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摘 要：依據斷路器的性能，對其進行了分類，闡述了斷路器的選型及在不同條件下的選型的原則。

要害詞：斷路器；技術；維護；延時

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：B

Selecting Skill of a Circuit Breaker

ZHANG Yue_mei

(Shenyang Engineering Industry School，Shenyang 110024 China)

Abstract:According to the characteristics of circuit breakers，they are classified．This paper expounds the model selection of circuit breakes and selection principle under different conditions.

Key words：circuit breaker；skill；protection；time—delay

1 不同的負載應選用不同類型的斷路器

最常見的負載有配電線路、電動機和家用與相似家用(照明、家用電器等)三大類。以此相對應的便有配電維護型、電動機維護型和家用及相似家用維護型的斷路器。這三類斷路器的維護性質和維護特征各不雷同。

對配電型斷路器而言，它有A類和B類之分：A類為非選擇型，B類為選擇型。所謂選擇型是指斷路器具有過載長延時、短路短延時和短路瞬時的三段維護特征。萬能式(又稱框架式)斷路器中的DW15系列、DW17(ME)系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ20、T0、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和萬能式DW15、DW17的某些規格因僅有過載長延時、短路瞬時的二段維護，它們是屬于非選擇型的A類斷路器。選擇性維護如圖1所示。

圖 1

當F點短路時，只有靠近F點的QF2斷路器動作，而上方位的QF1斷路器不動作，這就是選擇性維護(由于QF1不動作，就使未產生故障的QF3、QF4支路維持供電)。

如果QF2和QF1都是A類斷路器，則F點產生短路，短路電流值達必定值時，QF1、QF2同時動作，QF1斷路器回路及其下的支路整個停電，就不是選擇性維護了。

能夠實現選擇性維護的原因是：QF1為B類斷路器，它具有短路延時性能。當F點短路時，短路電流流過QF2支路，也流過QF1回路，QF2的瞬時動作脫扣器動作(通常它的全分斷光陰不大于0.02s)，因QF1的短延時，QF1在0.02s內不會動作(它的短延時≥0.1s或0.2、0.3、0.4s)。在QF2動作切斷故障線路時，全體體系就恢復了正常。

可見，如果要到達選擇性維護的請求，上一級的斷路器應選用具有三段維護的B型斷路器。

對于直接維護電動機的電動機維護型斷路器，它只要有過載長延時和短路瞬時的二段維護性能就夠了，也就是說它可選擇A類斷路器(包含塑殼式和萬能式)，DZ15、T0、TG、CM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配電維護的性能外，它們的630A及以下規格均有維護電動機的功效。

家用和相似場合的維護(過去又稱它為導線維護或照明維護)也是一種小型的A類斷路器，其典范產品有C45N、PX200C、HSM8等。

配電(線路)、電動機和家用等的過電流維護斷路器，因維護對象(如變壓器、電線和電纜、電動機和家用電器等)的蒙受過載電流的才能(包含電動機的起動電流和起動光陰等)有差別，因此，選用的斷路器的維護特征也是不同的。

2選擇不同類型短路分斷才能的斷路器來適應不同的線路預期短路電流(當I在雷同的情形時)的須要

斷路器的選用原則是：斷路器的短路分斷才能≥線路的預期短路電流。

假設某電源(SL7 10/0.4kV變壓器)的容量為1600kVA，二次電流為2312A，其出線端5m處的短路電流為42.96kA，某一支路的額定電流為125A，由于此支路離變壓器很近，如在10m處，則此支路的斷路器須要斟酌采納HSM1—125H型塑殼式斷路器(它的極限短路分斷才能為400V、50kA)，但是離變壓器50m處，由于匯流排等的電阻和電抗值影響，50m處的短路電流已經降到34.5kA，而100m處，降為28.8kA。對此就可選擇HSM1—125M型塑殼式斷路器(它的極限短路分斷才能為400V、35kA)。

現在國內許多斷路器生產廠家，對同一殼架等級電流的短路分斷才能分為E、S、M、H、L(杭州之江開關廠的HSM1系列)或C、L、M、H(常熟開關廠的CM1系列)或S、H、R、U(天津低壓電器公司的TM30系列)等級別。其中，E為經濟型，S為尺度型，M為中短路分斷型，H為高分斷型，L為限流型，C為經濟型，L為低分斷型；M為高分斷型，H為超高分斷型；S為尺度型，H為高分斷型，R為限流型，U為超高分斷型。

以HSM1—125型塑殼斷路器為例，E型的極限短路分斷才能為400V、15kA，S型為400V、25kA，M型為400V、35kA，H型為400V、50kA。它們的價錢也相差很大，如以E型為1，則S型為l、2，M型為1、4，H型為2，即購置一臺H型的斷路器的錢，可以購置二臺E型。用戶在設計選用時，不必人為地加上所謂保險系數，以免造成揮霍。

3關于斷路器的極限短路分斷才能、運行短路分斷才能和短時耐受電流

極限短路分斷才能(Icu)是指在必定的實驗參數(電壓、短路電流、功率因數)條件下，經必定的實驗程序，能夠接通、分斷的短路電流，經此通斷后，不再連續承載其額定電流的分斷才能。它的實驗程序為O—t(線上)CO(“O”為分斷，t為間歇光陰，一般為3min，“CO”表現接通后立即分斷)，實驗后要驗證脫扣特征和工頻耐壓。

