民用建筑電氣斷路器選型摘要：斷路器作為供配電系統(tǒng)中的核心元器件，對配電線路、用電設(shè)備起著至關(guān)重要的保護作用，本文介紹了民用建筑中配電線路上各種斷路器的選型。關(guān)鍵詞：斷路器；分斷能力；短路保護；過負荷。1斷路器選擇1.1斷路器選擇的基本要求1按正常工作條件選擇電壓：額定電壓應(yīng)與所在回路的標稱電壓相適應(yīng)。電流：額定電流不應(yīng)小于所在回路的負荷計算電流。頻率：50Hz。2按保護選擇性選擇主要考慮上下級斷路器的級間配合問題。也就是上下兩個串聯(lián)的斷路器，負荷端的斷路器能及時分斷故障，而防止上一級斷路器跳閘。3按短路條件選擇應(yīng)滿足短路條件下短時耐受電流的要求。應(yīng)滿足短路條件下分斷能力的要求。4按使用環(huán)境條件選擇主要是溫度、海拔、濕度、污染等級、多塵環(huán)境、化工腐蝕等。1.2低壓配電線路保護針對低壓配電線路的保護，主要分三個方面：過負荷保護、短路保護、故障情況下自動切斷電源。1.2.1過負荷保護（過載保護）一般要求（1） 保護電器應(yīng)在流經(jīng)回路導(dǎo)體的過負荷電流引起導(dǎo)體的溫升對絕緣、接頭、端子和導(dǎo)體周圍的物質(zhì)造成損害之前，分斷該過負荷電流。（2） 由于過負荷導(dǎo)致突然斷電，引起嚴重后果的線路，如消防水泵等，其過負荷保護應(yīng)作用于信號，而不應(yīng)切斷電源。導(dǎo)體與斷路器之間的配合斷路器的動作特性應(yīng)滿足以下條件：IcWIsetlWIz（2.1-1）式中：Ic-回路計算電流，A；Iz-導(dǎo)體允許持續(xù)載流量，A；Isetl-斷路器長延時過電流脫扣器整定電流，A。以施耐德NSX系列塑殼斷路器為例，NSX系列配電型分熱磁保護（TMD）和電子脫扣（MIC）兩種。熱磁保護TMD型為兩段保護，即過載長延時保護和短路瞬時保護；過載長延時保護可調(diào)范圍為Iset1=0.7?l.OIn（In為斷路器額定電流），如下圖：TM-D配電保護

圖中Ir即為Isetl,斷路器額定電流為250A,長延時可調(diào)值為175A(0.7In)、200A(0.8In)、225A(0.9In)、250A(1.0In)。電子脫扣MIC型可做到三段甚至四段保護，可調(diào)范圍更廣(0.4?1.0In)。不需設(shè)置過負荷保護電器的線路回路中載流量減小的導(dǎo)體，其過負荷得到電源側(cè)的過負荷保護電器的有效保護。不可能過負荷的線路，已裝設(shè)短路保護，而且沒有分支回路或插座。此處不可過負荷但護在裝置進線端的配電盤有過負荷保護電器，而且它能對在裝置的進線端和總配電點之間的裝置部分提供保護，在裝置總配電點進線處不必再設(shè)置進一步的過負荷保護。如下圖：此處不可過負荷但護觀護電羯 ——

放附式供電通信、控制、信號回路以及類似回路。對于突然斷開電路會引起危險或造成傷害的以下回路：旋轉(zhuǎn)電機的勵磁回路；起重電磁鐵的回路；電流互感器的二次回路；消防用電設(shè)備回路，宜考慮裝設(shè)過負荷報警措施；為安全設(shè)施(防盜警報器、瓦斯警報器等)配電的回路；醫(yī)療IT系統(tǒng)。1.2.2短路保護1.一般要求保護電器應(yīng)在短路電流對導(dǎo)體及連接處產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機械力造成危險之前分斷該短路電流。特性選擇斷路器作為短路保護電器時，應(yīng)滿足以下兩個條件：斷路器的分斷能力不得小于其安裝處的預(yù)期短路電流（三相穩(wěn)態(tài)短路電流Ik）。這里說的分斷能力是指斷路器安全切斷故障電流的能力，也就是前面所說的極限分斷能力和運行分斷能力。在回路任一點短路引起的電流，使導(dǎo)體達到允許極限溫度之前應(yīng)分斷電路。這條主要是針對如何選擇導(dǎo)體的，也就是要滿足導(dǎo)體的熱穩(wěn)定校驗。1.斷路器分斷能力的確定要確定分斷能力，就要知道短路電流，那么就要做短路電流的計算。短路電流值可以通過查詢手冊和圖集、天正電氣計算工具計算等方式獲得。比如，通過《建筑電氣常用數(shù)據(jù)手冊》19DX101-1可查詢到變壓器0.4kV低壓出口處短路電流值：

