断路器的选用原则与标准

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1、断路器的选用原则断路器的短路分断能力线路的预期短路电流。假设某电源（SL7 10/0.4kV变压器）的容量为1600kVA，二次电流为2312A，其出线端5m处的 短路电流为42.96kA。某一支路的额定电流为125A，由于此支路离变压器很近，如在10m处，则此支路的断路器需要考虑采用HSM1_125H型塑壳式断路器（它的极限短路分断能力为400 V、50kA）。但是离变压器50m处，由于汇流排等的电阻和电抗值影响，50m处的短路电流已经降到34.5kA，而100m处，降为28.8kA。对此就可选择HSM1_125M型塑壳式断路器（它的极 限短路分断能力为400V、35kA）。现在国内许多断路

2、器生产厂家，对同一壳架等级电流的短路分断能力分为E、S、M、H、L（杭 州之江开关厂的HSM1系列）或C、L、M、H（常熟开关厂的CM1系列）或S、H、R、U（天津低压电器公司的TM30系列）等级别。其中，E为经济型，S为标准型，M为中短路分断型，H为高分断型，L为限流型，C为经济型，L为低分断型；M为高分断型，H为超高分断型；S为标准型，H为高分断型，R为限流型，U为超高分断型。以HSM1_125型塑壳断路器为例，E型的极限短路分断能力为400V、15kA，S型为400V、25kA ，M型为400V、35kA，H型为400V、50kA。三、关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时

3、耐受电流极限短路分断能力（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。它的试验程序为0t（线上）C0 （“0”为分断，t 为间歇时间，一般为3min，“C0”表示接通后立即分断）。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。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，它的试验程序为0t（线上）C0t （线上）C0。短时耐受电流（Icw）,是指在一定的电压、短路电流、

4、功率因数下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s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，它是针对B类断路器的，通常Icw的最小值是：当In2500A时，它为12In或5kA，而In2500A时，它为30kA（ DW45_2000的Icw为 400V、50kA，DW45_3200的Icw为400V、65kA）。运行短路分断能力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。 IEC947_2（以及1997新版IEC60947_2）和我国

5、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%（B类断路器为50%、75%和 100%，B类无25%是鉴于它多数是用于主干线保护之故）。上文提到的选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。无论A类或B类断路器，它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。A类：DZ20系列Ics50%77%Icu，CM1系列Ics58%7 2%Icu，TM30系列Ics50%75%Icu，（个别产品IcsIcu）。B类：DW15系列Ics60%左右的Ic

6、u，（个别的如630AIcsIcu，但短路分断能力仅400V时30kA），DW45系列Ics62.5%80%Icu 。不管是A类或B类断路器，只要它的Ics符合IEC947_2（或GB14048.2）标准规定的 Icu 百分比值都是合格产品。用户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，对线路本身来说，例如上面举例的变压器容量为1600kVA的线路，可能出现的短路电流约为43kA,它是仅计算离变压器距离为5m，且把刀开关、互感器和断路器的内阻均看成零来计算的（短路电流因此比实际情况偏大）。这种短路的机率极小。在选用断路器时，只要它的极限短路分断能力43kA，譬

7、如50kA就足够了。经过“0”一次、“C0”一次就完成了它的使 命，必须更换新的断路器，而运行短路分断能力，例如为50%的Icu ，也达到25kA ，它既可以实现一次分断，二次通断（在25kA短路电流时）故障电流然后还要承载其额定电流 ，任务是非常艰巨的。有些使用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。有些制造厂的样本里宣传，它的产品Ics=Icu ，如确实，说明它的I cu 指标有裕度，如不确实，说明它有水份，不可全信，而且Ics=Icu 的断路器 ，其售价要高很多，不合算。应提到的是，所有断路器的短路分断能力（无论是Icu 还是I

