溫麗娟

（寧夏工業(yè)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，寧夏 銀川 7530001）

斷路器是電器設(shè)計(jì)中最重要的控制電器.它在正常情況下能斷開和接通負(fù)荷電流,而在被控制電路發(fā)生短路故障時(shí),還能自動(dòng)而快速的將故障從電力系統(tǒng)中切除,以保證電力系統(tǒng)及設(shè)備正常運(yùn)行。而低壓斷路器即低壓自動(dòng)開關(guān),又稱低壓空氣開關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器,它具有滅弧能力相當(dāng)強(qiáng)的滅弧罩，因此不僅能帶負(fù)荷通斷電路,而且能切斷短路電流,其作用與高壓斷路器相似。在電器設(shè)計(jì)中選擇性保護(hù)是指幾種過流保護(hù)裝置動(dòng)作特性的協(xié)調(diào)配合,這是合理使用電器的條件，同時(shí)也是為了縮小多支路、多級(jí)供電線路的事故范圍,及時(shí)切除故障線路,防止事故擴(kuò)大,從而保證正常連續(xù)生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)電路的選擇性保護(hù),對(duì)電路中的各種電器元件,應(yīng)適當(dāng)選擇它們各自的動(dòng)作電流給定值和動(dòng)作延時(shí),使其按一定的順序動(dòng)作。

1 低壓斷路器的保護(hù)特征

圖1 斷路器的保護(hù)特征

為實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),斷路器的保護(hù)特征應(yīng)當(dāng)是分段的,如圖1,斷路器保護(hù)特征的ab段是過載保護(hù),ef段是瞬時(shí)動(dòng)作.只要故障電流超過了與e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ie值,即I＞Ie時(shí),過電流脫扣器便瞬時(shí)動(dòng)作,當(dāng)I＞Ie時(shí)過電流脫扣經(jīng)過一定的延時(shí)后即動(dòng)作,切除故障電路。

根據(jù)需要,斷路器的保護(hù)特征可以是abcd式的.即過載長(zhǎng)延時(shí)和斷路瞬時(shí)動(dòng)作,為二段性保護(hù),為獲得更完整的選擇性及上下級(jí)短路間的協(xié)調(diào)配合,還可以是abcdf式保護(hù)特征即過載長(zhǎng)延時(shí),短路延時(shí)和瞬時(shí)動(dòng)作為三段保護(hù)特征。自動(dòng)開關(guān)保護(hù)特征:根據(jù)斷路器在不同場(chǎng)合的用途,對(duì)電器的選擇性要求也不同,因而其保護(hù)也有所不同。

2 低壓斷路器的選擇性

（1）配電用斷路器的選擇性要求。配電用斷路器主要用在配電線路中以分配電能,并對(duì)配電線路中電線電纜和變壓器等提供保護(hù).因此,配電用斷路器的額定電流比較大,短路分段能力較高，其選擇性可按時(shí)間原則整定,即利同上下級(jí)斷路器整定時(shí)間的差別,使各級(jí)的斷路器能有選擇性的分閘.切斷故障電流。如圖2所示，上級(jí)斷路器應(yīng)用過載長(zhǎng)延時(shí)，短路短延時(shí)保護(hù)特性，不設(shè)短路瞬時(shí)脫扣器；下級(jí)配出配出回路保護(hù)電器，宜采用過載長(zhǎng)延時(shí)，短路瞬時(shí)保護(hù)等。所謂選擇性就是開關(guān)加一個(gè)短延時(shí)配電器。

圖2、圖3 配電斷路器按時(shí)間原則整定

配電斷路器還可按電流原則整定，如圖3，當(dāng)上級(jí)斷路器殼架電流為下級(jí)的2倍，整定電流為下級(jí)的2.5倍時(shí)，可做到完全選擇。

