建筑配電系統中低壓斷路器的選用

徐向鋒 宋勝濤

（1、鄭州旭飛光電科技有限公司，河南 鄭州 450016 2、河南安飛電子玻璃有限公司，河南 鄭州 450016）

1 斷路器的選擇

正確選擇斷路器是提高低壓配電系統運行性能的保證，低壓斷路器的選擇性是終端低壓配電系統設計中的一項重要內容。在低壓配電系統中用的低壓斷路器按其保護性能可分為，選擇性和非選擇性兩類。選擇性低壓斷路器，有兩段保護和三段保護兩種，其中瞬時特性和短延時特性適用于短路動作，而長延時特性適用于過載保護。當斷路器保護的配電系統發(fā)生電氣故障時，離故障點最近的斷路器Qn動作將故障解除，而其他各級斷路器運行正常，將故障造成斷電的范圍限制在最小，使其他無故障的供電回路仍能保持正常供電，這就是對低壓斷路器所要求的選擇性。

非選擇性低壓斷路器，一般為瞬時動作，只做短路保護用，也有的為長延時動作，只做過負荷保護用。非選擇性低壓斷路器，是指當發(fā)生電氣故障時，距故障點最近的低壓斷路器QF3動作將故障切除，而其他各級斷路器Qn、QF2、QF4和QF5均處于打開狀態(tài)，不能保證使其他無故障回路正常供電。

低壓斷路器的選擇性在低壓配電系統的設計中占有十分重要的位置，它可以給用戶帶來便利，并能保證供電回路工作的連續(xù)性。所以，家用電器在無選擇性斷路器保護下，一旦發(fā)生電氣故障，配電回路的連續(xù)性就得不到保證，使家用電器如電冰箱、排油煙機等處于停機待啟動狀態(tài)，影響了用戶的日常生活。

低壓配電系統中，如果上一級斷路器采用選擇性斷路器，下一級斷路器采用非選擇性斷路器或選擇性斷路器，其主要是利用短延時脫扣器的延時動作或延時動作時間的不同，以獲得選擇性。通過上一級斷路器的延時動作時，請注意以下幾點問題：

1.1 不管下一級斷路器是選擇性還是非選擇性，上一級斷路器的瞬時過電流脫扣器整定電流一般不得小于下一級斷路器出線端的最大三相短路電流的1.1倍。

1.2 如果下一級斷路器是非選擇性的，為防止在下一級斷路器所保護回路發(fā)生短路電流時，因這一級瞬時動作靈敏度不夠，而使上一級短延時過電流脫扣器首先動作，使其失去選擇性。一般上一級斷路器的短延時過電流脫扣器的整定電流不小于下一級瞬時過電流脫扣器的1.2倍。

1.3 如果下一級是選擇性斷路器，為保證選擇性，上一級斷路器的短延時動作時間至少比下一級斷路器的短延時動作時間長0.lS。

2 斷路器的保護性

低壓配電系統的設計中在低壓斷路器的上下兩級之間的選擇性配合上，必須具有“選擇性、快速性和靈敏性”。選擇性與上下兩級低壓斷路器之間的配合有關，而快速性和靈敏性與保護電器本身特點和線路運行方式有關。如果上下兩級斷路器配合得當，則能有選擇地將故障回路切除，從而保證了配電系統的其它無故障回路繼續(xù)正常工作。反之，則影響配電系統的正常運行，降低了系統可靠性。級聯保護是斷路器限流特性的具體應用，其主要原理是利用上級斷路器的限流作用，在選擇下級斷路器時，可選擇分斷能力較低的斷路器，以達到降低成本節(jié)約費用的目的。上級的限流型斷路器QF1能分斷其安裝處的最大預期短路電流，由于低壓配電系統中上下級的低壓斷路器為串聯安裝，為下級，低壓斷路器QF2出口處發(fā)生短路時，該短路電流由于上級低壓斷路器QF1的限流作用而使其實際值遠小于該處的預期短路電流，也就是說，下級低壓斷路器QF2的分斷能力在上級低壓斷路器QF1幫助下大大增強，超過了其額定分斷能力。這種級聯保護也是有一定的條件，譬如鄰近的回路不能有重要負載（因為一旦QF1跳閘QF3回路也停電），同時QF1的瞬動整定值與QF2的瞬動整定值也要匹配得當。級聯數據只能由實驗測定，上下級低壓斷路器的配合選擇也只能由低壓斷路器制造商提供確定。

3 斷路器的靈敏度研究

為了保證低壓斷路器的瞬時或短延時過流脫扣器在系統最小運行方式下，在其保護范圍內發(fā)生任何的短路故障時能可靠動作，低壓斷路器保護的靈敏度必須滿足《低壓配電設計規(guī)范》(CB50054-95)規(guī)定其靈敏度應不小于1.3，即SP=IKmin/Izd≥1.3，式中IK min/Izd分別為被保護線路末端最小短路電流、瞬時或短延時過流脫扣器的動作電流，IK Min斷路器保護的線路末端在系統最小運行方式下的單相短路電流或兩相短路電流，Sp為低壓斷路器的靈敏度。在選用低壓斷路器時，還應注意校驗其靈敏度，對于同時具有短延時和瞬時過電流脫扣器的選擇性斷路器，則只需要校驗其短延時過電流脫扣器的動作靈敏度，不在需要校驗瞬時過電流脫扣器動作的靈敏度。

4 斷路器的環(huán)境溫度

低壓斷路器的過載保護依靠熱脫扣器來完成，通常低壓斷路器的熱脫扣器額定電流是制造商依據IEC898標準，在基準溫度為30℃條件下整定的。熱脫扣器是由一組雙金屬片制成，當線路發(fā)生過載，過載電流流過加熱電阻絲使雙金屬片發(fā)熱變形，將搭鉤頂開，使低壓斷路器的觸點斷開。環(huán)境溫度的變化會直接導致低壓斷路器的熱脫扣器的額定電流值發(fā)生變化。

低壓斷路器排列有序地固定在配電盤上，再安裝在配電箱內。配電箱的安裝方式有明裝和暗裝兩種，明裝配電箱的散熱效果要好于暗裝配電箱，暗裝配電箱內的空氣不對流，散熱效果差，容易造成配電箱內因低壓斷路器的升溫，也使周圍環(huán)境的空氣溫度上升。所以，低壓斷路器的實際工作溫度要比周圍環(huán)境的溫度高出10℃-15℃左右。因此當環(huán)境溫度大于或小于校準溫度值時，我們必須根據制造商提供的溫度與載流能力修正系數表，來修正低壓斷路器的額定電流值。例如低壓斷路器C65N/H單個安裝，其周圍環(huán)境為30℃，C65N/H的額定電流20A，則其實際工作電流為20A;如果低壓斷路器C65N/H單個安裝，其周圍環(huán)境為40℃，C65N/H的額定電流20A，則其實際工作電流為18.97A；如果多個C65N/H安裝在配電箱內，其周圍環(huán)境為30℃，C65N/H的額定電流20A，則其實際工作電流為16A;如果多個C65N/H安裝在配電箱內，其周圍環(huán)境為40℃，C65N/H的額定電流20A，則其實際工作電流為15.18A。由此我們可以看出，不同的環(huán)境溫度和不同的安裝方式對于低壓斷路器的實際工作電流值是有一定影響的。

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