ais.7購to一也幗虹劃sje■掀虹*amM由EH也杯f44,5578250hg&0Cip22.95315Ik11.34T-DJte—ip?8.9225-704?Ik14.401腳*F36.72J2-MgI1S.001?-OT吊4S.9040.M22.6820.1*15.12k57.8J5t4138.56800Ik19.2016,4314.40*4B.9G42.02M72lOOO24.002O.?G1S.0061.2052.5345.9012MSOW25.7S22.5076.50S7.381600Ik36.<031.S62B.B0X97.3204.0573.442000k48.0041.2036.00ip1224G105.M9I.BO25Mk51.5045.00ip153.0013133114.75根據(jù)表格，我們可以選擇變壓器低壓總進線開關(guān)的分斷能力。如項目選用1000kVA變壓器，短路阻抗電壓6%,我們從表中得知變壓器低壓出口處的短路電流Ik=24kA，對應(yīng)選擇斷路器的額定極限分斷能力IcuN24kA；峰值電流ip=61.2kA，對應(yīng)選擇斷路器的額定短路接通能力IcmN61.2kA。拿施耐德的空氣斷路器MT系列舉例：MT08-63H型空氣斷路器主要參數(shù)表型號選擇：MT20N2/3P同樣，對于后續(xù)的其他回路斷路器短路保護的選擇采用同樣的方法進行即可。4.短路保護電器設(shè)置的位置（1）裝設(shè)在每個回路首端和回路導(dǎo)體載流量減小處。當(dāng)不能裝設(shè)在回路導(dǎo)體載流量減小處時，應(yīng)采取下列措施：載流量減小的這段線路長度不超過3m；其安裝方式能使短路的危險減至最??；且不靠近可燃物。（2）回路導(dǎo)體載流量減小處，符合下列兩項條件時，可不裝設(shè)短路保護電器：1） 發(fā)生短路故障時，上一級短路保護電器能保證按規(guī)定的要求動作，減小的導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定要求；2） 該段線路敷設(shè)于不燃或難燃材料管、槽內(nèi)。1.2.3故障情況下自動切斷電源主要講TN系統(tǒng)的保護要求故障電流計算。計算最小接地故障電流。目的就是看所選擇的斷路器最長能為多長的電纜提供自動切斷電源的保護。電纜長度的最大允許值采用斷路器保護，最小接地故障電流Ik1必須大于斷路器的瞬時過電流脫扣器整定電流Iset3，才能保證斷路器的可靠動作?！豆I(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第四版上有相關(guān)表格：農(nóng)LhA4 南既路嘩作的橙捂酷兩護時4R志電爆元,中長B 單r也miA)g明￡l潭■400*g［心L郊sw(mm3]S.ih511-5STL*也⑤AB行3244S3IT6riID$D■WJ艇8ia如13A106B3朋53推53116It】此|133；LOER567§342路IS13￡I]]BB3544JT廿M151551E47TCE49JH50舞IT?L4]|111舶?L5544?oL21|舸??1￡蜂5。如LflOI9Hl&l成,fi4Ml￡070心10I2T21田IMIKTQ139ITTi<r±to政舟諺項地it1. CA-2MV.巳人墨L2.I.2ri當(dāng)?shù)芘筘舛娐駮r?：?