浅议低压断路器及其选择

摘要：本文简要介绍了低压断路器概念、类型、参数设定及其选用

关键词：低压断路器 功能 参数 选用

1 低压断路器概念

低压断路器是控制电流通断的设备，主要用于对线路及设备的保护，当电路中出现过载、短路、欠压等故障时，能迅速切断电源，保护线路、负载及相关设备的安全。

低压断路器主要由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。

2 低压断路器参数设定

2.1 断路器额定电流及脱扣器的整定电流

断路器的额定电流即\"断路器壳架等级额定电流\"是标明断路器的框架通流能力的参数，主要由主触头的通流能力决定，它也决定了所能安装的脱扣器的最大额定电流值。

断路器的脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路(电磁)脱扣器，并有长延时、短延时、瞬时之分。过电流脱扣器最为常用。标明过电流脱扣器的电流有以下几个参数：①脱扣器额定电流In，指脱扣器能长期通过的最大电流。②长延时过载脱扣器动作电流整定值Ir，固定式脱扣器其Ir=In，可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数，如Ir=0.4～1×1n。③短延时电磁脱扣器动作电流整定值Im，为过载脱扣器动作电流整定值Ir的倍数，倍数固定或可调，如Im=2～10×Ir。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。④瞬时电磁脱扣器动作电流额定值Im′，为脱扣器额定电流In的倍数，倍数固定或可调，如Im′=1.5～11×In。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。

2.2 断路器分断能力

断路器一般具有两个反映断路器短路分断能力的参数：额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics。

额定极限短路分断能力(Icu)是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。其试验程序为O—t—CO。具体方法是：把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V，50kA)，而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA短路电流，断路器立即开断(O)，断路器应完好，且能再合闸。经间歇时间t后，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通(C)和紧接着的开断(O)，(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。此程序即为CO。断路器能完全分断，则其极限短路分断能力合格(试检后要验证脱扣特性和工频耐压)。

断路器的额定运行短路分断能力(Ics)是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力，其试验程序为O—t—CO—t—CO。它比Icu的试验程序多了一次CO，经过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，就认定它的额定运行短路分断能力合格(O—Open表示分断操作;C-Close表示闭合操作，CO—表示闭合操作后紧接着分断操作;t—表示两个相继操作之间的时间间隔，一般不小于3分钟)。额定运行短路分断能力Ics的试验条件极为苛刻(一次分断、二次通断)，由于试后它还要继续承载额定电流(其次数为寿命数的5%)，因此它不单要验证脱扣特性、工频耐压，还要验证温升。

我国国家标准GB14048.2规定，Ics可以是极限短路分断能力Icu数值的25%、50%、75%和100%。因此可以看出，额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。

一般来说，具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器，能实现选择性保护，大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关;不具备短路短延时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护)，不能作选择性保护，它们只能使用于支路。其额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics参数的选用一般符合以下要求：①对于干线上使用的断路器，不仅要满足额定极限短路分断能力Icu的要求，同时也应该满足额定运行短路分断能力Ics的要求，如果仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力合格与否，将会给用户带来不安全的隐患。②对于支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。现在出现的较普遍的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险。但取得过大，会造成不必要的浪费(同类型断路器，其高分断型，比普通型的价格要贵出许多)。

对于选择性B类断路器，还具有的一个特性参数是短时耐受电流(Icw),是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，保持0.05秒、0.1秒、0.25秒、0.5秒或1秒而断路器不允许脱扣的能力，Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，通常Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或5kA，而In>2500A时，它为30kA。

2.3 断路器短路接通能力

断路器的额定接通能力是由具体产品标准或制造厂规定的，它指的是在规定的电压、倾定颇率以及一定的功率因数(或时间常数)下断路器能够接通的电流值，用最大预期电流峰值表示。在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障(例如对于首次试电运行的变电所.若在施工时有东西遗落在开关柜内，则有可能发生此类故障)，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过(预击穿)，使触头熔焊和遭受电动力的损坏。且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，其工作环境往往比单纯切断正常运行状态下产生的短路电流要恶劣得多。因此，额定短路接通能力是断路器的重要参数之一。

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