2.4 隔离器、隔离开关、熔断器组合电器
2.4.1 概述
1 产品定义
根据GB/T 2900.18-2008《电工术语 低压电器》,产品定义如下:
1)(机械)开关:指在正常条件下(包括规定的过载工作条件),能够接通、承载和分断电流,并在规定的非正常电路条件下(例如短路),能在规定时间内承载电流的一种机械开关电器。开关可以接通但不能分断短路电流。
2)隔离器:指在断开状态下能符合规定的隔离功能要求的机械开关电器。如分断或接通的电流可忽略,或(在分断或接通电流时)隔离器每个极的两端的电压不发生显著变化,隔离器可以将电路断开或闭合。它能承载正常电路条件下的电流,也能在一个规定的时间内承载非正常电路条件下的电流(例如短路电流)。
3)隔离开关:指在断开状态下能符合隔离器的隔离要求的开关。断开指由于电器的断开,而使电路内电流被截止的操作过程。
4)隔离器和隔离开关功能的差别是:隔离开关具有隔离器的功能,并在正常条件下(包括规定的过载工作条件),能够接通、承载和分断电流。而隔离器在分断或接通的电流可忽略时,可以将电路断开或闭合。在工程设计中,把disconnector(隔离器)、switch-disconnector(隔离开关)均翻译为隔离开关。根据GB/T 2900.18-2008《电工术语 低压电器》应按隔离器(disconnector)和隔离开关(switch-disconnector)分开来称谓。
5)开关、隔离器、隔离开关与熔断器组装在同一单元组成熔断器组合电器:熔断器组合电器是对熔断器开关电器的总称。其定义为:
①开关熔断器组:开关的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器。同义词:负荷开关。
②隔离器熔断器组:隔离器的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器。同义词:带熔断器的隔离器。
③隔离开关熔断器组:隔离开关的一极或多极与熔断器串联构成的组合电器。
④熔断器式开关:用熔断体或带有熔断体载熔件作为动触头的一种开关。同义词:熔断器式刀开关。
⑤熔断器式隔离器:用熔断体或带有熔断体载熔件作为动触头的一种隔离器。
⑥熔断器式隔离开关:用熔断体或带有熔断体载熔件作为动触头的一种隔离开关。
2 图形符号
根据GB/T 4728.7-2008《电气简图用图形符号第7部分:开关、控制和保护器件》开关、隔离器、隔离开关、开关熔断器组、隔离器熔断器组、隔离开关熔断器组、熔断器式开关、熔断器式隔离器及熔断器式隔离开关的图形符号表示的定义概要见表2.4.1。
3 基本组成
隔离器、隔离开关通常由绝缘底座、刀形动触头、静触头、灭弧装置和操作机构组成。只作隔离电源用的则不需要灭弧装置。
4 主要用途
隔离器、隔离开关用于维护、测试和检修设备需断开电源的场所。
熔断器式开关、开关熔断器组、熔断器式隔离器、隔离器熔断器组、熔断器式隔离开关及隔离开关熔断器组用于维护、测试和检修设备需断开电源的场所并作线路及负荷的保护。
2.4.2 产品分类与基本特点
1 电器型式
1)极数:隔离器、隔离开关按极数分为1,2,3,4极。
2)电流种类:隔离器、隔离开关的电流种类分为交流或直流。
2 主电路的额定值
1)标称电压
①交流系统中产品的标称电压为:220/380V及380/660V。
②直流系统中产品的标称电压为:110V、220V及440V。
2)电流
①约定自由空气发热电流是不封闭电器在无通风条件下用于温升试验的电流值。
②约定封闭发热电流由制造厂规定,用它来对安装在规定外壳中的电器进行温升试验。
③额定工作电流见制造厂规定,额定工作电流由额定工作电压、额定频率、额定工作制、使用类别和外壳防护的型式确定。额定工作电流见制造厂样本。
④额定不间断电流由制造厂规定,是电器在不间断工作制条件所长期承载的电流。
3)额定频率是用于设计电器且与其他特性值有关的电源频率。国内产品为50(60)Hz。
3 灭弧介质分为空气、真空、油等。
4 操动方式分为:有关人力操作、无关人力操作、半无关人力操作及贮能操作。闭合操作方式可与断开操作方式不同。
1)有关人力操作指完全靠直接施加人力的一种操作,操作速度和操作力与操作者的动作有关。也称作直接人力操作。
2)无关人力操作指能源来源于人力、并在一次连续操作中贮存和释放能量的一种贮能操作,操作速度和操作力与操作者的动作无关。也称作人力储能操作。
3)半无关人力操作指完全靠直接施加达到某一阀值的人力的一种操作,所施人力超过阀值时,除非操作者故意延迟,否则将完成无关通断操作。
4)贮能操作指利用操作前贮存于机构本身内的、并且在预定条件下足以完成操作的能量所进行的一种操作。贮能方式分为弹簧、重物等;能量来源分为人力、电力等;能量释放方式分为人力、电力等。例如电动机贮能操动。
2.4.3 产品主要性能指标
1 正常工作条件
1)周围空气温度:周围空气温度上限不超过+40℃。周围空气温度24h的平均温度不超过+35℃。周围空气温度下限一般不低于-5℃。
2)海拔:安装地点的海拔高度不超过2000m。
