低壓電器選用

一．漏電保護裝置的選擇 

1．形式的選擇 
一般情況下,應優先選擇電流型電磁式漏電保護器,以求有較高的可靠性. 
2．額定電流的選擇 
漏電保護器的額定電流應大于實際負荷電流. 
3．極數的選擇 
家庭的單相電源,應選用二極的漏電保護器;若負載為三相三線,則選用三極的漏電保護器;若負載為三相四線,則應選用四極漏電保護器. 
4．額定漏電動作電流的選擇(即靈敏度選擇) 
為了使漏電保護器真正起到保安作用,其動作必須正確可靠,即應該具有合適的靈敏度和動作的快速性. 
靈敏度,即漏電保護器的額定漏電動作電流,是指人體觸電后流過人體的電流多大時漏電保護器才動作. 
靈敏度低,流過人體的電流太大,起不到保護作用;靈敏度過高,又會造成漏電保護器因線路或電氣設備在正常微小的漏電下而誤動作(家庭一般為5mA左右).家庭裝于配電板上的漏電保護器,其額定漏電動作電流宜為15~30mA左右;針對某一設備用的漏電保護器(如落地電扇等),其額定漏電動作電流宜為5~10mA. 
快速性是指通過漏電保護器的電流達到動作電流時,能否迅速地動作.合格的漏電保護器的動作時間不應大于0.1s,否則對人身安全仍有威脅. 

二．熱繼電器的選擇 
選擇熱繼電器作為電動機的過載保護時,應使選擇的熱繼電器的安秒特性位于電動機的過載特性之下,并盡可能地接近,甚至重合,以充分發揮電動機的能力,同時使電動機在短時過載和啟動瞬間[(4~7)IN電動機]時不受影響. 
1． 熱繼電器的類型選擇 
一般場所可選用不帶斷相保護裝置的熱繼電器,但作為電動機的過載保護時應選用帶斷相保護裝置的熱繼電器. 
2． 熱繼電器的額定電流及型號選擇 
根據熱繼電器的額定電流應大于電動機的額定電流,來確定熱繼電器的型號. 
3． 熱元件的額定電流選擇 
熱繼電器的熱元件額定電流應略大于電動機的額定電流. 
4． 熱元件的整定電流選擇 
根據熱繼電器的型號和熱元件額定電流,能知道熱元件電流的調節范圍.一般將熱繼電器的整定電流調整到等于電動機的額定電流;對過載能力差的電動機,可將熱元件整定值調整到電動機額定電流的0.6~0.8倍;對啟動時間較長、拖動沖擊性負載或不允許停車的電動機,熱元件的整定電流應調整到電動機額定電流的1.1~1.15倍. 
三．斷路器的選擇 
1．一般低壓斷路器的選擇 
(1)低壓斷路器的額定電壓不小于線路的額定電壓. 
(2)低壓斷路器的額定電流不小于線路的計算負載電流. 
(3)低壓斷路器的極限通斷能力不小于線路中最大的短路電流. 
(4)線路末端單相對地短路電流÷低壓斷路器瞬時(或短延時)脫扣整定電流≥1.25 
(5)脫扣器的額定電流不小于線路的計算電流. 
(6)欠壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓. 
2．配電用低壓斷路器的選擇 
(1)長延時動作電流整定值等于0. 8~1倍導線允許載流量. 
(2)3倍長延時動作電流整定值的可返回時間不小于線路中最大啟動電流的電動機啟動時間. 
(3)短延時動作電流整定值不小于1.1(Ijx+1.35KIdem).其中,Ijx為線路計算負載電流;K為電動機的啟動電流倍數;Idem為最大一臺電動機額定電流. 
(4)短延時的延時時間按被保護對象的熱穩定校核. 
(5)無短延時時,瞬時電流整定值不小于1.1(Ijx+K1KIdem).其中,K1為電動機啟動電流的沖擊系數,可取1.7~2. 
(6)有短延時時,瞬時電流整定值不小于1.1倍下級開關進線端計算短路電流值. 
3．電動機保護用低壓斷路器的選擇 
(1)長延時電流整定值等于電動機的額定電流. 
(2)6倍長延時電流整定值的可返回時間不小于電動機的實際啟動時間.按啟動時負載的輕重,可選用可返回時間為1、3、5、8、15s中的某一擋. 
(3)瞬時整定電流:籠型電動機時為(8~15)倍脫扣器額定電流;繞線轉子電動機時為(3~6)倍脫扣器額定電流. 
4．照明用低壓斷路器的選擇 
(1)長延時整定值不大于線路計算負載電流. 
(2)瞬時動作整定值等于(6~20)倍線路計算負載電流. 

