如何正確選擇中小型斷路器

常用斷路器可分為配電型斷路器、電機(jī)保護(hù)型斷路器、家用保護(hù)型斷路器、漏電斷路器等,本文根據(jù)它們的保護(hù)特性不同,介紹了正確選擇常用斷路器依據(jù)的原則與方法以及怎樣使用斷路器,希望能夠起到拋磚引玉的作用,避免因誤選斷路器帶來的危害。

議題內(nèi)容：

• 普通斷路器的選擇
• 漏電斷路器的選擇
• 斷路器的使用

解決方案：

• 電路接好后,應(yīng)檢查接線是否正確
• 不可隨意調(diào)整斷路保護(hù)器的漏電、過載、短路保護(hù)特性

1 普通斷路器的選擇

配電(線路)、電動(dòng)機(jī)和家用電器等的過電流保護(hù)斷路器,因保護(hù)對(duì)象(如變壓器、電線電纜、電動(dòng)機(jī)和家用電器等)的承受過載電流的能力(包括電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)時(shí)間等)有差異,選用的斷路器的保護(hù)特性不同。

1.1配電用斷路器的選擇

配電用斷路器是指在低壓電網(wǎng)中專門用于分配電能的斷路器,包括電源總斷路器和負(fù)載支路斷路器。在選用這一類斷路器時(shí),需特別注意下列選用原則:

(1)斷路器的長延時(shí)動(dòng)作電流整定值≤導(dǎo)線容許載流量。對(duì)于采用電線電纜的情況,可取電線電纜容許載流量的80%。

(2)3倍長延時(shí)動(dòng)作電流整定值的可返回時(shí)間≥線路中最大起動(dòng)電流的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間。

(3)短延時(shí)動(dòng)作電流整定值I1為:

I1=1.1(Ijx+1.35kIed)
式中:Ijx———線路計(jì)算負(fù)載電流(A);
k———電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù);
Ied———電動(dòng)機(jī)額定電流(A)。

(4)瞬時(shí)電流整定值I2為:
I2=1.1(Ijx+klkIedm)
式中:kl———電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊系數(shù),一般取kl=1.7～2;
Iedm———最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流。

(5)短延時(shí)的時(shí)間階段,按配電系統(tǒng)的分段而定。一般時(shí)間階段為2～3級(jí)。每級(jí)之間的短延時(shí)時(shí)差為0.1～0.2s,視斷路器短延時(shí)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作精度而定,其可返回時(shí)間應(yīng)保證各級(jí)的選擇性動(dòng)作。選定短延時(shí)階梯后,最好按被保護(hù)對(duì)象的熱穩(wěn)定性能加以校核。

1.2電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器的選擇

微型斷路器(MCB)不能用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù),只可作為替代熔斷器對(duì)配電線路(如電線電纜)進(jìn)行保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間有一個(gè)5~7倍Ied,持續(xù)時(shí)間為10s的起動(dòng)電流,即使C特性在電磁脫扣電流設(shè)定為5~10倍Ied,可以保證在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)避過浪涌電流。

但對(duì)熱保護(hù)來講,其過載保護(hù)的動(dòng)作值整定于1.45Ied,也就是說電動(dòng)機(jī)要承受45%以上的過載電流時(shí)MCB才能脫扣,這對(duì)于只能承受<20%過載的電機(jī)定子繞組來講,是極容易使繞組間的絕緣損壞的,而對(duì)于電線電纜來講是可承受的。因此,在某些場合如確需用MCB對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù),可選用ABB公司特有的符合IEC947-2標(biāo)準(zhǔn)中K特性的MCB,或采用MCB外加熱繼電器的方式,對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載和短路保護(hù)。

1.3家用保護(hù)型斷路器的選擇

MCB是建筑電氣終端配電裝置中使用最廣泛的一種終端保護(hù)電器。應(yīng)當(dāng)像選用塑殼斷路器和框架斷路器一樣,計(jì)算最大短路容量后再選擇。

