低壓斷路器應(yīng)如何選用？
1）根據(jù)線路對(duì)保護(hù)的要求確定斷路器的類型和保護(hù)形式——確定選用框架式、裝置式或限流式等。
2）斷路器的額定電壓UN應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓。
3）斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護(hù)線路的額定電壓。
4）斷路器的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護(hù)線路的計(jì)算電流。
5）斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。
6）配電線路中的上、下級(jí)斷路器的保護(hù)特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級(jí)的保護(hù)特性應(yīng)位于上級(jí)保護(hù)特性的下方且不相交。
7）斷路器的長(zhǎng)延時(shí)脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。
必須通過認(rèn)真的計(jì)算和校驗(yàn)合理選擇聶玉安/教授級(jí)高工山東省建筑設(shè)計(jì)研究院電氣總工
低壓斷路器在設(shè)計(jì)選型時(shí)，需要考慮的通用性原則主要有：①根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的負(fù)載性質(zhì)、故障類別和對(duì)線路保護(hù)的要求，來(lái)確定選用的斷路器類型，并符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。②斷路器的額定電壓、額定頻率應(yīng)與所在回路的標(biāo)稱電壓及標(biāo)稱頻率相適應(yīng)。③斷路器的額定電流不應(yīng)小于所在回路的負(fù)載計(jì)算電流。④斷路器應(yīng)適應(yīng)所在場(chǎng)所的環(huán)境條件。⑤斷路器應(yīng)滿足短路條件下的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求。用于斷開短路電流時(shí)，應(yīng)滿足短路條件下的通斷能力。
低壓斷路器應(yīng)根據(jù)不同故障類別和具體工程要求，選擇相適應(yīng)的保護(hù)形式。其整定原則一般來(lái)說主要包括：①斷路器在正常使用中和用電設(shè)備正常起動(dòng)時(shí)，所裝設(shè)的保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。②斷路器的最根本任務(wù)就是起到保護(hù)作用，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能有效地切斷故障電路，滿足規(guī)范最基本的要求。③低壓配電系統(tǒng)各級(jí)斷路器的保護(hù)動(dòng)作特性應(yīng)能彼此協(xié)調(diào)配合，要有選擇性的動(dòng)作，即發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)使靠近故障點(diǎn)的斷路器保護(hù)首先切斷，而其靠近電源側(cè)的上一級(jí)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作，盡可能地縮小斷電范圍。
在低壓配電系統(tǒng)中，主要設(shè)計(jì)任務(wù)就是合理地選擇保護(hù)電器，根據(jù)斷路器的整定原則要求，通過正確的整定其參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能，但這些整定原則又可能相互發(fā)生矛盾。例如：斷路器額定電流或整定電流大小受到整定原則第①和第②項(xiàng)的限定，而保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的快慢又受到整定原則第②和第③項(xiàng)的制約，所以必須經(jīng)過準(zhǔn)確的計(jì)算和認(rèn)真的校驗(yàn)，協(xié)調(diào)相互之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)對(duì)立的統(tǒng)一，以符合規(guī)范規(guī)定的動(dòng)作特性、動(dòng)作時(shí)間和有選擇性保護(hù)的有關(guān)要求。
低壓斷路器進(jìn)行設(shè)計(jì)選型時(shí)，首先要遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于電氣設(shè)計(jì)的規(guī)范如GB50054—1995《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》及手冊(cè)類如《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》等。海格電氣作為低壓斷路器制造商，希望換個(gè)角度談這個(gè)話題。
低壓斷路器的制造是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14048—2(等同IEC60947—2)《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》以及GB10963(等同IEC60898)《家用及類似場(chǎng)所用過電流保護(hù)斷路器》為依據(jù)的，當(dāng)設(shè)計(jì)師選用了我們的產(chǎn)品后，實(shí)際上就是承認(rèn)了上述的兩個(gè)國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。從這個(gè)角度看的話，設(shè)計(jì)師了解一下這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常有必要，簡(jiǎn)單介紹幾點(diǎn)容易忽略的問題：
1)用以上兩個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制造的低壓斷路器通俗地說即通用型斷路器。我對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中1.1條款適用范圍：“對(duì)于某些特定用途(例如牽引、軋鋼機(jī)及船用)的斷路器，可做一些必要的特殊規(guī)定和補(bǔ)充要求”及附錄E“提交制造廠與用戶協(xié)商的項(xiàng)目”這兩條款的認(rèn)識(shí)是，對(duì)于某些特殊用途的斷路器超出產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要用戶與制造商共同協(xié)商確認(rèn)斷路器的性能及電氣參數(shù)，來(lái)滿足用戶需求。
