小议低压断路器及其选择

莫志强

摘要：低压断路器是在低压配电当中使用得非常广泛的开关，文章对断路器的定义、参数设定、选择进行了简单的概述。

关键词：低压断路器;定义;参数设定;选择

Abstract: the low voltage circuit breaker is in use in low voltage distribution much switch, the article to the definition of the circuit breaker, set parameters, choose the simple overview.

Keywords: low voltage circuit breaker; Definition; Set parameters; choose

中图分类号：TM561 文献标识码：A文章编号：

1低压断路器参数定义

1.1 断路器框架电流及脱扣器的整定电流

断路器的框架电流即“断路器壳架等级额定电流”是标明断路器的框架通流能力的参数，主要由主触头的通流能力决定，它也决定了所能安置的脱扣器的最大额定电流值。

断路器的脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路（电磁）脱扣器，并有长延时、短延时、瞬时之分。过电流脱扣器最为常用。标明过电流脱扣器的电流有左右几个参数：①脱扣器额定电流In，指脱扣器能长期经过的最大电流。②长延时过载脱扣器动作电流整定值Ir，固定式脱扣器其Ir＝In，可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数，如Ir＝0.4～1×1n。③短延时电磁脱扣器动作电流整定值Im，为过载脱扣器动作电流整定值Ir的倍数，倍数固定或可调，如Im＝2～10×Ir。对不行调式可在此中挑选一适当的整定值。④瞬时电磁脱扣器动作电流额定值Im′，为脱扣器额定电流In的倍数，倍数固定或可调，如Im′＝1.5～11×In。对不行调式可在此中挑选一适当的整定值。

1.2 断路器分断能力

断路器一般具有两个反映断路器短路分断能力的参数：额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics。

断路器的额定运行短路分断能力（Ics）也就是指在一定的试验参数（电压、短路电流和功率因数）条件允许下，经一定的试验程序，可以接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力，其试验程序为O—t—CO—t—CO。它比Icu的试验程序多了一次CO，通过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，就认定它的额定运行短路分断能力达标（O—Open表现分断操纵；C－Close表现闭合操纵，CO—表现闭合操纵后接下来分断操纵；t—表现两个相继操纵之间的时间间隔，一般不小于3分钟）。额定运行短路分断能力Ics的试验条件允许极为苛刻（一次分断、二次通断），因为试后它还要继续承载额定电流（其次数为寿命数的5％），所以它不单要验证脱扣特性、工频耐压，还要验证温升。

额定极限短路分断能力（Icu）也就是指在一定的试验参数（电压、短路电流、功率因数） 条件允许下，经一定的试验程序，可以接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。其试验程序为O—t—CO。详细方式是：把线路的电流调整到预期的短路电流值（比如380V，50kA），而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器经过50kA短路电流，断路器立即开断（O），断路器应完好，且能再合闸。经间歇时间t后，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通（C）和接下来的开断（O），（接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性）。此程序即为CO。断路器能完全分断，则其极限短路分断能力达标（试检后要验证脱扣特性和工频耐压）。

我国国家标准GB14048.2规定，Ics可以是极限短路分断能力Icu数值的25％、50％、75％和100％。所以可以看出，额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。

正常情况来看，具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器，能实现选择性保护，大多数主干线（包括变压器的出线端）都采纳应用它作主保护开关；不具备短路短延时功能的断路器（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护），不可以作挑选性保护，它们为有应用于支路。其额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics参数的选用一般符合左右要求：①相比干线上应用的断路器，不但需要满足额定极限短路分断能力Icu的要求，并且也需要满足额定运行短路分断能力Ics的要求，假设仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力达标与否，将会给用户带来不安全的隐患。②相比支线上应用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。现在出现的较大都的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险。但取得过大，会使得不如有需要的浪费（同类型断路器，其高分断型，比普通型的价格要贵出许多）。

相比挑选性B类断路器，还具有的一个特性参数是短时耐受电流（Icw）,也就是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，保持0.05秒、0.1秒、0.25秒、0.5秒或1秒而断路器不能够脱扣的能力，Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，普遍Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或5kA，而In＞2500A时，它为30kA。

