如何正确选择中小型断路器

1 普通断路器的选择

配电(线路)、电动机和家用电器等的过电流保护断路器,因保护对象(如变压器、电线电缆、电动机和家用电器等)的承受过载电流的能力(包括电动机的起动电流和起动时间等)有差异,选用的断路器的保护特性不同。

1.1配电用断路器的选择

配电用断路器是指在低压电网中专门用于分配电能的断路器,包括电源总断路器和负载支路断路器。在选用这一类断路器时,需特别注意下列选用原则:

(1)断路器的长延时动作电流整定值≤导线容许载流量。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≥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I1为:

I1=1.1(Ijx+1.35kIed)
式中:Ijx―――线路计算负载电流(A);
k―――电动机的起动电流倍数;
Ied―――电动机额定电流(A)。

(4)瞬时电流整定值I2为:
I2=1.1(Ijx+klkIedm)
式中:kl―――电动机起动电流的冲击系数,一般取kl=1.7～2;
Iedm―――最大的一台电动机的额定电流。

(5)短延时的时间阶段,按配电系统的分段而定。一般时间阶段为2～3级。每级之间的短延时时差为0.1～0.2s,视断路器短延时机构的动作精度而定,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能加以校核。

1.2电动机保护型断路器的选择

微型断路器(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。电动机在起动瞬间有一个5~7倍Ied,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5~10倍Ied,可以保证在电动机起动时避过浪涌电流。

但对热保护来讲,其过载保护的动作值整定于1.45Ied,也就是说电动机要承受45%以上的过载电流时MCB才能脱扣,这对于只能承受20%过载的电机定子绕组来讲,是极容易使绕组间的绝缘损坏的,而对于电线电缆来讲是可承受的。因此,在某些场合如确需用MCB对电机进行保护,可选用ABB公司特有的符合IEC947-2标准中K特性的MCB,或采用MCB外加热继电器的方式,对电动机进行过载和短路保护。

1.3家用保护型断路器的选择

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。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。

MCB的设计和使用是针对50~60Hz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。
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0.23/0.4kV,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,由于由当地供电企业的低压电网供电,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4.5kA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截面较粗,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,具体选用时特别要注意: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。MCB的保护特性根据IEC898分为A、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In的2~3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,用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护;D特性适用于很高的峰值电流(10In)的断路器设备,可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路和电磁阀的保护。

2漏电断路器的选择

2.1普通漏电断路器的选择。

选择漏电断路器要遵循以下原则:
(1)断路器的额定电压、电流应大于或等于线路设备的正常工作电压和电流;
(2)线路应保护的漏电电流应小于或等于断路器的规定漏电保护电流;
(3)断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流;
(4)过载脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流;
(5)有较短的分断反应时间,能够起到保护线路和设备的作用。