王剛周罡檀心

（錦州錦開電器集團有限責(zé)任公司，遼寧錦州121013）

低壓斷路器和熔斷器的選擇及應(yīng)用

王剛周罡檀心

（錦州錦開電器集團有限責(zé)任公司，遼寧錦州121013）

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，低壓斷路器和熔斷器在電力配電系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，為了保證其可靠性和安全性，低壓斷路器和熔斷器的選型已成為終端低壓配電系統(tǒng)設(shè)計的一項重要內(nèi)容。作為電力配電線路的一種常用保護設(shè)備，低壓斷路器和熔斷器是一種不僅可以直接接通和斷開電源，正常用電負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，還可以接通和斷開短路電流的開關(guān)電器。

斷路器和熔斷器都具有短路保護及過負(fù)載保護功能。但是由于保護原理不同，斷路器是通過電流的磁效應(yīng)作用于電磁脫扣器來實現(xiàn)對配電線路的短路保護功能，通過電流熱效作用于熱脫扣實規(guī)對配電線路的過載保護，斷路器的兩種保護功能均是對電路中瞬間電流加大的保護；熔斷器則是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱，直到熱量超過導(dǎo)體熔點后融化導(dǎo)體而斷開電路保護電器和線路不被燒壞。熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結(jié)果。

1 低壓斷路器和熔斷器的結(jié)構(gòu)及其各自的特點

低壓斷路器的外殼、框架采用塑膠壓制而成，將觸頭、滅弧室、各種脫扣器，輔助觸頭與操作機構(gòu)等附件都封閉于塑料絕緣殼中，具有結(jié)構(gòu)緊湊，解除防護好，操作容易，安裝使用方便，基本不需維護等特點。一般多采用手動操作，大容量可選擇電動分合閘。額定電流10-1600A，短路分?jǐn)嗄芰?5-150kA。過電流脫扣器分為電磁式和電子式兩種。一般電磁式脫扣器，僅有過載長延時及短路瞬時二段保護方式；電子式脫扣器，有過載長延時、短路短延時、短路瞬時及接地故障三段或四段保護方式，現(xiàn)已正朝著智能化的方向發(fā)展，并具有較好的分段能力、動穩(wěn)定性和較完善的選擇性保護功能，被廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和各級線路的保護。另外，微型斷路器也出現(xiàn)了，具有體積小、分?jǐn)嗄芰Ω摺⑾蘖餍阅芎?、操作靈便、型號規(guī)格齊全及模塊化結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，可以方便地在單極基礎(chǔ)上組合成二極、三極和四極微型斷路器，廣泛使用在100A以下的分支干線及末端配電支路中。另在一般應(yīng)用中1000A以上的通常采用空氣斷路器（框架式斷路器）。

近年來，斷路器產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展十分迅速，市場上不斷推出新型、保護功能更趨完善的斷路器產(chǎn)品，在保護性、便捷性不斷提高的同時，具有通信功能的智能型斷路器產(chǎn)品也逐步走上舞臺。斷路器和熔斷器相比較，兩者相輔相成，各有自己的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍。斷路器的優(yōu)點：①產(chǎn)品實現(xiàn)保護后可重復(fù)使用，操作簡便；②產(chǎn)品具備不同的機構(gòu)來實現(xiàn)過載和短路保護，精確度高；③眾多輔件及附件產(chǎn)品（過電壓保護、欠電壓保護、分勵和漏電保護等）能滿足客戶的需求。缺點：①分?jǐn)嗄芰π。虎谶x擇性差；③單價高；④體積大。熔斷器的優(yōu)點：①分?jǐn)嗄芰Υ?，速度快；②選擇性好；③產(chǎn)品體積小；④單價便宜。缺點：①保護功能單一，僅有一段過電流反時限特性，過載、短路均用此保護；②實現(xiàn)保護后需要更換熔體；③對于三相保護時，其中一相發(fā)生熔斷保護后，可能將導(dǎo)致電發(fā)動機兩相運轉(zhuǎn)的不良后果；④產(chǎn)品難以配置輔助功能元件。所以，只有正確認(rèn)識低壓斷路器與熔斷器在配電線路保護的作用和地位，認(rèn)清各自的特點，才能在不同的應(yīng)用環(huán)境中更好地發(fā)揮他們的作用。

2 合理選型、級間協(xié)調(diào)