運行短路分斷才能(Ics)，是指在必定的實驗參數(電壓、短路電流和功率因數)條件下，經必定的實驗程序，能夠接通、分斷的短路電流，經此通斷后，還要連續承載其額定電流的分斷才能，它的實驗程序為O—t(線上)CO—t(線上)CO。

短時耐受電流(Icm)，是指在必定的電壓、短路電流、功率因數下，蒙受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不容許脫扣的才能，Icw是在短延時脫扣時對斷路器的電動穩固性和熱穩固性的考查指標，它是針對B類斷路器的，通常Icw的最小值是：當In≤2500A時，它為12In或5kA，而In＞2500A時，它為30kA(DW45—2000的Icw為400V、50kA，DW45—3200的Icw為400V、65kA)。

運行短路分斷才能的實驗條件極為刻薄(一次分斷、二次通斷)，由于試后它還要連續承載額定電流(其次數為壽命數的5％)，因此它不單要驗證脫扣特征、工頻耐壓，還要驗證溫升。IEC947—2(以及1997新版IE60947—2)和我國國度尺度GB14048.2規定，Ics可以是極限短路分斷才能Icu數值的25％、50％、75％和100％(B類路器為50％、75％和100％，B類無25％是鑒于它多數是用于主干線維護之故)。

上文提到的選擇斷路器的—個首要原則是斷路器的短路分斷才能≥線路的預期短路電流，這個斷路器的短路分斷才能通常是指它的極限短路分斷才能。

無論A類或B類斷路器，它們的運行短路分斷才能絕大多數是小于它的極限短路分斷才能Icu的。

A類：DZ20系列Ics＝50％～77％Icu，CM1系列Ics＝58％～72％Icu，TM30系列Ics＝50％～75％Icu，(個別產品Ics=Icu)。

B類：DW15系列Ics＝60％左右的Icu(個別的如630AIcu＝Icu，但短路分斷才能僅400V時30kA)，DW45系列Ics=62.5％～80％Icu。

不管是A類或B類斷路器，只要它的Ics符合IEC947—2或(GB14048.2)尺度規定的Icu百分比值都是及格產品。

用戶在設計選型時只要符合斷路器的極限短路分斷才能≥線路預期短路電流就能滿足請求了。對線路本身來說，例如上面舉例的變壓器容量為1600kVA的線路，可能呈現的短路電流約為43kA，它是僅盤算離變壓器距離為5m，且把刀開關、互感器和斷路器的內阻均看成零來盤算的(短路電流因此比實際情形偏大)，這種短路的機率極小。在選用斷路器時，只要它的極限短路分斷才能>43kA，譬如50kA就足夠了。經過“O”一次、“CO”一次就完成了它的使命，必需調換新的斷路器，而運行短路分斷才能，例如為50％的Icu，也到達25kA，它既可以實現一次分斷，二次通斷(在25kA短路電流時)故障電流，然后還要承載其額定電流，義務是非常艱難的。有些使用者認定要按斷路器的運行短路分斷才能(Ics)≥線路預期短路電流來設計，其實是一種歪曲，也是不必要的。

應提到的是，所有斷路器的短路分斷才能(無論是Icu還是Ics)都是周期分量有效值。在短路實驗“CO”的C(close接通)的電流是峰值電流Ich。在實驗站進行短路分斷實驗時，電壓、短路電流(有效值)和功率因數(cos)已調解好，它的接通電流也就被判斷了。接通電流實驗(“C”實驗)是以峰值電流來考查觸頭和其他導電體蒙受的電動斥力和熱穩固性的才能，有什么樣的有效值電流(分斷電流)，在其相應的功率因數下，便有什么樣的峰值電流，使用者毋須去斟酌峰值電流這個參數。

4 四極斷路器選用

對于下列情形，有必要選用四極斷路器：1)有雙電源切換請求的體系必需選用四極斷路器，以滿足全體體系的保護、測試和檢修時的隔離須要，2)住宅每戶單相總開關應選用帶N極的二極開關(可用四極斷路器)；3)剩余電流動作維護器(漏電開關)，必需保證所維護的回路中的一切帶電導線斷開，因此，對具有剩余電流動作維護請求的回路，均應選用帶N極(如四極)的漏電斷路器。目前國內市場供給的四極塑料外殼式斷路器有六種型式：1)斷路器的N極不帶過電流脫扣器，N極與其他三個相線極一起合分電路；2)斷路器的N極不帶過電流脫扣器，N極始終接通，不與其他三個相線極一起斷開；3)斷路器N極帶過電流脫扣器，N極與其他三個相線極一起合分電路；4)斷路器的N極帶過電流脫扣器，N極始終接通，不與其他三個相線極一起斷開；5)斷路器的N極裝設中性線斷線維護器，N極與其他三個相線極一起合分電路；6)斷路器的N極裝設中性線斷線維護器，N極始終接通，不與其他三個相線極一起斷開。1)和2)型式實用于中性線電流不超過相線電流的25％的正常狀況(變壓器聯結組標號為Yyno)，其中2)型實用于TN—C體系(PEN線不容許斷開)，3)和4)型式實用于三相負載不平衡，且負載中有大批電子裝備(諧波成份很大)，導致N線的電流等于或大于相線電流，N線過載而無法借助三個相線的過電流脫扣器的動作來切斷過載故障的情形；4)型合適TN—C體系；5)和6)合適于在中性線斷線時，切斷三相及中線以維護單相裝備避免損毀和間接觸電事故的產生，6)型合適于TN—C體系。