1、低壓保護(hù)電器的選擇與整定2004年 修改版,中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院 任元會,保護(hù)電器在低壓配電系統(tǒng)中占有重要地位 配電線路發(fā)生故障保護(hù)主要器件低壓熔斷器和低壓斷路器 正確選擇和整定電器參數(shù) * 國家標(biāo)準(zhǔn)低壓配電設(shè)計規(guī)范（ ）； * 按照配電系統(tǒng)的狀況和計算的故障電流值 （短路電流和接地故障電流等） * 正確整定保護(hù)電器的參數(shù) * 有選擇地切斷故障，即只切斷發(fā)生故障的一段電路，而不切斷上級配電線路。, 總論, 保護(hù)電器的主要性能,. 低壓熔斷器 GB 13539.1-2002 GB 13539.2-2002 GB13539.6-2002 2.1.1 分?jǐn)喾秶褪褂妙悇e 第一個字母表示分?jǐn)喾秶?/p>

2、。“”為全范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w；“”為部分范圍分?jǐn)嗄芰θ蹟囿w； 第二個字母表示使用類別。 “”為一般用途全范圍分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟囿w； “”為保護(hù)電動機(jī)電路全范圍分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟囿w； “”為保護(hù)電動機(jī)電路的部分范圍分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟囿w。 專職人員使用的熔斷器，主要用于工業(yè)，有：刀型觸頭熔斷器、螺栓連接熔斷器、圓筒形帽熔斷器、偏置觸刀熔斷器等類型。 非熟練人員使用的熔斷器，主要用于家用或類似用途。,2.1.2 時間電流特性 對不同大小的故障電流決定熔斷時間，是一種反時限特性曲線。 2.1.3 約定時間和約定電流 反映熔斷體過載的特性參數(shù)，其數(shù)值如表所示。 表中的小于的熔斷， 按 的約定電流值列于表。,2.1.

3、4 熔斷體的分?jǐn)嗄芰?在規(guī)定的使用和性能條件下，熔斷體在規(guī)定電壓下能夠分?jǐn)嗟念A(yù)期電流值 2.1.5 過電流選擇性 兩個或多個過電流保護(hù)電器之間的相關(guān)特性配合。當(dāng)在給定范圍內(nèi)出現(xiàn)過電流時，指定的保護(hù)電器動作，而其他的不動作。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)弧前時間大于 .時額定電流之比為.的兩級熔斷器之間的選擇性可到保證。 2.1.6 I2T （焦耳積分）特性 在規(guī)定的動作條件下作為預(yù)期電流函數(shù)的弧前或熔斷I2T曲線。制造廠應(yīng)提供弧前時間小于.至相應(yīng)于額定分?jǐn)嗄芰Φ幕∏癐2T特性，以及以規(guī)定電壓為參數(shù)的熔斷I2T特性，分別代表實際使用中可能遇到的作為預(yù)期電流函數(shù)的最小和最大值。 2.1.7 產(chǎn)品現(xiàn)狀 “”類型主要型

4、號有、以及、等., 低壓斷路器 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器（ ），等同于 同名稱標(biāo)準(zhǔn)。 低壓斷路器的分類和主要特性介紹如下: 2.2.1 分類 （）按使用類別分類 類：在短路情況下，斷路器無明確指出用作串聯(lián)在負(fù)載側(cè)的另一短路保護(hù)電器的選擇性保護(hù)； 類：在短路情況下，斷路器明確串聯(lián)在負(fù)載側(cè)的另一短路保護(hù)電器的選擇性保護(hù)，即在短路時，選擇性保護(hù)有人為短延時（可調(diào)節(jié)）。 （）按設(shè)計形式分，有萬能式（開啟式）、塑殼式； （）按分?jǐn)嘟橘|(zhì)分，有空氣分?jǐn)?、真空分?jǐn)唷怏w分?jǐn)啵?（）按操作機(jī)構(gòu)的控制方法分，有有關(guān)人力操作、無關(guān)人力操作、有關(guān)動力操作、無關(guān)動力操作、儲能操作。而儲能操作又有：儲能方式（彈簧

5、、重力等）、能量的來源（人力、電力等）、釋能方式（人力、電力等）； （）按是否適合隔離分，有適合隔離、不適合隔離； （）按安裝方式分，有固定式、插入式、抽屜式； （）按外殼防護(hù)等級 的代碼分。,2.2.2 短路特性 （）額定短路接通能力（）：用最大預(yù)期峰值電流表示； （）額定短路分?jǐn)嗄芰?，?guī)定為： 額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γǎ┯妙A(yù)期分?jǐn)嚯娏鳎ǎ┍硎?；交流用交流分量有效值表示?額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γǎ┯妙A(yù)期分?jǐn)嚯娏鳎ǎ┍硎荆喈?dāng)于的某一百分?jǐn)?shù)，標(biāo)準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)規(guī)定為、，對于類斷路器，還可以為。 （）交流斷路器的短路接通和分?jǐn)嗄芰Φ年P(guān)系：兩者的比值應(yīng)不小于，按短路分?jǐn)嗄芰Υ笮『筒煌β室驍?shù)決定； （）額定

