Kuidas valida kaitselüliteid?

Kaitselülitite valikul tuleks valida kasutuskategooria vastavalt konkreetsetele kasutustingimustele ning valida sellised parameetrid nagu nimitööpinge, nimivool ja väljalülitusseadme seadistusvool. Kaitseomadused tuleks valida tootenäidistega antud kaitsekarakteristiku kõvera alusel ning kontrollida lühiseomadusi ja tundlikkuse koefitsienti. Kaitselülitite klassifikatsioon (1) Raami kaitselüliti (ACB)

Raami kaitselüliti, tuntud ka kui universaalne kaitselüliti, kõik selle osad on paigaldatud isoleeritud metallraami sisse, mis on tavaliselt avatud ja mida saab varustada erinevate tarvikutega. Kontakte ja osi on mugav vahetada ning seda kasutatakse sageli toiteallika pealülitis. Ülevooluvabastus hõlmab elektromagnetilist, elektroonilist ja intelligentset vabastust. Kaitselülitil on neljaastmeline kaitse pika viivituse, lühikese viivituse, hetke- ja maandusvea jaoks ning iga kaitse seadistusväärtust reguleeritakse teatud vahemikus vastavalt selle kesta raami klassile.

     (2) vormitud korpuse kaitselüliti (MCCB)

Vormitud korpuse kaitselülitit nimetatakse ka seadme kaitselülitiks ning maandusjuhtme klemmi välimine kontakt, kaare kustutuskamber, vabastus ja töömehhanism on kõik paigaldatud plastkorpusesse. Abikontaktid, alapingevabastus ja šundivabastus on enamasti modulaarsed ning struktuur on väga kompaktne. Üldjuhul hooldust ei arvestata, seega sobivad need harukaitselülititeks. Valatud korpusega kaitselülitid sisaldavad tavaliselt termomagnetilisi väljalülitusseadmeid, samas kui suuremõõtmelised vormitud korpusega kaitselülitid on varustatud pooljuht-väljalülitusanduritega.

Valatud korpusega kaitselülitite jaoks on kahte tüüpi liigvoolu väljalülitusseadmeid: elektromagnetilised ja elektroonilised. Üldiselt on elektromagnetilise vormitud korpusega kaitselülitid mitteselektiivsed kaitselülitid, millel on ainult kaks kaitserežiimi: pikk viivitus ja hetkeline. Elektroonilisel vormitud korpuse kaitselülitil on neli kaitsefunktsiooni: pikk viivitus, lühike viivitus, hetkeline ja maandusviga. Mõnedel uutel elektrooniliste vormitud korpuse kaitselülitite toodetel on ka piirkondlik selektiivne blokeerimisfunktsioon.  

Valatud korpusega kaitselüliteid kasutatakse üldiselt jaotussööturite, väikeste jaotustrafode madalpingepoolsete väljuvate liinide pealüliti, elektrijaotusklemmide juhtimiseks ja ka erinevate tootmismasinate toitelülitite juhtimiseks ja kaitsmiseks.

Raamkaitselüliti sobib AC 50Hz, nimipinge 380V, 660V ja nimivool 200A-6300A jaotusvõrku. Seda kasutatakse peamiselt elektrienergia jaotamiseks ning liinide ja toiteseadmete kaitsmiseks ülekoormuse, alapinge, lühise, ühefaasilise maanduse ja muude rikete eest. Kaitselülitil on erinevad intelligentsed kaitsefunktsioonid ja see võib saavutada selektiivse kaitse. Tavatingimustes saab seda kasutada liinide harvaks vahetamiseks. Alla 1250A kaitselüliteid saab kasutada mootori kaitsmiseks ülekoormuse ja lühise eest võrgus vahelduvpingega 50Hz ja 380V.

Raam-tüüpi kaitselüliteid kasutatakse sageli ka peaväljundi lülitites, siini kontaktlülitites, suure võimsusega toitelülitites ja suuremahulistes mootori juhtlülitites trafo 400 V küljel.

