低壓斷路器的選型與整定的基本原則

尹潔

摘 要 低壓斷路器在冶金工廠低壓配電系統(tǒng)中被廣泛使用，文章簡(jiǎn)要闡述低壓斷路器的類型選擇，以及斷路器定值計(jì)算的基本原則。

關(guān)鍵詞 低壓；斷路器；定值；基本原則

中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0156-01

1 低壓斷路器額定值選定的基本原則

1.1 額定斷路器電流淺談

國(guó)標(biāo)《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：低壓斷路器》 GB14048.2-94（等效采用IEC947-2）對(duì)斷路器的額定電流給出如下定義：

斷路器額定電流也被稱之為脫扣器額定電流，是可長(zhǎng)期滿足脫扣器流經(jīng)的電流。對(duì)于某些斷路器中安裝了可調(diào)式脫扣器，那么該電流則為滿足長(zhǎng)期脫扣器最大的流經(jīng)電流。Ln=1r為固定式脫扣器，而可調(diào)試脫扣器則可表示為0.4-1×1n=1r。

斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm就是指在塑料外殼與框架的尺寸基本相同條件下可裝的脫扣器最大的額定電流。

斷路器的框架通流能力的參數(shù)由斷路器殼架等級(jí)額定電流標(biāo)明，決定因素為主觸頭的通流能力，另外，安設(shè)的最大脫扣器額定電流值也由其決定。在做斷路器選擇是，應(yīng)注意該參數(shù)的作用。

做斷路器其的選擇時(shí)，應(yīng)考慮：

1）設(shè)備、線路的正常工作電壓要等于或者小于斷路器的額定電壓。

2）由以下公式確定斷路器的額定電流：

IB≤In≤Iz

上述不等式中，導(dǎo)體允許的持續(xù)載流量為IZ，主觸頭的額定電流為In，線路計(jì)算的負(fù)載電流為I?B。

3）由下列不等式確定過(guò)電流脫扣器整定電流：

1.45 Ilmax≥I2>Ilmax；

1.25I2≤Ismin

上式中：過(guò)電流脫扣器整定電流為I2，負(fù)載最大電流（輸入電源模塊電容的充電流、啟動(dòng)電機(jī)電流）為Ilmax，最小線路電流為Ismin。

若最小線路短路電流（遠(yuǎn)離線路斷路器端的短路）大于過(guò)電流脫扣器的整定電流，那么可以確定的是，電路中任何處若出現(xiàn)短路，斷路器是可以跳閘的。可將動(dòng)作電流整定值給予固定，同時(shí)做相應(yīng)調(diào)試，調(diào)節(jié)的方式通常為處于電流脫扣器上部杠桿為工具。

所以，在選擇低壓斷路器時(shí)，應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn)：負(fù)載工作電流應(yīng)不超過(guò)額定的斷路器電流；負(fù)載與電源的額定電壓不超過(guò)額定斷路器電壓；負(fù)載工作電流不超過(guò)斷路器脫扣器額定電流；最大電路短路電流不超過(guò)斷路器的極限通斷水平。

1.2 斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?/p>

斷路器有兩個(gè)參數(shù)可以對(duì)斷路器的分段能力進(jìn)行反映。第一，運(yùn)行分段能力（額定運(yùn)行短路分段能力），在實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作流程是0→t→co→t→co（分段操作為0，時(shí)間間隔為t，通常在3分鐘，操作接通后緊接的分段操作為co），依照實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)定步驟進(jìn)行后，要考慮急需承載的斷路器額定電流能力。另外，為極限分段能力Icu（額定極限短路分段能力），在實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作步驟是：0→t→co，依照實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)定步驟進(jìn)行后，不需考慮斷路器對(duì)額定電流的承載。

選用斷路器時(shí)應(yīng)注意：

確定分?jǐn)嗄芰Γ篒smax

式中：最大線路短路電流為Ismax；額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰镮cs；額定極限短路分?jǐn)嗄芰镮cu。

最大顯露短路電流（靠近線路斷路器端的短路）小于斷路器額定運(yùn)行短路分段能力，那么，不管電路何處出現(xiàn)了短路，短路都可有效的實(shí)現(xiàn)分段。當(dāng)以分級(jí)保護(hù)電路時(shí)，要對(duì)各級(jí)斷路器的過(guò)電流脫扣器整定值做好匹配。

1.3 額定短時(shí)耐受電流Icw

在規(guī)定的性能與使用條件基礎(chǔ)上，以特定的時(shí)間范圍，處于合閘位置的控制設(shè)施與開(kāi)關(guān)設(shè)施可有效承受的電流大小。該電流的標(biāo)準(zhǔn)值要選自于“國(guó)標(biāo)762”中關(guān)于R10系列規(guī)定，同時(shí)滿足與控制設(shè)施、開(kāi)關(guān)設(shè)施的值相等。主要有1、1.6、2.5、4、8等R10系列數(shù)字，以及與10n相乘的數(shù)字。

