razy ustawienie natychmiastowego (lub krótkotrwałego) przerzucenia wyłomnika.

• Nominalne napięcie jednostki przeciążeniowej napięcia = nominalne napięcie linii.

• Nominalne napięcie jednostki przeciążeniowej równoległej = napięcie zasilania sterującego.

• Nominalne napięcie pracy mechanicznego mechanizmu działania = napięcie zasilania sterującego.

• Gdy używany jest w obwodach oświetleniowych, ustawienie natychmiastowego przerzucenia jednostki przeciążeniowej elektromagnetycznej jest zazwyczaj 6 razy prąd obciążenia.

• Gdy wyłomnik jest używany do ochrony zwarcia pojedynczego silnika, ustawienie natychmiastowego przerzucenia wynosi 1,35 razy prąd startowy silnika (dla serii DW) lub 1,7 razy (dla serii DZ).

• Gdy wyłomnik jest używany do ochrony zwarcia wielu silników, ustawienie natychmiastowego przerzucenia wynosi 1,3 razy prąd startowy największego silnika plus prądy pracy pozostałych silników.

• Gdy wyłomnik jest używany jako główny przełącznik po stronie niskiego napięcia transformatora dystrybucyjnego, jego moc przerzutowa powinna przekraczać prąd zwarcia po stronie niskiego napięcia transformatora. Nominalny prąd jednostki przeciążeniowej nie powinien być mniejszy niż nominalny prąd transformatora. Ustawienie ochrony przed zwarciami jest zazwyczaj 6–10 razy nominalny prąd transformatora; ustawienie ochrony przeciwko przeciążeniom równa się nominalnemu prądowi transformatora.

• Po wstępnej selekcji typu i klasy wyłomnika, wymagana jest koordynacja z urządzeniami ochronnymi górno- i dolnostronnymi, aby uniknąć kaskadowego przerzucenia i zminimalizować zakres awarii.

Selektywność wyłomników

W systemach dystrybucyjnych, wyłomniki są klasyfikowane jako selektywne lub nieselektywne w zależności od wydajności ochronnej. Selekt