8、cs ）都是周期分量有效值。在短路试验中的“C0”的C（close接通）的电流是峰值电流Ich。在试验站进行短路分断试验时，电压、短路电流（有效值）和功率因数（cos）已调整好，它的接通电流也就被确定了。接通选用低压断路器时应特别注意其分断能力 摘 要：讨论了低压断路器短路分断能力的选择，极限短路分断能力与运行短路分断能力的区别。关键词：低压断路器；分断能力；极限短路分断能力；运行短路分断能力中图分类号：TM56 文献标识码：BWhen Choosing Lowvoltage Breaker，Its Breaking CapacityShould be Specially Paid Atten

9、tion toZHANG Wenrong(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology，Tangshan 063004，China)Abstract：The selection of breaking capacity of short circuit of a lowvoltage breaker and difference between breaker capacity of liminting short circuit and brecaking capacity of running short circuit are dis

10、cussed in the paperKey Words：lowvoltage breaker;breaking capacity;breaking capacity of limition short circuit;breaking capactity of running short circuit1 概述低压断路器又称自动空气开关，是一种自动切断电路故障的保护电器，在电路中主要起短路和过载保护作用，它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压时自动跳闸。选用低压断路器时除了应满足额定电压、额定电流、安装条件、保护性能及操作方式的要求外，还应特别注意其分断能力的校验。2 低压断路器的

11、分断能力及其校验低压断路器的分断能力是指在保证断路器不受到任何损坏的前提下，能够分断的最大短路电流值。为了保证低压断路器在其保护范围内发生最严重的短路故障时，低压断路器能够安全地切断电路，选用断路器时，一定要使断路器的分断能力大于断路器出线端处最大三相短路电流，即必须对低压断路器进行分断能力的校验。(1)对动作时间在0.02s以上的断路器(如DW型)，其分断电流Icn应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值Ik(3)，即IcnIk(3)(2)对动作时间在0.02s及以下的断路器(如DZ型)，其分断电流Icn或icn应不小于通过它的最大三相短路冲击电流Ish(3)或ish(3)，即IcnI

12、sh(3)或 icnish(3)上面的式子中，Icn或ish在产品样本的技术数据中给出，Ik(3)为系统在最大运行方式下的三相短路电流周期分量的有效值，在无限大容量系统中，Ik(3)II一次暂态电流，即为短路电流周期分量第一个周期的有效值(单位：A)短路冲击电流ish(3)即为短路全电流最大瞬时值，其值可按下式计算：式中：短路电流冲击系数 Tf短路回路非周期分量的时间常数 L短路回路的等效电感(单位：H)R短路回路的等效电阻(单位：)冲击系数Ksh的数值随短路回路时间常数Tf的不同而变化，短路回路为纯电阻电路时， ，Kch1；当为纯电感电路时， ，Ksh=2。所以，1Ksh2。对于一般的高压电

13、网，Tf0.05s，此时Ksh可取1.8，则冲击电流为 2.55；短路全电流最大有效值 =1.51I 在1000kVA及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，一般可取 Tf0.008s，Ksh=1.3，则冲击电流为 ；短路全电流最大有效值 =1.09I。3 低压断路器的额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。国标低压开关设备和控制设备 低压断路器(GB14048.294)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释：(1)断路器的额定极限短路分断能力(Icn)：按规定的实验程序所规定

14、的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；(2)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)：按规定的实验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；(3)额定极限短路分断能力(Icn)的试验程序为OtCO。其具体试验是：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(open简称O)，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通(close简称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

15、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。(4)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为OtCOtCO。它比Icn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。因此，可以看出，额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后是否能正常接通及分断，断路器不予以保证；而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。IEC9472低压开关设备和控制设备 低压断路器标准规定：A类断路器

16、(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是Ics的25、50、75和100。B类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器)的Ics可以是Ics的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。IEC92船舶电气指出：具有三段保护的断路器，偏重于它

17、的运行短路分断能力值，而使用于分支线路的断路器，应确保它有足够的极限短路分断能力值。无论是哪种断路器，虽然都具备Icu和Ics这两个重要的技术指标。但是，作为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H型高分断型，比S型普通型的价格要贵1.3倍1.8倍)。因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。而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的要求，同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求，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