1.4 選擇與整定脫扣器

脫扣器類型有：熱磁脫扣器、電磁脫扣器、電子脫扣器、過(guò)電流脫扣器、分離脫扣器等，過(guò)電流脫扣器運(yùn)用比較廣泛。過(guò)電流脫扣器又分為電子與熱磁式兩種，電子式具有接地故障、短路瞬時(shí)、短路延時(shí)、過(guò)載延時(shí)等保護(hù)特性，熱磁式則為短路瞬時(shí)與過(guò)載延長(zhǎng)保護(hù)。

1.4.1 過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器的整定值Im

過(guò)電流脫扣器的瞬時(shí)整定電流Im不可在日常的線路工作時(shí)出現(xiàn)的尖峰電流同時(shí)運(yùn)行，可根據(jù)不等式：K3（I+Ic）《Im得體具體值，以K3為可靠的瞬時(shí)低壓斷路器可靠脫扣器系數(shù)，1.2為常用值；啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的最大線路電流為Ic，是周期量。其取值為全部啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的Iq值的兩倍；除了最大的啟動(dòng)電流的電動(dòng)機(jī)，其他的線路負(fù)載計(jì)算電流為I。

為使選擇性動(dòng)作在各級(jí)被保護(hù)線路中的保護(hù)器滿足動(dòng)作目的，選擇的方向?yàn)橼呌谧畲笾担@樣，當(dāng)下級(jí)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了線路保護(hù)的故障，可自動(dòng)阻止電流短路。對(duì)于非選擇型的低壓瞬時(shí)斷路器的電流脫扣器整定值而言，要盡量的不與回路尖峰電流相交，并且最大限度縮小它的整定值，這樣，即使出現(xiàn)故障，其靈敏度仍然較高。

1.4.2 過(guò)電流短延時(shí)脫扣器的整定值Im

1）過(guò)電流短延時(shí)脫扣器整定值Im，要盡量避免日常工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的尖峰電流，確定方式為：Kz（Iq+Ic）《Im不等式，其中，Kz低壓電路器的可靠脫扣器延時(shí)系數(shù)，通常取值1.2；線路中具有最大電流的電動(dòng)機(jī)的全啟動(dòng)電流值為Iq；除了最大的一臺(tái)電機(jī)動(dòng)啟動(dòng)電流外，Ic則是負(fù)載線路計(jì)算電流。

2）動(dòng)作時(shí)間明確：短延時(shí)將影響選擇性的裝置形式的保護(hù)性。低壓斷路器短延時(shí)的切斷時(shí)間較多為0.1，0.2，0.4，0.6，0.8 s和1.0 s等可供選擇。明確的方式是保護(hù)裝置動(dòng)作的前后選擇性，同時(shí)，后一級(jí)保護(hù)時(shí)間應(yīng)該短于前一級(jí)的保護(hù)時(shí)間的級(jí)差。

1.4.3 長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定值Ir

長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器可實(shí)現(xiàn)保護(hù)過(guò)負(fù)荷的目的，其存在整定電流I與導(dǎo)體載流量Iz、線路計(jì)算電流Ic的關(guān)系為：Ic≤I≤Iz。

綜上所述低壓斷路器選擇應(yīng)該遵循以下幾個(gè)的原則：①由使用的環(huán)境和場(chǎng)合確定斷路器的類型和保護(hù)形式；②測(cè)定的線路預(yù)期短路電流為判斷斷路器分?jǐn)喙π峁┝艘罁?jù)；③斷路器的短路整定電流應(yīng)避免與線路的正常工作啟動(dòng)電流接觸；④配電線路的斷路器特性應(yīng)上下配合保護(hù)，下級(jí)保護(hù)特性應(yīng)在上級(jí)保護(hù)特性之下，但是切不可相交。要協(xié)調(diào)配合上下級(jí)配電線路的斷路器的保護(hù)特性，上級(jí)保護(hù)特性下方要有下級(jí)保護(hù)特性，但不能相交；⑤斷路器動(dòng)作是否靈敏有最小的線路短路電流做校驗(yàn)，即整定斷路器的短路電流應(yīng)該大于線路最小的短路電流的1.3倍；⑥長(zhǎng)延時(shí)的斷路器的脫口器電流要比允許持續(xù)導(dǎo)線電流小；⑦線路上的最大短路全電流瞬時(shí)值（短路沖擊電流）可對(duì)額定斷路器短路接通能力做校驗(yàn)，即最大的電流預(yù)期峰值，前者應(yīng)小于后者。

2 總結(jié)

綜上所述，確保變電所運(yùn)作的穩(wěn)定安全，應(yīng)該嚴(yán)格把好選擇低壓斷路器型號(hào)的工作。所以，根據(jù)基本的選型原則和做好定值的正確計(jì)算方能保證可靠性供電。

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