四．接觸器的選擇 
1．選擇接觸器的類型 
接觸器的類型應根據負載電流的類型和負載的輕重來選擇,即是交流負載還是直流負載,是輕負載、一般負載還是重負載. 
2．主觸頭的額定電流 
主觸頭的額定電流可根據經驗公式計算 
                  IN主觸頭≥PN電機/(1~1.4)UN電機 
如果接觸器控制的電動機啟動、制動或反轉頻繁,一般將接觸器主觸頭的額定電流降一級使用. 
3．主觸頭的額定電壓 
接觸器銘牌上所標電壓系指主觸頭能承受的額定電壓,并非吸引線圈的電壓,使用時接觸器主觸頭的額定電壓應不小于負載的額定電壓. 
4． 操作頻率的選擇 
操作頻率就是指接觸器每小時通斷的次數.當通斷電流較大及通斷頻率過高時,會引起觸頭嚴重過熱,甚至熔焊.操作頻率若超過規定數值,應選用額定電流大一級的接觸器. 
5． 線圈額定電壓的選擇 
線圈額定電壓不一定等于主觸頭的額定電壓,當線路簡單,使用電器少時,可直接選用380V或220V的電壓,如線路復雜,使用電器超過5h,可用24V、48V或110V電壓(1964年國際規定為36V、110V、或127V)的線圈. 

五．中間繼電器的選擇 
中間繼電器一般根據負載電流的類型、電壓等級和觸頭數量來選擇. 

六．板用刀開關的選擇 
1．結構形式的選擇 
根據它在線路中的作用和它在成套配電裝置中的安裝位置來確定它的結構形式.僅用來隔離電源時,則只需選用不帶滅弧罩的產品;如用來分斷負載時,就應選用帶滅弧罩的,而且是通過杠桿來操作的產品;如中央手柄式刀開關不能切斷負荷電流,其他形式的可切斷一定的負荷電流,但必須選帶滅弧罩的刀開關.此外,還應根椐是正面操作還是側面操作,是直接操作還是杠桿傳動,是板前接線還是板后接線來選擇結構形式. 
HD11、HS11用于磁力站中,不切斷帶有負載的電路,僅作隔離電流之用. 
HD12、HS12用于正面側方操作前面維修的開關柜中,其中有滅弧裝置的刀開關可以切斷額定電流以下的負載電路. 
HD13、HS13用于正面操作后面維修的開關柜中,其中有滅弧裝置的刀開關可以切斷額定電流以下的負載電路. 
HD14用于動力配電箱中,其中有滅弧裝置的刀開關可以帶負載操作. 
2．額定電流的選擇 
刀開關的額定電流,一般應不小于所關斷電路中的各個負載額定電流的總和.若負載是電動機,就必須考慮電路中可能出現的最大短路峰值電流是否在該額定電流等級所對應的電動穩定性峰值電流以下(當發生短路事故時,如果刀開關能通以某一最大短路電流,并不因其所產生的巨大電動力的作用而發生變形、損壞或觸刀自動彈出的現象,則這一短路峰值電流就是刀開關的電動穩定性峰值電流).如有超過,就應當選用額定電流更大一級的刀開關. 