6、短時耐受電流（）：對于交流，為有效值，值應(yīng)不小于斷路器額定電流的倍，且不得小于，最大不超過。與相應(yīng)的短延時不應(yīng)小于.，可選取.、.、.、.和1.0幾檔。,2.2.3 脫扣器 （）脫扣器的形式 分勵脫扣器； 過電流脫扣器； 欠電壓脫扣器； 其他如使用很多接地故障保護(hù)的脫扣器。 （）過電流脫扣器的種類 瞬時； 定時限，也就是短延時過電流脫扣器； 反時限，通常稱為長延時過電流脫扣器。 （）過電流脫扣器的電流整定值：用電流值的倍數(shù)或直接用安培數(shù)表示； （）過電流脫扣器的脫扣時間整定值 定時限的延時時間整定值用秒（）表示； 反時限的應(yīng)給出時間電流特性曲線。 （）反時限過電流脫扣器的斷開動作特性。在基準(zhǔn)溫

7、度下，所有相極通電至，即約定不脫扣電流時，在約定時間（對為，為）內(nèi)不應(yīng)脫扣，使電流上升到，即約定脫扣電流時，應(yīng)在小于約定時間內(nèi)脫扣。,2.2.4 產(chǎn)品現(xiàn)狀 （）萬能式斷路器： 型 型 型 型 此外，還有公司的系列，施耐德公司的系列，框架電流達(dá) ，具有四段全保護(hù)功能，但價格較高。 （）塑殼式斷路器 系列（即型）： 另外，如公司型（達(dá)）、型（達(dá)），施耐德公司的型（達(dá)）等，有長延時、瞬時脫扣器，也有增加帶短延時、接地故障保護(hù)等脫扣器的智能型斷路器。, 規(guī)范關(guān)于配電線路保護(hù)的規(guī)定,配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)、過載保護(hù)和接地故障保護(hù)。 . 短路保護(hù) 要求在短路電流對導(dǎo)體和連接件的熱作用造成危害之前切斷短路故

8、障 電路，當(dāng)短路持續(xù)時間不大于時，絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗： I t 0.5 / K （） 式中： 絕緣導(dǎo)體的線芯截面（ ）； 預(yù)期短路電流有效值（）； 在已達(dá)到允許工作溫度的導(dǎo)體內(nèi)短路電流持續(xù)作用的時間（）； 計算系數(shù)，按導(dǎo)體不同線芯材料和絕緣材料決定，其值如表所示。,. 過負(fù)載保護(hù) 過負(fù)載保護(hù)的保護(hù)電器的整定電流和動作特性應(yīng)符合下列兩式的要求： （） . （） 式中： 線路計算電流（）； 熔斷器熔體額定電流或斷路器長延時脫扣器整定電流（）： 導(dǎo)體允許持續(xù)載流量（）； 保證保護(hù)電器可靠動作的電流，對斷路器，為約定時間的約定動作電流，對熔斷器，為約定時間的約定熔斷電流。 使用斷路器時，按標(biāo)

9、準(zhǔn).規(guī)定，約定動作電流為 .，只要滿足，即符合式（）要求。 就是斷路器長延時整定電流，也就是要求： 或 （）,. 接地故障保護(hù) 接地故障保護(hù)適用于類電氣設(shè)備，所在場所為正常環(huán)境，人身電擊安全電壓限值（）不超過。 采用接地故障保護(hù)的同時，建筑物內(nèi)各種導(dǎo)電體應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié)。 接地故障保護(hù)對配電系統(tǒng)的不同接地形式作了規(guī)定。 3.3.1 TN系統(tǒng)的接地故障保護(hù) （）系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)的動作特性應(yīng)符合下列要求： I a （） 式中： 接地故障回路的阻抗（） 保證保護(hù)電器在規(guī)定時間內(nèi)切斷故障回路的電流（） 相線對地標(biāo)稱電壓（）。 的配電線路，其切斷故障回路的時間規(guī)定如下： 配電干線和供固定用電設(shè)備的

