【摘要】 自限溫電伴熱帶以其具有經(jīng)濟(jì)實惠、自動調(diào)控輸出、施工工藝相對簡單等特點,在建筑、石油、化工、民力等工程中得以廣泛應(yīng)用。但自限溫電伴熱帶的啟動電流大,且不同廠家不同批次的產(chǎn)品也有所差異。本文結(jié)合某 自限溫電伴熱帶工程施工實例,指出了自限溫電伴熱帶工程的施工過程中,配電斷路器的選擇需要考慮的因素,制定了切實可行的施工方案。
【關(guān)鍵詞】自限溫電伴熱帶 啟動電流 短路電流 斷路器 脫扣 動作時間
1.引言
隨著民用建筑工程的發(fā)展,對 電伴熱產(chǎn)品的需求也日益增加,例如室外給水、消防管道等。自限溫電伴熱帶特性與一般電阻負(fù)載不同,工程施工時如未考慮此因素?zé)o疑給工程帶來一定問題。
某工程需要對地下車庫給水管道進(jìn)行 保溫伴熱施工,大廈拂擬定對車庫給水管道進(jìn)行電伴熱施工過程需要注意的一些問題。
2.問題的提出
該電伴熱工程是工程結(jié)束后新增加項目??傄呀?jīng)固定(125A)。自限溫電伴熱帶總長度為4500m左右,廠家施工時段設(shè)一臺總的電源控制柜,柜內(nèi)設(shè)DZ47-60/1P-40A微型斷路器,為末端電源箱提供電源。每個末端電源箱內(nèi)設(shè)DZ47-601P-25A帶300m的自限溫電伴熱帶負(fù)載,瞬時脫扣整定值(In斷路器的額定電流)。
末端電源箱自限溫電伴熱帶的計算電流:Ij=(300m×15W/m)÷220V=20.45A;根據(jù)斷路器額定電流In≥Ij,選擇25A的斷路器。試運行時斷路器啟動瞬間脫扣,測線路絕緣均符合要求。
3.問題分析
斷路器脫扣,可能的原因如下:
a.線路過負(fù)荷
b.絕緣破壞
c.短路
d.斷路器故障
絕緣測試結(jié)果符合要求,斷路器沒有故障,無過負(fù)荷現(xiàn)象,排除以上4點原因。
自限溫電伴熱帶的阻值隨溫度升高而升高,啟動電流遠(yuǎn)大于運行電流,廠家提供的155W/m阻值 溫度在10℃時的數(shù)據(jù),本工程的工作環(huán)境僅在2℃左右,管道內(nèi)介質(zhì)的溫度同環(huán)境溫度。
經(jīng)現(xiàn)場測量100m的自限溫電伴熱帶啟動電流85A,持續(xù)時間2s,2s后尋事下降,5s后11A。
4.斷路器的選擇方案
4.1末端電源箱的斷路選擇
末端斷路器為25A地帶300m的自限溫電伴熱帶,啟動電流理論值為Iq=85A×3=255A。則n=I/In=225/25=10.2
參看圖1,n=10.2斷路器將在0.0s內(nèi)脫扣斷開電路。脫扣時間0.01s<啟動時間2s,25A斷路器瞬間脫扣。需對現(xiàn)場電伴熱帶的配電重新劃分區(qū)域。為保證伴熱效果,需將自限溫電伴熱帶長度重新進(jìn)行分段供電。末端電源箱負(fù)荷300m自限溫電伴熱帶分為3條支路,每一支路100m自限溫電伴熱帶。
100m的自限溫電伴熱帶的啟動電流85A,n=I/In=85/25=3.4,參銅陵圖1的特性曲線。n≤3.5時,的脫扣時間大于2s,滿足啟動條件。因此在末端電源箱內(nèi)設(shè)3個DZ47-60/1P-25A的微型斷路器。每個斷路器控制100m的自限溫電伴熱帶的電源通斷?,F(xiàn)場對某末端電源箱按此方案實施,運行正常。
4.2延時啟動方案
總電流容量已經(jīng)固定125A的塑殼斷路器出線,型號是NM1-225S/3P-125A.根據(jù)圖2可知斷路器的動作時間為0.02s~0.05s之間。極限分段能力是35KA,額定短路分段能力17.5KA。
末端電源箱共15個,每個末端電源箱的負(fù)荷是300m自限溫電伴熱帶??偱涿窆駜?nèi)的總電源斷路器是NM1-225S/3P-125,A.下級斷路器DZ47-60/1P型微型斷路器(提供末端電源箱電源)的數(shù)量15個。分三相負(fù)荷分配,每相負(fù)荷5×300m=1500m.但是如果配民柜內(nèi)15個回路同時啟動,單相啟動電流的理論值Iq=5×85A×3=1275A。n=1275A/125A=10.2,參見圖2(斷路器是NM1-225S的特性曲線),斷路器的脫扣時間小于啟動電流持續(xù)時間2s.需考慮延時啟動。
