低压电气系统中常见断路器选型、保护整定技术应用与探讨

李海强 蒋源芳

摘 要：断路器是电力系统中常用设备，大到几百千伏小到几伏电压等级的用电系统都会用它，断路器的选型就显得尤为重要，它的选型要保证性能需要又要考虑系统的经济性，本文针对低压系统中断路器的常见种类、基本参数及选型应用进行技术探讨，希望能给相关人员起到一定的参考作用。

关键词：断路器；保护整定；选型；应用与探讨

1 概述

在中低压电气系统中，断路器是关键、重要的设备，从工矿企业到民用建筑、家庭应用的范围很广泛，目前市场上这类断路器种类繁多、性能优越、功能强大，尤其是现在数字化、智能化向各个领域的不断渗透，对断路器将来发展的影响也是很大。断路器的选用一般根据具体使用条件选择使用类别、参数，根据断路器的保护特性曲线选用保护特性，并需对短路特性和灵敏系数进行校验，这是最常见的断路器选型设计流程和方法。

2 常见断路器介绍

2.1 框架式断路器（ACB）

框架断路器也称为万能式断路器，主要用于线路的过载、短路、过电流、失压、欠压、接地、漏电、双电源自动切换及电动机的不频繁起动时的保护、操作等用途，一般常用作总开关功能。

2.2 塑壳式断路器（MCCB）

塑壳式断路器又称装置式断路器，它不但能通过通断电流实现电路控制和简单的短路、过载保护外，还能提供隔离和安全保护功能。目前这种断路器多采用的是模块化的结构、结构紧凑、维修方便（一般情况下不考虑维修），市面上一些新型的MCCB，会增加选择性保护单元，自然它的价格也会高出不少。

2.3 微型断路器（MCB）

微型断路器常作为建筑电气配电装置的一种终端保护电器，具有短路、过载、过压基本的保护功能。它的保护单元主要有过流脱扣、热脱扣系统、欠压脱扣系统，作家庭总开关会与漏电保护装置一块使用。目前市场上新型MCB可拼装丰富的电气附件、机械附件，实现功能的极大扩充和操作的便利，远远比目前常用的性能更稳定、保护功能更全面。

3 断路器的选型

（1）断路器型式选择，一方面根据用电设备的负荷情况，另一方面根据断路器设置用途、地点、空间及用电方的预算情况。

（2）额定工作电压Ue、额定电流Ie的选择：①额定工作电压：是指断路器的标称电压。根据现场能提供的电压等级和用电设备的功率、负荷分布情况来综合考虑。②额定电流：是指在环境温度为40℃以下，脱扣器能长期通过的电流。一般情况下根据用电设备的铭牌设置即可，如果铭牌丢失可以通过运行电流来反推它的功率。要注意“环境温度”在做相关配套设计、计算时，是要考虑环境温度的，有温度系数要求。

（3）过载保护整定值Ir：（1）对于保护系统干线的装置Ir≥IQe+KX∑Ie；（2）对于保护支线的装置：Ir≥Ie

IQe——容量最大用电设备的额定起动电流A；

KX——需有系数，取0.2—1；

Ie——单台或小系统内用电设备额定电流A或断路器控制系统内计算电流A。

（4）短路保护整定值Im：Im设置要躲过系统内最大用电设备的启动电流，一般情况下按Ie电流的68倍设置，对大功率电动机要设置的大一些，如果是民用设施设置6倍Ie即能满足需要。现在一些新型断路器，带有微电脑保护装置，可在人机界面直接设置额定电压、电流及保护整定更加的直观、方便。

（5）极限分断能力：断路器的极限分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力。这种极限状态是指断路器设置点的出短路时（相对主变而言），断路器具有匹配的断开能力。这个点的短路电流，要由专业人员计算出，这个参数容易忽视。

4 断路器选型的技术探讨

我们在做选型时，必须从系统的角度考虑这类问题。无论是做为电气设计技术人员、工程师，还是施工人员在选配斷路器要从这几方面充分考虑：①人身安全；②电气线路与设备的保护；③可靠的、不间断的电力供应。

（1）人身安全有两方面：空间、齐全的保护功能。空间方面，我们应按规范要求进行设计、安装比如高度、间距等，但好多时候现场并不具备这样的条件，那我们会从“远程操作、防护、隔离（并非站内的隔离措施）”这三方面来考虑如何保证人身安全。有好多人认为现在的断路器性能优越能满足需要，但从人身安全角度来说，在系统中设置明显的断口保护是很有必要。

（2）在保护方面，必须达到“安全性、选择性、快速性和灵敏性”的要求。保护系统的首要任务是保证安全供电，做为技术人员在配电系统的设计中，要充分的考虑断路器的上下两级之间的选择性配合，选择性包括“横向选择性和纵向选择性”。选择性则与上下两级断路器之间的配合有关，而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。

（3）保证可靠电力供应方面，我们在（2）中说到的要做到上下两级断路器配合得当，有选择地将故障回路切除，保证配电系统的其它无故障回路继续正常工作。反之则影响配电系统的可靠性。所以说，断路器的选择性保护是供电可靠的保证和基础。同时，我们也要考虑系统的经济性满足用电方的预算要求。

级联保护是断路器限流特性的具体应用，其主要原理是利用上级断路器的限流作用，在选择下级断路器时，可选择分断能力较低的断路器，以达到降低成本节约费用的目的。

（4）越级跳闸问题。如果出现越级跳闸的现象，这大多与上、下级开关的保护特性配合不合理，造成的越级跳闸。一般情况下，我们可以这样来设置：对整定数值方面，上一级断路器的短路整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍。对于动作时效方面，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.1s。目前还大部分断路器的脱扣机构为机械式的，它们的参数设置，可以适当放大一点。

5 结语

低压系统的断路器的选型应用方面，更多的是涉及到民用，看似简单的用电系统，如果不注意这些细节的话，会给用电方造成不必要的麻烦，不能保证供电的安全可靠！当然了，设计与现场应用总会差别，这就要求我们不断从理论到实践，再由实践到理论的良性循环，最终为用电方提供安全可靠经济的高质量用电。