18、，将会给用户带来不安全的隐患。4 低压断路器分断能力校验实例假设某变电所中，10/0.4kV电力变压器容量为1600 kVA，变压器阻抗电压为4.5，高压侧系统短路容量为无穷大。选出额定电流为800A的出线低压断路器。根据低压断路器的额定电流，拟选用ABB低压电气设备有限公司生产的F1型额定电流为1250A的低压断路器，其中F1B的Icu=40kA，Ics=40kA；F1N的Icu=50kA，Ics=40kA；F1S的Icu55kA，Ics=55kA。它们的分断时间大于0.02s。根据工业与民用配电设计手册可查得变压器二次侧三相短路电流Ik(3)42.93kA，如果以低压断路器的额定极限短路分

19、断能力Icu作为校验依据，就会选择F1N。因为F1N的Icu=50kA42.93kAIk(3)。而此断路器用于干线，以额定运行短路分断能力Ics作为校验依据会发现FIN的Icu=40kA42.93kA=Ik(3)。因此F1N无法满足要求，所以应选用F1S。断路器选用的新看法2008年06月20日 星期五 22:47摘要：最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、

20、去伪存真。 关键词：断路器 选用最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、去伪存真。1、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：(1)对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200400MVA甚

21、至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%)。(2)GB50054-95低压配电设计规范的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5In。(3)变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。(4)变压器的副边额定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的容量(KVA)，Ue为副边额定电压

22、(空载电压)，在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量x1.441.50。(5)按(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。(6)在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200KVA，变压器出线端短路时，三相短路电流

23、I(3)为7210A。短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KVA时其出线端的短路电流为3616A。离变压器的距离为100m处短路时，短路电流为2440A。远离100m时短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。所以，用户在设计时，应计算安装处(线路)的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。并按以下原则选择断路器：断路器的额定电流In线路的额定电流IL断路器的额定短路分断能力线路的预期短路电流 因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。 2、断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力 国际电工委员会的IEC947-2和我国等效

24、采用IEC的GB4048.2低压开关设备和控制设备 低压断路器标准，对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如下的定义： 断路器的额定极限短路分断能力(Icu)：按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力； 断路器的额定运行短路分断能力(Ics)：按规定的试验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。 极限短路分断能力Icu的试验程序为otco。 其具体试验是：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(OPEN简称O)并

25、熄灭电弧，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间(休息时间)，一般为3min，此时线路处于热备状态，断路器再进行一次接通(CLOSE简称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和动、静触头因弹跳的磨损)。此程序即为CO。断路器能完全分断，熄灭电弧，并无超妯规定的损伤，就认定它的极限分断能力试验成功； 断路器的运行短路分断能力(Icu)的试验程序为otco 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，并无超出规定的损伤，就认定它的额定进行短路分断能力试验通过。 Icu和Ics短路分断试验后，还要进行耐压、保护特性复校等试验。

26、由于运行短路分断后，还要承载额定电流，所以Ics短路试验后还需增加一项温升的复测试验。 Icu和Ics短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格、更困难，因此IEC947-2和GB14048.2确定Icu有四个或三个值，分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器即塑壳式)或50%、75%、100%Icu(对B类断路器，即万能式或称框架式)。断路器的制造厂所确定的Ics值，凡符合上述标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。 万能式(框架式)断路器，绝大部分(不是所有规格)都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线(包括变压器的出

27、线端)都采用它作主(保护)开关，而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(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。 由于使用(适用)的情况不同，IEC92船舶电气建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的运行短路分断能力值，而大量使用于分支线塑壳断路器确保它有足够的极限短路能力值。我们对此的理解是：主干线切除故障电流后更换断路器要慎重，主干线停电要影响一大片用户，所以发生短路故障时要求两个CO，而且要求继续承载一段时间的额定电流，而在支路，经过极限短路电流的分断和再次的合、分后，已完成其使命，它不再承载额定电流，可以更换新的(停电的影响较小)。但是，无论是万能

