摘要：選擇不同類型短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鱽磉m應(yīng)不同的線路預(yù)期短路電流（當(dāng)I在相同的情況時(shí)）的需要斷路器的選用原則是：斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流。 關(guān)鍵詞：斷路器要點(diǎn)配電線路 1、不同的負(fù)載應(yīng)選用不同類型的斷路器 最常見的負(fù)載有配電線路、電動(dòng)機(jī)和家用與類似家用（照明、家用電器等）三大類。以此相對應(yīng)的便有配電保護(hù)型、電動(dòng)機(jī)保護(hù)型和家用及類似家用保護(hù)型的斷路器。這三類斷路器的保護(hù)性質(zhì)和保護(hù)特性是不相同的。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(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬時(shí)的三段保護(hù)特性。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DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和萬能式DW15、DW17的某些規(guī)格因僅有過載長延時(shí)、短路瞬時(shí)的二段保護(hù)，它們是屬于非選擇型的A類斷路器。選擇性保護(hù)。 當(dāng)F點(diǎn)短路時(shí)，只有靠近F點(diǎn)的QF2斷路器動(dòng)作，而上方位的QF1斷路器不動(dòng)作，這就是選擇性保護(hù)（由于QF1不動(dòng)作，就使未發(fā)生故障的QF3、QF4支路保持供電）。 如果QF2和QF1都是A類斷路器，則F點(diǎn)發(fā)生短路，短路電流值達(dá)一定值時(shí)，QF1、QF2同時(shí)動(dòng)作，QF1斷路器回路及其下的支路全部停電，就不是選擇性保護(hù)了。 能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性保護(hù)的原因是，QF1為B類斷路器，它具有短路短延時(shí)性能，當(dāng)F點(diǎn)短路時(shí)，短路電流流過QF2支路，也流過QF1回路，QF2的瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器動(dòng)作（通常它的全分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.02s），因QF1的短延時(shí)，QF1在0.02s內(nèi)不會(huì)動(dòng)作（它的短延時(shí)≥0.1s或0.2、0.3、0.4s）。在QF2動(dòng)作切斷故障線路時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就恢復(fù)了正常。 可見，如果要達(dá)到選擇性保護(hù)的要求，上一級(jí)的斷路器應(yīng)選用具有三段保護(hù)的B型斷路器。對于直接保護(hù)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器，它只要有過載長延時(shí)和短路瞬時(shí)的二段保護(hù)性能就夠了，也就是說它可選擇A類斷路器（包括塑殼式和萬能式），DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配電保護(hù)的性能外，它們的630A及以下規(guī)格均有保護(hù)電動(dòng)機(jī)的功能。 家用和類似場所的保護(hù)（過去又稱它為導(dǎo)線保護(hù)或照明保護(hù)），也是一種小型的A類斷路器，其典型產(chǎn)品有C45N、PX200C、HSM8等等。 配電（線路）、電動(dòng)機(jī)和家用等的過電流保護(hù)斷路器，因保護(hù)對象（如變壓器、電線電纜、電動(dòng)機(jī)和家用電器等）的承受過載電流的能力（包括電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)時(shí)間等）有差異，因此，選用的斷路器的保護(hù)特性也是不同的。 （1） 配電保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開特性注：可返回特性：考慮到配電線路內(nèi)有電動(dòng)機(jī)群，由于電動(dòng)機(jī)僅是其負(fù)載的一部分，且一群電動(dòng)機(jī)不會(huì)同時(shí)起動(dòng)，故確定為3In（In為斷路器的額定電流，In≥IL，IL為線路額定電流），對斷路器進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)電流為3In時(shí)保持5s（In≤40A時(shí)），8s（40A＜In＜250A時(shí)），12s（In＞250A時(shí)），然后將電流返回至In，斷路器應(yīng)不動(dòng)作，這就是返回特性。 （2） 為電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器的反時(shí)限斷開特性注：按電動(dòng)機(jī)負(fù)載性質(zhì)可以選2、4、8、12min之內(nèi)動(dòng)作，一般的選2～4min。7.2In也是一種可返回特性，它必須躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（5～7倍In），Tp為延時(shí)時(shí)間，按電動(dòng)機(jī)的負(fù)載性質(zhì)可選動(dòng)作時(shí)間Tp為2s＜Tp≤10s、4s＜Tp≤10s、6s＜Tp≤20s和9s＜Tp≤30s，一般選用2s＜Tp≤10s或4s＜Tp≤10s。 （3）配電保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為10In（誤差為±20%）,In為400A及以上規(guī)格，可以在5In和10In中任選一種（由用戶提出，制造廠整定）；電動(dòng)機(jī)保護(hù)型的瞬動(dòng)整定電流為12In,一般設(shè)計(jì)時(shí)In可以等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。 （4） 家用和類似場所用斷路器的過載脫扣特性注：B、C、D型是瞬時(shí)脫扣器的型式：B型脫扣電流＞3～5In，C型脫扣電流＞5～10In，D型脫扣電流＞10～50In。用戶可根據(jù)保護(hù)對象的需要，任選它們中的一種。 （5）B類斷路器的短路短延時(shí)特性DW15型斷路器：3～10In（Inm為1600A時(shí)，Inm為殼架等級(jí)電流），3～6In（Inm為2500A、4000A時(shí)），短延時(shí)時(shí)間為0.2或0.5s。ME型斷路器：3～12In，短延時(shí)時(shí)間0～0.3s可調(diào)。DW45型斷路器：0.4～15In，短延時(shí)時(shí)間0.1、0.2、0.3和0.4s可調(diào)。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的負(fù)載對象來選擇不同保護(hù)特性（如上所述）的斷路器，以免因選用不當(dāng)造成嚴(yán)重后果。在實(shí)踐中最容易混淆的是電動(dòng)機(jī)負(fù)載保護(hù)誤選為配電保護(hù)型或家用保護(hù)型。小型斷路器（MCB）也有電動(dòng)機(jī)保護(hù)型，如天津梅蘭日蘭的C45AD等。 2、選擇不同類型短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鱽磉m應(yīng)不同的線路預(yù)期短路電流（當(dāng)I在相同的情況時(shí)）的需要斷路器的選用原則是： 斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流。 假設(shè)某電源（SL710/0.4kV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，則此支路的斷路器需要考慮采用HSM1_125H型塑殼式斷路器（它的極限短路分?jǐn)嗄芰?00V、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(jīng)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?jǐn)嗄芰?00V、35kA）?，F(xiàn)在國內(nèi)許多斷路器生產(chǎn)廠家，對同一殼架等級(jí)電流的短路分?jǐn)嗄芰Ψ譃镋、S、M、H、L（杭州之江開關(guān)廠的HSM1系列）或C、L、M、H（常熟開關(guān)廠的CM1系列）或S、H、R、U（天津低壓電器公司的TM30系列）等級(jí)別。其中，E為經(jīng)濟(jì)型，S為標(biāo)準(zhǔn)型，M為中短路分?jǐn)嘈?，H為高分?jǐn)嘈?，L為限流型，C為經(jīng)濟(jì)型，L為低分?jǐn)嘈停籑為高分?jǐn)嘈?，H為超高分?jǐn)嘈?；S為標(biāo)準(zhǔn)型，H為高分?jǐn)嘈?，R為限流型，U為超高分?jǐn)嘈?。以HSM1_125型塑殼斷路器為例，E型的極限短路分?jǐn)嗄芰?00V、15kA，S型為400V、25kA，M型為400V、35kA，H型為400V、50kA。 它們的價(jià)格也相差很大，如以E型為1，則S型為1.2，M型為1.4，H型為2，即購買一臺(tái)H型的斷路器的錢，可以購買二臺(tái)E型。用戶在設(shè)計(jì)選用時(shí)，不必人為地加上所謂保險(xiǎn)系數(shù)，以免造成浪費(fèi)。 3、關(guān)于斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰?、運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰投虝r(shí)耐受電流 極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu），是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)（電壓、短路電流、功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰ΑＫ脑囼?yàn)程序?yàn)?—t（線上）C0（“0”為分?jǐn)?，t為間歇時(shí)間，一般為3min，“C0”表示接通后立即分?jǐn)啵?。試檢后要驗(yàn)證脫扣特性和工頻耐壓。 運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs），是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)（電壓、短路電流和功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，還要繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?，它的試?yàn)程序?yàn)?—t（線上）C0—t（線上）C0。 短時(shí)耐受電流（Icw）,是指在一定的電壓、短路電流、功率因數(shù)下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力，Icw是在短延時(shí)脫扣時(shí)，對斷路器的電動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的考核指標(biāo)，它是針對B類斷路器的，通常Icw的最小值是：當(dāng)In≤2500A時(shí)，它為12In或5kA，而In＞2500A時(shí)，它為30kA（DW45_2000的Icw為400V、50kA，DW45_3200的Icw為400V、65kA）。 運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件極為苛刻（一次分?jǐn)?、二次通斷），由于試后它還要繼續(xù)承載額定電流（其次數(shù)為壽命數(shù)的5%），因此它不單要驗(yàn)證脫扣特性、工頻耐壓，還要驗(yàn)證溫升。IEC947_2（以及1997新版IEC60947_2）和我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB140482規(guī)定，Ics可以是極限短路分?jǐn)嗄芰cu數(shù)值的25%、50%、75%和100%（B類斷路器為50%、75%和100%，B類無25%是鑒于它多數(shù)是用于主干線保護(hù)之故）。 上文提到的選擇斷路器的一個(gè)重要原則是斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流，這個(gè)斷路器的短路分?jǐn)嗄芰νǔＪ侵杆臉O限短路分?jǐn)嗄芰Α? 