1、塑殼斷路器的選用摘要結(jié)合塑殼斷路器MCCB的常用電氣參數(shù)，提出了各種MCCB的正確選用方法，指出了各電氣參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。關(guān)鍵詞塑殼斷路器選擇使用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(yīng)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

2、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)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(biāo)注不全、應(yīng)用類別、使用場合及用途等考慮不周。選用了不合適的MCCB，導(dǎo)致成套廠訂貨困難，保護的選擇性變差，靈敏性

3、，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(biāo)準(zhǔn)談?wù)勛约簩CCB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。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

4、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

5、/0.5A幾種。Ir0斷路器預(yù)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(yù)先設(shè)定的電流時，預(yù)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?jǐn)嗄芰cu、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?jǐn)嗄芰τ袃蓚€標(biāo)準(zhǔn)，一個是極限短路分?jǐn)嗄芰cu它所表示的意思是斷路器按試驗循環(huán)分?jǐn)啻穗娏骱螅豢己死^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?jǐn)嗄芰cs，它所表示的意思是斷路器分?jǐn)啻穗娏骱?，需繼續(xù)承載額定電流。也就是排除故

6、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(biāo)準(zhǔn)比值，并化整到最接近的整數(shù)。這二個分?jǐn)嗄芰?shù)據(jù)是我們在選用MCCB、校驗分?jǐn)嗄芰r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(yīng)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(rèn)為，當(dāng)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(fù)供電的，應(yīng)當(dāng)按Ics數(shù)值來考慮。如果是一般的配電回路，即可按Icu數(shù)值來考核。對于

7、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?jǐn)嗄芰z驗要求是，斷路器的分?jǐn)嗄芰_擊電流有效值，或峰值電流應(yīng)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

8、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?jǐn)郙CCB，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(yù)期峰值電流表示。對交流斷路器而言，

9、額定短路接通能力應(yīng)不小于額定極限短路分?jǐn)嗄芰Τ艘员?中所列系數(shù)N的乘積；對于直流，Icm應(yīng)Icu。N為短路接通能力/短路分?jǐn)嗄芰?，表中所列為要求的最小值。Icm持續(xù)的時間應(yīng)0.05s，即斷路器應(yīng)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)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(biāo)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

10、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(biāo)注是配電用，還是電動機保護用。由于一般的標(biāo)注中，配電用可不標(biāo)，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(dǎo)致了一些保護電動機場合用的MCCB，錯誤選用了配電用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(biāo)。對于接有幾臺電動機的配電線路上的斷路器，要考核的3

11、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。可返回時間一般有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。2A類與B類MCCB的瞬時脫扣器保護功能不完全一樣。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(rèn)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，

12、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?jǐn)鄷r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(dāng)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

13、上下兩段線路的尖峰電流一般相差較小，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。9.四極斷路器關(guān)于四極斷路器的使用場合，以CMl為例：四極

14、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。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

15、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(yīng)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(yīng)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?jǐn)嗄芰σ彩窃谶@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MCC

16、B滅弧有很大的改進，可以做到電源端和負載端互換，而分?jǐn)嗄芰Σ皇苡绊?。在工程中若遇到特殊情況要求下進、上出或作為聯(lián)絡(luò)斷路器使用，筆者認(rèn)為，首先應(yīng)選用電源端和負載端可互換的產(chǎn)品，萬不得已，則必須嚴(yán)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(yīng)用很廣泛的，當(dāng)斷路器的負載出現(xiàn)短路時，由于斷路器具有極快的分?jǐn)嗨俣?，在短路電流未來得及達到預(yù)期峰值前即被切斷，使實際短路電流產(chǎn)生的能量比預(yù)期能量減少，使得電網(wǎng)、用電電器受到的機械應(yīng)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?jǐn)嚯娏鞣逯蹬c預(yù)期短路電流峰

17、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，特別適用于可能發(fā)生特大短路電流的網(wǎng)絡(luò)中。但正因為限流斷路器在短路電流大于或等于其瞬時脫扣器的整定值時，將會在數(shù)毫秒內(nèi)脫扣，故一般不宜用于有下級斷路器情況下的選擇性保護。實際上在斷路器生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品樣本與設(shè)計使用手冊上對限流型斷路器的使用類別均標(biāo)明為：“A”。12.級聯(lián)保護級聯(lián)保護技術(shù)是斷路器限流特性的應(yīng)用形式，它利用上級斷路器QFl的分?jǐn)嗄芰Υ笥诨虻扔谙录塊點預(yù)期短路電流的特點見圖1。當(dāng)下級選用的額定分?jǐn)嗄芰Φ陀贙點預(yù)期短路電流的斷路器時，通過線路的短路電流由QF1限流型斷路器進行限制，使原來QF2分?jǐn)嗖涣说亩搪冯娏?，由QF1和QF

18、2同時分?jǐn)?，這樣可使QF2較順利地分?jǐn)啾人~定分?jǐn)嗄芰σ蟮亩搪冯娏?，無形中下級斷路器的實際分?jǐn)嗄芰Υ蟠笙鄬Α霸鰪姟绷恕５壜?lián)保護也是有一定要求的。必須是QF2的分?jǐn)嗄芰χ辽僖笥贙處最大預(yù)期短路電流的50，只有這樣才能符合民規(guī)第8.6.25條“兩個保護電器特性的配合，應(yīng)使短路時通過的能量不致造成負荷側(cè)保護電器和導(dǎo)線的損壞”的規(guī)定。而級聯(lián)保護是用犧牲部分選擇性保護的方法來解決斷路器分?jǐn)嗄芰Σ粔虻膯栴}，是迫不得已的做法，應(yīng)慎重決定，再說，現(xiàn)在低壓斷路器的分?jǐn)嗄芰υ阶鲈礁?，同一殼架等級的低壓斷路器也多有高、中、低幾種分?jǐn)嗄芰晒┻x擇，對于目前一般低壓電網(wǎng)的配電要求來說，應(yīng)當(dāng)足夠有余，故筆者認(rèn)為非萬不得己，盡量不要采用級聯(lián)保護。13.使用環(huán)境溫度目前的建筑電氣設(shè)計中，為了節(jié)省有限的空間和提高設(shè)備互換性以及生產(chǎn)廠商的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，大量使用低壓抽出式成套開關(guān)設(shè)備，這些低壓斷路器通常安裝于空間很緊湊的抽屜內(nèi)，由于動力配電中心PC一個柜內(nèi)可安裝小容量的MCCB多達十幾個，因此發(fā)熱量較大。筆者建議，對這類配電設(shè)備最好優(yōu)先采用零飛弧、熱脫扣器有溫度補償?shù)腗CCB