如何正确选择中小型断路器 1 普通断路器的选择 配电(线路)、 电动机和家用电器等的过电流 电流保护断路器,因保护对象(如 电流 变压器、 变压器 电线电缆、 电线电缆 电动机和家用电器等)的承受过载电流的能力(包括电动机 的起动电流和起动时间等)有差异,选用的断路器的保护特性不同。 1.1 配电用断路器的选择 配电用断路器是指在低压电网中专门用于分配电能的断路器,包括电 电 源总断路器和负载支路断路器。在选用这一类断路器时,需特别注意下列选用 原则: (1)断路器的长延时动作电流整定值≤导线容许载流量。对于采用电线 电缆的情况,可取电线 倍长延时动作电流整定值的可返回时间≥线路中最大起动电流的 电动机的起动时间。 (3)短延时动作电流整定值 I1 为: I1=1.1(Ijx+1.35kIed) 式中:Ijx———线路计算负载电流(A); k———电动机的起动电流倍数; Ied———电动机额定电流(A)。 (4)瞬时电流整定值 I2 为: I2=1.1(Ijx+klkIedm) 式中:kl———电动机起动电流的冲击系数,一般取 kl=1.7～2; Iedm———最大的一台电动机的额定电流。 (5)短延时的时间阶段,按配电系统的分段而定。一般时间阶段为 2～3 级。每级之间的短延时时差为 0.1～0.2s,视断路器短延时机构的动作精度而 定,其可返回时间应保证各级的选择性动作。 选定短延时阶梯后,最好按被保护 对象的热稳定性能加以校核。 1.2 电动机保护型断路器的选择 微型断路器(MCB)不能用于对电动机的保护,只可作为替代熔断器 熔断器对 熔断器 配电线路(如电线电缆)进行保护。电动机在起动瞬间有一个 5~7 倍 Ied,持续 时间为 10s 的起动电流,即使 C 特性在电磁脱扣电流设定为 5~10 倍 Ied,可以 保证在电动机起动时避过浪涌电流。 但对热保护来讲,其过载保护的动作值整定于 1.45Ied,也就是说电动 机要承受 45%以上的过载电流时 MCB 才能脱扣,这对于只能承受20%过 载的电机定子绕组来讲,是极容易使绕组间的绝缘损坏的,而对于电线电缆来 讲是可承受的。 因此,在某些场合如确需用 MCB 对电机进行保护,可选用 ABB 公司特有的符合 IEC947-2 标准中 K 特性的 MCB,或采用 MCB 外加热继电器 继电器 的方式,对电动机进行过载和短路保护。 1.3 家用保护型断路器的选择 MCB 是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。 应当像选用塑壳断路器和框架断路器一样,计算最大短路容量后再选择。 MCB 的设计和使用是针对 50~60Hz 交流电网的,如用于直流电路,应根据 制造厂商提供的磁脱扣动作电流同电源频率变化系数来换算;当环境温度大 于或小于校准温度值时,必须根据制造厂商提供的温度与载流能力修正曲线 来调整 MCB 的额定电流值。 低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、 短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有 关。 一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为 0.23/0.4kV,变压器 容量大多为 1600kVA 及以下,低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。 对于不同容量的配变,低压馈线端短路电流是不同的。 一般来说,对于民用住宅、 小型商场及公共建筑,由于由当地供电企业的低压电网供电,供电线路的电缆 或架空导线截面较细,用电设备距供电电源距离较远,选用 4.5kA 及以上分断 能力的 MCB 即可。 对于有专供或有 10kV 变配电站的用户,往往因供电线路的电缆截面较 粗,供电距离较短,应选用 6kA 及以上额定分断能力的 MCB。而对于如变配电 站(站内使用的照明、 动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电 站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合,则必须选用 10kA 及以上分 断能力的 MCB,具体选用时特别要注意:MCB 的额定分断能力是在上端子进 线、下端子出线状态下测得的。 在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、 上端子出线,由于开断故 障电流时灭弧的原因,MCB 必须降容使用,即额定分断能力必须按制造厂商提 供的有关降容系数来换算。