1、塑殼斷路器的選用1.引  言      塑料外殼式斷路器以下簡稱MCCB，作為低壓配電系統(tǒng)和電動機保護回路中的過載、短路保護電器，是應用極廣的產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、新材料不斷出現(xiàn)，斷路器的生產(chǎn)工藝及各種材質(zhì)不斷改進，使斷路器的性能有了很大的提高，除國際知名品牌，如ABB、施耐德外，國內(nèi)一些企業(yè)也不甘落后，自行開發(fā)、研制或引進國外先進技術(shù)，并加以消化、吸收，也向市場推出了成熟了的產(chǎn)品如常熟開關(guān)廠的CMl、天津低壓開關(guān)廠TM30等。這類產(chǎn)品具有零飛弧、高分斷、大容量、進出線方向可以互換、智能型、四極、內(nèi)部附件結(jié)

2、構(gòu)模塊化、安裝積木化、體積小型化等特點。實現(xiàn)了MCCB所需的選擇性保護功能和多種輔助功能，并帶有通信接口，使低壓配電系統(tǒng)實現(xiàn)自動化和組網(wǎng)成為可能；降低了低壓成套配電裝置的動、熱穩(wěn)定性的要求；縮小了成套配電裝置的體積；大大地提高了供配電系統(tǒng)和設(shè)備運行的可靠性。      然而，目前在一些電氣設(shè)計方案中，對MCCB的正確合理選用并不盡人意，往往忽略了所選廠家的MCCB規(guī)格、型號、附件等其它電氣參數(shù)，特別是對一些新型MCCB的電氣參數(shù)理解不透，標注不全、應用類別、使用場合及用途等考慮不周。選用了不合適的MCCB，導致成套廠訂貨困難，保護的選擇性變差，

3、靈敏性，合理性不符合設(shè)計規(guī)范要求，不但使MCCB沒有物盡所用，反而造成了浪費，降低了配電系統(tǒng)的可靠性，影響了工礦企業(yè)的生產(chǎn)和人們的生活。為此，本文結(jié)合有關(guān)MCCB的常用參數(shù)和國家標準談談自己對MCCB正確選用的一些看法。2.斷路器的常用基本相關(guān)符號其合義及相互之間的關(guān)系      Inm斷路器殼架等級電流A，它所指的含義是本斷路器內(nèi)所能安裝的最大開關(guān)及脫扣器電流值。      In斷路器的額定電流A，它所指的含義是該斷路器內(nèi)選用的額定熱動型脫扣器電流值，在不可調(diào)固定式熱脫扣器中In=Ir1。&#

4、160;     Ir1斷路器的長延時整定電流A，它所指的含義是該斷路器的過載保護脫扣器所整定的電流值。      Ir2斷路器的短延時整定電流A，它所指的含義是該斷路器的短延時脫扣器整定的電流，它的數(shù)值在電子可調(diào)式脫扣器中為212Irl左右可調(diào)。      Ir3斷路器的瞬時整定電流A，它所指的含義是該斷路器瞬時脫扣器整定的電流，它的數(shù)值在不可調(diào)固定式脫扣器中，配電型為5Irl、10Irl兩種，電動機保護型為12Ir1，在電子可調(diào)式中，為416Irl左右

5、可調(diào)。      Ir4斷路器的單相接地整定電流A，它所指的含義是該斷路器保護的線路或設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，接地保護脫扣器整定的電流值，它的數(shù)值為0.20.6Irl左右可調(diào)。      Ire斷路器的漏電動作電流A，它所指的含義是該斷路器保護的線路或設(shè)備發(fā)生不正常泄漏電流時，漏電保護脫扣器整定的電流值。它的數(shù)值為0.03/0.1/0.3/0.5A幾種。      Ir0斷路器預報警動作電流A，它所指的含義是該斷路器負載電流超出預先設(shè)定的電流時，

6、預報警裝置發(fā)出報警指示信號，它的數(shù)值為0.5lIr1左右可調(diào)。      Ir2短延時脫扣器的脫扣時間整定值s，可調(diào)時間為0.050.45s。3.MCCB的額定分斷能力Icu、Ics      根據(jù)IEC9472低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，低壓斷路器GBl4048.2規(guī)范，低壓斷路器的分斷能力有兩個標準，一個是極限短路分斷能力Icu它所表示的意思是斷路器按試驗循環(huán)分斷此電流后，不考核繼續(xù)承載電流的能力，也就是不再能繼續(xù)使用了。另一個是運行短路分斷能力Ics，它所表示的意思是斷路器分斷此電流后，需繼續(xù)