28、式或塑壳式断路器，都有必须具备Icu和Ics这两面三刀个重要的技术指标。只有Ics值在两类断路器上表现略有不同，塑壳式的最小允许Ics可以是25%Icu，万能式最小允许Ics是50%的Ics=Icu的断路器是很少的，即使万能式也少有Ics=100%国外有一种采用旋转双分断(点)技术的塑壳式断路器，它的限流性能极好，分断能力的裕度很大，可做到Ics=Icu，但价格很高。我国的DW45智能型万能式断路器的Ics为62.5%65%Icu，国际上，ABB公司的F系列，施耐德的M系列也不过是70%左右，而塑壳式断路器，国内各种新型号，Ics大抵在50%75%Icu之间。 有些断路器应用的设计人员，按其所

29、计算的线路预期短路电流选择断路器时，以断路器的额定运行短路分断能力来衡量，由此判定某种断路器(此断路器的极限短路能力大于线路预期短路电流，而运行短路分断能力则低于计算电流)为不合格。这是一个误解。3、断路器的电气间隙与爬电距离 确定电器产品的电气间隙，必须依据低压系统的绝缘配合，而绝缘配合则是建立在瞬时过电压被限制在规定的冲击耐受电压，而系统中的电器或设备产生的瞬时过电压也必须低于电源系统规定的冲击电压。因此： (1)电器的额定绝缘电压应电源系统的额定电压 (2)电器的额定冲击耐受电压应电源系统的额定冲击耐受电压 (3)电器产生的瞬态过电压应电源系统的额定冲击耐受电压。 基于以上三原则，电器的

30、额定冲击耐受电压(优先值)Uimp就与电源系统的额定电压所确定的相对地电压的最大值和电器的安装类别(过电压类别)等有很大的关系：相对地电压值越大，安装类别越高分为I(信号水平级)、(负载水平级)、(配电水平级)、(电源水平级)，额定冲击电压就越大。例如相对地电压为220V，安装类别为时，Uimp为4.0KV，要是安装类别为，Uimp为6.0KV。电器产品(例如断路器)的Uimp为6.0KV污染等级3级或4级，其最小的电气间隙是5.5mm。DZ20、CM1和我厂的HSM1系列塑壳断路器的电气间隙均为5.5mm(安装类别)，只是用于电源级安装，如DZ20系列的800以上规格，Uimp为8.0KV，

31、电气间隙才提高到8mm。而产品的实际的电气间隙，如HSM1系列，Inm(壳架等级电流)=125A时，电气间隙为11mm，160A为16mm，250A为15mm，400A为18.75mm，630和800A均为300mm，都大于5.5mm。 关于爬电距离，GB/T14048.1低压开关设备与控制设备 总则规定：电器(产品)的最小爬电距离与额定绝缘电压(或实际工作电压)、电器产品使用场所的污染等级以及产品本身使用的绝缘材料的性质(绝缘组别)有关。例如：额定绝缘电压为660(690)V，污染等级为3，产品使用的绝缘材料组别为a(175cti400，CTI为绝缘材料的漏电起痕指数)，最小爬电距离为10m

32、m。上面所提到塑壳式断路器的爬电距离都大大超过规定的数值。 综上所述，如果电器产品的电气间隙和漏电距离，达到绝缘配合要求，就不会因为外来过电压或线路设备本身的操作过电压造成设备的介质电击穿。 GB7251.1-1997低压成套开关设备和控制设备 第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备(等郊于IEC439-1：1992)，对绝缘配合的要求与GB/T14048.1是完全一样的。 有一些成套电器制造厂提出断路器接线用铜排，其相与相之间的(空气)距离应大于12mm，有的甚至提出断路器的电气间隙应大于20mm。这种要求是不合理的，它已经超出了绝缘配合的要求。 对于大电流规格，为了避免在出现短路电流时产