中最大發(fā)■醫(yī)崖?以0.6LL也適卯乎堆障攜日”ft世官如果超出長度的，接地故障電流較小，斷路器難以滿足接地故障保護靈敏性的要求時，可采取以下措施：（1） 提高接地故障電流值加大相導(dǎo)體及保護接地導(dǎo)體截面積。該措施對于截面積較小的電纜和穿管絕緣線，單相接地故障電流值有較大增加。（2） 采用帶短延時過電流脫扣器的斷路器。斷路器的瞬時過電流脫扣器不能滿足接地故障要求時，則可采用帶短延時過電流脫扣器的斷路器作間接接觸防護。對于同一斷路器，由于短延時過電流脫扣器整定電流值Iset2通常只有瞬時過電流脫扣器整定電流值Iset3的1/5~1/3左右，所以間接接觸防護靈敏性更容易滿足。（3） 采用帶接地故障保護的斷路器。分兩種：三相不平衡電流保護和剩余電流保護。三相不平衡電流三相四線制配電線路正常運行時，如果三相負荷接近平衡，諧波電流小，則流過中性導(dǎo)體（N）的電流很??；如果三相負荷不平衡，則產(chǎn)生一定三相不平衡電流；如果某一相發(fā)生接地故障，則三相不平衡電流IN將大大增加，達到IN(G)。因此利用檢測三相不平衡電流值發(fā)生的變化，可取得接地故障的信號。檢測三相不平衡電流通常是在斷路器后三個相導(dǎo)體上各裝一只電流互感器(TA)，取TA二次電流相量和乘以變比，即三相不平衡電流IN=Iu+Iv+Iw。三相不平衡電流保護整定值IsetO必須大于正常運行時PEN導(dǎo)體或N導(dǎo)體中流過的最大三相不平衡電流、諧波電流、正常泄漏電流之和；而在發(fā)生接地故障時必須動作。Iset0N2.0INIkN1.3Iset0IsetO：三相不平衡電流保護整定值，AIN：三相不平衡電流，AIk：單相接地故障電流，A。配電干線正常運行時的三相不平衡電流值IN通常不超過計算電流Ic的20%?25%，三相不平衡電流保護整定值IsetO以整定為斷路器長延時脫扣器電流Isetl的50%?60%為宜?？梢?，三相不平衡電流保護整定值Iset0比短延時整定值Iset2小得多，滿足間接接觸防護靈敏性。三相不平衡電流保護適用于TN-C、TN-C-S、TN-S系統(tǒng)，但不適用于諧波電流較大的配電線路。剩余電流保護剩余電流保護所檢測的是三相電流加中性導(dǎo)體電流的相量和，即剩余電流IPE=Iu+Iv+Iw+IN。三相四線配電線路正常運行時，即使三相負荷不平衡，剩余電流也只是線路泄漏電流；當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時，則檢測的三相電流加中性電流的相量和不為零，而等于接地故障電流IPE(G)。檢測剩余電流通常是在斷路器后三相導(dǎo)體和中性導(dǎo)體上各裝一只TA,取4只TA二次電流相量和，乘以變比，即剩余電流IPE。為避免誤動作，斷路器剩余電流保護整定值應(yīng)大于正常運行時線路和設(shè)備的泄漏電流總和的2.5?4倍。可見，采用剩余電流保護比三相不平衡電流保護的動作靈敏度更高。剩余電流保護適用于TN-S系統(tǒng)，但不適用于TN-C系統(tǒng)。1.3上下級的選擇性低壓配電線路發(fā)生短路、過負荷或接地故障時，既要保證可靠地分斷故障電流，又要盡可能地縮小斷電范圍，即有選擇性地分斷。這就要求準確計算故障電流，恰當(dāng)選擇保護電器及其動作電流和動作時間，保證有選擇性地切斷故障回路。選擇型斷路器與非選擇型斷路器的級間配合上級斷路器為選擇型斷路器A，下級斷路器為非選擇型斷路器B；上下級斷路器的整定配合要求：Iset2.A整定值應(yīng)符合下式要求：Iset2.AN1.3Iset3.B若Iset2.AVIset3.B，當(dāng)故障電流達到Iset2.A值，而小于Iset3.B時，則斷路器B不能瞬時動作，而斷路器A經(jīng)短延時動作，破壞了選擇性。1.3是可靠系數(shù)，考慮脫扣器動作誤差的需要。短延時的