3)大气条件:大气相对湿度在周围空气温度为+40℃时不超过50%;在较低温度下可以有较高的相对湿度;最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为+25℃,并考虑到因温度变化发生在产品表面上的凝露。
4)周围环境的污染等级是根据出现导电的或吸湿的尘埃、游离气体或盐类,相对湿度的大小,以及由于吸湿或凝露导致表面电阻率下降事件发生的频度,而对环境条件作出的分级。污染等级分为四级,即1,2,3,4。产品通常推荐考虑污染等级2。
①污染等级1指无污染或仅有干燥的非导电性的污染。
②污染等级2指一般情况仅有非导电性污染,但是必须考虑到偶然由于凝露造成短暂的导电性。
③污染等级3指有导电性污染,或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的。
④污染等级4指造成持久性的导电性污染,例如由于导电尘埃或雨雪所造成的污染。
2 使用类别
各使用类别所规定的预定用途见表2.4.3。
注:1 a在美国不允许使用这类使用类别。
2 经常操作加尾标类别符号A;不经常操作尾标类别符号B表示。
3 安装类别
对于安装在绝缘得到配合的低压系统中的电器或设备,根据它的对地额定绝缘电压相应地规定了它的对地冲击耐受电压峰值也就规定了它的安装类别,亦叫过电压类别。安装类别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。隔离器、开关、隔离开关及熔断器组合电器的安装类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。
1)安装类别Ⅰ(信号水平级)指安装在系统线路末端的特殊设备或部件,例如低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器。
2)安装类别Ⅱ(负载水平级)指安装在安装类别Ⅰ前面和安装类别Ⅲ后面的电器设备或部件,例如控制和通断电动机的电器,螺线管电磁阀,耗能电器(电灯、电热器),通过变压器的主令和控制电路电器。
3)安装类别Ⅲ(配电及控制水平级)指安装在安装类别Ⅱ前面和安装类别Ⅳ后面的电器设备或部件,例如直接联接至配电干线装入配电箱的电器。
4)安装类别Ⅳ(电源水平级)指安装在安装类别Ⅲ前面的电器,例如安装在电源进线处的电器。
4 防护等级分类:见GB 4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》。
2.4.4 产品选用要点
1 额定工作电压在多相电路指相间电压。产品的额定电压应与所在回路标称电压相适应。
2 额定工作电流由制造厂规定,其值的确定应考虑到额定工作电压,额定频率的额定工作制,使用类别和防护外壳型式。产品的额定电流不应小于所在回路的计算电流。
3 产品的额定频率应与所在回路的频率相适应。
4 产品的工作环境要求满足所在场所的环境条件,若产品的工作环境与所在场所的环境条件不符,应按照GB/T 4797.2-2005《电工电子产品自然环境条件海拔与气压、水深和水压》的规定调整参数。
5 额定绝缘电压与介电性能试验、爬电距离等有关,在任何情况下最大额定工作电压不应超过额定绝缘电压。
6 额定冲击耐受电压应大于或等于该电器所处系统中所规定的最大过电压峰值。
7 八小时工作制是一个基本工作制,通常约定发热电流就是以这种基本工作制来确定的。
8 不间断工作制由于触头氧化和尘埃累积会导致发热恶性循环,电器用于不间断工作制时可以通过采用特殊设计(例如采用银触头)或者降容。产品的额定不间断电流不应小于所在回路的计算电流。
9 额定短时耐受电流(Icw)是制造厂规定的短时间内产品所能承受而不损坏的电流值。产品应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。
10 额定短路接通能力是在产品标准或制造厂规定的电压、额定频率以及一定的功率因数(或时间常数)下电器能够接通的短路电流值,用最大预期短路电流峰值表示。
11 额定短路分断能力(Icn)是在产品标准或制造厂规定的电压,额定频率,以及一定的功率因数(或时间常数)下电器能够分断的短路电流值,用预期分断电流值表示(对于交流用交流分量的有效值表示)。用于断开短路电流的产品,应满足短路条件下的通断能力。
12 额定限制短路电流是对于本身不能分断短路电流的电器,需要时,制造厂必须指定适当型号的短路保护电器加以保护,当指定的短路保护电器是断路器时,被保护的电器在断路器的动作时间内能承受某一短路电流的作用(包括截断电流峰值、焦耳积分
的热作用等),相应于此短路电流的预期短路电流值。对于交流,额定限制短路电流用交流分量有效值表示。断路器可与被保护电器组合成一体,也可以彼此分开。选用需校验是否满足。
13 额定熔断短路电流是对于本身不能分断短路电流的电器为熔断器时的额定限制短路电流。选用需校验是否满足。
14 配电系统的接地型式为TN-S时,末端单相配电箱的进线开关或隔离器可选用两极。
15 若要求与接触器或断路器电气联锁,产品选用可提供辅助开关的产品。
16 熔断器应增加防断相运转功能。
17 若安全运行需要,选用断开位置提供挂锁装置的产品。