7、承載額定電流。也就是排除故障后能繼續(xù)在線路中使用。這二個數(shù)值均是周期分量的有效值。在生產(chǎn)廠商和設(shè)計資料中一般Ics用Icu的數(shù)表示。按斷路器的制造規(guī)范有Ics=25、50、75、100Icu四檔標準比值，并化整到最接近的整數(shù)。這二個分斷能力數(shù)據(jù)是我們在選用MCCB、校驗分斷能力時必不可少的。在斷路器的制造商樣本中，一般提供的是Icu按照設(shè)計規(guī)范要求，低壓斷路器的開斷電流Ifd應大于負荷側(cè)短路電流最大值Id。這就產(chǎn)生一個問題，到底是選用Icu，還是Ics作為Ifd。筆者認為，當該斷路器用于較重要的配電線路或設(shè)備，排除短路故障后，要求迅速恢復供電的，應當按Ics數(shù)值來考慮。如果是一般的配電回路，即

8、可按Icu數(shù)值來考核。對于動作時間小于0.02s的MCCB也按Icu數(shù)值來考核即可。實際上，在有關(guān)設(shè)計手冊上介紹，對于此時的低壓斷路器的分斷能力檢驗要求是，斷路器的分斷能力沖擊電流有效值，或峰值電流應大于短路開始第一周期內(nèi)的全電流有效值或峰值。4.短時耐受電流Icw      在具有三段保護特性的MCCB中，還有一個電氣參數(shù)就是額定短時耐受電流Icw，它所表示的意思就是我們過去通常稱的動熱穩(wěn)定電流的概念，即在1s的時間內(nèi)耐受的電流值，耐受后不影響該斷路器的繼續(xù)使用。它主要是考核斷路器在短延時狀態(tài)下，要繼續(xù)保證斷路器自身的電氣參數(shù)不變，外殼及構(gòu)件

9、不變形。在二段保護特性的MCCB中，無此項數(shù)值。5.保護類別A B      傳統(tǒng)MCCB采用的是熱保護加電磁后備保護，只可實現(xiàn)過載延時和短路瞬時動作的基本保  護功能，即具有二段保護特性。因此在短路條件下無選擇性可言，一般只能用作饋電斷路器，而不能作為主斷路器使用。由于目前已經(jīng)有了具有成熟的過載長延時、短路短延時、特大短路瞬時動作的三段可調(diào)式保護特性的大容量、高分斷MCCB，使MCCB既可作為主斷路器使用，也可用于各級中，并有較好的選擇性。因此把MCCB按使用類別分為非選擇性斷路器，類別為A，選擇性斷路器，類別為B。6.額定短路接通

10、能力Icm      在制造廠規(guī)定的額定工作電壓、額定頻率以及一定的cos 對于交流或時間常數(shù)對于直流下斷路器的接通短路電流的能力值，用最大預期峰值電流表示。對交流斷路器而言，額定短路接通能力應不小于額定極限短路分斷能力乘以表1中所列系數(shù)N的乘積；對于直流，Icm應Icu。N為短路接通能力/短路分斷能力，表中所列為要求的最小值。Icm持續(xù)的時間應0.05s，即斷路器應在短延時脫扣器的最大延時范圍內(nèi)保持閉合的能力，此時它的瞬時脫扣器不動作，而由下級開關(guān)瞬動切除短路故障，或本級短延時時間到，由本開關(guān)切斷短路故障，從而保證系統(tǒng)的選擇性保護。此電氣參數(shù)

11、在國內(nèi)生產(chǎn)廠商的樣本中很少提及，在國外一些品牌MCCB的設(shè)計手冊中偶有提及，它是MCCB制造商的考核指標之一。7.保護特性與選擇性      根據(jù)被保護對象和用途MCCB分為5類：配電用、保護電動機用、“三防”場合用、船用及核電工業(yè)用。在一般建筑電氣設(shè)計中常用的為前二類，后三類為特殊場合用，本文不作贅述。在有關(guān)廠商提供的設(shè)計樣本中，明確要求設(shè)計人員在斷路器的型號、規(guī)格一欄中標注是配電用，還是電動機保護用。由于一般的標注中，配電用可不標，而電動機保護用則必須用一個代號表示，但一些設(shè)計人員省略了這一代號，導致了一些保護電動機場合用的MCCB，錯誤選

12、用了配電用MCCB，這就帶來了隱患。大家知道，電動機在起動瞬間有一個57In持續(xù)時間為1020s的啟動尖峰電流。避開電動機起動時所引起的這個尖峰電流，保護單臺電動機的斷路器，要有個7.2倍Irl下的可返回時間電動機實際起動時間的考核指標。對于接有幾臺電動機的配電線路上的斷路器，要考核的3倍Ir1下的可返回時間線路中最大起動電流的電動機的起動時間?？煞祷貢r間一般有l(wèi)15s數(shù)檔，在設(shè)計時可按電動機實際起動時間選用其中的一檔。因此，這二類斷路器的使用條件、保護特性存這個問題。      2  A類與B類MCCB的瞬時脫扣器保護功能不完全一樣

