【摘要】 自限溫電伴熱帶以其具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、自動(dòng)調(diào)控輸出、施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),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(dòng)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(shí)例,指出了自限溫電伴熱帶工程的施工過(guò)程中,配電斷路器的選擇需要考慮的因素,制定了切實(shí)可行的施工方案。
【關(guān)鍵詞】自限溫電伴熱帶 啟動(dòng)電流 短路電流 斷路器 脫扣 動(dòng)作時(shí)間
1.引言
隨著民用建筑工程的發(fā)展,對(duì) 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(shí)如未考慮此因素?zé)o疑給工程帶來(lái)一定問(wèn)題。
某工程需要對(duì)地下車庫(kù)給水管道進(jìn)行 保溫伴熱施工,大廈拂擬定對(duì)車庫(kù)給水管道進(jìn)行電伴熱施工過(guò)程需要注意的一些問(wèn)題。
2.問(wèn)題的提出
該電伴熱工程是工程結(jié)束后新增加項(xiàng)目??傄呀?jīng)固定(125A)。自限溫電伴熱帶總長(zhǎng)度為4500m左右,廠家施工時(shí)段設(shè)一臺(tái)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(gè)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(shí)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(jì)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(yùn)行時(shí)斷路器啟動(dòng)瞬間脫扣,測(cè)線路絕緣均符合要求。
3.問(wèn)題分析
斷路器脫扣,可能的原因如下:
a.線路過(guò)負(fù)荷
b.絕緣破壞
c.短路
d.斷路器故障
絕緣測(cè)試結(jié)果符合要求,斷路器沒(méi)有故障,無(wú)過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象,排除以上4點(diǎn)原因。
自限溫電伴熱帶的阻值隨溫度升高而升高,啟動(dòng)電流遠(yuǎn)大于運(yùn)行電流,廠家提供的155W/m阻值 溫度在10℃時(shí)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(chǎng)測(cè)量100m的自限溫電伴熱帶啟動(dòng)電流85A,持續(xù)時(shí)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(dòng)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(kāi)電路。脫扣時(shí)間0.01s<啟動(dòng)時(shí)間2s,25A斷路器瞬間脫扣。需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)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(dòng)電流85A,n=I/In=85/25=3.4,參銅陵圖1的特性曲線。n≤3.5時(shí),的脫扣時(shí)間大于2s,滿足啟動(dòng)條件。因此在末端電源箱內(nèi)設(shè)3個(gè)DZ47-60/1P-25A的微型斷路器。每個(gè)斷路器控制100m的自限溫電伴熱帶的電源通斷。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某末端電源箱按此方案實(shí)施,運(yùn)行正常。
4.2延時(shí)啟動(dòng)方案
總電流容量已經(jīng)固定125A的塑殼斷路器出線,型號(hào)是NM1-225S/3P-125A.根據(jù)圖2可知斷路器的動(dòng)作時(shí)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(gè),每個(gè)末端電源箱的負(fù)荷是300m自限溫電伴熱帶。總配民柜內(nèi)的總電源斷路器是NM1-225S/3P-125,A.下級(jí)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(gè)。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(gè)回路同時(shí)啟動(dòng),單相啟動(dòng)電流的理論值Iq=5×85A×3=1275A。n=1275A/125A=10.2,參見(jiàn)圖2(斷路器是NM1-225S的特性曲線),斷路器的脫扣時(shí)間小于啟動(dòng)電流持續(xù)時(shí)間2s.需考慮延時(shí)啟動(dòng)。
在每個(gè)末端電源箱內(nèi)安裝2個(gè)延地繼電器,延地繼電器的時(shí)間可高(0-10min).每個(gè)末端電源箱分3次啟動(dòng)。這樣同時(shí)啟動(dòng)的負(fù)荷僅為總負(fù)荷4500m的1/3,同地啟動(dòng)的負(fù)荷為1500m.依此方案運(yùn)行正常。也可以采用在總配電柜內(nèi)安裝時(shí)間控制器進(jìn)行分時(shí)啟動(dòng)。
4.3末端電源箱前級(jí)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(shí)現(xiàn)手自動(dòng)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(jì)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(diǎn)的適中計(jì)算電壓
X——電抗
S∞——出口斷路器的斷流容量
單相短路電流計(jì)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(cè)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(jì)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(diǎn)得單相短路電流IK=220V/1.05Ω=209.52A
D47-60/25A斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電流5Im=125A<IK=209.52A,當(dāng)K-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)斷路器可以在0.01s切斷電源。
(2)計(jì)算K-1點(diǎn)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(diǎn)的單相短路電流IK=220V/0.23Ω=956.52A
(3)J計(jì)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(diǎn)得單相短路電流IK=220V/0.2Ω=1100A
D47-60/40A斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電流I=200A<IK=1100A,當(dāng)K-3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)斷路器可以在0.01s切斷電源。
見(jiàn)如下計(jì)算:
(1)計(jì)算K-2點(diǎn)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(yàn)
根據(jù)公式:t×(nIn)2>tq×I2q
Iq—電路的啟動(dòng)電流
Tq—啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間
In—額定電流
n—額定電流倍數(shù)
t—熱穩(wěn)定時(shí)間
末端電源箱單支路100m自限溫電伴熱帶的啟動(dòng)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(dòng)電流時(shí)間tq=1.9s。對(duì)照?qǐng)D1的特性曲線,當(dāng)I/In=3.5時(shí),斷路器的動(dòng)作時(shí)間大于2s。
依據(jù)公式5-4再次校驗(yàn)前一級(jí)的40A斷路器,啟動(dòng)電流Lq=1.9s.對(duì)照?qǐng)D1的特性曲線當(dāng)I/Im=3斷路器的動(dòng)作時(shí)間大于1.7s。
7 結(jié)束語(yǔ)
根據(jù) 自限溫電伴熱帶特點(diǎn),結(jié)合這一工程實(shí)踐,在選擇斷路器時(shí)還應(yīng)考慮如下因素:
(1)自限溫電伴熱帶的啟動(dòng)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) |