為此，選擇斷路器時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：①對(duì)于瞬時(shí)動(dòng)作的自動(dòng)空氣斷路器，其分?jǐn)嗄芰?yīng)按沖擊電流校驗(yàn)，即：自動(dòng)空氣斷路器的極限分段電流≥短路沖擊電流有效值。②對(duì)于動(dòng)作時(shí)間大于0.02S的自動(dòng)空氣斷路器，可考慮沖擊電流已經(jīng)衰減，故可用 Sbr≥S謖或 S0.2，Ibr≥I謖或 I0.2檢驗(yàn)其分析能力。式中：S謖，I謖最大運(yùn)行方式下開關(guān)電器安裝處的次態(tài)短路容量和短路電流S0.2,I0.2-最大運(yùn)行方式下開關(guān)電器安裝處短路后0.2時(shí)的短路容量和短路電流。③自動(dòng)空氣短路器中瞬時(shí)過電流脫扣及長(zhǎng)延時(shí)過流脫扣器的調(diào)整范圍應(yīng)滿足電路時(shí)保護(hù)裝置整定值的要求。④斷路器及其過流脫扣器的額定電流不小于線路計(jì)算負(fù)載電流。⑤長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值=（0.8～1.0）導(dǎo)線容許載流量。⑥3陪長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值的可返回時(shí)間不小于線路中最大啟動(dòng)電流的電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間。⑦3倍長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值≥1.1(Ijx+1.35KIm)其中：Ijx為線路計(jì)算負(fù)荷電流；K為啟動(dòng)電流倍數(shù)；Im為最大容量電機(jī)額定電流。⑧短延時(shí)時(shí)間按保護(hù)對(duì)象的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。⑨無短延時(shí)的場(chǎng)合，瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值≥1.1(Ijx+KK1Im)其中：K1為電機(jī)起動(dòng)電流沖擊系數(shù)（1.7～2.0）。有短延時(shí)的場(chǎng)合，瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值不小于1.1倍下級(jí)斷路器進(jìn)線端的計(jì)算路電流值。作為主開關(guān)的配電用斷路器，其過載脫扣特性是以電纜和變壓器的容許過載特性為依據(jù)，同時(shí)，它應(yīng)具有短路延時(shí)動(dòng)作特性以實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。此外，自變壓器低壓側(cè)配出回路至用電設(shè)備之間配電級(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)。

（2）電機(jī)用斷路器的選擇性要求。用于非頻繁的起動(dòng)和保護(hù)的電機(jī)，其額定電流較小，短路分?jǐn)嗄芰^底，它的過載保護(hù)特性是以電機(jī)的容許過載特性為依據(jù)，短路保護(hù)特性要求較靈敏，不需要短延時(shí)分?jǐn)啵珜?duì)起動(dòng)時(shí)的時(shí)間有所要求，因?yàn)殡姍C(jī)的起動(dòng)電流通常是額定電流的幾倍到幾十倍，因此，為了充分利用電機(jī)的過載能力并保證它能順利起動(dòng)和安全運(yùn)行，選用時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值等于電機(jī)的額定電流。②6倍長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流整定值的可返回時(shí)間不小于電機(jī)的實(shí)際起動(dòng)時(shí)間。③瞬時(shí)動(dòng)作電流整定值：籠型異步電動(dòng)機(jī)=（8～15）倍脫扣器額定電流，饒線型異步電動(dòng)機(jī)=（3～6）倍脫扣器額定電流。

（3）欠壓脫扣器的選用。低壓斷路器的脫扣器分復(fù)式，電磁式和熱脫扣三種，電磁式只有短路保護(hù)；熱脫扣式只有過載保護(hù)；復(fù)式既有短路保護(hù)又有過載保護(hù)。分閘脫扣器與欠壓脫扣器一般不同時(shí)安裝在一個(gè)開關(guān)中，具有欠壓脫扣器的自動(dòng)開關(guān)，通常用于異步電動(dòng)機(jī)的控制電路。欠壓脫扣器的延時(shí)宜在下列情況下選用：①要求在發(fā)生暫時(shí)性欠壓。②故障時(shí)，能在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)保持不間斷運(yùn)行及電機(jī)在停電后要求能自起動(dòng)。③斷路器配有短路短延時(shí)過載脫扣器。若欠壓壓脫扣器不帶延時(shí)，則在發(fā)生短路故障后，欠壓脫扣器將先于短延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作，使其不起作用，從而破壞了保護(hù)動(dòng)作的選擇性。

3 結(jié)語

綜上所述，在電器設(shè)計(jì)中，要求配電線路上下級(jí)保護(hù)電器的動(dòng)作應(yīng)具有選擇性，各級(jí)間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合。若有困難時(shí)，對(duì)于非重要負(fù)荷，除第一二級(jí)之間具有選擇性動(dòng)作外，其他可無選擇性動(dòng)作，并注意與配電系統(tǒng)的特征和接地型相適應(yīng)。

[1]梁南丁.煤礦供電[M].北京：礦業(yè)大學(xué)出版社社，2009.

[2]張學(xué)成.工礦企業(yè)供電[M]，北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.