低压断路器设计中的几个要点

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摘 要 实际中最常用的负载有电动机、配电和家用等三大类，由此对应的断路器有电动机保护用的、配电用和家用型，它们的性能和应用的场合是不同的。文章就低压断路器设计中的几个要点进行论述。

关键词 低压断路器；选择性；非选择性；额定极限短路分断能力；额定运行短路分断能力；欠压脱扣器

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）23-0077-01

低压断路器在正常情况下，闭合或断开供应电能的电路，以达到停电、供电和转化电路的目的、当电网出现不正常情况时，例如过载、欠压或失压、短路等，能自动把负载从电网上断开。因为这些不正常的情况将危及操作人员的安全或设备的正常运行，甚至引起人身死亡事故或造成火灾。损失是无法估计的。所以必须深刻了解，断路器的最基本要点。下面就结合多年来在应用中的实际情况，谈谈自己在低压设计的实践和应用方面的观点。

1 选择性与非选择性

对配电用保护断路器有A类和B类之分：A类是非选择性，B类是选择型。B类选择型是指断路器具有过载长延时、短路短时和短路瞬时的三段保护特点。A类保护具有过载长延时，短路瞬时的两段保护性能。框架断路器（智能型空气开关）如：正泰电器的NA1-2系列的智能型空气开关、天津百利电气的TW30系列的，智能型万能式断路器、ABB的E系列智能空气开关，常熟开关制造有限公司的CW3，智能型万能式断路器，西门子的3WT系列的，智能万能式断路器的等都是B类断路器。而某些规格塑壳断路器只有过载长延时、短路瞬时的两段保护如：正泰电器的NM1系列的塑壳断路器、北京人民的GM8-TM系列的塑壳断路器、天津百利的TM30 225A以下的断路器、ABB T1N-TMD系列塑壳断路器等。选择性保护（B类）举例说明如下。

如有1馈线回路中，主进线断路器为ZK，带4路馈线回路，如果其中第4路中的断路器发生短路时，只有第四路断路器瞬时跳开，其他3条回路正常工作（供电）。防止事故扩大。这就是选择性断路器的功能。这说明第4路中的断路器发生短路时，主进线断路器没有动作，说明主进线ZK为B类断路器，它具有短路短延时的性能。当第4条回路短路时，短路电流及流过第4条回路，也流过进线断路器，故障回路瞬时过流脱扣器动作（分段时间不大于0.02 s），跳开故障回路，把故障相切段。主开关是带有三段保护的断路器，具有短延时特性，此断路器在0.02 s内不动作，（延时时间一般为0.1 s-0.6 s），故障回路动作切除故障，整个系统就恢复正常。不至于使故障范围扩大，造成严重后果。如果要达到断路器的选择性保护的要求，主进线侧断路器一般选用，带三段保护特性的选择性保护的B类断路器。下级馈线一般选两段保护的非选择断路器A类.

对于直接保护电动机的断路器，断路器只有过载长延时、短路瞬时的两段保护、性能就足够了。也就是说用A类具用非选择断路器就可以了。

家用的和类似场所的保护，也是一种小型的A类非选择性断路器。如正泰的DZ47，施耐德的C65等。

家用和类似场合所用断路器的过脱扣器B，C，D。B型脱扣器电流大于3-5额定电流，C型脱扣器的电流大于5-10额定电流，D型脱扣器电流大于10-50额定电流。

在工程设计中，如果负载不同，要选择断路器就是不同的，如浪涌保护器上口的开关，就不能选电动机型，要选配电型。以免因选用不当造成严重后果。

可见非选择性保护特性较为简单，多用于支路保护。主断路器则要求采用选择型，以满足电路内各种保护电气的选择性断开，以便把事故区域限制到最小范围。

2 断路器分断能力

反映断路器分断能力的参数具有两个：一个参数是断路器的额定极限短路分断能力Icu，极限短路分断能力（Icu），是指在一定的试验参数（电压、短路电流、功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、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。

运行短路分断能力（Ics），是指在一定的试验参数（电压、短路电流和功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、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。

无论A类B类断路器只要运行的短路分段能力（Ics）和极限短路分断能力（Icu）百分比符合IEC标准就是合格产品，它们的运行短路分段能力（Ics）绝大多数小于极限短路分断能力（Icu）的。

设计选用上只要符合断路器的极限短路分段能力大于等于线路的预期短路电流就能满足要求。如图纸上给出的50KA，实际上是极限短路分段能力。别误以为是运行短路分断能力，把断路器等级选高，增加用户成本，造成不必要浪费。有些人认为运行的短路分段能力（Ics）大于等于线路的预期短路电流来设计，实际是一种误解。

3 欠电压脱扣器

欠电压脱扣器是当主电路电压，消失或降低至一定数值，失压线圈的电磁力不能继续吸引衔铁，在弹簧力的作用下推动脱扣杆，从而动作自由脱扣机构使断路器跳闸。如果电压降低的额定电压的70%时，负载不能启动，照明暗淡。运行中的负载发生（堵转）将会停转，电流将会上升很快，如果时间过长时，电机将会烧毁。在这种情况下断路器上就要加装欠压脱扣器。所以当受保护电路中，电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。对于负载波动比较大的用户，电压波动较大，接近欠电压脱扣器的上限数，此种情况不易放欠压脱扣器。

如果一母联加两路进线时，两个进线都带欠压脱扣器，如果母联断路器在II段母线上，母联断路器是否带欠压脱扣器，最好不带欠压脱扣器，因为两路进线单独运行，母联断开，如果其中I段进线故障断开，通过II段进线，合母联断路器，供I段部分的负荷，使I段的负载正常工作。相反如果II段故障，通过I段断路器，合母联断路器。如果母联断路器此时带欠压脱扣器时，电从母联断路器下口进入，此时母联断路器没合上，此时母联断路器脱扣器没带电，所以此时母联断路器合不上闸。II段负载就不能正常工作，所以母联断路器尽量不放欠压脱扣器。如果加也可以，必须加一台中间继电器，，把母联断路器上下口的电源都接入，某段有电时，用中间继电器启动欠压线圈，也可实现母联断路器欠压脱扣器带电，就可合上闸。但多加一台中间继电器使故障点增加，所以考虑母联断路器最好不带欠压脱扣器。

4 结束语

断路器对于整个电力系统来说非常重要，如果选择不合理，将会造成较大面积的停电和直接的经济损失。因此，为保障电力系统安全、可靠的运行，就必须深入了解断路器。

参考文献

[1]刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社.

[2]张远波.工厂电气控制技术[M].北京高等教育出版社.