在電力線路中，低壓斷路器和熔斷器都是被作為經(jīng)常使用的保護設(shè)備。由于目前新型低壓斷路器的發(fā)展較為迅速，使很多用戶在進行保護設(shè)備選擇時，更偏重于使用低壓斷路器，并認(rèn)為熔斷器是落后過時的產(chǎn)品，但我認(rèn)為這是比較片面。在低壓配電系統(tǒng)中，配電線路的過載及短路保護，主要選用電器保護設(shè)備和過電流保護等。在選擇時，低壓斷路器和熔斷器是可以配合使用的，如線路采用斷路器保護，設(shè)備采用熔斷器保護，其優(yōu)點是可以減少配電線路的分?jǐn)嗉墧?shù)，降低選擇性保護的復(fù)雜度，降低成本，同時又能滿足保護要求；當(dāng)選擇采用低壓斷路器加后備熔斷保護時，應(yīng)選熔斷器交接點的電流小于低壓斷路器的額定短路通斷能力的80%左右，當(dāng)短路電流大于熔斷器交接點的電流時，應(yīng)由熔斷器動作。同時也應(yīng)符合國家的相關(guān)法規(guī)的要求，至少符合以下規(guī)定：①其額定電壓、頻率應(yīng)與所在回路標(biāo)稱電壓及頻率相適應(yīng)②其額定電流不應(yīng)小于所在回路的計算電流③應(yīng)適應(yīng)所在場所的環(huán)境條件④應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求。用于斷開短路電流的保護電器，應(yīng)滿足短路條件下的通斷能力。一般選型的步驟：①根據(jù)工作場所，滿足其型式及技術(shù)參數(shù)的要求②在初步確定斷路器的品牌、型號及規(guī)格后，也要考慮與上下級保護裝置在保護特性方面的協(xié)調(diào)配合，從總體上滿足系統(tǒng)對選擇性保護的要求③要進行逐項校驗計算及選定，對于一級供電負(fù)荷，可選用現(xiàn)場調(diào)試過電流脫扣器整定值和具有計算直接接口的類型；對于二級供電負(fù)荷，可選用通過變送器進行數(shù)據(jù)通信類型的斷路器。一般斷路器都是采用電磁式或電子式脫扣器，可靠性較高。質(zhì)量比較有保證的開關(guān)柜廠家會提供相應(yīng)的溫升系數(shù)，并保證斷路器在合理工作狀況下始終保證溫升在IEC相關(guān)要求范圍內(nèi)，并對溫升系數(shù)有危險的范圍，廠家會要求客戶對額定電流做一定的降容（一般在10%-15%）使用。

在低壓供配電系統(tǒng)中，常見的故障主要有以下幾個方面：過載、短路、沖擊電流、接地故障、電壓降及瞬時斷電出現(xiàn)的暫態(tài)電流等。當(dāng)故障發(fā)生時，為保證無故障部分能正常供電，就必須考慮保護裝置之間的協(xié)調(diào)與配合。在低壓配電系統(tǒng)中，過載和短路最常見，一般把電流1.1-10倍的工作電流稱為過載，高于10倍時稱短路。應(yīng)區(qū)別不同類別的故障，采用帶瞬動或短時脫水器的保護裝置，切除短路或過電流故障。在做選型時應(yīng)注意以下幾點①過載區(qū)域和短路區(qū)域②短路選擇性技術(shù)a電流的選擇性。上下級斷路器保護整定電流具有一定的級差b時間的選擇性。上級斷路器帶有短路短延時動能，并與下級有動作時間差c邏輯的選擇性。通過上下級斷路器的區(qū)域選擇性聯(lián)鎖功能實現(xiàn)完全的選擇性d能量的選擇性。上下級斷路器額定電流具有一定的級差，利用斷路器的脫扣能量不同來實現(xiàn)選擇性脫扣。

3 合理安裝

連接及安裝方式：主要有垂直安裝和水平安裝，在選型時也要考慮安全、經(jīng)濟、維護等因素，基本上分三種：①固定式低壓斷路器，由單個部件組成，均適合固定式或抽式低壓配電柜內(nèi)，及各類配電箱內(nèi)安裝②插入式低壓斷路器，由固定不分無導(dǎo)軌與活動部件兩部分組成③抽出式低壓斷路器，由固定部分有導(dǎo)軌與活動部件兩部分組成。

4 結(jié)論

本文首先對低壓斷路器和熔斷器的各自特征進行科學(xué)的分析比較，在供配電系統(tǒng)中適合斷路器規(guī)格及其功能外，考慮上下級供配電的性能匹配。特別是根據(jù)不同負(fù)載供配電連續(xù)性的重要程度，來確定選用是全選擇性保護配電，還是局部選擇性配供電或后備保護配供電方式更為適合，用戶可綜合電流、時間、邏輯和能量等因素，實現(xiàn)上下級協(xié)調(diào)配合，設(shè)計出最為經(jīng)濟的低壓配電系統(tǒng)。

［1］李奎,陸儉國,武一,等.塑殼斷路器的過載保護可靠性及其實驗裝置的研究[C] //第二屆電工產(chǎn)品可靠性與電接觸國際會議論文集.2007：129-133.

［2］倪遠平.現(xiàn)代低壓電器及其控制技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社,2003.

楊玉潔］

王剛（1983—），男，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，?？疲\州錦開電器集團有限責(zé)任公司，電氣工程師。