1.3 断路器短路接通能力

断路器的额定接通能力是由详细产品标准或制造厂规定的，它指的是在一定的电压、倾定颇率和一定的功率因数（或时间常数）下断路器可以接通的电流值，用最大预期电流峰值表现。在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障（比如相比初次试电运行的变电所.若在施工时有东西遗落在开关柜内，则有大概发生此类故障），则在断路器合闸整个过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流经过（预击穿），使触头熔焊和遭受电动力的损坏。且断路器在关合短路电流时，不行防止地在接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，其工作环境常常比单纯切断正常运行状态下产生的短路电流要恶劣得多。所以，额定短路接通能力是断路器的十分主要参数之一。

2低压断路器选用

2.1额定工作电压和额定电流低压断路器的额定工作电压Ue。和额定电流Ie。应分别不低于线路，设备的正常额定工作电压和工作电流或计算电流。断路器的额定工作电压与通断能力及使用类别有关，同一台断路器产品可以有几个额定工作电压和相对应的通断能力使用类别。

2.2长延时脱扣器整定电流Ir1所选断路器的长延时脱扣器整定电流Ir1应大于或等于线路的计算负载电流，可按计算负载电流的1～1.1倍确定；同时应不大于线路导体长期允许电流的0.8—1倍。

2.3瞬时或短延时脱扣器的整定电流Ir2：所选断路器的瞬时或短延时脱扣器整定电流Ir2应大于线路尖峰电流。配电断路器可按不低于尖峰电流1.35倍的原则确定，电动机保护电路当动作时间大于0.02s时可按不低于1.35倍起动电流的原则确定，如果动作时间小于0.02s，则应增加为不低于起动电流的1.7—2倍。这些系数是考虑到整定误差和电动机起动电流可能变化等因素而加的。

2.4．短路通断能力和短时耐受能力校验低压断路器的额定短路分断能力和额定短路接通能力应不低于其安装位置上的预期短路电流。当动作时间大于0.02s时，可不考虑短路电流的非周期分量，即把短路电流周期分量有效值作为最大短路电流；当动作时间小于0.02s时，应考虑非周期分量，即把短路电流第一周期内的全电流作为最大短路电流。如校验结果说明断路器通断能力不够，应采取如下措施。

（1)在断路器的电源侧增设其他保护电器(如熔断器)作为后备保护。

（2)采用限流型断路器，可按制造厂提供的允通电流特性或限流系数(即实际分断电流峰值和预期短路电流峰值之比)选择相应的产品。

（3)可改选较大容量的断路器。各种短路保护断路器必须能在闭合位置上承载未受限制的短路电流瞬态值，还须能在规定的延时范围内承载短路电流。这种短时承载的短路电流值应不超过断路器的额定短时耐受能力，否则也应采取措施或改变断路器规格。断路器产品样本中一般都给出产品的额定峰值耐受电流和额定短时耐受电流(1s电流)。当为交流电流时，短时耐受电流应以未受限制的短路电流周期分量的有效值为准。

2.5灵敏系数校验所选定的断路器还应按短路电流进行灵敏系数校验。灵敏系数即线路中最小短路电流(一般取电动机接线端或配电线路末端的两相或单相短路电流)和断路器瞬时或延时脱扣器整定电流之比。两相短路时的灵敏系数应不小于2，单相短路时的灵敏系数对于DZ型断路器可取1．5，对于其他型断路器可取2。如果经校验灵敏系数达不到上述要求，除调整整定电流外，也可利用延时脱扣器作为后备保护。

2.6分励和欠电压脱扣器的参数确定分励和欠电压脱扣器的额定电压应等于线路额定电压，电源类别(交、直流)应按控制线路情况确定。国标规定的额定控制电源电压系列为直流(24)、(48)、110、125、220、250V；交流(24)、(36)、(48)、110、127、220V，括号中的数据不推荐采用。

3 结语

以上介绍了低压断路器的参数定义，并分析了低压断路器的选用。随着电力工业的发展及城乡电网的改造，断路器具有额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics的分断能力的参数，且同一台断路器产品可以有几个额定工作电压和相对应的通断能力使用类别。所以，我们必须加大科研、开发力度，为市场提供高可靠性的低压断路器。