鄒議低壓電器的幾個亟待解決的問題

摘要：文章討論我國低壓電器品種、規格及性能方面存在的難以滿足實際工程技術要求的若干問題、并提出進行改進與開發的建議

關鍵詞：低壓電器隔離進線方向斷相保護安全開關

一、概述

由于我國低壓電器品種、規格及性能方面的欠缺與不敷應用、現行設計規范的不盡完善、以及用戶的使用偏差，多種低壓電器的實際工程應用中存在一些不合理的、甚至錯誤的用法，導致運行維護困難、故障增多，或留下長期的安全隱患。本文僅對幾個具有普遍性的問題做初步討論，希望引起電器制造廠家及用戶的共同關注。

二、低壓隔離電器規格不全

自60年代至今，我國主要隔離器(如HD11)及刀開關(如HD13)系列產品最大規格僅為額定電流1500A。囿于早期國產保護電器的斷流容量水平，我國設計規范曾長期限制中/低壓配電變壓器容量為1000KVA(額定電流1440A)以內，隔離電器水平可滿足其需要。近年來隨著保護電器產品的長足進步及斷流能力的提高，工業及民用電網中都較普遍地使用了單臺容量為1250～2500KVA(0.4KV側額定電流1800～3600A)的配電變壓器。現有低壓隔離電器已不能滿足要求。于是低壓側總電源進線屏及分段母線聯絡屏的隔離電器普遍地采用了每相以一臺3極或2極電器替代的方案(例如每相以一臺3極或2極HD13刀開關替代一臺三相大規格刀開關)。這種用法的主要弊病有二：(1)刀開關分相操作、增加了因誤操作導致斷相運行之類故障的機率。故設計規范〔1.2〕提出：“隔離電器宜采用同時斷開電源所有極的開關”；(2)使低壓配電屏龐大笨重，例如利用PGL屏框架制造的這種進線屏或聯絡屏，單屏寬度達1200～1600mm。

近年來，有的廠家推出了引進技術生產的Q系列(QP、QA)具有滾動觸頭的隔離開關，約定發熱電流最大為3150A。但對于工業負載中常見的AC－22及AC－23使用類別，其額定電流將降低約1/2。故除產品尺寸縮小，機械壽命有所提高外，與國產HD系列刀開關相比，額定電流并無實質性的顯著提高，并未根本解決問題。因此，亟待開發大容量國產隔離電器開關產品。

三、國產四極電器品種亟待開發

近年來，出于對運行和檢修安全的考慮以及與國際標準接軌的要求，新修訂的設計規范〔1.2〕較明確地規定了在許多應用條件下應采用四極低壓電器(即斷開相線與N線的電器)。但是，當前最常用的國產低壓電器主導產品幾乎都是三極電器，例如，隔離電器的HD系列及引進生產的QP、QA系列；斷路器中的DW15、DZ20系列及引進生產的AH、AE、TO、TG系列；CJ20系列接觸器等等常用低壓電器均為三極電器。故凡需四極電器的地方，目前都不得不采用其它品牌的國外產品或引進產品，或不得不與制造廠家協商特殊制造?？梢婇_發國產四極低壓電器系列產品已是當務之急。

四、低壓斷路器進線方向與斷流容量問題

大多數萬能式及塑殼式斷路器的電源進線端在上方，饋線(即負載)端在下方。主要原因是滅弧系統設在上方(電源側)，這時若將電源進線接至下方，滅弧條件更為苛刻。這類斷路器的額定斷流容量乃是上進線時的數據。日本一些電氣公司的試驗結果表明，斷流容量≤20KA的塑殼斷路器改為下進線時，斷流容量降低約1/3。我國也曾將上進線斷路器按下進線作通斷能力試驗、試品受到極大破壞。國產DW15－200630；DWX15－200630；DZ40等型號斷路器及引進技術生產的H、TL、TG等系列斷路器等等均為上進線斷路器，只能應用于上進線條件。

我國斷路器產品標準規定在產品文件及產品銘牌上應明確說明該產品是否允許上，下進線或標明電源進線端及出線(負載)端。令人遺憾的是我國大多數斷路器的產品文件，產品樣本，使用說明書及銘牌上并未明確注明其允許的進線方向，必然會對用戶產生誤導，以為凡未注明進線方向的斷路器都允許上，下進線。以致在全國統一設計的幾類定型低壓屏(如PGL及GGD系列)中的部分方案也有這種錯誤發生(例如：分段母線聯絡屏PGL2－06E、07E及GGD1－12B.C、13B.C；受電饋電通用屏PGL2－03E、GGD1－05B.C等都錯誤地把只能上方進線的DW15－400及630型斷路器當做允許上、下進線斷路器使用)，此產生的負面影響更為嚴重。為杜絕這類誤用，避免可能產生的惡果。筆者認為亟需盡快解決幾個問題：(1)統一規范斷路器產品的技術文件和銘牌標識。必須明確注明產品允許的進、出線方向；(2)改進產品結構與性能，力求斷路器產品上、下進線斷流容量相同；(3)及時組織檢查并修正低壓屏柜產品的上述類似錯誤。

五、低壓熔斷器斷相保護問題

低壓電動機損壞事故中約30％是斷相運行造成的，而斷相運行故障的75％以上是熔斷器熔斷引起的。導致某相熔斷器熔斷的主要原因除故障(如單相短路)熔斷外，因熔斷器觸頭接觸不良、熔體選擇不當及熔體熔斷特性的分散性等非故障熔斷也占很大比例。因此熔斷器斷相保護問題亟待重視解決。我國低壓電動機一般以具有斷相保護功能的熱繼電器作過負荷保護兼斷相保護裝置。許多設備(如風機、水泵等)常低于額定負荷運行，一般不會過負荷。按設計常規可不設計負荷保護。實際工程中當用作短路保護的熔斷器不具斷相保護功能時，仍要求設置相應的熱繼電器作斷相保護裝置使用。并被認為十分穩妥。實際上效果并不理想。大多數鼠籠型電機(4KW及以上)定子繞組為△接，熱繼電器只能接于其線電流，并按線電流整定。因此一些引進工程的技術條件中已規定；凡以熔斷器作短路保護的動力饋線中，無論是否配置了有斷相保護功能的熱繼電器，其熔斷器都必須具備斷相保護功能。這一規定是正確的。同樣，對于三相四線制民用低壓電網，以單相相電壓負荷(如照明、家電等)為主，斷相運行也將造成三相負荷嚴重不平衡及中線電位偏移，威脅用電安全。故民用配電干線以熔斷器作過負荷與短路保護時，亦應要求具有斷相保護功能。因此亟待開發規格容量較大的具有斷相保護功能的國產熔斷器產品以滿足工業及民用配電之需要。

參考資料:

[1]GB50054－95.低壓配電設計規范.

[2]JGJ/T16－92.民用建筑電氣設計規范.

[3]GB50055－93.適用用電設備配電設計規范.

[4]低壓電器標準匯編.北京.中國標準出版社.1993.