关于低压断路器的选型原则浅析

摘要：目前市场上存在的低压断路器型号繁多，低压断路器的选型是项繁琐的工作，本文阐述了低压断路器的形式、结构和主要技术参数，对低压断路器的选型原则进行简要介绍。

1.低压断路器概述

低压断路器（曾称自动开关）是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作。由于其操作简单，使用方便，在生活、工作中应用非常广泛。随着社会经济的不断发展，低压断路器的改进趋向于体积小、使用方便、操作简单等方向发展。

2.低压断路器的结构

低压断路器主要由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。

2.1 触头系统

触头（静触头和动触头）在断路器中用来实现电路接通或分断。常用断路器的触头型式有对接式触头、桥式触头和插入式触头。对接式和桥式触头多为面接触或线接触，在触头上都焊有银基合金块。大型断路器每相除主触头外，还有副触头和弧触头。

2.2 灭弧系统

灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电弧。灭弧系统包括两个部分：一为强力弹簧机构，使断路器触头快速分开；一为在触头上方设有灭弧室。

2.3 操动机构

断路器操动机构包括传动机构和脱扣机构两大部分。传动机构按断路器操作方式不同可分为：手动传动、杠杆传动、电磁铁传动、电动机传动；按闭合方式可分为：贮能闭合和非贮能闭合。自由脱扣机构的功能是实现传动机构和触头系统之间的联系。

2.4 保护装置

断路器的保护装置由各种脱扣器来实现。断路器的脱扣器型式有：欠压脱扣器、过电流脱扣器、分励脱扣器等。过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路脱扣器。

3.低压断路器的分类

低压断路器具有很多种分类方式，按使用类别划分有选择型（保护装置参数可调）和非选择型（保护装置参数不可调）；按灭弧介质划分有空气式和真空式（目前国产多为空气式）；按操作方式划分有手动操作、电动操作和弹簧储能机械操作；按极数划分，可分为单极、二极、三极和四极式；按安装方式划分有固定式、插入式、抽屉式和嵌入式等；按结构型式划分有万能式（又称框架式）、塑壳式断路器和小型模数式。本文主要介绍万能式断路器、塑壳式断路器和小型模数式。

3.1 万能式断路器（标准型式为）

万能式断路器容量较大，可装设多种脱扣器，辅助接点的数量也多，不同的脱扣器组合可形成不同的保护特性，故可作为选择性或非选择性或具有反时限动作特性的电动机保护。它通过辅助接点可实现远方遥控和智能化控制。其额定电流为。一般用于变压器侧出线总开关、母线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制开关。

3.2 塑壳式断路器（标准型式为）

塑壳式断路器的特征是，所有部件都安装在一个塑料外壳中，没有的带电部分，提高了使用的安全性。新型的塑壳断路器也可制成选择型。小容量的断路器（以下）采用非贮能式闭合，手动操作；大容量断路器的操作机构采用贮能式闭合，可以手动操作，亦可由电动机操作。电动机操作可实现远方遥控操作。额定电流一般为，有单极、二极、三极和四极。目前已有额定电流为的大型塑壳式断路器。塑壳断路器一般用于配电馈线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总开关，动力配电终端控制和保护，及住宅配电终端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开关。

3.3 小型模数式断路器

小型模数式断路器是终端电器中的一大类，是组成终端组合电器的主要部件之一。该系列断路器可作为线路和交流电动机等的电源控制开关，也可起过载、短路等保护作用，广泛应用于工矿企业、建筑及家庭等场所。

4.低压断路器的选型原则

低压断路器选型前，要对断路器的工作原理和被保护设备的保护要求熟悉了解，对设备的工作环境、参数、短路电流等主要技术数据进行计算，要做到安全、经济、可靠、合理选择设备。

4.1 断路器参数的定义

断路器的额定电流使用有两个概念，断路器的额定电流和断路器壳架等级额定电流，并给出如下定义：断路器的额定电流，是指脱扣器能长期通过的电流，也就是脱扣器额定电流。对带可调式脱扣器的断路器则为脱扣器可长期通过的最大电流；断路器壳架等级额定电流，用基本几何尺寸相同和结构相似的框架或塑料外壳中所装的最大脱扣器额定电流表示。断路器额定电流这一概念时，通常是指“断路器壳架等级额定电流”而不是“脱扣器额定电流”。例如当我们选择一只断路器时，通常我们简单地说其额定电流为，脱扣器的额定电流为。多数低压断路器供应商所提供的产品资料中，也一般不提“断路器壳架等级额定电流”这一复杂的说法，而只给出“断路器额定电流”这一参数，其实就是“断路器额定电流”作为“断路器壳架等级额定电流”的一种简称，似乎较为合适。也许标准中对额定电流的定义与平时使用的不一致是导致混乱的原因之一。

断路器的额定极限短路分断能力：按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；也就是断路器规定的试验电压及其它规定条件下的极限短路分断电流值，不考虑断路器继续承载它的额定电流。极限短路分断能力的试验程序为。额定运行短路分断能力，是指断路器在规定的试验电压及其它规定条件下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，在按规定的试验程序动作之后，断路器应有继续承载它的额定电流的能力。它比的试验程序多了一次。是的一个百分数。

4.2断路器脱扣器的参数定义与整定计算

脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。其中过电流脱扣器最为常用，可分为过载脱扣器和短路（电磁）脱扣器，并有长延时、短延时、瞬时之分。低压断路器过流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，即（为所保护配电线路的计算电流）。断路器的长延时动作电流（）主要是用来保护过负荷，一般情况，取线路计算电流的倍，即，其中为所保护的配电线路的计算电流。短延时过流脱扣器动作电流应躲过线路的尖峰电流，通常使用公式：，其中为保护线路中最大台电机的起动电流；为除起动电流最大的1台电机以外的线路计算电流。

断路器短延时动作的整定时间通常分：、、、。为保证保护装置动作的选择性，上下级断路器的级差通常取，动作时间还应满足被保护线路的热效应要求。

4.3低压断路器的种类选择

1）了解保护的要求确定断路器的类型和保护形式；

2）断路器的额定工作电压应大于或等于线路电压；

3）配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交；

4）断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流；

5）断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值；

6）断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流

5.结论

正确的使用低压断路器可以有效的提高低压配电系统的运行性能，在对低压断路器了解的基础上，按照选型的基本原则与定值的正确计算才是真正解决供电可靠性的前提条件。

参考文献

[1]中低压配电设备选型与使用200例[M].北京：水利水电出版社，2006

[2]刘介才.工厂供电.机械工业出版社，2006

[3]唐定曾，唐海，朱相尧.建筑电气技术.机械工业出版社，2006

[4]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].北京：中国电力出版社，2007