建筑配电系统中低压断路器的选用

徐向锋 宋胜涛

（1、郑州旭飞光电科技有限公司，河南 郑州 450016 2、河南安飞电子玻璃有限公司，河南 郑州 450016）

1 断路器的选择

正确选择断路器是提高低压配电系统运行性能的保证，低压断路器的选择性是终端低压配电系统设计中的一项重要内容。在低压配电系统中用的低压断路器按其保护性能可分为，选择性和非选择性两类。选择性低压断路器，有两段保护和三段保护两种，其中瞬时特性和短延时特性适用于短路动作，而长延时特性适用于过载保护。当断路器保护的配电系统发生电气故障时，离故障点最近的断路器Qn动作将故障解除，而其他各级断路器运行正常，将故障造成断电的范围限制在最小，使其他无故障的供电回路仍能保持正常供电，这就是对低压断路器所要求的选择性。

非选择性低压断路器，一般为瞬时动作，只做短路保护用，也有的为长延时动作，只做过负荷保护用。非选择性低压断路器，是指当发生电气故障时，距故障点最近的低压断路器QF3动作将故障切除，而其他各级断路器Qn、QF2、QF4和QF5均处于打开状态，不能保证使其他无故障回路正常供电。

低压断路器的选择性在低压配电系统的设计中占有十分重要的位置，它可以给用户带来便利，并能保证供电回路工作的连续性。所以，家用电器在无选择性断路器保护下，一旦发生电气故障，配电回路的连续性就得不到保证，使家用电器如电冰箱、排油烟机等处于停机待启动状态，影响了用户的日常生活。

低压配电系统中，如果上一级断路器采用选择性断路器，下一级断路器采用非选择性断路器或选择性断路器，其主要是利用短延时脱扣器的延时动作或延时动作时间的不同，以获得选择性。通过上一级断路器的延时动作时，请注意以下几点问题：

1.1 不管下一级断路器是选择性还是非选择性，上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍。

1.2 如果下一级断路器是非选择性的，为防止在下一级断路器所保护回路发生短路电流时，因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作，使其失去选择性。一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍。

1.3 如果下一级是选择性断路器，为保证选择性，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.lS。

2 断路器的保护性

低压配电系统的设计中在低压断路器的上下两级之间的选择性配合上，必须具有“选择性、快速性和灵敏性”。选择性与上下两级低压断路器之间的配合有关，而快速性和灵敏性与保护电器本身特点和线路运行方式有关。如果上下两级断路器配合得当，则能有选择地将故障回路切除，从而保证了配电系统的其它无故障回路继续正常工作。反之，则影响配电系统的正常运行，降低了系统可靠性。级联保护是断路器限流特性的具体应用，其主要原理是利用上级断路器的限流作用，在选择下级断路器时，可选择分断能力较低的断路器，以达到降低成本节约费用的目的。上级的限流型断路器QF1能分断其安装处的最大预期短路电流，由于低压配电系统中上下级的低压断路器为串联安装，为下级，低压断路器QF2出口处发生短路时，该短路电流由于上级低压断路器QF1的限流作用而使其实际值远小于该处的预期短路电流，也就是说，下级低压断路器QF2的分断能力在上级低压断路器QF1帮助下大大增强，超过了其额定分断能力。这种级联保护也是有一定的条件，譬如邻近的回路不能有重要负载（因为一旦QF1跳闸QF3回路也停电），同时QF1的瞬动整定值与QF2的瞬动整定值也要匹配得当。级联数据只能由实验测定，上下级低压断路器的配合选择也只能由低压断路器制造商提供确定。

3 断路器的灵敏度研究

为了保证低压断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在系统最小运行方式下，在其保护范围内发生任何的短路故障时能可靠动作，低压断路器保护的灵敏度必须满足《低压配电设计规范》(CB50054-95)规定其灵敏度应不小于1.3，即SP=IKmin/Izd≥1.3，式中IK min/Izd分别为被保护线路末端最小短路电流、瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流，IK Min断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流或两相短路电流，Sp为低压断路器的灵敏度。在选用低压断路器时，还应注意校验其灵敏度，对于同时具有短延时和瞬时过电流脱扣器的选择性断路器，则只需要校验其短延时过电流脱扣器的动作灵敏度，不在需要校验瞬时过电流脱扣器动作的灵敏度。

4 断路器的环境温度

低压断路器的过载保护依靠热脱扣器来完成，通常低压断路器的热脱扣器额定电流是制造商依据IEC898标准，在基准温度为30℃条件下整定的。热脱扣器是由一组双金属片制成，当线路发生过载，过载电流流过加热电阻丝使双金属片发热变形，将搭钩顶开，使低压断路器的触点断开。环境温度的变化会直接导致低压断路器的热脱扣器的额定电流值发生变化。

低压断路器排列有序地固定在配电盘上，再安装在配电箱内。配电箱的安装方式有明装和暗装两种，明装配电箱的散热效果要好于暗装配电箱，暗装配电箱内的空气不对流，散热效果差，容易造成配电箱内因低压断路器的升温，也使周围环境的空气温度上升。所以，低压断路器的实际工作温度要比周围环境的温度高出10℃-15℃左右。因此当环境温度大于或小于校准温度值时，我们必须根据制造商提供的温度与载流能力修正系数表，来修正低压断路器的额定电流值。例如低压断路器C65N/H单个安装，其周围环境为30℃，C65N/H的额定电流20A，则其实际工作电流为20A;如果低压断路器C65N/H单个安装，其周围环境为40℃，C65N/H的额定电流20A，则其实际工作电流为18.97A；如果多个C65N/H安装在配电箱内，其周围环境为30℃，C65N/H的额定电流20A，则其实际工作电流为16A;如果多个C65N/H安装在配电箱内，其周围环境为40℃，C65N/H的额定电流20A，则其实际工作电流为15.18A。由此我们可以看出，不同的环境温度和不同的安装方式对于低压断路器的实际工作电流值是有一定影响的。

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