13、。B類斷路器的瞬時和短延時脫扣器各司其職，它的短延時脫扣器是保證上下級斷路器之間的動作選擇性，而瞬時脫扣器作為特大短路時保護線路用，瞬時切除故障。      3  各設(shè)計手冊在談到斷路器為配合上、下級的選擇性，要求上一級的動作電流大于下一級動作電流的12倍，但沒明確是哪個脫扣器之間的配合。筆者認為，對于B類的MCCB由于短延時脫扣器之間有時間級差己保證了選擇性，故不需要再配合，對于上級為B類的MCCB，下級無論有很大的差異，以CMl為例，見表2、3。      對于MCCB過電流脫扣器

14、的整定與計算本文不作具體介紹，可參照有關(guān)設(shè)計手冊，但要注意以下三個問題：      1因為MCCB瞬時動作的動作時間為全分斷時間，約20ms左右，而電動機啟動電流有周期分量和非周期分量，其峰值約為電動機啟動電流的1.82.0倍，持續(xù)時間約為30ms左右，所以選用A類MCCB瞬時脫扣器動作電流時，要注意為A、B類斷路器的瞬時脫扣器，因為上級的動作電流已大于下級斷路器保護范圍的最大短路電流的1.1倍，故也不需要配合，當上、下級均為A類MCCB的瞬時脫扣器時，由于脫扣器均按躲過本線路上的尖峰電流原則整定動作電流，而上下兩段線路的尖峰電流一般相差較小，

15、若上一級不大于下一級瞬時動作電流1.2倍以上，有可能在發(fā)生短路時，上下級同時動作，破壞了選擇性，因此在這種情況下必須配合。8.隔離功能      根據(jù)IEC947及GBl4048低壓斷路器中規(guī)定：保證觸頭間達到規(guī)定隔離距離的斷路器才能適合兼作隔離開關(guān)。這一條強調(diào)了并不是所有的斷路器均能作為隔離電器使用的，特別是MCCB。由于結(jié)構(gòu)緊湊，有時較難滿足隔離器爬電距離、空氣間隙等參數(shù)要求。因此，在制造廠商的樣本中若指明本斷路器有隔離功能，我們才可在設(shè)計中把本斷路器兼作隔離器，或把所有脫扣器取消，單獨作為一個隔離開關(guān)使用。9.四極斷路器 

16、60;    關(guān)于四極斷路器的使用場合，以CMl為例：      四極MCCB分為A、B、C、D四種。      A型N極不安裝過電流脫扣器，且N極始終接通，不與其它三極一起合分。      B型N極不安裝過電流脫扣器，且N極與其他三極一起合分。      C型N極安裝過電流脫扣器，且N極與其他三極一起合分。     

17、 D型N極安裝過電流脫扣器，且N極始終接通，不與其它三極一起合分。這里有兩個問題要注意：      1在用四極MCCB的場合，一定要注明是選用產(chǎn)品中哪一種，因為同為四極，但在N線上有無安裝過電流脫扣器，其作用和目的是不同的。N線上安裝過電流脫扣器，它可以用在三相四線配電的單相負荷為主的線路中，或使用在產(chǎn)生大量諧波的非線性負荷如氣體放電燈，可控硅調(diào)光、調(diào)速線路中，或其它有一些有特殊要求的場合。一般設(shè)備回路可選用N線不裝過電流脫扣器的MCCB。      2實際上，A、D兩種雖然稱為四極斷路器，但它

18、的N極始終接通，并不隨其它三極一起合分，因此，此類MCCB俗稱“假四極”，與三極MCCB無本質(zhì)的區(qū)別，它比三極唯一有用的是在成套柜中，線路的進出可能方便一些。因此，這類MCCB只能適合應用在三極的場合。如果選擇錯了，不但起不到保護作用，反而要出大問題，這個是目前設(shè)計和使用中最紊亂的一個問題，應引起大家重視。10.電源端和負載端      目前，國產(chǎn)的MCCB一般電源只能是上端子進線電源端，下端子出線負載端，它的額定分斷能力也是在這種狀況下測得的。這是由MCCB的滅弧性能所決定的。國外一些產(chǎn)品由于它在有關(guān)滅弧系統(tǒng)方面與傳統(tǒng)的MCCB滅弧有很大的改

19、進，可以做到電源端和負載端互換，而分斷能力不受影響。在工程中若遇到特殊情況要求下進、上出或作為聯(lián)絡斷路器使用，筆者認為，首先應選用電源端和負載端可互換的產(chǎn)品，萬不得已，則必須嚴格按照制造廠商提供的有關(guān)降容系數(shù)換算一般降低2030左右選用合格的MCCB。11.限流型斷路器      限流型斷路器是目前低壓斷路器中應用很廣泛的，當斷路器的負載出現(xiàn)短路時，由于斷路器具有極快的分斷速度，在短路電流未來得及達到預期峰值前即被切斷，使實際短路電流產(chǎn)生的能量比預期能量減少，使得電網(wǎng)、用電電器受到的機械應力及熱耗大大減小。限流型斷路器比一般斷路器多一個限流系數(shù)概念，它就是指實際分斷電流峰值與預期短路電流峰值之比。一般限流型斷路器具有快速斷開和限制短路電流上升的特點，特別適用于可能