33、生电动斥力，或是大电流时导体发热，为了增加散热空间，因而适当加宽相间的空间距离也是可以的。此时无论是达到12mm或20mm，都可由成套电器制造厂自行解决，或请电器元件厂提供有弯头的接线端子或联结板(片)来实现。 一般断路器出厂时，都提供电源端相间的隔弧板，以防止电弧喷出时造成相间短路。零飞弧的断路器为防开断短路电流时有电离分子逸出，也安装这种隔弧板。如果没有隔弧板，则对裸铜排可包扎绝缘带，其距离应不小于100mm。4、四极断路器的应用 关于四极断路器的应用，目前国内还没能对国家标准或规程之类作硬性的使用要求的规定，虽然地区性四极电器(断路器)的设计规范已经出台，但安装与不安装四极电器的争论还在

34、进行中，某些地区的使用近年来出现一窝蜂的趋势，各断路器制造厂也纷纷设计，制造各种型号的四极断路器投放市场。笔者同意一种意见，就是用或不用应以是否能确保供电的可靠性、安全性为准，因此大体上是： (1)TN-C系统。TN-C系统中，N线与保护线PE合二为一(PEN线)，考虑安全，任何时候不允许断开PEN线，因此绝对禁用四极断路器； (2)TT系统、TN-C-S系统和TN-S系统可使用四极断路器，以便在维修时保障检修者的安全，但是TN-C-S和TN-S系统，断路器的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线； (3)装设双电源切换的场所，由于系统中所有的中性线(N线)是通联的，为了确保被切换的电源开关(

35、断路器)的检修安全，必须采用四极断路器； (4)进入住宅的单相总开关，宜选用带N极的二极断路器(检修时作隔离器之用) (5)用于380/220V系统的剩余电流保护器(漏电断路器)，中性线必须穿越保护器的零序电流互感器(铁心)，防止无中性线的穿过，使220V的负载有泄漏电流而误动作，此时应选用四极或带中性线的二极剩余电流保护器。交流断路器选用计算 1选择电气参数的一般原则 (1)断路器的额定工作电压大于或等于线路额定电压。 (2)断路器的额定电流大于或等于线路计算负载电流。 (3)断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。 如果选用的断路器额定电流与要求相

36、符，但额定短路通断能力小于断路器安装点的线路最大短路电流，必须提高选用断路器的额定电流，而按线路计算负载电流选择过电流脱扣器的额定电流。如果这样还不能满足要求，则可考虑下述三种方案解决： 1）采用级联保护(或称串级保护)方式，利用上一级断路器和该断路器一起动作来提高短路分断能力。采用这种方案时，需将上一统断路器的脱扣器瞬动电流整定在下级断路器额定短路通断能力的80左右。 2)采用限流断路器。 3)采用断路器加后备熔断器。 (4) 线路末端单相对地短路电流大于或等于1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣器整定电流。这对负载电流较小，配电线路较长的情况尤为重要。因为线路较长时，末端短路电流较小，单相

37、对地短路电流就更小。在三相四线制中相零短路时，对地短路电流还要小些，有时比道电流脱扣器整定的电流还要小，不能使过电流脱扣器动作，因而在单相对地时失去保护。在这种情况下，考虑在零线上装设电流互感器(其二次接电流继电器，对地短路时，继电器动作使断路器分断)，或采用带零序电流互感器的线路(或漏电继电器)来解决。采用这些方法时，变压器中性点均应接地。 (5) 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 是否需要欠电压保护，应按使用要求而定，并非所有断路器都需要带欠电压脱扣器。在某些供电质量较差的系统，选用带欠电压保护的断路器，反而会因为电压波动造成不希望的断电。如必须带欠电压脱扣器，则应考虑有适当的

