低壓電氣系統(tǒng)中常見(jiàn)斷路器選型、保護(hù)整定技術(shù)應(yīng)用與探討

李海強(qiáng) 蔣源芳

摘 要：斷路器是電力系統(tǒng)中常用設(shè)備，大到幾百千伏小到幾伏電壓等級(jí)的用電系統(tǒng)都會(huì)用它，斷路器的選型就顯得尤為重要，它的選型要保證性能需要又要考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，本文針對(duì)低壓系統(tǒng)中斷路器的常見(jiàn)種類(lèi)、基本參數(shù)及選型應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)探討，希望能給相關(guān)人員起到一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：斷路器；保護(hù)整定；選型；應(yīng)用與探討

1 概述

在中低壓電氣系統(tǒng)中，斷路器是關(guān)鍵、重要的設(shè)備，從工礦企業(yè)到民用建筑、家庭應(yīng)用的范圍很廣泛，目前市場(chǎng)上這類(lèi)斷路器種類(lèi)繁多、性能優(yōu)越、功能強(qiáng)大，尤其是現(xiàn)在數(shù)字化、智能化向各個(gè)領(lǐng)域的不斷滲透，對(duì)斷路器將來(lái)發(fā)展的影響也是很大。斷路器的選用一般根據(jù)具體使用條件選擇使用類(lèi)別、參數(shù)，根據(jù)斷路器的保護(hù)特性曲線選用保護(hù)特性，并需對(duì)短路特性和靈敏系數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，這是最常見(jiàn)的斷路器選型設(shè)計(jì)流程和方法。

2 常見(jiàn)斷路器介紹

2.1 框架式斷路器（ACB）

框架斷路器也稱(chēng)為萬(wàn)能式斷路器，主要用于線路的過(guò)載、短路、過(guò)電流、失壓、欠壓、接地、漏電、雙電源自動(dòng)切換及電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)時(shí)的保護(hù)、操作等用途，一般常用作總開(kāi)關(guān)功能。

2.2 塑殼式斷路器（MCCB）

塑殼式斷路器又稱(chēng)裝置式斷路器，它不但能通過(guò)通斷電流實(shí)現(xiàn)電路控制和簡(jiǎn)單的短路、過(guò)載保護(hù)外，還能提供隔離和安全保護(hù)功能。目前這種斷路器多采用的是模塊化的結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便（一般情況下不考慮維修），市面上一些新型的MCCB，會(huì)增加選擇性保護(hù)單元，自然它的價(jià)格也會(huì)高出不少。

2.3 微型斷路器（MCB）

微型斷路器常作為建筑電氣配電裝置的一種終端保護(hù)電器，具有短路、過(guò)載、過(guò)壓基本的保護(hù)功能。它的保護(hù)單元主要有過(guò)流脫扣、熱脫扣系統(tǒng)、欠壓脫扣系統(tǒng)，作家庭總開(kāi)關(guān)會(huì)與漏電保護(hù)裝置一塊使用。目前市場(chǎng)上新型MCB可拼裝豐富的電氣附件、機(jī)械附件，實(shí)現(xiàn)功能的極大擴(kuò)充和操作的便利，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比目前常用的性能更穩(wěn)定、保護(hù)功能更全面。

3 斷路器的選型

（1）斷路器型式選擇，一方面根據(jù)用電設(shè)備的負(fù)荷情況，另一方面根據(jù)斷路器設(shè)置用途、地點(diǎn)、空間及用電方的預(yù)算情況。

（2）額定工作電壓Ue、額定電流Ie的選擇：①額定工作電壓：是指斷路器的標(biāo)稱(chēng)電壓。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)能提供的電壓等級(jí)和用電設(shè)備的功率、負(fù)荷分布情況來(lái)綜合考慮。②額定電流：是指在環(huán)境溫度為40℃以下，脫扣器能長(zhǎng)期通過(guò)的電流。一般情況下根據(jù)用電設(shè)備的銘牌設(shè)置即可，如果銘牌丟失可以通過(guò)運(yùn)行電流來(lái)反推它的功率。要注意“環(huán)境溫度”在做相關(guān)配套設(shè)計(jì)、計(jì)算時(shí)，是要考慮環(huán)境溫度的，有溫度系數(shù)要求。

（3）過(guò)載保護(hù)整定值Ir：（1）對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)干線的裝置Ir≥IQe+KX∑Ie；（2）對(duì)于保護(hù)支線的裝置：Ir≥Ie

IQe——容量最大用電設(shè)備的額定起動(dòng)電流A；

KX——需有系數(shù)，取0.2—1；

Ie——單臺(tái)或小系統(tǒng)內(nèi)用電設(shè)備額定電流A或斷路器控制系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算電流A。

