设备断路器选型计算方法
浅析低压电动机保护断路器的选型
浅析低压电动机保护断路器的选型摘要：本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、电动机保护断路器脱扣曲线以及电动机保护断路器等几个方面来分析，为断路器选型和保护整定提供参考。
关键词：电动机保护；断路器；整定值引言现阶段电动机运行工况复杂，配电保护繁琐。
断路器避免误动，准确切除故障是选型的重中之重。
本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、断路器脱扣曲线分析等几个方面结合实际案例，为断路器选型提供一种简易计算方法。
1电动机保护断路器的类型及特点1.1电动机保护断路器有两大类：第一类，兼具过载保护和短路保护功能，脱扣器类型为热磁式和电子式。
第二类，只具有短路保护功能，短路保护元器件为磁脱扣线圈，也称单磁保护。
1.2电动机保护断路器有两大特点：第一个特点，除了遵循GB 14048.2-2008外，过载保护的反时限特性必须满足GB 14048.4-2010标准的要求，即约定不脱扣电流和约定约定脱扣电流对应的时间，还需要满足过载继电器的脱扣级别要求。
配电断路器过载保护曲线遵循的是GB 14048.2-2008标准中反时限断开特性。
第二个特点是磁保护或瞬时保护整定值相对配电型断路器高，一般12~15In 甚至更高，目的是为了躲过电动机起动时在第一个半波出现的接通电流峰值，避免磁保护误动作；配电型断路器的瞬时整定一般为10In。
2鼠笼式异步电动机的起动特性断路器的保护特性需要与电动机的工作特性相匹配。
如图1所示左侧曲线为鼠笼式电动机起动特性曲线，电机起动电流通常为4~8.4In，峰值发生在第一个半波，在第二、第三周波内急剧衰减。
右侧反时限脱扣曲线为保护电器过载保护曲线。
从图可知反时限脱扣曲线需保持在电动机正常运行电流和起动电流的上方，磁保护或瞬时保护整定值Irm＞I"d。
In为电动机额定电流（有效值）Id为电动机起动电流（有效值）I"d为接通电流峰值（峰值）图1 断路器与电动机特性曲线对比3电动机保护断路器脱扣曲线分析3.1热磁式电动机保护断路器以额定电流23A断路器为例，热脱扣范围为17~23A，磁脱扣电流为327A±20%。
低压断路器的选择与低压短路电流计算
低压断路器的选择与低压短路电流计算低压断路器分断能⼒的选择和低压短路电流计算赵庆贤鞍⼭冶⾦设计研究院摘要：通过对影响低压主母线上短路电流的各种因素的分析与具体计算，找出影响短路电流的主要因素，进⽽得出简化计算办法。
同时根据计算得出的三相短路电流周期分量和短路冲击电流值，合理选择断路器的分断能⼒。
关键字：短路电流；分断能⼒；电⼒系统的短路电流计算是电⽓设计中的主要⽂件之⼀。
通过计算，获取系统的短路数据，为⾼压电⽓设备的选择：如，⾼压断路器、⾼压隔离开关、电流互感器选择等提供了依据。
同时，也是继电保护整定的主要依据。
⽽上述主要针对⾼压系统的短路计算书，因为对低压系统的特殊性质没有全⾯包含，因⽽不能直接⽤来选择低压断路器。
本⽂结合国外某矿⼭项⽬的设计，阐述低压短路电流计算在低压断路器选型上的应⽤。
1 低压短路电流的计算1.1依据某矿⼭项⽬的设计，截取其中⼀段线路的计算结果 (见表1)及计算⽤线路图（见图1），两者都表明，上述计算中对于415V的计算，指的是6.6KV/0.415KV 变压器的⼆次出⼝，⽽不是低压主母线。
换⾔之，影响低压主母线上短路电流的许多因素，上述计算中没有予以考虑。
例如：变压器⼆次出线电缆（或母线）阻抗，低压受电断路器的阻抗，低压隔离开关的阻抗、低压主母线阻抗，等。
图1: 计算电路图1.2 另外，在电⼒系统的⾼压短路电流计算中，通常不计及各种元件的电阻。
⽽在低压短路计算时，元件电阻的影响，不能忽略。
1.3 根据规范：验算电器在短路条件下的通断能⼒，应采⽤安装处预期短路电流周期分量的有效值，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应计⼊电动机反馈电流的影响。
在⾼压短路电流计算中，⼀般没有考虑低压电动机反馈电流的影响。
1.4 低压短路电流的计算： 1）系统阻抗：Xx = Ue *Ue *1000/Sdx =1.12m Ω Xx=系统阻抗；Ue=0.433Kv ；Sdx=系统短路容量或变压器⾼压侧短路容量； Sdx =168MVA(根据短路电流计算结果)。
断路器及脱扣器的选择
断路器及脱扣器的选择低压断路器的选型断路器额定电流=1.2～2倍计算电流。
根据被保护负载的不同，小型断路器具有不同的保护特性:B 型曲线脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (3 ~ 5) In用于保护短路电流较小的负载 (如电源、长电缆等)C 型曲线脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (5 ~ 10) In用于保护常规负载和配电线缆D 型曲线脱扣特性: 瞬时脱扣范围 (10 ~ 14) In用于保护起动电流大的冲击性负载 (如电动机，变压器等)低压断路器的脱扣器选型断路器的脱扣器型式有过电流脱扣器、欠电压脱扣器、分励脱扣器等。