38、延时。 (6)具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时间应大于或等于短路延时时间。 (7)断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。 (8)电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。 2配电用断路器的选用计算 除考虑上述一般选用原则外，还需考虑把系统的故障限制在最小范围内，防止故障时扩大停电区域，为此，需增加下列选用原则： (1)断路器的长延时动作电流整定值小于或等于导线允许载流量。对于采用电线电缆的情况，可取电线电缆容许载流量的80。 (2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间大于或等于线路中最大起动电流的电动机的起动时间。 (3)短延时动作电流整定值按

39、下式选用 式中 Isd短延时动作电流，A； Id线路计算负载电流，A； KS电动机的起动电流倍数 IN电动机额定电流，A。 (4)瞬时电流整定值按下式选用 式中 Iin 瞬时电流，A； Kp 电动机起动电流的冲击系数，一般取Kp1.72； INm最大的1台电动机的额定电流，A。 (5)短延时的时间阶梯，按配电系统的分段而定，一般时间阶梯为23级。每级之间的短延时时差为0.1-0.2s，其可返回时间应保证各级的选择性动作。选定短延时阶梯后，最好按被保护对象的热稳定性加以校核。微型断路器(MCB)选用微型断路器(以下简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。 MCB虽然是一

40、种终端电器。但它量大面广，若选用了不合适的MCB，造成的损失也是惨 重的。本文根据MCB的常用电气参数谈MCB的正确选用方法。 MCB的额定分断能力额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最 大短路电流值。现在市场上见到的MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册， 一般有45kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳 断路器)、ACB(框架式断路器)一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。如果 MCB的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流，则在发生故障时，不但不能分断故 障线路，还会因MCB的分断能力过小而

41、引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。 低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为023O4LV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电 流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配变，低压馈线端短路电流是不同的。一般来 说，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路 的电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用45kA及以上分断能力的 MCB即可。对于有专供或有10kV变配电站的用户，

42、往往因供电线路的电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、动力 电源直接取自于低压总母排)以 及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以 上分断能力的MCB，具体设计时还必须进行校验。此外，特别要注意的三点是：1随着现代建筑物中配变容量的增大；大容量母线槽的使用以及用电设备与电源间的距离在缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。 2MCB有两个产品标准：一个是IEC898家用装

43、置及类似装置用断路器(GBl09631999)；另一个是IEC9472低压开关设备及控制设备低压断路器。!EC898是针对由非电 气专业和无经验人员使用的标准，而IEC9472是针对由电气专业人员操作使用的产品标 准。两个标准对MCB的额定分断能力指标是不同的，对设计人员来说，一定要看具体使用场合和对象来选用MCB。若按IEC9472的额定分断能力来选用MCB，应安装在供专业人员操作 的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内的照明总配电箱；若按IEC898来选用 MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中，这 些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用 M

44、CB时一定要注意加以区别，不能混淆。 3一般来说，MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程 中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断故障电流时灭弧的原因，MCB 必须降容使用，即额定分断能力必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。现在有些厂商 制造的MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断能力不受影响，但笔者认为，在非万不得已的情况下，宜以上进下出为妥。MCB的保护特性根据 IEC898，MCB分为A、B、C、D四种特 性供用户选用： （1）. A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值 电流值(通常是额定电流n的23倍)，以限制允

45、许通过短路电流值和总的分断时间，利用 该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护； （2）. B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合；与A特性相比较，B特性允许通过的峰值电流3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护； （3）. C特性一般适用于 大部分的电气回路，它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作，C特性允许通过的峰 值电流5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护； （4）. D特性一般适用 于很高的峰值电流(10In)的开关设备，一般用于交流额定电压与频率下的控制变压器和局 部照明变压器的一次线

46、路和电磁阀的保护。 从以上保护特性的分析可知，对于各种不同性质的线路，一定要选用合适的MCB。如有 气体放电灯的线路，在灯启动时有较大的浪涌电流，若只按该灯具的额定电流来选择MCB， 则往往在开灯瞬间导致MCB的误脱扣。 在保护特性方面，瓜C898标准内明确规定，MCB不能用于对电动机的保护，只可作为替代熔 断器对配电线路(如电线电缆)进行保护。在这方面，设计人员往往容易忽视，并且在一些生 产厂商的样本和设计资料手册上也有一些误导的地方。大家知道，电动机在起动瞬间有一个 57In持续时间为10s的起动电流，即使C特性在电磁脱扣电流设定为(5lO)In，可以保证 在电动机起动时避过浪MCB的前后