MCB的設(shè)計(jì)和使用是針對(duì)50~60Hz交流電網(wǎng)的,如用于直流電路,應(yīng)根據(jù)制造廠商提供的磁脫扣動(dòng)作電流同電源頻率變化系數(shù)來換算;當(dāng)環(huán)境溫度大于或小于校準(zhǔn)溫度值時(shí),必須根據(jù)制造廠商提供的溫度與載流能力修正曲線來調(diào)整MCB的額定電流值。
低壓配電線路的短路電流與該供電線路的導(dǎo)線截面、導(dǎo)線敷設(shè)方式、短路點(diǎn)與電源距離長短、配電變壓器的容量大小、阻抗百分比等電氣參數(shù)有關(guān)。

一般工業(yè)與民用建筑配電變壓器低壓側(cè)電壓多為0.23/0.4kV,變壓器容量大多為1600kVA及以下,低壓側(cè)線路的短路電流隨配電容量增大而增大。對(duì)于不同容量的配變,低壓饋線端短路電流是不同的。一般來說,對(duì)于民用住宅、小型商場及公共建筑,由于由當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)的低壓電網(wǎng)供電,供電線路的電纜或架空導(dǎo)線截面較細(xì),用電設(shè)備距供電電源距離較遠(yuǎn),選用4.5kA及以上分?jǐn)嗄芰Φ腗CB即可。

對(duì)于有專供或有10kV變配電站的用戶,往往因供電線路的電纜截面較粗,供電距離較短,應(yīng)選用6kA及以上額定分?jǐn)嗄芰Φ腗CB。而對(duì)于如變配電站(站內(nèi)使用的照明、動(dòng)力電源直接取自于低壓總母排)以及大容量車間變配電站(供車間用電設(shè)備)等供電距離較短的類似場合,則必須選用10kA及以上分?jǐn)嗄芰Φ腗CB,具體選用時(shí)特別要注意:MCB的額定分?jǐn)嗄芰κ窃谏?a target="_blank">端子進(jìn)線、下端子出線狀態(tài)下測得的。
在工程中若遇到特殊情況下要求下端子進(jìn)線、上端子出線,由于開斷故障電流時(shí)滅弧的原因,MCB必須降容使用,即額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毎粗圃鞆S商提供的有關(guān)降容系數(shù)來換算。MCB的保護(hù)特性根據(jù)IEC898分為A、B、C、D四種特性供用戶選用:A特性一般用于需要快速、無延時(shí)脫扣的使用場合,亦即用于較低的峰值電流值(通常是額定電流In的2~3倍),以限制允許通過短路電流值和總的分?jǐn)鄷r(shí)間,利用該特性可使MCB替代熔斷器作為電子元器件的過流保護(hù)及互感測量回路的保護(hù);B特性用于需要較快速度脫扣且峰值電流不是很大的使用場合。

與A特性相比較,B特性允許通過的峰值電流<3In,一般用于白熾燈、電加熱器等電阻性負(fù)載及住宅線路的保護(hù);C特性適用于大部分的電氣回路,它允許負(fù)載通過較高的短時(shí)峰值電流而MCB不動(dòng)作,C特性允許通過的峰值電流<5In,用于熒光燈、高壓氣體放電燈、動(dòng)力配電系統(tǒng)的線路保護(hù);D特性適用于很高的峰值電流(<10In)的斷路器設(shè)備,可用于交流額定電壓與頻率下的控制變壓器和局部照明變壓器的一次線路和電磁閥的保護(hù)。

2漏電斷路器的選擇

2.1普通漏電斷路器的選擇。

選擇漏電斷路器要遵循以下原則:
(1)斷路器的額定電壓、電流應(yīng)大于或等于線路設(shè)備的正常工作電壓和電流;
(2)線路應(yīng)保護(hù)的漏電電流應(yīng)小于或等于斷路器的規(guī)定漏電保護(hù)電流;
(3)斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路最大短路電流;
(4)過載脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流;
(5)有較短的分?jǐn)喾磻?yīng)時(shí)間,能夠起到保護(hù)線路和設(shè)備的作用。

2.2四極斷路器的選用

是否選用四極斷路器可遵循以下原則:
(1)根據(jù)IEC465.1.5條規(guī)定,正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)使用四極斷路器;

(2)帶漏電保護(hù)的雙電源轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)采用四極斷路器。兩個(gè)上級(jí)斷路器帶漏電保護(hù),其下級(jí)的電源轉(zhuǎn)換斷路器應(yīng)使用四極斷路器;

(3)在兩種不同接地系統(tǒng)間電源切換斷路器應(yīng)采用四極斷路器;