2)斷路器最重要的功能是在線路故障時(shí)提供及時(shí)的脫扣保護(hù)，設(shè)計(jì)師十分關(guān)心斷路器是否能在選定的脫扣電流值發(fā)生時(shí)確保正確切斷故障線路。這就需要了解按照GB14048—1第6.1.1條款標(biāo)準(zhǔn)制造的斷路器出廠時(shí)脫扣值整定的環(huán)境溫度：“周圍空氣溫度不超過+40℃，且其24h內(nèi)的平均溫度值不超過+35℃”，當(dāng)設(shè)計(jì)師認(rèn)定的斷路器使用環(huán)境溫度高于上述溫度就需要做溫度系數(shù)調(diào)整。斷路器制造廠商會(huì)在產(chǎn)品樣本中提供“溫度修正系數(shù)”作設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)時(shí)的參考。
3)根據(jù)GB14048—1第6.1.2條款安裝地點(diǎn)海拔要求為：“安裝地點(diǎn)海拔不超過2000m”。如果安裝地點(diǎn)超出2000m海拔要求，制造商可以根據(jù)與用戶的協(xié)議來(lái)特殊制造或設(shè)計(jì)師根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》等手冊(cè)指導(dǎo)的方法采取降容使用。
4)按照國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，制造商在產(chǎn)品樣本里還提供當(dāng)多個(gè)斷路器并聯(lián)安裝時(shí)的每個(gè)斷路器選擇修正系數(shù)，可供參考。
5)制造商沒有提供多根電纜并排敷設(shè)時(shí)的斷路器降容修正系數(shù)，但設(shè)計(jì)師要考慮斷路器保護(hù)多根電纜并排敷設(shè)時(shí)過熱保護(hù)的要求，這已超出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制造商的要求。這方面要參考《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》或類似手冊(cè)的指導(dǎo)方法對(duì)斷路器降容使用修正系數(shù)。
6)約定的脫扣電流值誤差也需提醒設(shè)計(jì)師注意，見GB14048—2第7.2.1.2.3條款規(guī)定“脫扣電流值±20%的準(zhǔn)確度(簡(jiǎn)述)”。這就是為什么很多設(shè)計(jì)手冊(cè)及論述里談到過兩個(gè)串聯(lián)的上下級(jí)斷路器通過同樣負(fù)載電流，額定電流In選擇時(shí)：如果都是同類斷路器，上級(jí)斷路器In要至少大于下級(jí)斷路器1.6In倍的關(guān)系，才能有選擇性脫扣。工程師都能夠理解高精度在工業(yè)里含義是高成本，如果需要高精度的斷路器也需要用戶和制造商協(xié)商，產(chǎn)品的價(jià)格可能也會(huì)大幅提高。
低壓斷路器選擇的一般原則王衛(wèi)國(guó)/高級(jí)工程師浙江天正電氣股份有限公司技術(shù)中心主任
一般低壓斷路器選擇的通用原則：①低壓斷路器的額定電壓≥線路的額定電壓。②低壓斷路器的額定電流≥線路的計(jì)算負(fù)載電流。③低壓斷路器的極限通斷能力≥線路中最大的短路電流。④線路末端單相對(duì)地短路電流≥1.25倍低壓斷路器瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣整定電流。⑤脫扣器的額定電流≥線路的計(jì)算電流。⑥欠電壓脫扣器的額定電壓=線路的額定電壓。⑦斷路器的分勵(lì)脫扣器額定電壓=控制電源電壓。⑧電動(dòng)傳到機(jī)構(gòu)的額定工作電壓=控制電源電壓。低壓斷路器的整定原則：
1）正常工作和正常起動(dòng)時(shí)，不應(yīng)切斷電路。關(guān)于起動(dòng)時(shí)，斷路器不動(dòng)作，以具有代表性的籠型電動(dòng)機(jī)為例，分別按以下要求進(jìn)行計(jì)算和校驗(yàn)。斷路器的長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流Ir1，一般可不考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的影響。短延時(shí)脫扣器整定電流Ir2應(yīng)躲開最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，用下式計(jì)算Ir2≥1.1(IL＋1.35KIMm) 式中，IL為線路計(jì)算負(fù)荷電流，A；Ｋ為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；IMm為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流，A。瞬時(shí)脫扣器整定電流Ir3應(yīng)躲過最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的全起動(dòng)電流，用下式計(jì)算Ir3≥1.1(IL＋K1KIMm)式中，IL為線路計(jì)算負(fù)荷電流，A；K1為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的峰值系數(shù)，K1=1.7~2；K為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；IMm為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流，A。
2）線路故障時(shí)，應(yīng)可靠切斷故障電路。
3）線路故障時(shí)，各級(jí)保護(hù)電器應(yīng)該有選擇性地切斷電路。
這三項(xiàng)要求常常是相互矛盾的，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是要合理地選擇保護(hù)電器，正確整定其參數(shù)，如保護(hù)電器額定電流或整定電流大小受到第1）和第2）項(xiàng)的限定，而動(dòng)作時(shí)間的快慢又受到第2）和第3）項(xiàng)的制約，必須仔細(xì)計(jì)算、校驗(yàn)，協(xié)調(diào)矛盾，實(shí)現(xiàn)對(duì)立的統(tǒng)一，以符合規(guī)范的要求。