七．熔斷器式刀開關的選擇 
熔斷器式刀開關除應按使用的電源電壓和負載的額定電流選擇外,還必須根據使用場合、操作方式、維修方式等選用,要符合開關的形式特點.如前操作、前檢修的熔斷器式刀開關,中央均有供檢修和更換熔斷器的門,主要供BDL型開關板上安裝.前操作、后檢修的熔斷器式刀開關,主要供BSL型開關板上安裝.側操作、前檢修的熔斷器式刀開關,可供封閉的動力配電箱使用. 

八．開啟式負荷開關的選擇 
1．額定電壓的選擇. 
開啟式負荷開關(膠蓋瓷底刀開關或俗稱膠木閘刀開關)用于照明電路時,可選用額定電壓為220V或250V的二極開關;用于電動機的直接啟動時,可選用額定電壓為380V或500V的三極開關. 
2．額定電流的選擇 
用于照明電路時,開啟式負荷開關的額定電流應等于或大于斷開電路中各個負載額定電流的總和;若負載是電動機,開關的額定電流應取電動機額定電流的三倍. 

九．封閉式負荷開關的選擇 

額定電流的選擇: 
封閉式負荷開關(俗稱鐵殼開關)用于控制一般電熱、照明電路時,開關的額定電流應不小于被控制電路中各個負載額定電流的總和.當用來控制電動機時,考慮到電動機的全壓啟動電流為其額定電流的4~7倍,故開關的額定電流應為電動機額定電流的3倍,或根據下表來選擇. 

封閉式負荷開關可控制的電動機容量 
開關額定電流(A) 15 20 30 60 100 200 
可控制的電動機容量(kW) 2 2．8 4．5 10 14 28 

十．組合開關(俗稱轉換開關)的選擇 
1．用于照明或電熱電爐 
組合開關的額定電流應不小于被控制電路中各負載電流的總和. 
2．用于電動機電路 
組合開關的額定電流一般取電動機額定電流的1.5~2.5倍. 

十一．熔斷器的選擇 
(一) 熔斷器類型的選擇 
應根據使用場合選擇熔斷器的類型.電網配電一般用刀型觸頭熔斷器(如HDLRT0 RT36系列);電動機保護一般用螺旋式熔斷器;照明電路一般用圓筒帽形熔斷器;保護可控硅元件則應選擇半導體保護用快速式熔斷器. 
(二) 熔斷器規格的選擇 
1． 熔體額定電流的選擇 
(1) 對于變壓器、電爐和照明等負載,熔體的額定電流應略大于或等于負載電流. 
(2) 對于輸配電線路,熔體的額定電流應略大于或等于線路的安全電流. 
(3) 在電動機回路中用作短路保護時,應考慮電動機的啟動條件,按電動機啟動時間的長短來選擇熔體的額定電流.對啟動時間不長的電動機,可按下式決定熔體的額定電流 
IN熔體=Ist/(2.5~3) 
式中  Ist——電動機的啟動電流,單位:A 
對啟動時間較長或啟動頻繁的電動機,按下式決定熔體的額定電流 
IN熔體=Ist/(1.6~2) 
   對于多臺電動機供電的主干母線處的熔斷器的額定電流可按下式計算: 
In=(2.0~2.5)Imemax+∑Ime 
注:In熔斷器的額定電流;Ime電動機的額定電流;Imemax多臺電動機容量最大的一臺電動機的額定電流; ∑Ime其余電動機的額定電流之和. 
電動機末端回路的保護,選用aM型熔斷器,熔斷體的額定電流In稍大于電動機的額定電流; 
(4) 電容補償柜主回路的保護,如選用gG型熔斷器,熔斷體的額定電流In約等于線路計算電流1.8~2.5倍;如選用aM 型熔斷器,熔斷體的額定電流In 約等于線路電流的1~2.5倍. 
(5) 線路上下級間的選擇性保護,上級熔斷器與下級熔斷器的額定電流In的比等于或大于1.6,就能滿足防止發生越級動作而擴大故障停電范圍的需要. 
(6) 保護半導體器件用熔斷器,熔斷器與半導體器件串聯,而熔斷器熔體的額定電流用有效值表示,半導體器件的額定電流用正向平均電流表示,因此,應按下式計算熔體的額定電流: 
IRN≥1.57 IRN ≈1.6 IRN     式中 IRN 表示半導體器件的正向平均電流. 
(7) 降容使用 
在20℃環境溫度下,我們推薦熔斷體的實際工作電流不應超過額定電流值.選用熔斷體時應考慮到環境及工作條件,如封閉程度 空氣流動 連接電纜尺寸(長度及截面) 瞬時峰值等方面的變化;熔斷體的電流承載能力試驗是在20℃環境溫度下進行的,實際使用時受環境溫度變化的影響.環境溫度越高,熔斷體的工作溫度就越高,其壽命也就越短.相反,在較低的溫度下運行將延長熔斷體的壽命. 
(8) 在配電線路中,一般要求前一級熔體比后一級熔體的額定電流大2~3倍,以防止發生越級動作而擴大故障停電范圍. 
2．熔斷器的選擇 
(1)UN熔斷器≥UN線路. 
(2)I N熔斷器≥IN 線路. 
(3)熔斷器的最大分斷能力應大于被保護線路上的最大短路電流. 