(4)TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁使用四極斷路器;

(5)TN-S、TN-C-S系統(tǒng)一般不需要設(shè)置四極斷路器。但TN-S系統(tǒng)的一些特殊情況(嚴(yán)重三相不平衡、零序諧波含量較高等)是否不用四極斷路器有待進(jìn)一步研究;

(6)TT系統(tǒng)的電源進(jìn)線斷路器應(yīng)采用四極斷路器;

(7)IT系統(tǒng)中當(dāng)有中性線引出時(shí)應(yīng)采用四極斷路器。

3斷路器的使用

斷路器在使用過程中我們要注意:

(1)電路接好后,應(yīng)檢查接線是否正確。可通過試驗(yàn)按鈕加以檢查。如斷路器能正確分?jǐn)?說明漏電保護(hù)器安裝正確,否則應(yīng)檢查線路,排除故障。在漏電保護(hù)器投入運(yùn)行后,每經(jīng)過一段時(shí)間,用戶應(yīng)通過試驗(yàn)按鈕檢查斷路器是否正常運(yùn)行;

(2)斷路保護(hù)器的漏電、過載、短路保護(hù)特性是由制造廠設(shè)定的,不可隨意調(diào)整,以免影響性能;試驗(yàn)按鈕的作用在于斷路器在新安裝或運(yùn)行一定時(shí)期后,在合閘通電的狀態(tài)下對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查。按動(dòng)試驗(yàn)按鈕,斷路器能分?jǐn)?說明運(yùn)行正常,可繼續(xù)使用;

(3)如斷路器不能分?jǐn)?說明斷路器或線路有故障,需進(jìn)行檢修;

(4)斷路器因被保護(hù)電路發(fā)生故障(漏電、過載或短路)而分?jǐn)?則操作手柄處于脫扣位置(中位置)。查明原因排除故障后,應(yīng)先將操作手柄向下扳(即置于“分”位置),使操作機(jī)構(gòu)“再扣”后,才能進(jìn)行合閘操作(請(qǐng)注意斷路器操作手柄三個(gè)位置的不同含義);

(5)斷路器因線路短路斷開后,需檢查觸頭,若主觸頭燒損嚴(yán)重或有凹坑時(shí),需進(jìn)行維修;

(6)四極漏電斷路器必須接入零線,以使電子線路正常工作;

(7)漏電斷路器的負(fù)載接線必須經(jīng)過斷路器的負(fù)載端,不允許負(fù)載的任一相線或零線不經(jīng)過漏電斷路器,否則將產(chǎn)生人為“漏電”而造成斷路器合不上閘,造成“誤動(dòng)”。此外,為了更加有效地保護(hù)線路和設(shè)備,可以將漏電斷路器與熔斷器配合使用。

(1)電源進(jìn)線斷路器中性線的隔離不是為了防三相回路內(nèi)中性線不平衡電流引起的中性線過流或這種過流引起的人身電擊危險(xiǎn),而是為了消除沿中性線導(dǎo)入的故障電位對(duì)電氣檢修人員的電擊危險(xiǎn);

(2)為減少三相回路“斷零”事故的發(fā)生,應(yīng)盡量避免在中性線上裝設(shè)不必要的斷路器觸頭,即在保證電氣檢修安全條件下,盡量少裝用四極斷路器;

(3)不論建筑物內(nèi)有無總等電位聯(lián)結(jié),TT系統(tǒng)電源進(jìn)線斷路器應(yīng)實(shí)現(xiàn)中性線和相線的同時(shí)隔離,但有總等電位聯(lián)結(jié)的TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)建筑物電氣裝置無此需要;

(4)TT系統(tǒng)內(nèi)的RCD應(yīng)能同時(shí)斷開相線和中性線,以防發(fā)生兩個(gè)故障時(shí)引起的電擊事故,但對(duì)TN系統(tǒng)內(nèi)的漏電保護(hù)器RCD沒有此要求;

(5)除帶漏電保護(hù)功能的電源轉(zhuǎn)換斷路器外,其他電源轉(zhuǎn)換斷路器無需隔離中性線;

(6)不論何種接地系統(tǒng),單相電源進(jìn)線斷路器都應(yīng)能同時(shí)斷開相線和中性線。