关于断路器选择的几个要点

技师论文 关于断路器选择的几个要点 陈宽林 连云港碱厂 关于断路器选择的几个要点 连云港碱厂  陈宽林 一， 不同的负载应选用不同类型的断路器 最常见的负载有配电线路，电动机和家用与类似家用三大类，以此相对应的便有配电保护型，电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的 对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。所谓选择型是指断路器具有过载长延时，短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。万能式断路器中的DW15系列DW17系列中等大部分是B型，而DZ5，DZ15，DZ20等系列因仅有过载长延时，短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。 选择性保护，如图1所示 当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护（由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3，QF4支路保持供电）。 如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF2和QF1同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。 能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，会动作（它的短延时≥0.1S或0.4，0.3，0.4S）。在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。 可见，如果要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。 对于直接保护电动机的保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是说它可选择A类断路器，DZ5，DZ15，DZ20，DW15等系列除有配电保护的性能外，它们的630A及以下规格均有保护电动机的功能。 家用和类似场所的保护，也是一种小型的A类断路器，其典型产品有C45N，PX200C等。 配电（线路），电动机和家用等的过电流保护断路器，因保护对象的承受过载电流的能力有差异，因此，选用的断路器的保护特性也是不同的。 表1为配电保护型断路器的反时限断开特性 表1 通过电流名称 整定电流倍数 约定时间／ｈ Iｎ≤63A Iｎ63﹥A 约定不脱扣电流 1.05Iｎ ≥1 ≥2 约定脱扣电流 1.30Iｎ ＜1 ﹤2 返回特性电流 3.0Iｎ 可返回时间／ｓ 5 8 12 注：可返回特性，考虑到配电线路内有电动机群，由于电动机仅是其负载的一部分，且一群电动机不会同时起动，故确定3为Iｎ，对断路器进行试验，当试验电流为3Iｎ时保持5ｓ（Iｎ≤40A），8ｓ（40A＜Iｎ＜250A），12ｓ（Iｎ＞250A），然后将电流返回至Iｎ，断路器应不动作，这就是返回特性。 （1） 表2为电动机保护型断路器的反时限断开特性 表2 通过电流名称 整定电流倍数 约定时间 约定不脱扣电流 1.0 Iｎ ≥2ｈ 1.2 Iｎ ﹤2ｈ 1.5 Iｎ ※ 7.2 Iｎ ※※ 注：※按电动机负载性质可以选2、4、8。12ｍｉｎ之内动作，一般的选2～4ｍｉｎ。 ※※7.2Iｎ也是一种可返回特性，它必须躲过电动机的起动电流（5～7倍Iｎ）。 （2） 配电保护型的瞬动整定电流为10Iｎ，Iｎ为400A及以上规格，可以在5 Iｎ和10 Iｎ中任选一种；电动机保护型的瞬动整定电流为12 Iｎ，一般设计时Iｎ可以等于电动机的安定电流。 （3） 表3为家用和类似场所用断路器的过载脱扣特性 表3 B 所有值 5Iｎ ＜0.1ｓ 脱扣 C 10Iｎ D 50Iｎ 注:B、C、D型是瞬时脱扣器的型式：B型脱扣电流＞3～5Iｎ，C型脱扣电流5～10Iｎ，D型脱扣电流10～50Iｎ。用户可根据保护的需要，任选它们中的一种。 （4） B类断路器的短路短延时特性   DW15型断路器：3～10Iｎ（壳架等级电流为1600A），短延时时间为0.2或0.5ｓ。ME型断路器：3～12Iｎ，短延时时间0～3ｓ可调。 在进行工程设计时，应根据不同的负载对象来选择保护特性的断路器，以免因选用不当造成严重后果。在实践中最容易混淆的是电动机负载保护误选为配电保护型或家用保护型。小型断路器也有电动机保护型，如天津梅兰日兰的C45AD等，它们的保护特性应符合表2。 二、选择不同类型短路能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流的需要   断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。 现在国内许多断路器生产厂家，骒同一壳架等级电流的短路能力分为E、S、M、H、L（杭州之江开关厂）或C、L、M、H（常熟开关厂的CM1系列）等级别。其中，E为经济型，S为标准型，M为中短路型，H为高型，L为限流型，C为经济型，：为低型，M为高分断型。极限短路分断能力不同，它们的价格也相差很大。用户在设计选用时不必人为地加上所谓保险系数，以免造成浪费。 三、关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和适时耐受电流 极限短路分断能力（Iｃｕ）则指在一定的试验参数条件下，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。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。 运行短路分断能力（Iｃｓ）指在一定的试验参数条件下，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。 适时耐受电流（Iｃｗ）是指在一定电压、短路电流、功率因数下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1ｓ而断路器不允许脱扣的能力。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，它是针对B类断路器的。 极限短路分断能力的试验条件极为苛刻（一次分断、二次通断），由于试后它还要继续承载额定电流，因此它不单要验证脱扣特性、工频耐压、还要验证温升。 上文提到的选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。 无论A类或B类断路器，它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力的。但只要它的Iｃｓ符合国标规定的Iｃｕ百分比都是合格产品。有些人按断路器的运行短路分断能力≥线路预期短路电流来设计，其实是一种误解，是不必要的。 四、四极断路器的选用 对于下列情况，有必要选用四极断路器：1）有双电源切换要求的系统必须选用四极断路器，以满足整个系统的维护、测试和检修时的隔离需要；2）住宅每户单相总开关应选用带N极的二极开关（可用四极断路器）；3）具有剩余电流动作保护要求的回路，均应选用带N极的漏电断路器。 目前，国内市场供应的四极塑料外壳式断路器有六种形式：1）断路器的N极不带过电流脱扣器，N极与其他三个相极一起合分电路；2）断路器的N极不带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；3）断路器的N极带过电流脱扣器，N极与其他三个相极一起合分电路；4）断路器的N极带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；5）断路器的N极装设中性线断线保护器，N极与其他三个相极一起合分电路；6）断路器的N极装设中性线断线保护器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开。1）和2）型式适用于中性线电流不超过相线电流的25﹪的正常状态，其中2）型适用于TN-C系统；3）和4）型适用于三相负载不平衡，且负载中有大量电子设备N线过载而无法借助三个相线的过电流脱扣器的动作来切断过载故障的情况；4）型适合TN-C系统；5）和6）型适合于在中性线断线时，切断三相及中线以保护单相设备避免损毁和间接触电事故的发生；6）型适合于TN-C系统。