低压断路器的选择
时间：2007-5-11 来源：建筑电气资讯
摘要： 随著我国国民经济的飞速发展，新上用户配电所越来越多，用电要求也越来越高。对电气设计人员来说，低压断路器是直接面向广大电力用户的重要设备，低压断路器如何选用得安全、经济、合理显得尤为重要。
关键词： 低压断路器
随著我国国民经济的飞速发展，新上用户配电所越来越多，用电要求也越来越高。对电气设计人员来说，低压断路器是直接面向广大电力用户的重要设备，低压断路器如何选用得安全、经济、合理显得尤为重要。根据负载选用断路器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用照明等三大类。以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的。对配电型断路器而言，有选择型与非选择型之分。所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。国内万能式断路器中的DW17(ME)系列和DW40系列中大部分是选择型，甚至CW1、HSW1等智能型万能式断路器还带有接地故障保护功能。对于电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是说它可选用非选择型断路器(包括塑壳式和万能式)，DZ25、YLM50、HSM1及DW15等系列除有配电保护的性能外，它们的800安及以下规格均有保护电动机的功能。家用和类似场所的保护也是一种额定电流在63安以下的小型非选择型断路器。 根据短路电流选择断路器，断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。断路器有三个重要的短路电流分段能力指标，分别为：极限短路分断能力(Icu)、运行短路分断能力(Ics)和短时耐受电流(Icw)。国内低压断路器的运行短路分断能力Ics绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。我国国家标准GB140482规定，Ics可以是Icu数值的25%、50%、75%和100%。设计人员在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了，有些设计者认定要按断路器的运行短路分断能力(Ics)≥线路预期短路电流来设计，其实是一种误解，也是不必要的。现在国内许多断路器生产厂家，对同一壳架等级电流的短路分断能力分为若干级，它们的价格也相差很大。设计人员在设计选用时，不必人为地加上所谓保险系数，以免造成浪费。断路器附件的选用断路器的附件作为断路器功能的派生和补充，为断路器增加了控制手段和扩大了保护功能，操作和安装方式更多。主要有：
辅助开关和报警开关。它们都是用于显示断路器当前状态的机内附件。它们的区别在于辅助开关主要用于断路器的分合状态的显示，但无法区别断路器是否是故障脱扣。而报警开关能显示断路器的故障脱扣状态，主要用于断路器因故障而断开时的状态显示。
欠电压脱扣器。欠电压脱扣器是一种保护性附件，当电源电压下降到欠电压脱扣器额定电压的35%～70%时，欠电压脱扣器能使断路器脱扣；当电源电压低于欠电压脱扣器额定电压的35%时，欠电压脱扣器能保证断路器不合闸；当电源电压高于欠电压脱扣器额定电压的85%时，欠电压脱扣器能保证断路器正常工作。 分励脱扣器。分励脱扣器是一种实现断路器的远距离分闸的附件，当分励脱扣器的外施电压为分励脱扣器额定控制电压的70%～110%时，就能可靠地分断断路器。
电操机构。电操机构也是一种远距离操作断路器的附件，既可用来实现断路器的远距离分闸操作，也能实现断路器的合闸操作。电操机构有电动操作机构和电磁操作机构两种：电动操作机构由电动机驱动，一般适用于630安及以上大容量框架式断路器的操作；电磁操作机构由电磁铁驱动，适用于100安、225安等小容量断路器。此外还有辅助手柄、手柄闭锁装置、机械联锁装置等附件
论低压断路器的选择和应用
时间：2006-12-26 来源：建筑电气资讯
低压断路器用途广泛，它不仅用于主干线、支路、电路末端等作线路（电缆、电线）及电气设备的不频繁合、分和过载、短路、欠电压等故障的保护，还应用于各种负载，如照明回路、电热回路、电动机回路、可控硅整流回路、电容器回路等的单独使用和保护。负载的性质不同，选用断路器的额定电流和保护特性也有差异。
１ 电灯（白炽灯）、电热器回路
这些回路基本上是电阻负载，选用的是小型断路器（ＭＣＢ）。断路器的额定电流理论上是Ｉｎ≥ＩＬ（Ｉｎ为断路器额定电流，ＩＬ为线路或电气设备的额定电流）。若Ｉｎ取≤ＩＬ，ＭＣＢ可能发生误动作，所以国际上很多国家将用于白炽灯、电热回路的断路器Ｉｎ选为（ １．１～１．１５）ＩＬ。 白炽灯和电热回路在通电的瞬间都可能产生闪流（由冷态电阻逐渐形成热态电阻的过程），最大闪流可达１０ＩＬ，故在选用小型断路器时应选用Ｃ型（瞬动电流整定值５～１０倍Ｉｎ）。 ２ 高压汞灯、钠灯、金属卤化灯等的回路 小型断路器的Ｉｎ≥（１．２～１．４）ＩＬ
水银灯等的特点是电流的畸变率（系数）达１５％，起动时，因镇流器电感因素，将产生冲击电流，但起动的时间也较长。为此，水银灯等的保护用断路器，其瞬动电流应选用Ｃ型。 ３ 电动机回路
