摘要：闡述了熔斷器保護特性以及電氣設備控制回路的負載特點與保護要求,指出熔斷器是保護電氣設備控制回路的首要選擇低壓斷路器和低壓熔斷器均為配電線路中常用的保護電器,由于低壓斷路器在過負荷保護性能上優于熔斷器,且可以帶負荷操作,因而在配電線路中得到更為廣泛的應用。但是,在電氣設備的控制回路(二次線路中)幾乎均選用熔斷器作為其保護電器,這是什么原因呢?主要是由熔斷器的保護特性及控制回路的負載特點決定的。
關鍵字：熔斷保護分析
1、熔斷器保護特性的缺陷
熔斷器的保護作用是通過熔體來完成的,熔斷器串接在被保護電路中,當通過它的電流超過規定值一定時間后以其自身產生的熱量使熔體熔斷,從而切斷電路,起到保護作用。熔斷器對于過載很不靈敏,當配電線路輕度過載時,熔斷時間很長,甚至不熔斷。如果配電線路負載為電動機,為了電動機啟動時不使熔斷器熔斷,選用的熔體的額定電流一般為電動機額定電流的115～215倍〔1〕、〔2〕,這樣即使電動機過載50%,熔斷器也不會熔斷,而電動機不到一個小時就燒壞了,因此熔斷器是不能進行有效的過負荷保護的,一般不宜作為過載保護使用。此外,由于熔斷器一般不允許帶負荷操作,不能作為開關電器使用,這在一定程度上也限制了熔斷器的使用范圍。對于用熔斷器保護的配電線路,如果某相上的熔斷器熔斷,還將會造成配電線路上某些設備斷相運行,從而可能損壞用電設備。
2、電氣設備控制回路負載特點及保護要求電氣設備的控制回路是特殊的配電線路
它的負載性質與一般的配電線路有所不同。常用電氣設備控制回路的負載一般主要由接觸器線圈、繼電器線圈、信號燈及各種開關、觸點本身阻抗組成。盡管在控制過程中,隨著觸點的接通或斷開,它的負載阻抗是有變化的,但是它的最大負載阻抗(在穩定狀態)是明確的,是一個相對穩定值。故在一般情況下,其不存在過負荷問題。根據國家標準《低壓配電設計規范》(GB50054O95)的有關規定,不可能增加負載從而導致過負載的線路可不裝設過負載保護。國家標準《通用用電設備配電設計規范》(GB50055O93)只要求電動機的控制回路應裝設隔離電器與短路保護,而沒有提出要對控制回路進行過負荷保護。因此,電氣設備的控制回路的主要保護為短路保護,更主要的是關注其短路保護問題。
3、用熔斷器作短路保護的原因分析熔斷器具有良好短路保護作用
熔斷器不僅具有體積小、結構簡單、維護方便、價格低廉的優點,而且分斷能力強,具有很強的限流作用。在系統設計中,如果采用熔斷器作短路保護,則可大大降低短路電流對系統所產生的動穩定、熱穩定要求,使系統設計更經濟。盡管目前塑殼斷路器及微型斷路器的分斷能力很強,可以安全分斷控制回路短路電流,但由于控制回路的截面較小,而短路電流幾乎與主回路的短路電流相同,故控制回路的熱穩定性相對不太容易得到滿足。《通用用電設備配電設計規范》并沒有強調控制回路的熱穩定校驗(由于二次線路較短,可以較為方便地全部更換且損失不大)。在沒有進行熱穩定校驗的情況下,一旦二次線路短路后,則必須更換二次線路通過短路電流的所有線路。而在實際工作中,用電設備的維修人員容易忽視這一點,在用電設備二次線路短路后僅將短路點處作絕緣包扎,或僅更換具有短路點的一部分線路而非全部線路。如果二次線路不能滿足熱穩定性要求,在第一次二次線短路后,二次線路通過短路電流的所有線路的絕緣就已經遭到破壞,而并非僅僅是短路點處。
當用電設備重新投入使用時,二次線路很容易再次發生短路故障,故二次線路還是以滿足熱穩定要求為宜。而熔斷器一般不需要作熱穩定校驗。由于熔斷器以其自身產生的熱量參數確定切斷電路時間,只要合理選用就能保證在短路電流損壞線路絕緣前被切斷,故選用熔斷器作為控制回路的保護電器更具有現實意義。此外,熔斷器同斷路器相比,還具有一個可靠性高的優點。由于斷路器結構較復雜,機械環節多,因而易發生機械故障,影響斷路器的工作,而熔斷器不存在此情況。因此,熔斷器的短路保護性能優于低壓斷路器,更適合于控制回路短路保護。
如果控制回路采用低壓斷路器保護,由于低壓斷路器一般不具有明顯的斷開點,不宜作為隔離電器,根據《通用用電設備配電設計規范》(GB50055O93)第21611條規定,還必須在低壓斷路器前側加設隔離電器。而如采用熔斷器作為保護電器,由于其具有明顯的斷開點,因而可以同時作為保護電器與隔離電器使用,不僅有利于降低成本,而且使控制回路的接線更為簡單。采用熔斷器保護控制回路,也不會出現一般配電線路中因某相上的熔斷器熔斷,從而導致電氣設備斷相運行問題。首先,控制回路一般不具有可以斷相運行的設備;其次,電氣設備的控制回路一般由單相220V相電壓或兩相380V線電壓供電,串接在控制回路上的任一熔斷器熔斷,整個控制回路就斷電,故不存在斷相運行問題。綜上所述,采用熔斷器保護電氣設備的控制回路,不僅安全可靠,安裝維護簡單,而且經濟適用。
