熔断器在施工临时用电系统中的应用

熔断器在施工临时用电系统中,通常主要用作系统的短路保护,但也可作为过负荷保护,它的应用相当广泛,必须引起足够的重视,在此浅述如下:
1.熔断器的配置
熔断器在临时用电系统中的配置应符合选择性保护的原则。也就是熔断器能使保护线路的故障范围缩到最小,在线路发生故障时,靠近故障点的熔断器最先熔断,切除故障,使系统的其他部分迅速恢复正常运行。同时,必须考虑到经济性,即供电系统中配置的熔断器数量尽量少。
如图所示的放射式施工临时用电系统中熔断器配置的合理方案,既能满足保护选择性的要求,又配置的数量较少。
图1 放射式施工临时用电系统示意图
图中,熔断器fu1主要用来保护低压总配电屏母线,当k-1处短路时,fu1熔断;fu2用来保护总配电箱与分配电箱之间配电干线,当k-2处短路时,fu2熔断。同理,熔断器fu3主要用来保护分配电箱母线,fu4用来保护电动机及分配电箱与开关箱之间的支线,在k-3或k-4处短路时,靠近短路点的fu3或 fu4选择性熔断。为保证前后熔断器的选择性动作,作为前一级fu3是为后一级fu4的熔断作后备的,其余依次类推。考虑线路三相短路最为严重的情况,fu1、fu3熔体电流分别为fu2、fu4熔体电流2-3级以上,fu2熔体电流比fu3的熔体电流提高1级。
另外,根据jgj-99标准规定,由于施工临时用电均采用tn-s系统,如在pe线上任何一处装设熔断器,很容易造成pe线因熔断器熔断而断路,从而使接该pe线上的设备外露可导电部分带电,危及人身安全;熔断器作用适得其反,因此严禁在pe线上装设熔断器。
2.熔体电流的选择
熔体电流应满足下列条件:
(a)熔体电流额定电流in-fe应不小于线路的计算电流i30,保证熔体在线路正常运行时不熔断。
(b)熔体额定电流in-fe还应不小于线路的尖峰电流ipk(ipk=q in ,q为电动机起动电流倍数, in 是电动机额定电流),使熔体在线路出现正常尖峰电流时也不熔断。
即in-fe≥k ipk(k为小于1的系数)
在选择fu 4的熔体时,k值应根据fu 4熔体特性和电动机起动情况分以下三种:
①起动时间在3s以下k=0.25~0.5,指轻负荷起动,如钢筋切断机和拉(调)直机、搅拌机、木工圆盘锯等;
②起动时在3~8s,k=0.35~0.5,指得负荷起动,如物料提升机;
③起动时在8s以上或起动频繁、反接制动,k=0. 5~0.6。如塔吊。
在选择fu 3熔体额定电流时,应满足以下要求:
in-fe≥k ipk.max+∑in
式中ipk.max为线路上最大一台电动机起动电流,∑in 为与最大一台电动机同时运行的各电动机的额定电流之和。k值应根据线路上最大一台电动机的起动情况,线路计算电流与尖峰电流的比值有熔体特性而定,k=0.5~1。如i30 ≈∑ipk (∑ipk 为线路上有可能同时起动的电动机起动电流总和),则k=1。
如果熔体额定电流根据其保护特性曲线来选择,依据国际《常用用电设备配电设计规范》(gbj55)修订本要求,应按其曲线图在计及偏差(±30%~50%)后,略高于电动机起动电流与起动时间交点来选取,但不得小于电动机的额定电流。
(c)熔断器还应与被保护线路相配合,使之不致发生因出现过负荷和短路,引起绝缘导线或电缆过热受损,甚至失火而熔断器不熔断的事故,所以必须满足条件:
in-fe≥k olial
ial为绝缘导线和电缆的允许载流量,k ol是绝缘导线和电缆允许短时过负荷系数。
根据jgj46-88《施工现场临时用电安全技术规范》第6.1.15及6.1.18条,用作短路保护时对电缆或穿管导线,k ol≤2.5;对明敷导线k ol≤1.5;用作过负荷保护时,k ol≤1。熔断器首先按(a)、(b)两个条件选择。但同时必须满足(c)的要求,否则要更改熔断器型号规格或增大电线的线芯截面。
3.熔断器的校验
熔断器初步选定后还须进行断流能力校验:
(a)非限流式(如rw4、rm10等)由于短路电流达到冲击值之前,非限流式熔断器不能完全熄灭电弧,所以要满足下列条件:ioc≥ish
ioc——熔断器最大分断电流
ish——熔断器安装地点三相短路冲击电流有效值
(b)对于限流式熔断器(如rn1.rt0等),由于在短路电流达到冲击值之前,限流式熔断器能完全熄灭短路引起的电弧,所以只要满足下列条件:ioc≥i″(3)(熔断器安装地点的三相次暂态短路中电流有效值)。