低压系统中断路器的选型与整定

崔 冉

低压系统中断路器的选型与整定

崔 冉

崔 冉

中国联合工程公司

1 引言

低压断路器是构成低压电力系统的重要组成部分，因此要保证低压系统的正常有效运行，断路器的选型与整定显得尤为重要。本文对此进行了研究分析，以供同仁参考。

2 低压断路器的分类

一般情况下，低压断路器按不同形式可以进行多种分类，例如按照设计型式可以分为：空气断路器、塑壳断路器以及小型断路器；按照断路器的使用类别可以分为：A类：是指在短路情况下，断路器并没有明确指出用作串联负载侧另一短路保护电器选择性保护；B类：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，即短路时，选择性保护有人为短延时；最后按照是否适合隔离可以分为：适合隔离与不适合隔离。

3 断路器选型的基本要求

断路器主要作用是保护电器以及隔离线路负载，一般情况下要满足以下的基本要求。

（1）断路器的选择要满足线路的负载性质。在进行断路器的选择时首先要准确了解他的性能，以此来整定电器的参数值，具体的标准要符合《低压配电设计规范》的相关规定，只有这样才能够准确的计算出配电系统的状况以及故障电流值。

（2）选择合适的断路器要综合考虑交流，频率，以及直流，电压值等因素，并且要以回路的额定电压以及额定频率为选择的依据。

（3）确定负载电流值，并以此来确定低压断路器的整定电流。

（4）选择合适的断路器要考虑周边的环境因素，例如周边环境的环境温度湿度以及地势的海拔高度，此外还要综合考虑环境的污染等级以及承受冲击振动等因素。

（5）依据回路短路的准确参数值确定断路器应有的通断能力以及动稳定和热稳定能力。

（6）根据系统的选择性保护要求，确定上、下级断路器的匹配。

4 低压各级断路器的选用原则和方法

选用原则

在实际中，选择合适的断路器有很多原则，要综合考虑多方面的影响因素，依据断路器自身的基本负载性质和工作要求来选择合适的断路器。一般情况下，配电线路要准确的选择配电型的断路器。配电型的断路器可以分为两种：选择性断路器以及非选择性断路器。一般的，电动机保护型的断路器可以选择非选择性的断路器。在实际生活中一些家用的保护型断路器一般都选择额定电流小于63 A的小型非选择性断路器。因此，低压断路器选用的主要原则有：

（1）断路器的选用要满足断路器自身的负载性质以及故障类别的基本要求。

（2）断路器的额定电压值和频率要与其所在回路的标称电压以及标称频率相适应。除此之外，正常运行时要能够保证低压断路器工作的额定电流值要大于其所在回路的负载计算电流值。

（3）选择合适的低压断路器时要充分考虑周边的环境条件。

（4）在短路情况下，低压断路器要能够符合动稳定以及热稳定的基本要求。

要保证低压配电系统的正常运行，我们首先要能够满足断路器上、下两级之间的选择性动作，在实际工作中，上级的断路器较多的都会选择使用选择性断路器，而下级断路器较多会选择使用非选择性的断路器，这样的选择使用能够利用延时动作来获得选择性。

低压断路器选型的级间配合

断路器上下级之间的相互配合主要在于保护选择性，若采用断路器作为上下级之间的保护，那么动作应该具有保护选择性，上下各级之间也应相互协调配合。此外，断路器上下级间的选择性配合，要满足选择性、快速性和灵敏性的基本要求。选择性与上下两级断路器间的配合有关，而断路器自身的特性以及线路运行的方式会影响快速性和灵敏性，据此，可根据企业提供的上下级断路器的配合选择表进行整定。

在实际中，如果上下级断路器配合方式得当，这样能够切除故障，保证配电系统的正常运行工作，还会大大提高配电系统的可靠性。级联保护是断路器限流特性的具体应用，它主要是利用上级断路器之间的限流作用，在选择下级断路器时可降低其分断能力，这样既提高了工作效率，又降低了成本。

现在的智能型断路器，都有区域选择性的联锁功能，通过微电子技术完善其保护，主要分为短路故障联锁以及接地故障联锁，它们起着非常关键的作用，这样能够很好地解决断路器级间配合问题，有效保证汽动作的灵敏性。

5 低压各级断路器的整定原则和方法

低压配电系统采取多级配电中心制，会出现很多常见的故障，它们的出现会影响本回路负载的正常供电运行，如果得不到及时解决就会影响其他正常回路负载的供电。根据《规范》要求，低压配电线路应装设短路、过负载保和接地故障保护等。为保证低压配电系统的安全性以及可靠性，其整定要遵循一定的原则。

（1）断路器在正常运行状态和用电设备正常启动时，其所装设的保护不应动作。

（2）实现保护作用，因此在有效的时间内有效地切除故障电路，满足规范最基本的要求。

（3）低压配电系统上下各级之间的保护动作特性要能够彼此相互配合，协调进行工作，发生动作要有选择性的进行，当线路故障出现时，首先要先将离故障发生地点最近的断路器保护切断，而靠近电源侧的上级保护此时不应发生动作，要在最短时间内尽可能地缩小断电的线路范围。

由此可见，要保证系统正常运行，选择保护电器时要合理准确。一般以断路器的整定原则的基本要求，正确进行其参数的整定，实现其保护功能，只有经过准确计算，认真校验，才能协调矛盾，求得统一，满足规范规定的动作特性以及动作时间等的基本要求。

6 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

依据相关规定，一般的低压断路器过流脱扣器的额定电流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

为了保证正常运行，避免线路因出现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损引起失火现象，低压断路器过流脱扣器的动作电流lOP应满足公式的规定要求，lOP≤KOL·Ial，其中Ial绝缘线缆的允许载流量；Kol一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）低压断路器过流脱扣器动作时电流值的整定

①一般的，设备在低压断路器系统中启动时，有些在较短的时间内就会产生较高的电流，此时的电流甚至高于其额定电流的几倍，所以此时的低压系统的断路器也会在短时间内承受较大的高峰电流。为保证系统的正常运行，瞬时过电流脱扣器的动作电流必须要避免线路的高峰电流，因此要选择合适的低压断路器，要保证低压断路器的瞬时过电流脱扣器的动作电流避免与尖峰电流的正面冲突，这样能够有效避免低压断路器的错误动作的发生。

②短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定

为保证正常运行，系统短延时的过流脱扣器的整定电流也要避免系统线路的高峰电流。一般的，系统的短延时过流脱扣器的发生动作时间可以是0.2S、0.4S与0.6S这三种情况，而这主要是依据低压系统前后的保护断路器的保护选择性来进行确定，满足上级保护的动作时间要长于下级保护的动作时间。

③长延时过流脱扣器的动作电流与时间整定

为保护过负荷长延时过流脱扣器的动作电流要避免线路的最大负荷电流也就是计算电流。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，这样就能够避免发生低压断路器的错误动作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.068