18 根据操作要求,选用相应操动方式的产品。
19 根据电器现场工作环境,选用相应防护等级的外壳的电器产品。
20 根据电器现场工作环境的爆炸介质,选用满足相应防爆型式及防爆等级的产品。
21 根据电器现场工作环境的腐蚀性介质,选用满足相应腐蚀性介质要求的外壳的产品。
22 对保护的选择性有要求时,需校验。
23 隔离开关为不带保护外壳,其裸带电体距地面高度不应小于2.5m;当低于2.5m时应设置遮护物或阻挡物,阻挡物与裸带电体的水平净距不应小于0.8m,阻挡物的高度不应小于1.4m。
24 隔离开关为不带保护外壳,需根据生产厂对产品灭弧要求的安装要求确定安装位置。
25 工程设计相关规范、规程及国家建筑标准设计图集
《低压配电设计规范》GB 50054。
《供配电系统设计规范》GB 50052。
《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053-1994。
《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008。
《电气设备节能设计》06DX008-2。
《建筑电气常用数据》04DX101-1。
《常用电机控制电路图》D303-2~3(2002年合订本)。
《常用水泵控制电路图》01D303-3。
《常用低压配电设备及灯具安装》D702-1~3(2004年合订本)。
2.4.5 施工安装要点
1 施工安装要点
1)应有可靠的电击保护。
2)位置正确,安装牢固,垂直度允许偏差为1.5%。
3)施工做法可参见国家建筑标准设计图集。
2 施工安装验收规范
《电气装置安装工程 低电器施工及验收规范》GB 50254-1996。
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303。
《电气装置安装工程质量检验及评定规程 第12部分:低压电器施工质量检验》DL/T 5161.12-2002。
2.4.6 相关标准
《电工术语 低压电器》GB/T 2900.18-2008。
《低压开关设备和控制设备 总则》GB/T 14048.1-2006。
《电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB 17625.2-1999。
《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB/Z 17625.3-2000。
《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/Z 17625.6-2003。
《低压电气设备的高电压试验技术 第一部分:定义和试验要求》GB/T 17627.1-1998。
《电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的兼容水平》GB/T 18039.3-2003。
《低压开关设备和控制设备的尺寸在成套开关设备和控制设备中作电器机械支承的标准安装轨》GB/T 19334-2003。
《低压开关设备和控制设备 第3部分:低压开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器》GB 14048.3-2002。
《建筑物电气装置 第5部分:电气设备的选择和安装 第53章:开关设备和控制设备》GB 16895.4-1997。
《用电安全导则》GB/T 13869-2008。
《低压开关设备和控制设备 第3部分:开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB 14048.3-2008。
《低压熔断器 第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)》GB/T 13539.2-2002。
《低压熔断器 第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求》GB/T 13539.4-2005。
《低压熔断器 第2部分:专职人员使用的熔断器的补充要求(主要用于工业的熔断器)第1至5篇:标准化熔断器示例》GB/T 13539.6-2002。
《低压熔断器 第4部分:半导体设备保护用熔断体的补充要求 第1至3篇:标准化熔断体示例》GB/T 13539.7-2005。
《小型熔断器 第1部分:小型熔断器定义和小型熔断体通用要求》GB 9364.1-1997。
《小型熔断器 第2部分:管状熔断体》GB 9364.2-1997。
《小型熔断器 第3部分:超小型熔断体》GB 9364.3-1997。
《小型熔断器 第6部分:小型管状熔断体的熔断器座》GB 9364.6-2001。
《小型熔断器 第4部分:通用模件熔断体》GB 9364.4-2006。
《低压熔断器 第1部分:基本要求》GB 13539.1-2008。
《低压熔断器 第3部分:非熟练人员使用的熔断器的补充要求(主要用于家用和类似用途的熔断器)标准化熔断器系》GB 13539.3-2008。