八月 16

作者:
2016/8/16 下午 10:20 

線纜保護

電線電纜承受兩種損害，一種是機械性的，例如壓、剪、彎、折、拉、扯、張和震動等，另一種就是高溫。前者可使用電力管、線架或線槽來保護，而後者則可使用斷路器或熔絲。

1. 過載：電流如超過電線之安培容量時，因焦耳熱之關係，導線會產生過熱。
   焦耳熱（Joule heat）焦耳定律的公式為：
   H = I2 * R * t
   其中H（熱量）、I（電流）、R（電阻）、t（時間）各個參數的單位依次為焦耳 J、安培 A、Ω Ω、秒 Sec。
2. 短路：電線的絕緣物破損時，電線上所流通的電流未經過用電負載，即經由破損處裸露之兩條導線互相接觸而短路，產生火花及過熱，引燃附近的可燃物，導致火災。
3. 接觸不良：電線間之接續部或電線與配線器具之接續部不良，因接觸電阻之故，當電流流通時產生局部過熱。
4. 漏電：非接地導體觸及接地之導體而與大地連接，形成接地之迴路。

低壓斷路器

 

一個良好的配電設計，應該能夠確保電路導體所流通的電流不可超過其安全載流量。電路導體所流通的電流超過安全載流量的情況，一般有下列兩種：

1. 過載：電路所接負載之耗電量，已經超過其安全載流量稱之。
2. 短路：在電路中，帶電壓的電線未經負載直接接通，形成短路。

過電流保護設備，可分成兩大類：

1. 熔絲（Fuse），又稱保險絲，由低熔點合金製成，串聯在線路上，當發生過載或短路時，能因過電流所產生的熱而熔斷，適用於電流容量較小的情況。
2. 斷路器（Circuit Breaker，CB）是一種開關，除了手動操作，啟閉電路之外，當發生過載或短路時，還可以自動切斷電路。

常見的保護設備，作為電源開關（線路接通或斷開）及過載，短路保護。

1. MCCB（無熔絲斷路器）：利用熱動（過載保護，延時特性，見時間電流曲線 TCC）+電磁（短路保護）作用自動跳脫開關，啟斷電路達到過載及短路保護。
   

    

   A、B、C、D 類型：

   C Type ：瞬跳短路電流為5 ~ 10 In（燈插）；D Type ：瞬跳短路電流為10 ~ 20 In（馬達專用）

    

   上進下出：

   電源側（標示line），一次側進線（外觀扳動處往上為「開啟」，往下為「關閉」）。

   負載側（標示load），二次側出線，供負載使用。

    

   馬達的啟動電流一般約為負載電流的 5 ~ 8 倍，由時間電流曲線 TCC可知，馬達須於 3 秒內完成啟動，正常運轉，否則MCCB將跳脫，斷開電源。

   考慮Y - Δ降壓之啟動電流為啟動電流 / √ 3，則啟動時間可延長至10秒左右。

    

2. ELB和ELCB（漏電斷路器）：防止電力設備（電路）漏電，減少漏電感電事故發生。當電路有漏電時，能迅速跳脫以啟斷電路，其中ELB只有漏電才會動作，必須配合過載保護的斷路器，而ELCB則兼具漏電（零相比流器）、過載、短路三種保護
   

   2 P For 1∮2W

   3 P For 1∮3W

   3 P For 3∮4W

3. ACB（空氣斷路器）：較大型容量之低壓保護設備，具有過載及短路保護，常用於低壓電路之總開關，一般AT在800A以上建議採用ACB斷路器。
   

   圖片來源：士林電機

   時間電流曲線 TCC

4. 熔絲：通常會在電源側加上一個閘刀開關KS，以閘刀啟斷及閉合電路，作為維修，更換時，隔離電源用。

斷路器規格：極數（P），額定電流（AT，跳脫容量），框架容量（AF），以及啟斷容量（IC），例如3-100-75表示極數3P 100 AF 75 AT

1. 極數 P：保護設備的接點組數，即可同時啟斷或閉合之線數，通常以「P」來表示， 1P表示單組接點，只能啟斷一條導線，2P 表示兩組接點，能同時啟斷兩條導線，3P表示三組接點，能同時啟斷三條導線，依此類推。
   1. 1∮3W 220 - 110 V：單相AN、BN：110 V（1 P），AB：220 V（2 P）
   2. 3∮3W 220 V：單相：AB、BC、CA：：220 V（2 P），三相：ABC：220 V（3 P）
   3. 3∮4W 380 - 220 V：單相AN、BN、CN：220 V（1 P），ABC：380 V（3 P）
       
2. 額定電流 AT：保護設備之額定連續電流或跳脫電流，單位A，簡稱AT，通常較 AF 為小，國內15、20、30、40、50、60、75、100 ...，歐規16、20、25、32、40、50、63、80、100 ...。
   