十二．無功補償電容器的選擇 
           補償后 
補償前COSφ1 補償到COSφ2時,每千瓦負荷所需電容器的千乏數 
0.80 0.84 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 1.00 
COSφ1=0.30 2.42 2.52 2.65 2.70 2.76 2.82 2.89 3.18 
COSφ1=0.40 1.54 1.65 1.76 1.81 1.87 1.93 2.00 2.29 
COSφ1=0.50 0.98 1.09 1.20 1.25 1.31 1.37 1.44 1.73 
COSφ1=0.54 0.81 0.92 1.02 1.08 1.14 1.20 1.27 1.56 
COSφ1=0.60 0.58 0.69 0.80 0.85 0.91 0.97 1.04 1.33 
COSφ1=0.64 0.45 0.56 0.67 0.72 0.78 0.84 0.91 1.20 
COSφ1=0.70 0.27 0.38 0.49 0.54 0.60 0.66 0.73 1.02 
COSφ1=0.74 0.16 0.26 0.37 0.43 0.48 0.55 0.62 0.91 
COSφ1=0.76 0.11 0.21 0.32 0.37 0.43 0.50 0.56 0.86 
COSφ1=0.80 ---- 0.10 0.21 0.27 0.33 0.39 0.46 0.75 
COSφ1=0.86 ---- ---- 0.06 0.11 0.17 0.23 0.30 0.59 