过电流脱扣器还可分为过载脱扣器和短路(电磁)脱扣器，并有长延时、短延时、瞬时之分。
过电流脱扣器最为常用。
过电流脱扣器其动作电流整定值可以是固定的或是可调的，调节时通常利用旋钮或是调节杠杆。
电磁式过流脱扣器既可以是固定的，也可以是可调的，而电子式过流脱扣器通常总是可调的。
断路器的分断能力指的就是能够承受的最大短路电流。
所选断路器的的分断能力必须大于其保护设备的短路电流，短路电流计算见上一篇文章。
过电流脱扣器按安装方式又可分为固定安装式或模块化安装式。
固定安装式脱扣器和断路器壳体加工为一体，一旦出厂，其脱扣器额定电流不可调节，如DZ20型；而模块化安装式脱扣作为断路器的一个安装模块，可随时调换，灵活性很强。
长延时型：小于10S，用作过载保护；短延时型:0.1～0.4s,用作短路、过载保护；瞬时型：0.02S，用作短路保护。
长延时型脱扣器的整定电流≥1.1倍计算电流；瞬时型脱扣器的整定电流≥1.35倍尖峰电流（计算电流）。
而且选型时，要注意，上一级的脱扣整定电流≥1.2倍下一级脱扣整定电流。
（脱扣整定电流产品彩页上有标）具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器，能实现选择性保护，大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。
不具备短路短延时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护)，不能作选择性保护，它们只能使用于支路。
断路器 选型 计算
断路器选型计算摘要：1.断路器的基本概念与作用2.断路器选型的重要性3.断路器选型的计算方法4.断路器选型的注意事项5.结论正文：1.断路器的基本概念与作用断路器是一种用于保护电路的电器设备，可以在电路中断路或切断电流，以防止电路过载、短路等故障导致的设备损坏或火灾等安全事故。
断路器在电力系统中具有举足轻重的地位，是保障电力系统安全稳定运行的关键设备。
2.断路器选型的重要性断路器的选型对于电力系统的安全稳定运行至关重要。
合适的断路器可以有效保护电路，避免设备损坏和安全事故，提高电力系统的可靠性。
不合适的断路器可能导致电路保护失效，进而引发设备损坏、火灾等严重后果。
因此，断路器的选型应当根据实际需求，综合考虑电路的特性、负载能力、故障模式等因素。
3.断路器选型的计算方法断路器选型的计算主要包括以下几个方面：(1) 确定断路器的额定电压和额定电流：根据电路的电压和电流需求，选择适合的断路器，确保其正常工作。
(2) 计算断路器的短时耐受电流：根据电路的短时负载能力和故障模式，选择具有足够短时耐受电流的断路器，以保证在故障时能够迅速切断电流。
(3) 考虑断路器的断路能力：根据电路可能出现的故障类型，选择具有相应断路能力的断路器，以确保在故障时能够及时切断电流，保护设备安全。
4.断路器选型的注意事项(1) 确保断路器与电路的电压、电流等参数匹配，避免因参数不匹配导致的保护失效。
(2) 根据电路的实际负载能力和故障模式，选择合适的断路器类型和规格，避免过大或过小的选型导致保护效果不佳。
(3) 考虑断路器的使用寿命和维护成本，选择性价比较高的产品。
(4) 注重断路器的品牌和质量，选择具有良好信誉和质量保证的厂家产品。
5.结论总之，断路器的选型是电力系统中至关重要的一环，应当根据电路的特性、负载能力、故障模式等因素进行综合考虑。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构原理：电磁操作机构结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
接触器,线经,热继电器断路器选型计算
接触器的结构以及其工作原理接触器是一种自动化的控制电器。
接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。
接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。
(一）交流接触器交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。
它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。
主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。