   Id（負載電流） * 1.25 ≤  斷路器額定流 AT ≤  Ic 線纜安培容量
   
   
   1. 根據負載特性不同，斷路器額定電流 AT須選擇為負載電流的1.15~1.5倍，再根據斷路器額定電流 AT選擇導線線徑（線纜之安全載流量需大於等於斷路器額定電流 AT，也就是當線路因過載、短路產生高熱，絕緣外皮變軟，甚至熔化前，斷路器應先行跳脫，以達到保護線路之目的），再複核壓降是否符合法規要求。
   2. 第 9 條 供應電燈、電力、電熱或該等混合負載之低壓幹線及其分路，其電壓降均不得超過標稱電壓3 %，兩者合計不得超過5 %。
      
      
      
3. 框架容量AF：保護設備之框架接點可承受之電流安培值，單位A，簡稱AF，框架容量AF須大於額定電流 AT。馬達專用AF在150以上。
    
4. 啟斷容量IC：保護設備能安全啟斷之最大非對稱短路故障電流值，通常以IC稱之。單位KA。依故障電流計算得知，因只計算幹線，不考慮分路負載，故分路開關的IC值須與總開關的IC值相同，總開關與分路開關須承受相同的啟斷容量。
   

理論上，IC值只要大於最大非對稱故障電流即可，但若IC太接近故障電流時，須採用大一級的IC值（± 5KA），例如故障電流為34.9 KA，IC值會選用40 KA，而不是35 KA

 

選用規則如下：
若30 < x ≦ 33，則 IC = 35；33 < x ≦ 35，則 IC = 40（大一級）；35 < x ≦ 38，則 IC = 40；，38 < x ≦ 40，則 IC = 45（大一級），依此類推 ... ，其中 x 為故障電流

 

第 50 條 斷路器應符合左列規定：

1. 斷路器之標準額定電流值為：10、15、20、30、40、50、60、70、75、90、100、125、150、175、200、225、250、300、350、400、500、600、700、800、1000、1200、1600、2000、2500、3000、4000。

第 54 條 非接地導線之保護應符合左列規定：

1. 電路中每一非接地之導線應有一個過電流保護裝置。
2. 斷路器應能同時啟斷電路中之各非接地導線。

第 59 條 下列各款用電設備或線路，應按規定施行接地外，並在電路上或該等設備之適當處所裝設漏電斷路器。

1. 建築或工程興建之臨時用電設備。
2. 游泳池、噴水池等場所水中及周邊用電設備。
3. 公共浴室等場所之過濾或給水電動機分路。
4. 灌溉、養魚池及池塘等用電設備。
5. 辦公處所、學校和公共場所之飲水機分路。
6. 住宅、旅館及公共浴池之電熱水器及浴室插座分路。
7. 住宅場所陽台之插座即離廚房水槽1.8公尺以內之插座分路。
8. 住宅、辦公處所、商場之沉水式用電設備。

第61條 漏電斷路器以裝置於分路為原則。

 

第 62 條規定以防止感電事故為目的而裝置之漏電斷路器，應採用高感度高速型（即CNS 5422所稱高靈敏度高速型，靈敏度電流 30 mA，動作時間 0.1秒）。

 

第 67條 過電流保護應符合左列規定：

1. 分路用配電箱，係指其過電流保護設備中30 A以下額定者占10 % 以上者。
2. 分路用之配電箱，其過電流保護器極數不得超過42個。總開關不計入，兩極斷路器以二個過電流保護器，三極斷路器以三過電流保護器計。
3. 分路用配電箱在其電源側，應以不大於該配電箱合計額定值之不超過二個總開關或二組之熔絲保護。但供電配電箱之幹線，如在供電端處之過電流保護，不大於該配電箱之額定值時，該箱可不另設過電流保護裝置。
4. 配電箱之分路額定值如為30 A以下者，其主過電流保護器應不超過200 A。
5. 配電箱內之任何過電流保護裝置，如遇裝接負載正常狀態下將連續滿載3小時以上者，除該過電流保護裝置確能照其額定值連續負載外，該負載電流以不超過其額定值之80%為宜。

第 105 條 分路許可裝接負載應符合左列規定：

1. 15及20 A分路以供應普通電燈及小型電器為限，如僅供應移動電器，其容量最大不得超過分路額定之80%。至於分路同時供應電燈、移動電器及固定電器時，其中固定電器容量總和不得超過分路額定之50%。
2. 30 A分路以供應住宅以外之重責務型固定電燈或任何處所之大型電器。如僅供應移動電器，其容量最大不得超過分路額定之80%。
3. 40及50 A分路以供應住宅以外之重責務型固定電燈及紅外線電燈或任何處所之固定烹飪器。但普通電燈不得併用。