無論A類或B類斷路器，它們的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰^大多數(shù)是小于它的極限短路分?jǐn)嗄芰cu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(gè)別產(chǎn)品Ics＝Icu）。 B類：DW15系列Ics＝60%左右的Icu，（個(gè)別的如630AIcs＝Icu，但短路分?jǐn)嗄芰H400V時(shí)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）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分比值都是合格產(chǎn)品。 用戶在設(shè)計(jì)選用時(shí)只要符合斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路預(yù)期短路電流就能滿足要求了，對線路本身來說，例如上面舉例的變壓器容量為1600kVA的線路，可能出現(xiàn)的短路電流約為43kA,它是僅計(jì)算離變壓器距離為5m。 這種短路的機(jī)率極小。在選用斷路器時(shí)，只要它的極限短路分?jǐn)嗄芰Γ?3kA，譬如50kA就足夠了。經(jīng)過“0”一次、“C0”一次就完成了它的使命，必須更換新的斷路器，而運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?，例如?0%的Icu，也達(dá)到25kA，它既可以實(shí)現(xiàn)一次分?jǐn)?，二次通斷（?5kA短路電流時(shí)）故障電流然后還要承載其額定電流，任務(wù)是非常艱巨的。有些使用者認(rèn)定要按斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）≥線路預(yù)期短路電流來設(shè)計(jì)，其實(shí)是一種誤解，也是不必要的。 有些制造廠的樣本里宣傳，它的產(chǎn)品Ics=Icu，如確實(shí)，說明它的Icu指標(biāo)有裕度，如不確實(shí)，說明它有水份，不可全信，而且Ics=Icu的斷路器，其售價(jià)要高很多，不合算。 國外幾十年來盛行一種級(jí)聯(lián)（cascade）保護(hù)（也稱后備保護(hù)），如圖2所選QF2斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰π∮谄渚€路的預(yù)期短路分?jǐn)嗄芰Γɡ缇€路額定電流為250A，而預(yù)期短路電流為50kA），則QF2選擇的是HSM1_250S斷路器（Icu為400V、35kA），當(dāng)F處出現(xiàn)線路短路（短路電流達(dá)50kA）時(shí)，由QF1（設(shè)QF1處的額定電流為400A，QF1選HSM1_400H，其Icu為400V、65kA）和QF2一起分?jǐn)?，QF2僅承受一部分短路電流的分?jǐn)啵溆嗖糠钟蒕F1承擔(dān)），而對QF2處線路絕大部分小于35kA的故障電流，就由QF2來承擔(dān)。這種級(jí)聯(lián)保護(hù)也有一定的條件，譬如鄰近的支路不是重要負(fù)載（因?yàn)橐坏㏎F1跳閘QF3回路也停電），同時(shí)QF1的瞬動(dòng)整定值與QF2的瞬定值也要協(xié)調(diào)等，這種級(jí)聯(lián)保護(hù)主要目的也是為了節(jié)約投資。 應(yīng)提到的是，所有斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γo論是Icu還是Ics）都是周期分量有效值。在短路試驗(yàn)中的“C0”的C（close接通）的電流是峰值電流Ich。在試驗(yàn)站進(jìn)行短路分?jǐn)嘣囼?yàn)時(shí)，電壓、短路電流（有效值）和功率因數(shù)（cos）已調(diào)整好，它的接通電流也就被確定了。接通電流試驗(yàn)（“C”試驗(yàn)），是以峰值電流來考核觸頭和其他導(dǎo)電體承受的電動(dòng)斥力和熱穩(wěn)定性的能力，有什么樣的有效值電流（分?jǐn)嚯娏鳎?，在其相?yīng)的功率因數(shù)下，便有什么樣的峰值電流，使用者毋須去考慮峰值電流這個(gè)參數(shù)。 峰值電流（沖擊電流）ich＝kch（根號(hào)）2Ic，Ic為周期分量有效值，kch為沖擊系數(shù)1＜kch＜2，kch×2為峰值系數(shù)。 4、四極斷路器的選用 對于下列情況，有必要選用四極斷路器： 1）有雙電源切換要求的系統(tǒng)必須選用四極斷路器，以滿足整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)、測試和檢修時(shí)的隔離需要； 2）住宅每戶單相總開關(guān)應(yīng)選用帶N極的二極開關(guān)（可用四極斷路器）；3）剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（漏電開關(guān)），必須保證所保護(hù)的回路中的一切帶電導(dǎo)線斷開，因此，對具有剩余電流動(dòng)作保護(hù)要求的回路，均應(yīng)選用帶N極（如四極）的漏電斷路器。 目前，國內(nèi)市場供應(yīng)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)相線極一起斷開；5）斷路器的N極裝設(shè)中性線斷線保護(hù)器，N極與其他三個(gè)相線極一起合分電路；6）斷路器的N極裝設(shè)中性線斷線保護(hù)器，N極始終接通，不與其他三個(gè)相線極一起斷開。 1）和2）型式適用于中性線電流不超過相線電流的25%的正常狀態(tài)（變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Yyno），其中2）型適用于TN_C系統(tǒng)（PEN線不允許斷開）；3）和4）型式適用于三相負(fù)載不平衡，且負(fù)載中有大量電子設(shè)備（諧波成份很大），導(dǎo)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(gè)相線的過電流脫扣器的動(dòng)作來切斷過載故障的情況；4）型適合TN_C系統(tǒng)；5）和6）型式適合于在中性線斷線時(shí)，切斷三相及中線以保護(hù)單相設(shè)備避免損毀和間接觸電事故的發(fā)生，6）型適合于TN_C系統(tǒng)。