建筑配電系統(tǒng)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(tǒng)運(yùn)行性能的保證，低壓斷路器的選擇性是終端低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在低壓配電系統(tǒng)中用的低壓斷路器按其保護(hù)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(hù)和三段保護(hù)兩種，其中瞬時(shí)特性和短延時(shí)特性適用于短路動作，而長延時(shí)特性適用于過載保護(hù)。當(dāng)斷路器保護(hù)的配電系統(tǒng)發(fā)生電氣故障時(shí)，離故障點(diǎn)最近的斷路器Qn動作將故障解除，而其他各級斷路器運(yùn)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(shí)動作，只做短路保護(hù)用，也有的為長延時(shí)動作，只做過負(fù)荷保護(hù)用。非選擇性低壓斷路器，是指當(dāng)發(fā)生電氣故障時(shí)，距故障點(diǎn)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(tǒng)的設(shè)計(jì)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(hù)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(jī)等處于停機(jī)待啟動狀態(tài)，影響了用戶的日常生活。

低壓配電系統(tǒng)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(shí)脫扣器的延時(shí)動作或延時(shí)動作時(shí)間的不同，以獲得選擇性。通過上一級斷路器的延時(shí)動作時(shí)，請注意以下幾點(diǎn)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(shí)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(hù)回路發(fā)生短路電流時(shí)，因這一級瞬時(shí)動作靈敏度不夠，而使上一級短延時(shí)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(shí)過電流脫扣器的整定電流不小于下一級瞬時(shí)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(shí)動作時(shí)間至少比下一級斷路器的短延時(shí)動作時(shí)間長0.lS。

2 斷路器的保護(hù)性

低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guān)，而快速性和靈敏性與保護(hù)電器本身特點(diǎn)和線路運(yùn)行方式有關(guān)。如果上下兩級斷路器配合得當(dāng)，則能有選擇地將故障回路切除，從而保證了配電系統(tǒng)的其它無故障回路繼續(xù)正常工作。反之，則影響配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低了系統(tǒng)可靠性。級聯(lián)保護(hù)是斷路器限流特性的具體應(yīng)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(shí)，可選擇分?jǐn)嗄芰^低的斷路器，以達(dá)到降低成本節(jié)約費(fèi)用的目的。上級的限流型斷路器QF1能分?jǐn)嗥浒惭b處的最大預(yù)期短路電流，由于低壓配電系統(tǒng)中上下級的低壓斷路器為串聯(lián)安裝，為下級，低壓斷路器QF2出口處發(fā)生短路時(shí)，該短路電流由于上級低壓斷路器QF1的限流作用而使其實(shí)際值遠(yuǎn)小于該處的預(yù)期短路電流，也就是說，下級低壓斷路器QF2的分?jǐn)嗄芰υ谏霞壍蛪簲嗦菲鱍F1幫助下大大增強(qiáng)，超過了其額定分?jǐn)嗄芰?。這種級聯(lián)保護(hù)也是有一定的條件，譬如鄰近的回路不能有重要負(fù)載（因?yàn)橐坏㏎F1跳閘QF3回路也停電），同時(shí)QF1的瞬動整定值與QF2的瞬動整定值也要匹配得當(dāng)。級聯(lián)數(shù)據(jù)只能由實(shí)驗(yàn)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(shí)或短延時(shí)過流脫扣器在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生任何的短路故障時(shí)能可靠動作，低壓斷路器保護(hù)的靈敏度必須滿足《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(CB50054-95)規(guī)定其靈敏度應(yīng)不小于1.3，即SP=IKmin/Izd≥1.3，式中IK min/Izd分別為被保護(hù)線路末端最小短路電流、瞬時(shí)或短延時(shí)過流脫扣器的動作電流，IK Min斷路器保護(hù)的線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)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(shí)，還應(yīng)注意校驗(yàn)其靈敏度，對于同時(shí)具有短延時(shí)和瞬時(shí)過電流脫扣器的選擇性斷路器，則只需要校驗(yàn)其短延時(shí)過電流脫扣器的動作靈敏度，不在需要校驗(yàn)瞬時(shí)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(hù)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(jù)IEC898標(biāo)準(zhǔn)，在基準(zhǔn)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(dāng)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(diǎn)斷開。環(huán)境溫度的變化會直接導(dǎo)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(nèi)。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(nèi)的空氣不對流，散熱效果差，容易造成配電箱內(nèi)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(shí)際工作溫度要比周圍環(huán)境的溫度高出10℃-15℃左右。因此當(dāng)環(huán)境溫度大于或小于校準(zhǔn)溫度值時(shí)，我們必須根據(jù)制造商提供的溫度與載流能力修正系數(shù)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(gè)安裝，其周圍環(huán)境為30℃，C65N/H的額定電流20A，則其實(shí)際工作電流為20A;如果低壓斷路器C65N/H單個(gè)安裝，其周圍環(huán)境為40℃，C65N/H的額定電流20A，則其實(shí)際工作電流為18.97A；如果多個(gè)C65N/H安裝在配電箱內(nèi)，其周圍環(huán)境為30℃，C65N/H的額定電流20A，則其實(shí)際工作電流為16A;如果多個(gè)C65N/H安裝在配電箱內(nèi)，其周圍環(huán)境為40℃，C65N/H的額定電流20A，則其實(shí)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(shí)際工作電流值是有一定影響的。

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