（4）短路保護(hù)整定值Im：Im設(shè)置要躲過(guò)系統(tǒng)內(nèi)最大用電設(shè)備的啟動(dòng)電流，一般情況下按Ie電流的68倍設(shè)置，對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)要設(shè)置的大一些，如果是民用設(shè)施設(shè)置6倍Ie即能滿(mǎn)足需要?，F(xiàn)在一些新型斷路器，帶有微電腦保護(hù)裝置，可在人機(jī)界面直接設(shè)置額定電壓、電流及保護(hù)整定更加的直觀、方便。

（5）極限分?jǐn)嗄芰Γ簲嗦菲鞯臉O限分?jǐn)嗄芰κ侵冈摂嗦菲靼踩袛喙收想娏鞯哪芰?。這種極限狀態(tài)是指斷路器設(shè)置點(diǎn)的出短路時(shí)（相對(duì)主變而言），斷路器具有匹配的斷開(kāi)能力。這個(gè)點(diǎn)的短路電流，要由專(zhuān)業(yè)人員計(jì)算出，這個(gè)參數(shù)容易忽視。

4 斷路器選型的技術(shù)探討

我們?cè)谧鲞x型時(shí)，必須從系統(tǒng)的角度考慮這類(lèi)問(wèn)題。無(wú)論是做為電氣設(shè)計(jì)技術(shù)人員、工程師，還是施工人員在選配斷路器要從這幾方面充分考慮：①人身安全；②電氣線路與設(shè)備的保護(hù)；③可靠的、不間斷的電力供應(yīng)。

（1）人身安全有兩方面：空間、齊全的保護(hù)功能。空間方面，我們應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝比如高度、間距等，但好多時(shí)候現(xiàn)場(chǎng)并不具備這樣的條件，那我們會(huì)從“遠(yuǎn)程操作、防護(hù)、隔離（并非站內(nèi)的隔離措施）”這三方面來(lái)考慮如何保證人身安全。有好多人認(rèn)為現(xiàn)在的斷路器性能優(yōu)越能滿(mǎn)足需要，但從人身安全角度來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)中設(shè)置明顯的斷口保護(hù)是很有必要。

（2）在保護(hù)方面，必須達(dá)到“安全性、選擇性、快速性和靈敏性”的要求。保護(hù)系統(tǒng)的首要任務(wù)是保證安全供電，做為技術(shù)人員在配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分的考慮斷路器的上下兩級(jí)之間的選擇性配合，選擇性包括“橫向選擇性和縱向選擇性”。選擇性則與上下兩級(jí)斷路器之間的配合有關(guān)，而快速性和靈敏性分別與保護(hù)電器本身特點(diǎn)和線路運(yùn)行方式有關(guān)。

（3）保證可靠電力供應(yīng)方面，我們?cè)冢?）中說(shuō)到的要做到上下兩級(jí)斷路器配合得當(dāng)，有選擇地將故障回路切除，保證配電系統(tǒng)的其它無(wú)故障回路繼續(xù)正常工作。反之則影響配電系統(tǒng)的可靠性。所以說(shuō)，斷路器的選擇性保護(hù)是供電可靠的保證和基礎(chǔ)。同時(shí)，我們也要考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性滿(mǎn)足用電方的預(yù)算要求。

級(jí)聯(lián)保護(hù)是斷路器限流特性的具體應(yīng)用，其主要原理是利用上級(jí)斷路器的限流作用，在選擇下級(jí)斷路器時(shí)，可選擇分?jǐn)嗄芰^低的斷路器，以達(dá)到降低成本節(jié)約費(fèi)用的目的。

（4）越級(jí)跳閘問(wèn)題。如果出現(xiàn)越級(jí)跳閘的現(xiàn)象，這大多與上、下級(jí)開(kāi)關(guān)的保護(hù)特性配合不合理，造成的越級(jí)跳閘。一般情況下，我們可以這樣來(lái)設(shè)置：對(duì)整定數(shù)值方面，上一級(jí)斷路器的短路整定電流一般不得小于下一級(jí)斷路器出線端的最大三相短路電流的1.1倍。對(duì)于動(dòng)作時(shí)效方面，上一級(jí)斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間至少比下一級(jí)斷路器的短延時(shí)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)0.1s。目前還大部分?jǐn)嗦菲鞯拿摽蹤C(jī)構(gòu)為機(jī)械式的，它們的參數(shù)設(shè)置，可以適當(dāng)放大一點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

低壓系統(tǒng)的斷路器的選型應(yīng)用方面，更多的是涉及到民用，看似簡(jiǎn)單的用電系統(tǒng)，如果不注意這些細(xì)節(jié)的話(huà)，會(huì)給用電方造成不必要的麻煩，不能保證供電的安全可靠！當(dāng)然了，設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用總會(huì)差別，這就要求我們不斷從理論到實(shí)踐，再由實(shí)踐到理論的良性循環(huán)，最終為用電方提供安全可靠經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量用電。