10、末端回路，不大于； 供手握式或移動式用電設(shè)備的末端回路，以及插座回路，不大于。 （）當(dāng)采用熔斷器兼作接地故障保護(hù)時，為了執(zhí)行方便，規(guī)定了接地故障電流（）與熔斷體額定電流（）之比不小于表或表值，即認(rèn)為符合式（）的規(guī)定。,3.3.2 TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù) 系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)的動作特性應(yīng)符合下列要求： （） 式中： 外露可導(dǎo)電部分的接地電阻與線電阻和（）； 保證保護(hù)電器切斷故障回路的動作電流（）。當(dāng)采用反時限特性過流保護(hù)電器時，為內(nèi)切斷的電流；采用瞬時動作特性的過流保護(hù)電路時，為瞬時整定電流；當(dāng)采用漏電保護(hù)器時，為其額定動作電流。,3.3.3 IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù) 當(dāng)系統(tǒng)配電線路發(fā)生第一次

11、接地故障時，應(yīng)由絕緣監(jiān)視電器發(fā)出報警信號，其動作電流應(yīng)符合下式要求： （） 式中： 外露可導(dǎo)電部分的接地極電阻（）； 第一次接地故障電流（）。 當(dāng)系統(tǒng)的配電線路發(fā)生第二次異相接地故障時，應(yīng)切斷故障電路，并符合下列要求： （）當(dāng)系統(tǒng)不引出線，應(yīng)在內(nèi)切斷故障回路，并符合下列要求： ( 3 / 2 ) 0.5 （） 式中： 相線和線故障回路阻抗（）； 保護(hù)電器切斷故障回路的動作電流（）； 當(dāng)系統(tǒng)引出線，應(yīng)在內(nèi)切斷故障回路，并符合下式要求： （） 式中包括相線、線和線在內(nèi)故障回路阻抗（）。 建議系統(tǒng)不引出線。,4 保護(hù)電器選擇的通用要求 (）保護(hù)電器必須是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。 （）保護(hù)電器的額定電壓應(yīng)

12、與所在配電回路的標(biāo)稱電壓相適應(yīng)； （）保護(hù)電器的額定電流不應(yīng)小于該配電回路的計算電流； （）保護(hù)電器的額定頻率應(yīng)與配電系統(tǒng)的頻率相適應(yīng)； （）保護(hù)電器要切斷短路故障電流，應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，還 必須具備足夠的通斷能力。 （）考慮保護(hù)電器安裝場所的環(huán)境條件，以選擇相適應(yīng)防護(hù)等級（等級）的產(chǎn)品。 此外，在高海拔地區(qū)（如海拔超過）應(yīng)選用高海拔用的產(chǎn)品，或者采取必要的技術(shù)措施。在靠近海邊的地方，應(yīng)使用防鹽霧的產(chǎn)品, 保護(hù)電器保護(hù)特性的選型 . 選型原則 （）配電線路在正常使用和用電設(shè)備正常起動時，保護(hù)電器不會動作； （）保護(hù)電器必須按規(guī)范規(guī)定的時間內(nèi)切斷故障電路。 （）配電系統(tǒng)各級保

13、護(hù)電器的動作特性應(yīng)能彼此協(xié)調(diào)配合。 詳見圖1 低壓配電用保護(hù)電器包括斷路器和熔斷器兩種，而斷路器又有非選擇型和選擇型兩類。配電系統(tǒng)有樹干式、放射式和混合式等幾種。保護(hù)的級數(shù)多少也不同，少至一、二級，多至六、七級。,下面以圖所示意的配電系統(tǒng)說明不同位置保護(hù)電器選型。 （）配電干線首端保護(hù)電器（圖中的）： （）配電干線第二級保護(hù)電器（圖中）：一般宜用熔斷器。 （）末端電路，即直接接至用電設(shè)備的線路保護(hù)電路（如圖中的），通常使用非選擇型斷路器，必要時，也可用熔斷器（如），這里接籠型電動機(jī)，最好用型熔斷器； （）末端電路的上一級線路保護(hù)電器（圖中的）：使用熔斷器為好。當(dāng)所供電的用電設(shè)備不多，突然斷電影

14、響不大時，也可使用非選擇型斷路器； （）為保證選擇性動作，多級配電線路的中間各級（圖中的、）最好選用熔斷器。 綜上所述，配電線路各級保護(hù)電器比較合理的選型是： 選擇型斷路器（首端）熔斷器熔斷器非選擇型斷路器（末端）。 綜上所述，配電線路各級保護(hù)電器比較合理的選型是： 選擇型斷路器（首端）熔斷器熔斷器非選擇型斷路器（末端）。,5.3 保護(hù)電器設(shè)置和選型的幾個問題,5.3.1 配電變壓器低壓電側(cè)總開關(guān)的設(shè)置和選型 一般設(shè)隔離開關(guān)，不必設(shè)斷路器。 5.3.2 各配電箱內(nèi)的進(jìn)線開關(guān)設(shè)置和選型 一般設(shè)隔離開關(guān)，不必設(shè)斷路器。,5.3.3 接用電設(shè)備的末端回路保護(hù)電器及控制電器 （圖1之CB4或RD4）的

