低压断路器的选型与整定的基本原则

尹洁

摘 要 低压断路器在冶金工厂低压配电系统中被广泛使用，文章简要阐述低压断路器的类型选择，以及断路器定值计算的基本原则。

关键词 低压；断路器；定值；基本原则

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0156-01

1 低压断路器额定值选定的基本原则

1.1 额定断路器电流浅谈

国标《低压开关设备和控制设备：低压断路器》 GB14048.2-94（等效采用IEC947-2）对断路器的额定电流给出如下定义：

断路器额定电流也被称之为脱扣器额定电流，是可长期满足脱扣器流经的电流。对于某些断路器中安装了可调式脱扣器，那么该电流则为满足长期脱扣器最大的流经电流。Ln=1r为固定式脱扣器，而可调试脱扣器则可表示为0.4-1×1n=1r。

断路器壳架等级额定电流Inm就是指在塑料外壳与框架的尺寸基本相同条件下可装的脱扣器最大的额定电流。

断路器的框架通流能力的参数由断路器壳架等级额定电流标明，决定因素为主触头的通流能力，另外，安设的最大脱扣器额定电流值也由其决定。在做断路器选择是，应注意该参数的作用。

做断路器其的选择时，应考虑：

1）设备、线路的正常工作电压要等于或者小于断路器的额定电压。

2）由以下公式确定断路器的额定电流：

IB≤In≤Iz

上述不等式中，导体允许的持续载流量为IZ，主触头的额定电流为In，线路计算的负载电流为I?B。

3）由下列不等式确定过电流脱扣器整定电流：

1.45 Ilmax≥I2>Ilmax；

1.25I2≤Ismin

上式中：过电流脱扣器整定电流为I2，负载最大电流（输入电源模块电容的充电流、启动电机电流）为Ilmax，最小线路电流为Ismin。

若最小线路短路电流（远离线路断路器端的短路）大于过电流脱扣器的整定电流，那么可以确定的是，电路中任何处若出现短路，断路器是可以跳闸的。可将动作电流整定值给予固定，同时做相应调试，调节的方式通常为处于电流脱扣器上部杠杆为工具。

所以，在选择低压断路器时，应参考标准有以下几点：负载工作电流应不超过额定的断路器电流；负载与电源的额定电压不超过额定断路器电压；负载工作电流不超过断路器脱扣器额定电流；最大电路短路电流不超过断路器的极限通断水平。

1.2 断路器的短路分断能力

断路器有两个参数可以对断路器的分段能力进行反映。第一，运行分段能力（额定运行短路分段能力），在实验时的操作流程是0→t→co→t→co（分段操作为0，时间间隔为t，通常在3分钟，操作接通后紧接的分段操作为co），依照实验操作的规定步骤进行后，要考虑急需承载的断路器额定电流能力。另外，为极限分段能力Icu（额定极限短路分段能力），在实验时的操作步骤是：0→t→co，依照实验操作的规定步骤进行后，不需考虑断路器对额定电流的承载。

选用断路器时应注意：

确定分断能力：Ismax

式中：最大线路短路电流为Ismax；额定运行短路分断能力为Ics；额定极限短路分断能力为Icu。

最大显露短路电流（靠近线路断路器端的短路）小于断路器额定运行短路分段能力，那么，不管电路何处出现了短路，短路都可有效的实现分段。当以分级保护电路时，要对各级断路器的过电流脱扣器整定值做好匹配。

1.3 额定短时耐受电流Icw

在规定的性能与使用条件基础上，以特定的时间范围，处于合闸位置的控制设施与开关设施可有效承受的电流大小。该电流的标准值要选自于“国标762”中关于R10系列规定，同时满足与控制设施、开关设施的值相等。主要有1、1.6、2.5、4、8等R10系列数字，以及与10n相乘的数字。

1.4 选择与整定脱扣器

脱扣器类型有：热磁脱扣器、电磁脱扣器、电子脱扣器、过电流脱扣器、分离脱扣器等，过电流脱扣器运用比较广泛。过电流脱扣器又分为电子与热磁式两种，电子式具有接地故障、短路瞬时、短路延时、过载延时等保护特性，热磁式则为短路瞬时与过载延长保护。

1.4.1 过电流瞬时脱扣器的整定值Im

过电流脱扣器的瞬时整定电流Im不可在日常的线路工作时出现的尖峰电流同时运行，可根据不等式：K3（I+Ic）《Im得体具体值，以K3为可靠的瞬时低压断路器可靠脱扣器系数，1.2为常用值；启动电动机时产生的最大线路电流为Ic，是周期量。其取值为全部启动电动机时的Iq值的两倍；除了最大的启动电流的电动机，其他的线路负载计算电流为I。

为使选择性动作在各级被保护线路中的保护器满足动作目的，选择的方向为趋于最大值，这样，当下级开关出现了线路保护的故障，可自动阻止电流短路。对于非选择型的低压瞬时断路器的电流脱扣器整定值而言，要尽量的不与回路尖峰电流相交，并且最大限度缩小它的整定值，这样，即使出现故障，其灵敏度仍然较高。

1.4.2 过电流短延时脱扣器的整定值Im

1）过电流短延时脱扣器整定值Im，要尽量避免日常工作环节中出现的尖峰电流，确定方式为：Kz（Iq+Ic）《Im不等式，其中，Kz低压电路器的可靠脱扣器延时系数，通常取值1.2；线路中具有最大电流的电动机的全启动电流值为Iq；除了最大的一台电机动启动电流外，Ic则是负载线路计算电流。

2）动作时间明确：短延时将影响选择性的装置形式的保护性。低压断路器短延时的切断时间较多为0.1，0.2，0.4，0.6，0.8 s和1.0 s等可供选择。明确的方式是保护装置动作的前后选择性，同时，后一级保护时间应该短于前一级的保护时间的级差。

1.4.3 长延时过电流脱扣器的整定值Ir

长延时过电流脱扣器可实现保护过负荷的目的，其存在整定电流I与导体载流量Iz、线路计算电流Ic的关系为：Ic≤I≤Iz。

综上所述低压断路器选择应该遵循以下几个的原则：①由使用的环境和场合确定断路器的类型和保护形式；②测定的线路预期短路电流为判断断路器分断功效提供了依据；③断路器的短路整定电流应避免与线路的正常工作启动电流接触；④配电线路的断路器特性应上下配合保护，下级保护特性应在上级保护特性之下，但是切不可相交。要协调配合上下级配电线路的断路器的保护特性，上级保护特性下方要有下级保护特性，但不能相交；⑤断路器动作是否灵敏有最小的线路短路电流做校验，即整定断路器的短路电流应该大于线路最小的短路电流的1.3倍；⑥长延时的断路器的脱口器电流要比允许持续导线电流小；⑦线路上的最大短路全电流瞬时值（短路冲击电流）可对额定断路器短路接通能力做校验，即最大的电流预期峰值，前者应小于后者。

2 总结

综上所述，确保变电所运作的稳定安全，应该严格把好选择低压断路器型号的工作。所以，根据基本的选型原则和做好定值的正确计算方能保证可靠性供电。

参考文献

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[2]黄冠斌，孙敏，杨传谱，等.电路基础[M].上海：华中科技大学出版社，2002.

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[4]吴昌，孙树莉.电力系统分析[M].北京：水利电力出版社，1988.