交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
交流接触器主要由四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。
交流接触器的工作原理：当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将动铁芯吸合，由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。
当线圈断电时,吸力消失,动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。
交流接触器的分类交流接触器的种类很多，其分类方法也不尽相同。
按照一般的分类方法，大致有以下几种。
①按主触点极数分可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。
单极接触器主要用于单相负荷，如照明负荷、焊机等，在电动机能耗制动中也可采用；双极接触器用于绕线式异步电机的转子回路中，起动时用于短接起动绕组；三极接触器用于三相负荷，例如在电动机的控制及其它场合，使用最为广泛；四极接触器主要用于三相四线制的照明线路，也可用来控制双回路电动机负载；五极交流接触器用来组成自耦补偿起动器或控制双笼型电动机，以变换绕组接法。
断路器 选型 计算
断路器选型计算摘要：一、断路器选型的重要性二、断路器选型的基本原则1.按照负载电流选择2.按照短路电流选择3.考虑额定电压和绝缘水平4.考虑操作次数和寿命5.考虑环境条件和防护等级三、断路器选型计算方法1.计算负载电流2.计算短路电流3.确定额定电压和绝缘水平4.确定操作次数和寿命5.考虑环境条件和防护等级四、常见断路器类型的特点和应用场合1.空气开关2.塑壳断路器3.微型断路器4.负荷开关五、总结与建议正文：断路器是电气系统中非常重要的保护设备，选用合适的断路器对保障电气系统的安全和稳定运行具有重要意义。
在断路器选型过程中，需要遵循一定的基本原则，并进行详细的计算。
本文将介绍断路器选型的重要性、基本原则、选型计算方法以及常见断路器类型的特点和应用场合，以帮助读者更好地进行断路器选型。
一、断路器选型的重要性断路器选型的重要性不言而喻。
错误的选型可能导致电气系统无法正常运行，甚至发生严重事故。
因此，在进行电气系统设计时，务必重视断路器的选型。
二、断路器选型的基本原则1.按照负载电流选择：断路器的额定电流应略大于电路的负载电流，以确保电路正常运行。
2.按照短路电流选择：断路器的瞬时脱扣电流应大于电路的短路电流，以防止电路发生过载和短路。
3.考虑额定电压和绝缘水平：断路器的额定电压应与电路的电压相匹配，以确保电气设备的安全运行。
同时，要考虑断路器的绝缘水平，以防止电气设备损坏。
4.考虑操作次数和寿命：根据电路的使用频率和负载特性，选择具有合适操作次数和寿命的断路器。
5.考虑环境条件和防护等级：根据安装地点的环境条件和防护要求，选择具有相应防护等级的断路器。
三、断路器选型计算方法1.计算负载电流：根据电路的负载设备容量和功率因数，计算负载电流。
2.计算短路电流：根据电路的负载电流和短路电阻，计算短路电流。
3.确定额定电压和绝缘水平：根据电路的电压等级，选择具有合适额定电压和绝缘水平的断路器。
4.确定操作次数和寿命：根据电路的使用频率和负载特性，选择具有合适操作次数和寿命的断路器。
设备选型计算书
附录Ⅱ电气设备校验：断路器校验：220kv 电压等级断路器的校验所选断路器LW1-220，Un ≧Uns=220kv ，满足要求。
流过断路器的最大持续工作电流：Imax=1.05Ins=1.05*240000/（1.714*220）=6.3A 。
(1) 动稳定校验Imax=6.3A ，断路器的额定电流In=2000A ，所以Imax ＜In ；动稳定峰值Ies=80KA ，Ish=3.15KA,所以Ies ＞ Ish 则；稳定校验合格。
(2) 热稳定校验短路点流的热效应（KA 2.S ），设继电保护时间tpr 为0.15秒，则短路：St t t t t t a in pr br pr K 224.004.0025.015.0=++=++=+=；其中K t ———验算热稳定的的短路时间；pr t ———后备保护动作时间；in t ———固有分闸时间；a t ———电弧持续时间；SKAt I Q k Z K⋅=⨯=⨯=222''332.0224.02.1；SKA t I Q t r ⋅=⨯=⋅=222396935.31；即 k rQ Q > 满足要求110kv 电压等级断路器的校验所选断路器SW4-11，Un ≧Uns=110kv ，满足要求。
流过断路器的最大持续工作电流：Imax=1.05Ins=1.05*350000/（1.714*110）=19.4A 。
