需要說明只有將熔斷器與開關配合起來,與斷路器進行比較才是公平的,故本文以適用在配電系統的NH-gG型熔斷器及其開關來進行闡述。NH是指高分斷能力的低壓熔斷器的統稱,NHgG型熔斷器則稱高分斷(HRC)熔斷器。
1、使用和維護的方便性
在低壓配電終端,電氣故障會由過載或其他原因而引起,微型斷路器可在過載后再合閘,其操作簡便,因此選用小型斷路器作為保護電器比較合適。而對熔斷器開關則必須更換熔斷器后才能重新投入使用,有時會發生一時沒有合適的熔斷器進行更換的情況。
但對于由專業人士維護的低壓配電系統和普通低壓柜而言,斷路器則沒有這些優勢了。首先這些場所故障發生不頻繁;其次發生故障后不檢查就直接合上斷路器會有很大的危險,尤其是短路故障。熔斷器在發生不同故障時,其狀態也不同,為判斷事故原因提供了依據。
2、短路防護
一般NH-gG型熔斷器具有100kA以上的分斷能力,大大超過大多數斷路器,而普通斷路器的分斷能力在25~35kA,如果增加分斷能力,則價格成倍增加。熔斷器限流作用很強,斷路器也難以相提并論,當故障電流還沒來得及達到最高值時電路就已經被熔斷器所切斷,因此它能夠為電氣設備、電纜及電動機等提供安全保護,避免它們在短路時遭受電動力和熱效應的損壞,可大大降低短路電流對系統所產生的動穩定、熱穩定要求。斷路器是機械器件,其分斷能力和速度受限于機械部件的動作過程,這是斷路器分斷能力低于熔斷器的原因??偟膩碚f斷路器不如熔斷器的限流特性好,切斷故障電流的速度也不如熔斷器快。
熔斷器與斷路器的應用區別
此外,在工作電壓為400V、500V和690V時,熔斷器分斷能力幾乎不受影響,而這方面斷路器就相形見絀了。當工作電壓較高時,大多數斷路器的分斷能力會顯著下降。通常,在電壓為690V時的分斷能力要比在400V時小30%。以某品牌塑殼式斷路器為例,其工作電壓在400V時分斷能力為50kA,但工作電壓在690V時分斷能力只有10kA。正是熔斷器的高分斷能力,在歐 洲,其常常作為分斷能力低的微型斷路器或塑殼 式斷路器的后備保護,而且熔斷器切斷短路故障時無飛弧。3、過載防護
對于電動機系統,是采用熱繼電器來防護過載的,而非aM型熔斷器或斷路器,此處斷路器的過載防護功能并不適用,不能以此來說明熔斷器無過載防護功能,況且熔斷器類開關可以解決熔斷器缺相的問題。
對于額定電流大于16A的gG型熔斷器的約定熔斷電流為1.6In,有人認為這樣有時難以滿足過載防護公式I2≤1.45Iz,電線電纜截面積就要選擇比整定同樣電流的斷路器要大,特別指出這是熔斷器的缺點。這個問題要辯證地看,按載流量選擇電纜截面積最小,卻帶來了將來擴容的麻煩,熔斷器及其開關多用在配電干線的電源側,按經濟電流密度選擇電纜截面積,雖工程造價略有增加,但電纜運行費用降低,建設增加費用在一定期限內可收回,而且解決了前述擴容麻煩的問題。需要說明的是,對于過載防護公式I2≤1.45Iz而言,執行德國DIN標準的gG類熔斷器是能夠滿足該公式的。
4、上下級選擇性
對于符合現行國家標準GB13539(等同IEC60269)的gG類熔斷器選擇性是容易實現的,只要上級熔斷器與下級熔斷器的整定電流之比不小于1.6。例如一個gG型額定電流為100A的熔斷器對于一個gG型額定電流為160A的熔斷器來說,保證了完全選擇性。甚至有些國外產品,上級熔斷器與下級熔斷器整定電流之比可以做到1.25,也能夠實現上下級具有完全選擇性。
熔斷器與斷路器的應用區別
對于上下級兩個斷路器來說,實現同樣的功能就比較困難。從技術上來說,在大多數情況下,能夠實現上下級選擇性的兩個斷路器規格之間的整定電流比值比熔斷器之間的比值要大得多。如此一來增大各級電器元件的電流等級,會使電纜電線截面積加大,而且上下級兩個斷路器還必須是同一制造商、生產的同一代產品。
特別需要指出的是,只要是符合現行國家標準GB13539的gG型熔斷器,即便上下級熔斷器不是同一品牌也不會改變選擇性,這是產品標準所規定的。
工程標準要求低壓配電線路采用的上下級保護電器,其動作應具有選擇性,各級之間應能協調配合。但實際工程多選擇非選擇性斷路器,并不能實現上下級的選擇性,如果選用選擇性斷路器,1個動輒就上萬元人民幣,與熔斷器及開關共兩三千元人民幣相比,費用太高。為此我國相關電氣專家呼吁廣大電氣從業人員應重視這一問題,為何不考慮選用熔斷器及其開關呢?
5、可靠性
熔斷器的基本工作原理是在線路中連接熔絲,僅一個過電流就可使熔絲熔斷以保護線路中其他裝置。熔斷器是靜態保護裝置,整個產品是密閉的。即使是在最繁雜的環境而且沒有維修和保養的條件下,熔斷器也可對電路進行長效且可靠的保護。熔斷器的反應是按照物理規律和能量學原理進行的,不存在老化問題,因此只要電路出現故障,熔斷器總能夠斷開。熔斷器及其開關在技術設計上的簡便性和其功能的物理原理保證了在時間上的可靠性。
相反,斷路器的復雜機構在長時間使用后其可靠性會受影響。斷路器在分斷電流的過程中,全部為機械動作,很容易產生機械磨損和機械位移,造成運行不可靠及不穩定。而且斷路器每跳閘一次,性能就會降低,必須要由專業人員進行維護甚至需要更換斷路器的觸頭。當反復跳閘后,其保護性能有可能已經難以滿足保護的要求。歐洲相關標準規定:斷路器跳閘5次,必須強制更換,這也是熔斷器在歐洲占大部分市場份額的原因之一。在高壓系統中,斷路器跳閘后,根據電力規程要檢修,設備損害嚴重要更換,但在低壓配電系統中,中國沒有標準規定哪種情況需要更換斷路器。