(3) Miniatuurne kaitselüliti (MCB)

Miniatuurne kaitselüliti on elektriterminali jaotusseadmete ehitamisel üks enim kasutatavaid terminalikaitseseadmeid. Seda kasutatakse lühise-, ülekoormuse- ja ülepingekaitseks ühe- ja kolmefaasilistel pingetel alla 125A, sealhulgas unipolaarne 1P, bipolaarne 2P, tripolaarne 3P ja kvadrupool 4P.

Miniatuurne kaitselüliti koosneb töömehhanismist, kontaktidest, kaitseseadmetest (erinevad väljalülitusseadmed) ja kaare kustutussüsteemist. Selle põhikontakt on käsitsi juhitav või elektriliselt suletud. Pärast põhikontakti sulgemist lukustab vabakäivitusmehhanism põhikontakti sulgemisasendisse. Ülevooluvabastuse mähis ja termovabasti termoelement on ühendatud põhiahelaga järjestikku ning alapingevabasti mähis on ühendatud paralleelselt toiteallikaga.

Tsiviilhoonete elektriprojektis kasutatakse miniatuurseid kaitselüliteid peamiselt ülekoormuse, lühise, liigvoolu, pingekadu, alapinge, maanduse, lekke, kahe toiteallika automaatse lülitamise ning mootorite kaitsmise ja töötamise korral, kui neid sageli ei käivitata.

Kaitselüliti põhilised iseloomulikud parameetrid

(1) nimitööpinge Ue

Nimitööpinge viitab kaitselüliti nimipingele, mis võib kindlaksmääratud tavalistes kasutus- ja töötingimustes pidevalt töötada.

Hiinas on maksimaalne tööpinge 1,15 korda suurem süsteemi nimipingest pingetasemel 220 kV ja alla selle. Pinge tase 330 kV ja üle selle on 1,1 korda kõrgeima tööpinge nimipingest. Kaitselüliti suudab hoida isolatsiooni süsteemi kõrgeima tööpinge all ning seda saab sulgeda ja avada vastavalt määratud tingimustele.

(2) Nimivool In

Nimivool viitab voolule, mida vabastus võib ümbritseva keskkonna tingimustes pikka aega läbida

temperatuur on alla 40 ℃. Reguleeritava vabastusega kaitselüliti puhul on see maksimaalne vool, mida vabastus võib pikka aega läbida.

Kui ümbritseva õhu temperatuur ületab 40 ℃, kuid mitte üle 60 ℃, on lubatud pikka aega töötada vähendatud koormusega.

(3) Ülekoormuse vabastuse praegune seadistusväärtus Ir

Vool ületab väljalülituse voolu seadistusväärtust Ir ja kaitselüliti rakendub õigeaegselt. See tähistab ka maksimaalset voolu, mida kaitselüliti suudab vastu pidada ilma väljalülitumata. See väärtus peab olema suurem kui maksimaalne koormusvool Ib, kuid väiksem kui liini lubatud maksimaalne vool Iz.

Termilise väljalülitusrelee Ir-i saab tavaliselt reguleerida vahemikus 0,7–1,0 tolli, kuid elektroonikaseadmete kasutamisel on selle reguleerimisvahemik suurem, tavaliselt 0,4–1,0 tolli. Mittereguleeritava liigvoolu väljalülitusreleega varustatud kaitselülitite puhul on Ir=In.

(4) Lühise väljalülitusvoolu seadistusväärtus Im

Lühise väljalülitusreleed (hetkeline või lühiajaline viivitus) kasutatakse kaitselüliti kiireks väljalülitamiseks, kui ilmneb kõrge rikkevoolu väärtus ja selle väljalülituslävi on Im.

(5) nominaalne lühiajaline taluvusvool Icw

Viitab praegusele väärtusele, mis on lubatud kokkulepitud aja jooksul läbida. Voolu väärtus läbib juhet kokkulepitud aja jooksul ja juht ei saa ülekuumenemise tõttu kahjustada.

(6) purunemisvõime

Kaitselüliti katkestusvõime viitab kaitselüliti võimele ohutult katkestada rikkevool, mis ei pruugi olla seotud selle nimivooluga. Varem on olemas 36KA, 50KA ja muud spetsifikatsioonid. Üldjuhul jaguneb see lühise katkestusvõimsuseks Icu ja jooksvaks lühise katkestusvõimsuseks Ics.