作为电动机回路直接保护的断路器可采用电动机保护型断路器，它的过载保护有１．２Ｉｎ、１．５Ｉｎ、７．２Ｉｎ（可返回特性），短路瞬动为１２Ｉｎ。这种断路器的额定电流Ｉｎ＝ＩＭ（ＩＭ为电动机的额定电流）。如果无法找到电动机保护型断路器，也可使用一般配电保护型断路器，但这种配电型断路器仅能作电动机的短路保护（线路的过载保护采用热继电器）。
由于这种配电型断路器无躲过电动机起动电流的可返回特性，为了避免电动机起动时断路器动作（包括电动机采用Ｙ－Δ起动器等，在起动、运转瞬间的过渡性冲击电流），所以它的额定电流取得较高。日本有关标准（包括一些公司的产品样本介绍）规定：当电动机额定电流ＩＭ≤５０Ａ时，断路器的额定电流Ｉｎ≤３ＩＭ，当ＩＭ＞５０Ａ时，Ｉｎ≤２．５ＩＭ，而瞬动电流仍取１０Ｉｎ（倘额定电流不放大，则瞬动电流必须大于１４ＩＭ），断路器的额定短路分断能力≥电动机的短路电流。 ４ 电容器回路
国际电工委员会ＩＥＣ和德国ＤＩＮ标准都规定，电容器单元必须长期在这样的电流下工作，即：它的有效值不会超过在正弦电压和额定频率时流过电流的１．３倍，对于大多数使用场合中的电容器单元可不采用过载保护，它可使上一级电网通过滤波回路进一步消除谐波。
对于短路保护，最普遍的是采用熔断器（此时熔断器的额定电流应是电容器额定电流的１．６～１．７倍），也有很多使用电容器的地方，它的短路保护选择塑料外壳式断路器（ＭＣＣＢ）。 电容器的保护开关（熔断器、断路器）必须符合以下三条要求。 （１）应能承受电容器产生的涌流； （２）保护开关、电器应有不重燃性；
（３）熔断器或断路器的短路分断能力应大于电容器的短路故障电流。
电容器合闸投入运行时，由于端电压不能发生突变（由零变到额定电压），其情况有如短路，因此有较高的频率和较大幅值的浪涌电流（涌流）。 单个电容器的涌流峰值按公式（１）计算 Ｉｍ＝ＩＣ （１） 式中：
Ｉｍ--涌流峰值Ａ；
Ｓ--电容器安装处的短路容量，ｋＶＡ；
Ｑ--电容器的无功功率，ｋＶＡＲ； Ｉｃ--电容器电流，Ａ。
为了抑制电容器开断时的过电压和合闸涌流，集中补偿的电容器一般是装切合电阻的。要求加装切合电阻后，将Ｉｍ降下来。加装切合电阻后，涌流（峰值）可降到１６Ｉｃ，有效值为１１．３Ｉｃ，因选用的断路器额定电流Ｉｎ＝（１．３～２．０）Ｉｃ，对断路器来说假如它的瞬动电流整定值为１０Ｉｎ则完全可以躲过电容器的<
1 概述
低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作。
低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调)；按结构型式分，有万能式(又称框架式)和塑壳式断路器；按灭弧介质分，有空气式和真空式(目前国产多为空气式)；按操作方式分，有手动操作、电动操作和弹簧储能机械操作；按极数分，可分为单极、二极、三极和四极式；按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式和嵌入式等。低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。
低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。
2 低压断路器的结构
低压断路器由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。
2.1 触头系统
触头(静触头和动触头)在断路器中用来实现电路接通或分断。
触头的基本要求为：
(1)能安全可靠地接通和分断极限短路电流及以下的电路电流；
(2)长期工作制的工作电流；
(3)在规定的电寿命次数内，接通和分断后不会严重磨损。
常用断路器的触头型式有，对接式触头、桥式触头和插入式触头。对接式和桥式触头多为面接触或线接触，在触头上都焊有银基合金镶块。大型断路器每相除主
触头外，还有副触头和弧触头。
断路器触头的动作顺序是，断路器闭合时，弧触头先闭合，然后是副触头闭合，最后才是主触头闭合；断路器分断时却相反，主触头承载负荷电流，副触头的作用是保护主触头，弧触头是用来承担切断电流时的电弧烧灼，电弧只在弧触头上形成，从而保证了主触头不被电弧烧蚀，长期稳定的工作。
2.2 灭弧系统
灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电弧。灭弧系统包括两个部分：一为强力弹簧机构，使断路器触头快速分开；一为在触头上方设有灭弧室。
2.3 操动机构
断路器操动机构包括传动机构和脱扣机构两大部分。
(1)传动机构：
按断路器操作方式不同可分为：手动传动、杠杆传动、电磁铁传动、电动机传动；按闭合方式可分为：贮能闭合和非贮能闭合。
(2)自由脱扣机构：
自由脱扣机构的功能是实现传动机构和触头系统之间的联系。
2.4 保护装置
断路器的保护装置由各种脱扣器来实现。
断路器的脱扣器型式有：欠压脱扣器、过电流脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路脱扣器。
