在民用建筑电气中, 我们通常采用断路器 (熔断器) 、接触器、起动器、隔离器、热继电器等分离电器元件的组合来实现控制与保护功能。经过长时间的实践, 人们发现这种组合方式带来诸多弊端, 如设计选型难, 各种分离电器元件之间的配合不能达到预期效果。随着电气技术的发展, 人们对电气控制的可靠性、稳定性、便捷性提出了更高的要求。于是, KB0控制与保护开关电器 (国际代号CPS:Control and Protective Switching Devices) 便应运而生。它是一种具有独立结构, 并可实现上述多个分离元件组合功能的单一产品。相对分离元件, 其保护特性更加合理、完善。在北京奥运会媒体村、羽毛球馆、摔跤馆等工程中得到了良好运行效果和社会效益。
扣器、辅助触头以及声光报警附件等模块构成。基本型KBO内部原理图及设计符号代号如图1、图2所示
主电路为一次回路主触头、灭弧室及热磁脱扣器构成, A1、A2为主令开关及主线圈, 其余为辅助触头。当正常运行、或者发生短路、过载、过流等故障时, 相应的主触头、辅助触头动作, 实现接通、承载、分断、信号输出、报警、就地或远控等不同功能。 (如图1、图2所示)
KB0系列CP S主要应用于交流50Hz (60Hz) 、额定电压690V及以下、电流自0.16A~125A的电力系统中接通、承载和分断正常条件下 (包括规定的过载条件下) 的电流以及非正常条件下的电流 (如短路电流) 以实现控制与保护功能。
KB0主体+热磁脱扣器。
该配置主要应用于不需要远距离自动控制的负载, 如仅需就地人力控制的空调器、风机、泵、照明、配电等负载。使用时, 安装固定好KB0后, 只需将KB0的进线端 (见图1, 接线端子的标志为:1/L1、3/L2、5/L3) 与电源相连, 将KB0的出线端 (接线端子的标志为:2/T1、4/T2、6/T3) 与被控负载相连, 同时将控制电路线圈的接线端子 (标志为A1、A2) 与进线端的其中两个端子相连 (AC380V) ;或将控制电路线圈的一个接线端子与进线端的一个端子相连, 而另一个端子与N线相连 (AC220V) 。该配置方式可实现以下功能。
(1) 短路保护:短路脱扣整定电流值为16In, 是仅与框架电流等级有关的固定值, 现场不可调整。
(2) 过流保护:过流脱扣整定值与选定的脱扣器额定电流 (Ie) 有关, 对于电动机保护, 可调整范围为6Ie~12Ie;对于配电负载, 可调整范围为3Ie~6Ie。具体应根据被保护负载的功率或电流、起动电流、所在安装点的预期短路电流进行整定。
(3) 过载保护:过载脱扣整定值 (Is) 与选定的脱扣器额定电流 (Ie) 有关, 具体应根据被保护负载的功率或工作电流进行整定。
(4) 欠压保护:当电压低于控制电路线圈保持电压时, KB0断开主电路, 起到欠压保护作用。
(5) 接通和分断电路的控制功能:根据操作手柄的位置, 接通或断开串联在控制电路中的控制触头, 实现接通和分断主电路, 起到控制作用。
KB0主体+热磁脱扣器+辅助触头模块。
即在最少配置的基础上, 选配辅助触头模块。该配置除了实现上述最少配置的功能之外, 通过辅助触头模块, 主要增加实现以下功能。
(1) 与远程 (包括箱体的面板、抽屉面板、集中控制等) 的按钮实现电气联锁。
(2) 工作状态的远程信号、报警等的电气控制。
(3) 与其它产品 (如可逆控制、星三角控制) 的电气联锁。
除了上述两种基本配置应用外, 根据特定的负载性质, 还可实现众多以KB0为主开关的派生型产品方便工程设计安装人员选择。如:专用于电动机的可逆控制的可逆型控制保护器KB0N、电机双速控制器KB0D、双电源转换装置KB0S、Y-△减压起动器KB0J、自藕减压起动器KB0Z、动力终端箱KB0X等等。
为方便使用选型, KB0厂家提供有产品样本, 同时标准图集KB0-CC中也有相应的选型表。选型表中标明的主要参数有:主体额定电流In、热磁脱扣器额定电流Ie、辅助触头方案 (常开常闭及报警) 。选型时应注意各参数之间符合以下关系:
上式中Ijs为计算电流, Is为整定电流。选型过程中, 应首先确定Ijs, 然后根据Ijs的大小选择确定In和Ie并最终确定整定电流Is。辅助触头模块及附件可根据实际控制需要参考产品样本及KB0相关图集提供的触头对数方案进行选择。下面简单举例说明:
例:一台不频繁启动电机, AC380V, 功率P=11kW, 功率因素cosφ=0.8。 (如表1)
经简单计算可知计算电流Ijs=20.8A。根据计算电流值并参考KB0产品样本选型表 (表1) , 可选择In=32A、Ie=25A (对应的Is在16A~25A可调) , 根据实际需要Is可整定在20.8A~25A之间 (现场调整) , 验算上述各参数符合式 (1) 、 (2) 要求。
在相同负载相同控制要求情况下, 由于KB0开关集成化程度较高, 因此采用KB0方案简单明了且接线连接点少, 结构简单紧凑。而采用断路器 (熔断器) 、接触器、起动器、隔离器、热继电器等传统分离元件方案, 由于元器件较多, 接线点较多随之运行故障点也增多。不仅如此, 在其他各方面的表现KB0方案均有明显优势, 定性分析详见表2。
(1) 注意线圈电源电压规格, 不能接错。
(2) 注意其它模块的控制电源电压规格。
(3) 注意热磁脱扣器类型, 并将其电流整定至正确的位置。
(4) 当使用欠电压脱扣器时, 若脱扣器没有施加控制电路电源, 则主电路无法接通。
(5) 使用远距离再扣器时, 应在再扣器线路中串接一对常开触头进行远程控制 (再扣) 。
(6) 安装时, 应在产品两端的喷弧口处留出足够的空间 (大于飞弧距离) 。
由于KB0开关电器的上述特点, 《国家建筑标准图集04DX101-1》第7-1节中指出“电动机主回路宜优先采用组合成保护电器那一类产品的控制与保护开关电器 (CPS) ”, 即KB0控制与保护开关电器。因此, 在一次性投资预算允许的情况下宜优先选用KB0开关。同时《常用电气设备安装与控制08D800-5》标准图集已将KB0开关控制电路图及选型表纳入其中, 为工程设计和安装维护人员提供了方便。KB0产品的问世和推广应用, 必将带来低压电器向“集成化”发展的变革, 促进电气领域的技术进步。
摘要：介绍了KB0控制与保护开关电器的基本结构特点、基本原理、应用范围、与传统分离式电气元件的异同及其特性;主要介绍了不同配置应用及控制特点、选型要点, 以及安装维护时应注意的问题。
关键词：KB0开关,配置应用
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