Kaitselülitite valiku üldpõhimõtted

Esiteks valitakse kaitselüliti tüüp ja pooluste arv vastavalt eesmärgile; Valige kaitselüliti nimivool vastavalt maksimaalsele töövoolule; Valige väljalaske tüüp ning tarvikute tüübid ja spetsifikatsioonid vastavalt vajadusele. Konkreetsed nõuded on järgmised.

1) Kaitselüliti nimitööpinge on suurem või võrdne liini nimipingega.

2) Kaitselüliti nominaalne lühise sisse- ja väljalülitusvõimsus on suurem või võrdne liini arvutamise koormusvooluga.

3) Kaitselüliti nominaalne lühise sisse- ja väljalülitusvõimsus on suurem või võrdne liinis esineda võiva maksimaalse lühisevooluga (üldiselt arvutatakse efektiivse väärtuse järgi).  

4) Üksikfaas-maa lühisvool liini lõpus on ≥1,25 korda suurem kui kaitselüliti hetkeline (või lühiajaline) väljalülitusvool.

5) Kaitselüliti alapingevabastuse nimipinge on võrdne liini nimipingega.

6) Kaitselüliti šundivabastuse nimipinge on võrdne juhttoitepingega.

7) Elektriülekandemehhanismi nimitööpinge on võrdne juhttoitepingega.  

8) Kui kaitselülitit kasutatakse valgustusahelas, on elektromagnetilise vabastuse hetkeline seadistusvool üldjuhul 6 korda suurem koormusvoolust.  

9) Kui ühe mootori lühisekaitsena kasutatakse kaitselülitit, on hetkväljalülituse seadistusvool 1,35-kordne (DW-seeria kaitselüliti) või 1,7-kordne (DZ-seeria kaitselüliti) mootori käivitusvoolust.  

10) Kui kaitselülitit kasutatakse mitme mootori lühisekaitsena, on hetkelise vabastuse seadistusvool 1,3 korda suurem suurima mootori käivitusvoolust pluss ülejäänud mootorite töövool.

11) Kui kaitselülitit kasutatakse jaotustrafo madalpinge poolel pealülitina, peaks selle katkestusvõime olema suurem kui trafo madalpinge külje lühisvoolu väärtus, vabastuse nimivool ei tohiks olla väiksem kui trafo nimivool ja lühiskaitse seadistusvool on tavaliselt trafo nimivoolust 6-10 korda suurem; Ülekoormuskaitse seadistusvool on võrdne trafo nimivooluga.

12) Pärast kaitselüliti tüübi ja astme esialgset valimist on vaja teha koostööd ülemiste ja alumiste lülitite kaitseomadustega, et vältida hüppelist komistamist ja laiendada õnnetuste ulatust.

Kaitselüliti selektiivsus

Elektrijaotussüsteemis kasutatavad kaitselülitid võib vastavalt nende kaitsevõimele jagada selektiivseteks ja mitteselektiivseteks. Selektiivseid madalpingekaitselüliteid on kahte tüüpi: kaheastmeline ja kolmeastmeline kaitse. Nende hulgas on hetkomadused ja lühikese viivitusega karakteristikud sobivad lühise toimimiseks, pika viivitusega karakteristikud aga ülekoormuskaitseks. Mitteselektiivsed kaitselülitid on üldiselt hetkelised ja neid kasutatakse ainult lühisekaitseks. Mõned neist on pika viivitusega toimingud, mida kasutatakse ainult koormuse kaitseks. Toitejaotussüsteemis, kui ülemise astme kaitselüliti kasutab selektiivset kaitselülitit ja madalama astme kaitselüliti mitteselektiivset kaitselülitit või selektiivset kaitselülitit, kasutatakse selektiivsuse saavutamiseks peamiselt viivituse või lühiajalise vabastamise viivitusaja erinevust. Järgmisel kõrgemal tasemel kaitselüliti viivitustoimingu läbimisel pöörake tähelepanu järgmistele probleemidele.

