低壓電氣系統中常見斷路器選型、保護整定技術應用與探討

李海強 蔣源芳

摘 要：斷路器是電力系統中常用設備，大到幾百千伏小到幾伏電壓等級的用電系統都會用它，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的經濟性，本文針對低壓系統中斷路器的常見種類、基本參數及選型應用進行技術探討，希望能給相關人員起到一定的參考作用。

關鍵詞：斷路器；保護整定；選型；應用與探討

1 概述

在中低壓電氣系統中，斷路器是關鍵、重要的設備，從工礦企業到民用建筑、家庭應用的范圍很廣泛，目前市場上這類斷路器種類繁多、性能優越、功能強大，尤其是現在數字化、智能化向各個領域的不斷滲透，對斷路器將來發展的影響也是很大。斷路器的選用一般根據具體使用條件選擇使用類別、參數，根據斷路器的保護特性曲線選用保護特性，并需對短路特性和靈敏系數進行校驗，這是最常見的斷路器選型設計流程和方法。

2 常見斷路器介紹

2.1 框架式斷路器（ACB）

框架斷路器也稱為萬能式斷路器，主要用于線路的過載、短路、過電流、失壓、欠壓、接地、漏電、雙電源自動切換及電動機的不頻繁起動時的保護、操作等用途，一般常用作總開關功能。

2.2 塑殼式斷路器（MCCB）

塑殼式斷路器又稱裝置式斷路器，它不但能通過通斷電流實現電路控制和簡單的短路、過載保護外，還能提供隔離和安全保護功能。目前這種斷路器多采用的是模塊化的結構、結構緊湊、維修方便（一般情況下不考慮維修），市面上一些新型的MCCB，會增加選擇性保護單元，自然它的價格也會高出不少。

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電器，具有短路、過載、過壓基本的保護功能。它的保護單元主要有過流脫扣、熱脫扣系統、欠壓脫扣系統，作家庭總開關會與漏電保護裝置一塊使用。目前市場上新型MCB可拼裝豐富的電氣附件、機械附件，實現功能的極大擴充和操作的便利，遠遠比目前常用的性能更穩定、保護功能更全面。

3 斷路器的選型

（1）斷路器型式選擇，一方面根據用電設備的負荷情況，另一方面根據斷路器設置用途、地點、空間及用電方的預算情況。

（2）額定工作電壓Ue、額定電流Ie的選擇：①額定工作電壓：是指斷路器的標稱電壓。根據現場能提供的電壓等級和用電設備的功率、負荷分布情況來綜合考慮。②額定電流：是指在環境溫度為40℃以下，脫扣器能長期通過的電流。一般情況下根據用電設備的銘牌設置即可，如果銘牌丟失可以通過運行電流來反推它的功率。要注意“環境溫度”在做相關配套設計、計算時，是要考慮環境溫度的，有溫度系數要求。

（3）過載保護整定值Ir：（1）對于保護系統干線的裝置Ir≥IQe+KX∑Ie；（2）對于保護支線的裝置：Ir≥Ie

IQe——容量最大用電設備的額定起動電流A；

KX——需有系數，取0.2—1；

Ie——單臺或小系統內用電設備額定電流A或斷路器控制系統內計算電流A。

（4）短路保護整定值Im：Im設置要躲過系統內最大用電設備的啟動電流，一般情況下按Ie電流的68倍設置，對大功率電動機要設置的大一些，如果是民用設施設置6倍Ie即能滿足需要。現在一些新型斷路器，帶有微電腦保護裝置，可在人機界面直接設置額定電壓、電流及保護整定更加的直觀、方便。

（5）極限分斷能力：斷路器的極限分斷能力是指該斷路器安全切斷故障電流的能力。這種極限狀態是指斷路器設置點的出短路時（相對主變而言），斷路器具有匹配的斷開能力。這個點的短路電流，要由專業人員計算出，這個參數容易忽視。

4 斷路器選型的技術探討

我們在做選型時，必須從系統的角度考慮這類問題。無論是做為電氣設計技術人員、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電氣線路與設備的保護；③可靠的、不間斷的電力供應。

（1）人身安全有兩方面：空間、齊全的保護功能。空間方面，我們應按規范要求進行設計、安裝比如高度、間距等，但好多時候現場并不具備這樣的條件，那我們會從“遠程操作、防護、隔離（并非站內的隔離措施）”這三方面來考慮如何保證人身安全。有好多人認為現在的斷路器性能優越能滿足需要，但從人身安全角度來說，在系統中設置明顯的斷口保護是很有必要。

（2）在保護方面，必須達到“安全性、選擇性、快速性和靈敏性”的要求。保護系統的首要任務是保證安全供電，做為技術人員在配電系統的設計中，要充分的考慮斷路器的上下兩級之間的選擇性配合，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斷路器之間的配合有關，而快速性和靈敏性分別與保護電器本身特點和線路運行方式有關。

（3）保證可靠電力供應方面，我們在（2）中說到的要做到上下兩級斷路器配合得當，有選擇地將故障回路切除，保證配電系統的其它無故障回路繼續正常工作。反之則影響配電系統的可靠性。所以說，斷路器的選擇性保護是供電可靠的保證和基礎。同時，我們也要考慮系統的經濟性滿足用電方的預算要求。

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，以達到降低成本節約費用的目的。

（4）越級跳閘問題。如果出現越級跳閘的現象，這大多與上、下級開關的保護特性配合不合理，造成的越級跳閘。一般情況下，我們可以這樣來設置：對整定數值方面，上一級斷路器的短路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。對于動作時效方面，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0.1s。目前還大部分斷路器的脫扣機構為機械式的，它們的參數設置，可以適當放大一點。

5 結語

低壓系統的斷路器的選型應用方面，更多的是涉及到民用，看似簡單的用電系統，如果不注意這些細節的話，會給用電方造成不必要的麻煩，不能保證供電的安全可靠！當然了，設計與現場應用總會差別，這就要求我們不斷從理論到實踐，再由實踐到理論的良性循環，最終為用電方提供安全可靠經濟的高質量用電。