47、级选择性配合大家知道，在供配电线路中，对于保护电器必须达到“三性��选择性、快速性、灵敏性”。快速性和灵敏性分别与保护电器本身特点和线路运行方式有关，而选择性则与上下级保护电器之间的配合有关。配合恰当，则能有选择地将事故回路切除，保证供电系统的其它无故障部分继续正常运行，反之，则影响供电的可靠性。MCB的选择性可分两个区域，一个 是过载区的选择性，另一个是短路区的选择性。如图1所示， MCB的热脱扣器的电流�时间特性是一个反时限曲线，曲线中 t1 、t2 分别代表QLl、Q12的最长不开断时间，t1、t2分别代表QLl、Q12的最长开断时间。对于某一电流，如果断路 器QL1的

48、t1与Q12的 t2构成的关系是tlt2，说明过载区有选择性。通过实践证明，一 般MCB在过载区若I1I>2，即能在过载区有选择性。当短路电流流过电磁脱扣系统时，MCB 上下间要获得选择性是很困难的，为了防止越级脱扣，一般应使QLl的瞬时脱扣电流 Im1与Q12的瞬时脱扣电流Im2之比大于14。当短路电流大于7ml时，要想只有Q12开断，应 选限流型断路器作为Q12，这样可以减少电流的峰值及持续时间，使QLl免于断开，当然也可 选用具有延时的断路器作为QLl。当短路电流很大时，是很难保证有选择性的，只能获得部 分选择性。制造厂商为了方便设计人员选用合适的MCB以确保选择性，在设计参考资料

49、中都 有向用户推荐的匹配表，设计人员可以根据匹配表选用上下级的MCB。 McB的附件选用 MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合在一起，扩展使用范围，其中最主 要的是剩余电流动作保护器(简称RCD)、分励脱扣器(简称ST)、欠压脱扣器(简称UR)。RCD与 MCB组合在一起就能成为带过电流保护的剩余电流动作断路器(简称RCBO)，安装在配电箱内 能防止线路发生单相接地故障时危及人身安全和有效抑制电气火灾。关于RCD的工作原理， 本文不作赘述。 MCB的附件UR是当电源电压下降到70以下时，使MCB脱扣；当电源末恢复正常时，防止 MCB重新接通。既可防止一些电气设备在低电压下运

50、行而损坏设备，也可防止电源突然恢复 正常时，线路上的电动机等大容量负荷在没有接到控制信号下自行起动，从而提高了线路的 安全性。但对于一些特殊要求的场合和一般照明回路则不宜安装UR装置。 分励脱扣装置ST是 一种能远距离控制MCB脱扣的装置。 上述两种脱扣装置都是电压型线圈，都能使MCB达到脱扣的目的，但两者是有区别的。UR是按长时间通电设计的，而ST是按瞬间通电设计的，这一点往往在选用时被疏忽，误把ST当作UR使用，导致ST的烧毁。如果UR当作ST使用，理论上是可行的，但实际上是不经济的。因为 UR是24h接入线路中的，终究要消耗一定的电功率，并且发出一定的热量。如果要使UR兼有失压和分励脱扣

51、作用，则在控制回路中应接人一常闭按钮，这点请务必注意微型断路器的选用2007-07-18 22:34上海市嘉定建筑设计院 姚军摘要 微型断路器(MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。该文根据MCB的常用电气参数，提出应当像选用塑壳断路器和框架断路器一样，计算最大短路容量后再选择；对于不同性质的线路，一定要选用不同保护特性的 MCB；MCB的设计和使用是针对5060Hz交流电网的，如用于直流电路，应根据制造厂商提供的磁脱扣动作电流同电源频率变化系数来换算；当环境温度大于或小于校准温度值时，必须根据制造厂商提供的温度与载流能力修正曲线来调整MCB的额定电流值；设计人员应根据