15、設(shè)置 末端回路應(yīng)設(shè)短路和接地故障保護(hù)，裝設(shè)在末端回路前端的保護(hù)電器（圖之或）必須具備這項功能，通常裝非選擇型斷路器或漏電斷路器，而末端回路的末端則不必再設(shè)短路保護(hù)，而是根據(jù)所接用電設(shè)備需要，裝設(shè)控制電器（如接觸器）。按需要，還應(yīng)裝用電設(shè)備的過載保護(hù)電器。對于籠型電動機(jī)，宜用型熔斷器（圖之）； 5.3.4 斷路器和熔斷器的比較 這兩種保護(hù)電器各有其特點，應(yīng)根據(jù)需要選用。 斷路器先進(jìn)而熔斷器是落后產(chǎn)品？ 斷路器具有遙控功能（帶電動操作）、完善的保護(hù)功能，調(diào)整方便（智能型）、故障斷開后可以恢復(fù)等諸多優(yōu)點，特別是智能型斷路器更是熔斷器所不可比擬的。但熔斷器卻以它良好的選擇、配合性能和較低廉的價格而占有

16、自己的地位，適合于配電系統(tǒng)的中間各級。, 保護(hù)電器的整定 . 整定的基本要求 （）正常工作和正常起動時，不應(yīng)切斷電路； （）線路故障時，應(yīng)可靠切斷故障電路； （）線路故障時，各級保護(hù)電器應(yīng)有選擇性地切斷電路。 . 在正常工作和起動時保護(hù)電器不動作 6.2.1 使用熔斷器 熔體額定電流應(yīng)符合下式要求。 （） （）,6.2.2 使用斷路器 (） 斷路器的長延時脫扣器整定電流，一般可不考慮電動機(jī)起動的影響； （）短延時脫扣器整定電流應(yīng)躲開最大一臺電動機(jī)的起動電流，用下式計算： （） （） （）瞬時脫扣器整定電流 I ZD3 應(yīng)躲過電動機(jī)的全啟動電流 3 （） （）,. 短路保護(hù),（）使用熔斷器 可查

17、表 （）使用斷路器 用瞬時脫扣器：一般能滿足（）式 當(dāng)從變壓器低壓盤直接引出小截面的饋線時，難以滿足。 用短延時脫扣器：按經(jīng)驗，一般能滿足（）式要求。,. 過載保護(hù),. 接地故障時，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)切斷電路 6.5.1 接地故障保護(hù)要求 對接地系統(tǒng)來說，應(yīng)符合公式（）的規(guī)定。 （）采用熔斷器時，應(yīng)分別滿足表（）或表（）規(guī)定的 值； （）采用斷路器時，如只帶長延時和瞬時脫扣器的，應(yīng)利用瞬時脫扣器作接地故障保護(hù)，瞬時脫扣器的整定電流應(yīng)符合下式要求： 1.3 （） 式中，系數(shù)1.3是規(guī)范規(guī)定的可靠系數(shù)。,6.5.2 滿足規(guī)范要求存在的問題和措施 當(dāng)配電線路較長，往往難以滿足表（）、（）或式（）的要求，

18、接地故障電流較小，不足以使保護(hù)電路動作。為此，必須晝降低熔體電流或斷路器瞬時整定值，但將受到很多因素的制約；另一方面應(yīng)力求提高值。具體措施如下： （）配電變壓器選用，接線，不用，y接線，對于靠變壓器較近的故障點的值有明顯增大； （）加大相導(dǎo)體及接地線導(dǎo)體截面，對于截面較小的電纜和穿管絕緣線有較大影響，而對于較大截面的裸干線或架空線，由于其電抗較大，加大截面作用很小； （）改變線路結(jié)構(gòu)，如裸干線改用緊湊型封閉母線，架空線改電纜，可以降低電抗，但增加投資，有時是不可行的。 如果以上措施還是滿足不了表（）、（）或式（）要求，就應(yīng)該改變保護(hù)電器。,6.5.3 采用帶短延時保護(hù)的斷路器 前述用熔斷器或斷路器的瞬時脫扣器不能滿足接地故障要求，第一級（或第二級）配電干線，容量較大時，可采用帶短延時脫扣器的斷路器作接地故障保護(hù)，短延時整定電流值應(yīng)符合下式要求： 1. （） 式（）和式（