MCB 的保护特性根据 IEC898 分为 A、B、C、D 四种特性供用户选用:A 特性一般用于需要快速、 无延时脱扣的使用场合,亦即 用于较低的峰值电流值(通常是额定电流 In 的 2~3 倍),以限制允许通过短路电 流值和总的分断时间,利用该特性可使 MCB 替代熔断器作为电子元器件 电子元器件的过 电子元器件 流保护及互感测量回路的保护;B 特性用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是 很大的使用场合。 与 A 特性相比较,B 特性允许通过的峰值电流3In,一般用于白炽灯、 电加热器等电阻 电阻性负载及住宅线路的保护;C 特性适用于大部分的电气回路, 电阻 它允许负载通过较高的短时峰值电流而 MCB 不动作,C 特性允许通过的峰值 电流5In,用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护;D 特性适 用于很高的峰值电流(10In)的断路器设备,可用于交流额定电压与频率下的 控制变压器和局部照明变压器的一次线 普通漏电断路器的选择。 选择漏电断路器要遵循以下原则: (1)断路器的额定电压、 电流应大于或等于线路设备的正常工作电压和 电流; (2)线路应保护的漏电电流应小于或等于断路器的规定漏电保护电流; (3)断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流; (4)过载脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流; (5)有较短的分断反应时间,能够起到保护线 四极断路器的选用 是否选用四极断路器可遵循以下原则: (1)根据 IEC465.1.5 条规定,正常供电电源与备用发电机之间的转换断 路器应使用四极断路器; (2)带漏电保护的双电源转换断路器应采用四极断路器。 两个上级断路 器带漏电保护,其下级的电源转换断路器应使用四极断路器; (3)在两种不同接地系统间电源切换断路器应采用四极断路器; (4)TN-C 系统严禁使用四极断路器; (5)TN-S、TN-C-S 系统一般不需要设置四极断路器。但 TN-S 系统的 一些特殊情况(严重三相不平衡、 零序谐波含量较高等)是否不用四极断路器有 待进一步研究; (6)TT 系统的电源进线断路器应采用四极断路器; (7)IT 系统中当有中性线引出时应采用四极断路器。 3 断路器的使用 断路器在使用过程中我们要注意: (1)电路接好后,应检查接线是否正确。可通过试验按钮加以检查。如 断路器能正确分断,说明漏电保护器安装正确,否则应检查线路,排除故障。在 漏电保护器投入运行后,每经过一段时间,用户应通过试验按钮检查断路器是 否正常运行; (2)断路保护器的漏电、过载、短路保护特性是由制造厂设定的,不可 随意调整,以免影响性能;试验按钮的作用在于断路器在新安装或运行一定时 期后,在合闸通电的状态下对其运行状态进行检查。 按动试验按钮,断路器能分 断,说明运行正常,可继续使用; (3)如断路器不能分断,说明断路器或线路有故障,需进行检修; (4)断路器因被保护电路发生故障(漏电、过载或短路)而分断,则操作手 柄处于脱扣位置(中位置)。查明原因排除故障后,应先将操作手柄向下扳(即置 于“分”位置),使操作机构“再扣”后,才能进行合闸操作(请注意断路器操作手柄 三个位置的不同含义); (5)断路器因线路短路断开后,需检查触头,若主触头烧损严重或有凹坑 时,需进行维修; (6)四极漏电断路器必须接入零线,以使电子线)漏电断路器的负载接线必须经过断路器的负载端,不允许负载的任 一相线或零线不经过漏电断路器,否则将产生人为“漏电”而造成断路器合不上 闸,造成“误动”。 此外,为了更加有效地保护线路和设备,可以将漏电断路器与熔 断器配合使用。 (1)电源进线断路器中性线的隔离不是为了防三相回路内中性线不平 衡电流引起的中性线过流或这种过流引起的人身电击危险,而是为了消除沿 中性线导入的故障电位对电气检修人员的电击危险; (2)为减少三相回路“断零” 事故的发生,应尽量避免在中性线上装设不必要的断路器触头,即在保证 电气检修安全条件下,尽量少装用四极断路器; (3)不论建筑物内有无总等电位联结,TT 系统电源进线断路器应实现中性线 和相线的同时隔离,但有总等电位联结的 TN-S 系统和 TN-C-S 系统建筑物电 气装置无此需要; (4)TT 系统内的 RCD 应能同时断开相线和中性线,以防发生两个故障 时引起的电击事故,但对 TN 系统内的漏电保护器 RCD 没有此要求; (5)除带漏电保护功能的电源转换断路器外,其他电源转换断路器无需 隔离中性线)不论何种接地系统,单相电源进线断路器都应能同时断开相线和中 性线。