（1）动稳定校验Imax=19.4A ，断路器的额定电流In=1260A ，所以Imax ＜In ，动稳定峰值Ies=80KA ，Ish=6.8KA,所以Ies ＞ Ish ，则稳定校验合格。
（2）热稳定校验短路点流的热效应（KA 2.S ），设继电保护时间tpr 为0.15秒，则短路：St t t t t t a in pr br pr K 226.006.0025.015.0=++=++=+=S KAt I Q k Z K ⋅=⨯=⨯=222''5.2226.032.3SKAt I Q t r ⋅=⨯=⋅=222101534.18；即k r Q Q > 满足要求。
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设备断路器选型计算方法
当用电回路发生故障和短路时，断路器能够切断用电回路，保护用电设备。
如何选择合适的断路器，其计算方法如下：
一、计算计算电流：
1）三相负荷时：
1.52/cos js js I P φ=⨯；
js e P P Kx =⨯；
其中，cos φ为功率因数， Kx 为需要系数，可根据《建筑电气常用数据》附表（P 23-27）查出。
由回路的计算电流大小，根据《施耐德电气配电产品选型手册》选择断路器。
依据计算电流从小到大，常用的断路器如下：
C65断路器，计算电流不超过40A 的可选用该系列的，具体选型查手册8-16,8-17,8-18;
例1： 12js P KW =，cos 0.8φ=；
12 1.52/0.822.8js I =⨯=，
选断路器时，其额定电流 1.25js I I >；
因此，选择的断路器的型号为：C65N-D32A/4P+30mA 。
Compact NS 塑壳断路器，计算电流在450A 以下的，可选用该系列断路器，常用的是NSX100，NSX160，NSX250系列的；
例2： 40,cos 0.8js P KW φ==，
40 1.52/0.876js I =⨯=，
NSX100的满足要求；
选断路器时，其额定电流 1.25js I I >，
因此，选定的断路器型号为NSX100NTM100A/4P 。
注：1、断路器选择应注意按照负荷类型选取特性曲线。
计算机插座回路剩余电流动作装置选用A 型，其他的插座回路选C 型曲线；开水器断路器选用B 型曲线；配电照明回路断路器一般选用C 型曲线；电动机断路器选用D 型曲线；
2、确定极性时，要确定设备的极性。
设备本身带有自控制功能，在一定条件下，能够实现自我切断，极性选择为4P ，带漏电保护时(+30mA/100mA)，
极性也是4P 。
其他情况下为3P 。
3、选择TM （热磁脱扣单元）原因在于，价格便宜。
2）单相负荷时：
4.55/cos js js I P φ=⨯；
js e P P Kx =⨯；
根据计算电流大小选择合适的断路器
例3： 3,cos 0.8,js P KW φ==
3 4.55/0.817.0625js I =⨯=；
选断路器时，其额定电流 1.25js I I >；
因此选定的断路器型号为C65N-C25A/2P+30mA
注：1、单相负荷回路，极性通常选择为2P ，脱口曲线通常是C 型；
2、负荷回路中都是单相负荷时，做照明时，通常选C10系列的，做插座时，通常选C20系列的；
3、由配电箱引出的负荷回路中既有单相回路，又有三相回路时，所有的单相回路按123,,,l l l 分组排列，若有剩余，设置成预留回路，分别将所有123,,,l l l 相加，三个和值尽量差别较小。
取最大和值的3倍，再与三相负荷回路的计算功率求和，得出配电箱上的计算功率，进而选出配电箱进线电路上断路器的型号。
二、确定电线标称截面
参考《建筑电气常用数据》（P 48）表6.3，单相负荷时，由配电箱到负荷回路是3根线，同理，三相负荷时，选择5根线。
确定电线标称截面时依据如下： 环境温度选择40℃，导体工作温度选择90℃，电线根数选择3，电流选择参考1.25js I I >，考虑到实际情况，选择的标称截面对应的电流值要大于I 。
注：1、配电箱回路最小截面是10；
2、截面>16时，例如经查表确定三相负荷回路导线截面是70，不能写成570⨯的形式，正确写法为：370235⨯+⨯，两个截面是2倍关系。
三、确定电线/电缆的穿管半径
根据查出的电线标称截面，确定电线/电缆的穿管半径。
电线的穿管半径参考《建筑电气常用数据》（P 71-72）表6-37和6-35，楼层配电箱电力电缆的穿管半径参考《建筑电气常用数据》（P 74）表6-42，条件是一个弯曲时。
四、线路及导线敷设
变压器二次侧至用电设备之间配电级数不宜超过三级，每一楼层是否设楼层集中配电箱，根据实际情况确定。
负荷回路电线的敷设方式参考《建筑电气工程
设计常用图形和文字符号》（P68）——导线敷设部位的标注，配电箱回路的敷设方式参考《建筑电气工程设计常用图形和文字符号》（P68）——线路敷设方式的标注。
干线断路器选型的话，计算电流×1.25。