1) Olenemata sellest, kas järgmiseks astmeks on selektiiv- või mitteselektiivne kaitselüliti, ei tohi eelmise astme kaitselüliti hetkelise liigvooluvabastuse seadistusvool olla üldjuhul väiksem kui 1,1-kordne maksimaalsest kolmefaasilisest lühisvoolust järgmise astme kaitselüliti väljalaskeotsas.

2) Kui järgmiseks astmeks on mitteselektiivne kaitselüliti, siis selleks, et vältida lühisvoolu tekkimist järgmise astme kaitselülitiga kaitstud vooluringis, ei piisa selle astme hetkelise toime tundlikkusest, nii et eelmise astme lühiajaline liigvooluvabastus toimib esimesena ja kaotab selektiivsuse. Üldjuhul ei ole ülemise astme kaitselüliti lühiviivitusega liigvooluvabastuse seadistusvool väiksem kui 1,2 korda suurem kui alumise taseme hetkelise liigvooluvabastuse seadistusvool.

3) Kui järgmisel astmel on ka selektiivkaitse, siis selektiivsuse tagamiseks on järgmise astme kaitselüliti lühiviivitusaeg vähemalt 0,1 s pikem kui järgmise astme kaitselüliti oma. Üldiselt, et tagada selektiivne toimimine ülemise ja alumise madalpingekaitselüliti vahel, peaks ülemise taseme kaitselüliti valima liigvoolu

Lühikese viivitusega vabastus ja selle toimevool peaks olema rohkem kui ühe taseme kõrgem kui madalama taseme liigvooluvabastuse oma ning vähemalt ülemise astme kaitselüliti toimevool Iop.1 ei tohiks olla väiksem kui 1,2 korda madalam voolukaitselüliti omast, see tähendab, iop1 ≥ 1,2 iop.2.

Kaitselüliti kaskaadkaitse

Elektrijaotussüsteemi projekteerimisel peab kaitselülitite ülemise ja alumise astme valikuline koostöö olema "selektiivsus, kiirus ja tundlikkus".

Selektiivsus on seotud ülemise ja alumise kaitselüliti koostööga, kiirus ja tundlikkus aga vastavalt kaitseseadmete omaduste ja liini töörežiimiga.

Kui ülemine ja alumine kaitselülitid on õigesti sobitatud, saab tõrkeahela valikuliselt eemaldada, et tagada teiste jaotussüsteemi tõrkevabade vooluahelate normaalne töö. Vastasel juhul mõjutab see jaotussüsteemi töökindlust.

Kaskaadkaitse on kaitselülitite voolu piiravate omaduste konkreetne rakendus. Selle peamine põhimõte on kasutada paremate kaitselülitite voolu piiravat funktsiooni, et valida väiksema kaitselülitid, et vähendada kulusid ja säästa kulusid.

Suurepärane voolupiirav kaitselüliti QF1 võib oma paigalduskohas katkestada maksimaalse eeldatava lühisevoolu. Kuna ülemised ja alluvad kaitselülitid paigaldatakse elektrijaotussüsteemi järjestikku, siis kui madalama taseme kaitselüliti QF2 väljundis tekib lühis, on lühisevoolu tegelik väärtus kõrgeima kaitselüliti QF1 voolu piirava toime tõttu palju väiksem kui seal oodatav lühisvool. See tähendab, et madalama taseme kaitselüliti QF2 katkestusvõimet suurendab oluliselt parem kaitselüliti QF1, mis ületab selle nimivõimsuse. Sellisel kaskaadkaitsel on ka teatud tingimused, näiteks see, et külgnevatel ahelatel ei tohi olla olulisi koormusi (sest kui QF1 lülitub välja, kaob ka QF3 vooluahel) ja samal ajal peaksid QF1 ja QF2 hetkeseadistusväärtused olema korralikult sobitatud. Kaskaadiandmeid saab määrata ainult katsetega ning ülemise ja alumise kaitselüliti sobiva valiku saab määrata ainult kaitselüliti tootja.