十三．變頻器(NIO1)的選擇 
1． 恒轉矩和風機水泵類選型區別: 
(1)恒轉矩類:負載具有恒轉矩特性,需要電機提供與速度基本無關的轉矩——轉速特性,即在不同的轉速時轉矩不變.如起重機、輸送帶、臺車、機床等. 
(2)風機、水泵類:負載具有在低速下轉矩減低的特性,以風機、泵類為代表的平方減轉矩負載,在低速下負載轉矩非常小,用變頻器運轉可達到節能的要求,比調節擋板、閥門可節能40%~50%.但速度提高到工頻以上時,所需功率急劇增加,有時超過電機、變頻器的容量,所以不要輕易提高頻率,此時請選用大容量的變頻器. 
2．選用變頻器規格時需注意的問題: 
一般情下,同規格的電動機匹配相同規格的變頻器即可滿足需要.但在某些情況下,用戶要按實際情況選用變頻器,這樣才能使您的整個系統更加安全可靠的工作. 
(1) NIO1系列通用變頻器是針對4極電機的電流值和各參數能滿足運轉進行設計制造的,當電機不是4極時(如8極、10極或多極),就不能僅以電機的功率來選擇變頻器的容量,必須用電流來校核. 
(2) 繞線電機與通用籠形電機相比,容易發生諧波電流引起的過電流跳閘,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器. 
(3) 對于壓縮機、振動機等具有轉矩波動的負載,以及像油壓泵等具有峰值負荷的負載,如果按照電機的額定電流決定變頻器的話,有可能發生因峰值電流保護動作等意外現象.因此,應檢查工頻運行時的電流波形,選用比其最大電流更大額定輸出電流的變頻器. 
(4) 對于羅茨鼓風機多用于污水處理場的排氣槽,因其輸出壓力基本一定,轉矩特性近似為恒轉矩特性.在20%額定速度范圍內,轉矩特性不可調節.所以在選用變頻器時,其額定容量的選擇比電機額定功率大20%,速度調節在額定速度20%以上進行. 
(5) 對于深井水泵中的電機具有特殊構造,與相同規格的通用電動機相比額定電流較大.選用變頻器時,要使電動機的額定電流在變頻器的額定電流以內(即考慮選用大一級的變頻器). 
(6) 對于轉動慣量較大(如離心機),需要較大的加速轉矩,并且加速時間長.因此,為了使加速中變頻器的過載保護不發生動作,應選擇加速時電動機的電流在變頻器額定電流以內. 
(7) 當單臺變頻器帶多臺電機同時運行時,必須保證變頻器的功率大于多臺電機同時運行的總功率. 
(8) 當單臺變頻器帶多臺電機切換運行時,必須保證變頻器的功率不小于投入運行電機的總功率. 

十四．交流穩壓器的選擇 
選型方法 
(1) 一般情況下,交流穩壓器的負載功率因素(COSФ)為0.8時,即實際對外輸出功率為額定容量的80%. 
(2) 感性容性負載環境下,選型時還應考慮負載的啟動電流較大,對穩壓器有沖擊影響,如何選型具體詳見下表. 
選型安全使用系數 
負載性質 設備類型 負載單元 安全系數 選擇穩壓器容量 
SBW系列 SVC系列 SBW系列 SVC系列 
純阻性負載 電阻絲、電爐類設備 無要求 1 1.5 ≥負載功率 ≥1.5倍負載功率 
感性負載 電梯、空調、電動機類設備 設備數量少,每臺功率大 2 3 ≥2倍負載功率 ≥3倍負載功率 
設備數量多,每臺功率小 2.5 ≥2.5倍負載功率` 
容性負數 微機機房、廣播電視等 設備數量少,每臺功率大 1.5 2 ≥1.5倍負載功率 ≥2倍負載功率 
設備數量多,每臺功率小 1.5 ≥1.5倍負載功率 
綜合性負載 工廠、賓館總配電及家具電器照明等 以最大感性負載來確定 感性負載的2倍加其它負載 感性負載的3倍加其它負載 ≥2倍感性負載功率+其它負載 ≥3倍感性負載功率+其它負載 
注:選用的穩壓器容量(kVA)=負載功率(kW)×安全系數 

十五．額定剩余動作電流(漏電動作電流)I△n的選擇 
1．額定剩余動作電流I△n的選擇 
單機配用時I△n>4IX; 
分支路配用時I△n>2.5IX,同時還要滿足最大一臺電動機運行時I△n>4IX(此IX按電動機運行時的值取); 
主干線或全網配用時I△n>2.IX. 
以上各式中:I△n-—額定剩余動作電流mA; 
            IX  —線路或電動機實測或是經驗值的泄漏電流mA;. 
2. 額定剩余不動作電流I△no的值: 
            I△no=1/2 I△n 
3． 剩余電流動作繼電器I△n的值: 
目前剩余電流動作繼電器(電磁式)I△n的值有100mA、200mA和500mA幾種.能引燃起火的電弧電流通常在500mA以上.單就預防電氣火災而言,取I△n為500mA,I△no為250mA為宜. 
4．級間保護配合的動作電流和動作時間: 
動作電流和動作時間的選擇應考慮上下級保護的協調配合.從選擇性、可靠性出發,按分級保護,下級與上級應有選擇性的原則來設計.動作電流和動作時間應符合下列規定: 
(1)    I△n1>K I△n2 
(2)    tF >tFD 
式中: 
     I△n1——上一級的額定剩余動作電流mA; 
     I△n2——下一級的額定剩余動作電流mA; 
       K—可靠系數取2; 
     tF——上一級的可反回時間s; 
tFD——下一級的可反回時間s. 
在正常情況下,按上述式子選擇各級剩余動作電流和動作時間,一般不會引起誤動作. 