52、制造厂商提供的匹配表选用上下级MCB。最后指出 MCB的附件选用时的注意事项。关键词 微型化断路器 微型断路器(以下简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。 MCB虽然是一种终端电器。但它量大面广，若选用了不合适的MCB，造成的损失也是惨重的。本文根据MCB的常用电气参数谈MCB的正确选用方法。 McB的额定分断能力额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最大短路电流值。现在市场上见到的MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册，一般有45kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳断路器)、ACB(框

53、架式断路器)一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。如果MCB的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流，则在发生故障时，不但不能分断故障线路，还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。 低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为023O4LV，变压器容量大多为1600kVA及以下，低压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配变，低压馈线端短路电流是不同的。一般来说，对于民用住宅、小型商场及公共建

54、筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路的电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用45kA及以上分断能力的MCB即可。对于有专供或有10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以上分断能力的MCB，具体设计时还必须进行校验。此外，特别要注意的三点是： 1随着现代建筑物中配变容量的增大；大容量母线槽的使用以及用电设备与电源间的距离在缩短等各种因素，使供电线路末端的

55、短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用的MCB，在设计时应加以注意。 2MCB有两个产品标准：一个是IEC898家用装置及类似装置用断路器(GBl09631999)；另一个是IEC9472低压开关设备及控制设备低压断路器。!EC898是针对由非电气专业和无经验人员使用的标准，而IEC9472是针对由电气专业人员操作使用的产品标准。两个标准对MCB的额定分断能力指标是不同的，对设计人员来说，一定要看具体使用场合和对象来选用MCB。若按IEC9472的额定分断能力来选用MCB，应安装在供专业人员操作的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内

56、的照明总配电箱；若按IEC898来选用MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中，这些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用 MCB时一定要注意加以区别，不能混淆。 3一般来说，MCB的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断故障电流时灭弧的原因，MCB必须降容使用，即额定分断能力必须按制造厂商提供的有关降容系数来换算。现在有些厂商制造的MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断能力不受影响，但笔者认为，在非万不得已的情况下，宜以上进下出为妥。MCB的保护特性根据 IEC898，MCB分为

57、人、B、C、D四种特性供用户选用：A特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值电流值(通常是额定电流n的23倍)，以限制允许通过短路电流值和总的分断时间，利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护；B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合；与A特性相比较，B特性允许通过的峰值电流3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护；C特性一般适用于大部分的电气回路，它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作，C特性允许通过的峰值电流5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护；D特性一般适用于很高的

58、峰值电流(2，即能在过载区有选择性。当短路电流流过电磁脱扣系统时，MCB上下间要获得选择性是很困难的，为了防止越级脱扣，一般应使QLl的瞬时脱扣电流 Im1与Q12的瞬时脱扣电流Im2之比大于14。当短路电流大于7ml时，要想只有Q12开断，应选限流型断路器作为Q12，这样可以减少电流的峰值及持续时间，使QLl免于断开，当然也可选用具有延时的断路器作为QLl。当短路电流很大时，是很难保证有选择性的，只能获得部分选择性。制造厂商为了方便设计人员选用合适的MCB以确保选择性，在设计参考资料中都有向用户推荐的匹配表，设计人员可以根据匹配表选用上下级的MCB。 McB的附件选用MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合在一起，扩展使用范围，其中最主要的是剩余电流动作保护器(简称RCD)、分励脱扣器(简称ST)、欠压脱扣器(简称UR)。RCD与MCB组合在一起就能成为带过电流保护的剩余电流动作断路器(简称RCBO)，安装在配电箱内能防止线路发生单相接地故障时危及人身安全和有效抑制电气火灾。关于RCD的工作原理，本文不作赘述，在此特别提出六点注意事项。