Kaitselüliti tundlikkus

Tagamaks, et kaitselüliti hetkeline või lühiajaline liigvooluvabastus saaks usaldusväärselt töötada, kui selle kaitsevahemikus süsteemi minimaalsel töörežiimil ilmneb vähimgi lühisrike. Kaitselüliti kaitse tundlikkus peab vastama madalpinge jaotuse projekteerimise koodeksi (CB50054-95) nõudele, et selle tundlikkus ei tohi olla väiksem kui 1,3, st Sp=lk.min/Iop≥1,3. Kui lop on hetkelise või lühiajalise ülevooluvabastuse toimevool, siis Ik.Min on ühefaasiline lühisvool või kahefaasiline lühisvool liini otsas, mis on kaitstud kaitselülitiga süsteemi minimaalsel töörežiimil ja Sp on kaitselüliti tundlikkus.

Kaitselülitit valides tuleks tähelepanu pöörata ka selle tundlikkuse kontrollimisele. Selektiivse kaitselüliti puhul, millel on nii lühiviivitus kui ka hetkeline liigvooluvabastus, tuleb kontrollida ainult lühiajalise ülevooluvabastuse toimetundlikkust ja hetkelise liigvooluvabastuse toimetundlikkust ei ole vaja kontrollida.

Kaitselüliti vabastuse valik ja seadistamine

(1) Hetkelise liigvoolu vabastuse tegevusvoolu seadistamine

Kaitselülitiga kaitstud objektide hulgas on elektriseadmeid, mis toodavad käivitusprotsessis lühikese aja jooksul kõrget tippvoolu, mis ületab nimivoolu, pannes seega kaitselüliti kandma lühikese aja jooksul suurt tippvoolu. Hetkelise liigvooluvabastuse tegevusvool lop(o) peab vältima liini tippvoolu Ipk,

see tähendab, et IOP (o) ≥ krel ipk. Kus Krel on usaldusväärsuse koefitsient. Kaitselüliti valikul tuleb tähelepanu pöörata kaitselüliti hetkelise liigvooluvabastuse tippvoolu vältimisele, et vältida kaitselüliti valesti töötamist.

(2) Lühiajalise viivitusega liigvoolu vabastamise töövoolu ja tegevusaja seadistamine.

Lühikese viivitusega liigvoolu vabastuse tegevusvool lop(id) peaks vältima ka liini tippvoolu Ipk, st IOP (s) ≥ krel ipk. Kus Krel on usaldusväärsuse koefitsient. Lühiajalise viivitusega liigvooluvabastuse toimeaeg jaguneb üldiselt kolme tüüpi: 0,2s, 0,4s ja 0,6s. See määratakse vastavalt esi- ja tagakaitseseadiste kaitseselektiivsusele ning esimese kaitse toimeaeg peaks olema ajavahe võrra pikem kui teise kaitse oma.

(3) Pika viivitusega liigvoolu vabastamise töövoolu ja tegevusaja seadistamine.

Pika viivitusega liigvooluvabastust kasutatakse peamiselt ülekoormuse kaitsmiseks, seega peab selle toimevool Iop(l) vältima ainult liini maksimaalset koormusvoolu, st arvestuslikku voolu I30, st IOP (L) ≥ Krel I30. Kus Krel on usaldusväärsuse koefitsient. Pika viivitusega liigvoolu vabastamise toimimisaeg peaks vältima lühiajalist ülekoormust, et mitte põhjustada madalpinge kaitselüliti valesti töötamist.

(4) Sobivusnõuded liigvooluvabastuse tegevusvoolu ja kaitstud liini vahel.

Vältimaks isoleeritud kaabli ülekuumenemist, kahjustusi või isegi ülekoormusest või lühisest põhjustatud tulekahju ning kaitselüliti ei rakenduks, peab kaitselüliti liigvooluvabastuse tegevusvool lop vastama valemi nõuetele ja lop≤Kol·Ial. kus Ial on isoleeritud kaabli lubatud voolutugevus; Kol on isoleeritud kaabli lubatud lühiajaline ülekoormuskoefitsient ja see on üldiselt 4,5 hetkelise ja lühiajalise ülevooluvabastuse korral; Pika viivitusega liigvooluvabastuse korral võtke lühisekaitseks 1,1 ja ainult koormuse kaitseks 1. Kui ülaltoodud sobitusnõuded ei ole täidetud, tuleks vabastuse töövool uuesti valida või juhtme või kaabli ristlõikepindala vastavalt suurendada.