十六．二極和四極開關中N極型式的選用 
1． 電源進線開關中性線的隔離不是為了防三相回路內中性線過流或這種過流引起的人身電擊危險,而是為了消除沿中性線導入的故障電位對電氣檢修人員的電擊危險. 
2． 為減少三相回路“斷零”事故的發生,應盡量避免在中性線上裝設不必要的開關觸頭,即在保證電氣檢修安全條件下,盡量少裝用四極開關. 
3． 不論建筑物內有無總等電位聯結,TT系統電源進線開關應實現中性線和相線的同時隔離,但對于有總等電位聯結的TN—S系統和TN—C—S系統建筑物電氣裝置無此需要. 
4． TT系統內的RCD(剩余電流動作保護裝置)應能同時斷開相線和中性線,以防發生兩個故障時引起電擊事故,但對于TN系統內的RCD沒有此要求. 
5． 不論為何種接地系統,單相電源進線開關都應能同時斷開相線和中性線. 

十七．高原地區低壓電器設備及低壓熔斷器的選擇 
1． 低壓電器設備 
根據科研部門的調查研究,對于現有普通型低壓電器在高原地區的使用如下: 
(1) 溫度.現有的一般低壓電器產品,使用于高原地區時其動、靜觸頭,導電體以及線圈等部分的溫升隨海拔高度的增加而遞增,其溫升遞增率為海拔每升高100m,溫升增加0.1~0.5℃,但大多數產品均小于0.4℃.而高原地區氣溫隨海拔的增加而降低,其遞減率為海拔每升高100m,氣溫降低0.5℃.所以氣溫降低足夠補償由海拔升高對電器溫升的影響,因此低壓電器的額定電流值可以保持不變.對于連續工作的發熱量大的電器,可適當降低電流等級使用. 
(2) 絕緣耐壓.由于普通型低壓電器在海拔2500 m時仍有60%的耐壓裕度,而且通過國產常用的繼電器與轉換開關等的試驗表明,在海拔4000 m及以下地區,均可在其額定電壓下正常運行. 
(3) 動作特性.海拔升高時雙金屬片熱繼電器和熔斷器的動作特性有少許變化,但在海拔4000 m以下時,均在其技術條件規定的特性曲線帶范圍內.國產常用熱繼電器的動作穩定性較好,其動作時間隨海拔升高有顯著縮短,根據不同的型號,分別為正常動作時間的40%~70%.但可在現場調節電流整定值,使其動作特性滿足要求. 
2． 低壓熔斷器 
經過研究,發現對于熔斷器來說,通過對其非線性的環境溫度對時間-電流特性曲線研究表明,熔體的載流能力在同樣的較小的過載電流倍數情況下(即輕過載),熔斷時間隨環境溫度減小而增加.在20%以下時,變化的程度則更大:而在同樣的較大的過載電流倍數情況下(即短路保護時),熔斷時間隨環境溫度的變化可不作考慮.因此,在高原地區使用熔斷器開關作為配電線路的過載與短路保護時,其上下級之間的選擇性應特別加以考慮.在采用低壓斷路器時,應留有一定的余量.由此可見,熔斷器與斷路器比較時,其在高原的使用環境下可靠性和保護特性更為理想.