在每個末端電源箱內(nèi)安裝2個延地繼電器,延地繼電器的時間可高(0-10min).每個末端電源箱分3次啟動。這樣同時啟動的負(fù)荷僅為總負(fù)荷4500m的1/3,同地啟動的負(fù)荷為1500m.依此方案運行正常。也可以采用在總配電柜內(nèi)安裝時間控制器進(jìn)行分時啟動。
4.3末端電源箱前級配電斷路器,也就是總配電柜內(nèi)的支路斷路器的選擇。同選擇末端電源箱的斷路器方法相同,選擇DZ47-60/1P-40A的斷路器即可。
4.4總配電柜方案
設(shè)溫度傳感器以便實現(xiàn)手自動操作。根據(jù)環(huán)境溫度通斷電路,總配電斷路器方法相同。選擇DZ47-60/IP-40A的斷路器即可。
5單相短路電流的計算
單相斷路器;S∞=I∞UN(公式5-1)
UN——為斷路器的額定電壓
電抗:X1=U2C/S∞(公式5-2)
UC——短路點的適中計算電壓
X——電抗
S∞——出口斷路器的斷流容量
單相短路電流計算公式I(I)K=Uφ/-Z-(公式5-3)
Uφ—電源相電壓
Z—單相短路的回路阻抗
自限溫電伴熱帶與金屬管道直接接觸,需考慮自限溫電伴熱帶最遠(yuǎn)端的單相短路保護(hù),末端保護(hù)斷路器要在0.01s內(nèi)脫扣,避免事故發(fā)生。
40A斷路器的電抗值:X1=0.04Ω
25A斷路器的電抗值:X2=0.04
BV-6查手冊導(dǎo)線阻抗Rφ1=3.467Ω/km×52m=0.18Ω/m
感抗XU=0.112Ω/km×52m=0.006Ω/m
自限溫電伴熱帶(按照BV-2.5計算)Rφ=8.63Ω/km×100m=0.84Ω/m
感抗XL3=0.127Ω/km×100m=0.013Ω/m
R∑=0.18+0.026+0.84=1.05Ω
X∑=0.04+0.04+0.006+0.0006+0.013=0.1Ω
Z∑=R2∑+X2∑=1.05Ω
K-2點得單相短路電流IK=220V/1.05Ω=209.52A
D47-60/25A斷路器瞬時動作電流5Im=125A<IK=209.52A,當(dāng)K-2點發(fā)生短路時斷路器可以在0.01s切斷電源。
(2)計算K-1點得單相短路電流:
R∑=Rφ1+Rφ2=0.21Ω
X∑=X1+X2+XL1+XL2=0.09Ω
Z∑=R2∑+X2∑=0.23Ω
K-1點的單相短路電流IK=220V/0.23Ω=956.52A
(3)J計算K-3的單相短路電流
R∑=Rφ1=0.18Ω
X∑=X1+X2+XU=0.086Ω
Z∑=R2φ+X2∑=0.2Ω
K-1點得單相短路電流IK=220V/0.2Ω=1100A
D47-60/40A斷路器瞬時動作電流I=200A<IK=1100A,當(dāng)K-3點發(fā)生短路時斷路器可以在0.01s切斷電源。
見如下計算:
(1)計算K-2點的單相短路電流:
DZ47-60斷路器短路極限分?jǐn)嚯娏?kA,額定電壓220V.。
S∞=I∞UN=6000×220=1320000VA
6熱穩(wěn)定度校驗
根據(jù)公式:t×(nIn)2>tq×I2q
Iq—電路的啟動電流
Tq—啟動持續(xù)時間
In—額定電流
n—額定電流倍數(shù)
t—熱穩(wěn)定時間
末端電源箱單支路100m自限溫電伴熱帶的啟動電流是85A,DZ47-60/25A微型斷路器依據(jù)公式5-5,n=85/25=3.4,所以取3.5;根據(jù)公式5-5啟動電流時間tq=1.9s。對照圖1的特性曲線,當(dāng)I/In=3.5時,斷路器的動作時間大于2s。
依據(jù)公式5-4再次校驗前一級的40A斷路器,啟動電流Lq=1.9s.對照圖1的特性曲線當(dāng)I/Im=3斷路器的動作時間大于1.7s。
7 結(jié)束語
根據(jù) 自限溫電伴熱帶特點,結(jié)合這一工程實踐,在選擇斷路器時還應(yīng)考慮如下因素:
(1)自限溫電伴熱帶的啟動電流特性;
(2)斷路器的特性曲線;
(3)自限溫電伴熱帶末端的單相短路保護(hù) |