低压系统中断路器的选型与整定

章建辉

低压断路器即自动开关，既具有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。断路器常常作为配电回路、电动机等设备的电源控制和保护开关，低压断路器质量的好坏，直接关系到电网的稳定运行及设备、人员的安全，因此对其性能提出了更高的要求。如何合理进行断路器的选型与整定，是电力设计人员研究的重要课题。

1.低压短路器的分类

根据不同形式的划分，低压断路器有多种分类，如以结构型式划分，可分为小型断路器、塑殼断路器以及万能断路器;以使用类别划分，可分为选择型断路器和非选择型断路器，前者是指在短路情况下，断路器明确指出串联负载侧另一短路保护电器选择性保护，而后者在短路时没有这一功能;以是否适合隔离这一特点划分，可分为适合隔离与不适合隔离断路器。但不论低压断路器的分类怎样，在使用选择时还是要依据具体环境而定。

2.断路器选型的基本要求

1）根据低压线路的负载性质，选择与其相符的断路器。在选择断路器时，首先应对断路器性能有准确了解，在遵循《低压配电设计规范》相关规定与标准的基础上，确定断路器的整定参数值，以便能够准确判断和计算出配电系统的故障问题及故障电流值。2）选择断路器时，应充分考虑各方面的影响因素，包括交流、直流、频率、电压值等，将回路的额定电压及额定频率作为选择依据。3）低压断路器的整定电流，要依据负载电流值来确定。4）周边环境也是影响断路器选择的重要因素，包括周边环境湿度、温度及海拔高度等，此外还需考虑环境污染等级及震动承受力等因素。5）依据精准的回路短路参数值，确定断路器的通断能力及动稳定、热稳定能力。6）低压配电网上下级所采用的断路器要匹配，这也是系统的选择性保护要求。

3.低压各级断路器的选用原则及方法

3.1选用原则。影响断路器的选择受有多方面的因素响，但主要还是根据自身负载与工作要求来选择最合适的断路器。简单来说，配电线路都应当选用准确的配电型断路器，常见的主要有两种：即选择性断路器和非选择性断路器。如电动机保护型断路器可选用非选择性断路器;一些家用的保护型断路器则多选用小于63A（额定电流）的非选择性断路器。总的来说，低压断路器选用原则具体如下：1）断路器的选用，要与断路器自身负载性质及故障类别要求相符合。2）为确保低压配电网的正常运行，断路器的额定电流值要比其所在回路的负载计算电流值大;此外，断路器额定电压值与频率，也需与其所在回路的标称电压及标称频率相适应。3）在充分考虑周边环境条件基础上选择适合的低压断路器。4）当电网短路时，低压断路器要符合动稳定及热稳定的基本要求。在电力实际工作中，运用最多的一般是选择性短路器和非选择性断路器，这样搭配的好处可以利用延时性动作来或者选择性，以满足断路器上下级的选择性动作，确保低压配电系统的安全、稳定运行。

3.2低压断路器选型的级间配合。选择性与断路器上下级配合有着紧密的关系，保护选择性是断路器上下级间的相互配合的关键所在。断路器的上下级选择性配合要满足三大基本要求，即选择性、快速性和灵敏性。其中，快速性与灵敏性往往受断路器自身特性及线路运行方式的影响，对此需根据合理的断路器上下级配合选择表进行整定。断路器上下级配合得当对于低压配电系统运行具有十分重要的作用，不仅能有效切除线路故障保障系统的正常运行，同时还能极大提升配电系统的可靠性。级联保护是断路器限流特性应用的具体表现，它是利用上下级断路器间的限流作用，降低下级断路器选择时的分断能力，使断路器工作效率有效提升，同时降低运行成本。

4.低压各级断路器的整定原则及方法

多级配电中心制是当前很多低压配电系统采用的运行管理机制，但在实际运行过程中暴露出很多问题与故障，影响到其所在回路负载的正常运行，若得不到及时有效的解决还会影响更大范围的回路负载供电。基于这一情况，为保证低压配电系统的安全、可靠运行，其整定需遵循以下原则：1）根据《规范》要求，低压配电线路应装设短路、过负载保护和接地故障保护等，以保证在尽可能短的时间内有效切除故障电路。2）当断路器处于正常运行状态且用电设备正常启动，则其装设的保护不应动作。3）低压配电系统保护动作需要相互各级之间进行相互配合、分工有序，当发生动作要合理的进行选择。当线路发生意外故障时，应该及时切断线路最近的断路器，但靠近电源侧的保护缺不应该动作。尽可能的把因切断线路带来的影响降到最低可控范围。为此，选择合适的保护电器对于保障配电系统正常运行具有十分重要的作用。依据断路器整定原则的基本要求，在准确计算、认真校验基础上，对其参数进行正确整定，以实现其保护功能，满足《规范》要求动作特性及动作时间等要求。

5.低压断路器脱扣器的选择与整定

1）低压断路器过流脱扣器额定电流的选择。根据相关规定，低压断路器过流脱扣器额定电流IN.OR应大于线路的计算电流I30，即IN.OR≥I30。2）过流脱扣器的动作电流与被保护线路的配合要求。预防线路出现短路或者因为过热受损甚至着火现象，确保系统的正常运行，应合理控制断路器过流脱扣器的动作电流lOP，其计算公式为：lOP≤KOL·Ial，其中Ial为绝缘线缆的允许载流量;Kol为绝缘线缆的允许短时过负荷系数，对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取4.5;对长延时过流脱扣器，做短路保护时取1.1，只做过负荷保护时取1。3）低压断路器动作特点整定。①瞬时过电流脱扣器的动作电流的整定。在低压断路器系统中，当设备启动时会产生较高电流，此时电流可能是额定电流的几倍，此时断路器也会出现短时的负荷。因此要保证低压系统的稳定正常运行，必须防止瞬时过电流特性动作与线路高峰电流发生正面冲突，要合理选择低压断路器，防止错误动作的发生。②短延时动作特性。短路短延时保护是防止配电系统的阻抗性短路，一般用于线路局部短路产生的故障，分为定时限与反时限（EG系列仅定时限）。反时限脱扣曲线的公式，当电流大于 时自动转化为定时限特性（即电流的增加不再使动作时间缩短）。短延时动作时间整定值一般取0.2～0.4s③长延时动作特性。长延时过流脱扣器主要是用来保护过负荷，为保证系统的正常运行，应需要避免线路出现最大的负荷电流。因此，长延时过流脱扣器的动作发生时间要错于允许短时过负荷的持续发生时间，防止低压断路器的错误动作。

6.结束语

综上所述，低压断路器的正确选择和合理整定，一定程度上能减少低压配电系统运行故障的出现，从而保证电力系统的正常、稳定运行。当然，断路器的选型与整定工作，不能仅是依靠个人或个别企业来完成，而应当是各级别电力系统的相互配合与协作，从而使整个电力行业运行水平更上一台阶。