欠压脱扣器用来监视工作电压的波动，当电网电压降低至70%～35%额定电压或电网发生故障时，断路器可立即分断，在电源电压低于35%额定电压时，能防止断路器闭合。带延时动作的欠压脱扣器，可防止因负荷陡升引起的电压波动，而造成断路器不适当地分断。延时时间可为1s、3s和5s。
分励脱扣器用于远距离遥控或热继电器动作分断断路器。
过电流脱扣器用于防止过载和负载侧短路。
一般断路器还具有短路锁定功能，用来防止断路器因短路故障分断后，故障未排除前再合闸。在短路条件下，断路器分断，锁定机构动作，使断路器机构保持在分断位置，锁定机构未复位前，断路器合闸机构不能动作，无法接通电路。
2.5 其它
断路器除上述四类装置外，还具有辅助接点，一般有常开接点和常闭接点。辅助接点供信号装置和智能式控制装置使用。还有框架(万能式断路器)和塑料底座和外壳(塑壳式断路器)。
3 常用低压断路器
3.1 万能式断路器(标准型式为DW)
万能式断路器容量较大，可装设多种脱扣器，辅助接点的数量也多，不同的脱扣器组合可形成不同的保护特性，故可作为选择性或非选择性或具有反时限动作特性的电动机保护。它通过辅助接点可实现远方遥控和智能化控制。其额定电流为630～5000A。一般用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制开关。
我国自行开发的万能式断路器系列有DW15、DW16、CW系列；引进技术的产品有德国AEG公司的ME系列(DW17)，日本寺崎公司的AH系列(DW914)，日本三菱公司的AE系列(DW19)，西门子公司的3WE系列等，以及目前国内各生产厂以各自产品命名高新技术开关。
3.2 塑壳式断路器(标准型式为DZ)
塑壳式断路器的主要特征是，所有部件都安装在一个塑料外壳中，没有裸露的带电部分，提高了使用的安全性。新型的塑壳断路器也可制成选择型。小容量的断路器(50A以下)采用非贮能式闭合，手动操作；大容量断路器的操作机构采用贮能式闭合，可以手动操作，亦可由电动机操作。电动机操作可实现远方遥控操作。额定电流一般为6A～630A，有单极、二极、三极和四极。目前已有额定电流为800A～3000A的大型塑壳式断路器。
塑壳断路器一般用于配电馈线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总开关，动力配电终端控制和保护，及住宅配电终端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开关。
我国自行开发的塑壳式断路器系列有：DZ20系列、DZ25系列、DZ15系列，引进技术生产的有日本寺崎公司的TO、TG和TH-5系列、西门子公司的3VE系列、日本三菱公司的M系列、ABB公司的M611(DZ106)和SO60系列，施耐德公司的C45N(DZ47)系列等，以及生产厂以各自产品命名的高新技术塑壳断路器。
其派生产品有DZX系列限流断路器，带剩余电流保护功能(漏电保护功能)的剩余电流动作保护断路器，缺相保护断路器等。 4 低压断路器的主要技术特性参数和选用
4.1 特性及技术参数
我国低压电器标准规定低压断路器应有下列特性参数：
(1)型式：
断路器型式包括相数、极数、额定频率、灭弧介质、闭合方式和分断方式。
(2)主电路额定值：
主电路额定值有：
①额定工作电压；②额定电流；③额定短时接通能力；④额定短时耐受电流。
万能式断路器的额定电流还分主电路的额定电流和框架等级的额定电流。
(3)额定工作制：
断路器的额定工作制可分为8h工作制和长期工作制两种。
(4)辅助电路参数：
断路器辅助电路参数主要为辅助接点特性参数。万能式断路器一般具有常开接点、常闭接点各3对，供信号装置及控制回路用；塑壳式断路器一般不具备辅助接点。
(5)其它：
断路器特性参数除上述各项外，还包括：脱扣器型式及特性、使用类别等。
42 断路器的选用 .
额定电流在600A以下，且短路电流不大时，可选用塑壳断路器；额定电流较大，短路电流亦较大时，应选用万能式断路器。
一般选用原则为：
(1)断路器额定电流≥负载工作电流；
(2)断路器额定电压≥电源和负载的额定电压；
(3)断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流；
(4)断路器极限通断能力≥电路最大短路电流； (5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流≥1.25； (6)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。 5 智能化低压断路器 微处理机和计算机技术引入低压电器，一方面使低压电器具有智能化功能，另一方面使低压开关电器通过控制系统，进入计算机网络系统。 微处理器引入低压断路器，使断路器的保护功能大大增强，它的三段保护特性中的短延时可设置成I2t特性，以便与后一级保护更好匹配，并可实现接地故障保护。
首先选择NWDC的本体的额定电流，然后选择控制单元MIC 1.0和电流互感器，电流互感器有三种选择，选择完电流互感器之后控制单元也会配上相应的调整钮。
三种电流互感器可以提供以下不同Im的整定阈值:
（1）1250～2500A (2) 2500～5400A (3) 5000～11000A
