消防回路保护开关的选择分析
低压马达主回路的1类配合与2类配合
1. 背景当前，低压电动机保护回路的配合问题很多设计厂家都是忽略的，导致现场马达保护的接触器分断能力和此回路的塑壳开关无法配合，造成电机烧毁等问题，本文按照施耐德的推荐表进行分析，确定相关规则和原理。
2. 配合分类GB14048和IEC60947-4-1对此都有规定，对于工业企业，考虑到工艺的连续性，一般要求类型2的配合。
而对于民用建筑，一般是消防负载才采用类型2配合，其他都采用类型1配合。
这里的配合分很多方面，分断能力的配合只是其中最基本的一个要求，请注意，这些配合需要同时满足，而不是满足部分，下面分别进行介绍：（1）.分断时间的配合：接触器的控制电源如果取自控制电源的某一相，则当此相发生短路故障时，接触器控制线圈由于失电会导致主触头被动打开，而被动的分开短路电流，造成接触器损坏，这要求SCPD电器在接触器锄头分开之前断开短路电流，例如CJ20-160的接触器释放时间为14ms，而塑壳开关很难在14ms分开短路电流，除非是熔断器或者支持能量脱扣的断路器在很大的断路器电流情况下。
( 2 ) 分断能力的配合：针对类型2的配合，断路器的速断电流也会超过接触器的最大分断能力，所以其配合可以大于额定短路分断能力，但是不能大于极限短路分断能力，大于此电流，接触器不能继续使用；而针对类型1的配合， 可以大于极限短路分断能力。
（3）动稳定性和热稳定性配合：热稳定性主要考虑短时耐受电流，一般接触器厂家都会给出这个值，比如施耐德的LC1D25接触器，短时耐受为380A，1s，则焦耳热为144400A2s；短路保护电器动作的前通过的焦耳热需要小于此值，这要求此线路的预期短路电流与断路器动作时间产生的焦耳热小于此值。
动稳定性也是同样的。
在线路预期的短路电流固定的情况下，主要是要求断路器具备限流能力。
施耐德专门开发了NSX80H，尺寸小，限流能力强，比较适合实现2类配合。
3. 接触器和断路器参数（1） NSX断路器一般用电动机专用的磁脱扣器MA，其速断定值可整定，整定范围如下表所示，基本上是6到14倍的脱扣单元额定值。
消防设备配电回路主设备的选择
电 。建 筑物 的应 急 照 明 、 防 控制 室 、 防水 泵 、 消 消 消防 电梯 、 防烟排 烟风 机等 消 防设 备 的供 电 ， 在 应
最 末级 配 电箱 处设 置 自动转 换装 置 ＡＴＳ Ｅ。
机 、 烟 风 机 等 组 成 。根 据 ＧＢ ０ ４ － １ ９ 《 排 ５ ０ ５ ９ ５ 高 层 民用 建筑设 计 防火规 范 》 ２ ０ （０ ５年 版 ） 中对 消 防
塑壳 断路 器 的脱扣 器方 式 及 附件 代 号 如表 １
所示。
维普资讯
５ ６
供
用 电
２０ 年第 ２ ０７ 期
表 １ 脱扣 器方 式 及 附件 代 号
脱扣方式
＼ 无报 分 辅 欠分 分 双辅 分 辅 欠 辅 分 辅 辅 警 励 助 励 励 助 励 助 压分 欠 双欠 励 励 助 助 助 压 压
＼＼
电压 辅 助 欠 压 辅 助 欠压 报 警 报 警 报 警 报 警 报 警 报 警 报警
２０ ４ ２０ ２０ ２０ ５ ６ ７ ２８ １ ２ ８ ２ ８ ２ ３ ２８ ４ ２ ８ ２ ８ ２ ８ ５ ６ ７
＼
瞬 时 脱 扣 器
２０ ２８ ０ ０
宜采用 热继 电器 或 反 时 限特 性 的过 载脱 扣 器 ， 亦
塑 壳 断路器 由本 体和 附件组 成 。本体 由过 电
流脱扣 器组 成 。过 电 流脱 扣 器 有 瞬 时脱 扣 器 （ 电
磁脱扣 器 ） 复 式脱 扣 器 （ 磁 脱 扣 器 和 热 脱 扣 和 电 器 ） 瞬时脱 扣器 作 为短路保 护 。附件有 分励脱 扣 ， 器 、 电压 脱扣 器 、 助 触 头及 报 警 触 头等 ４类 ， 欠 辅 其作 用是 实现 断路 器 的辅 助 功 能 ， 路 器 的 附件 断
消防用电设备配电设计注意事项
1
设计深度不够
防排烟风机、消火栓泵、喷淋泵等电动机类消防用电设备的配电设计，只画出主回 路，不画二次控制原理图，也未选用国标大样图，或者仅在图中标注“过载保护只 作用于报警信号，不跳闸”的文字说明。而对信号、保护和控制等要求只字未提， 显然不满足设计深度的要求。有的设计人员甚至对于有备用机组的消防用电设备， 也注明“过载保护只作用于报警信号，不跳闸”，则违反了规范的规定。 《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)【点击下载】第 2.3.7 条第一款 规定，“但断电比过载造成的损失更大时，应使过载保护动作于信号。”此规定指 的是排烟风机等无备用机组的电动机类消防用电设备，而对于消火栓泵等有备用机 组的电动机类消防用电设备，则工作机组过载时应切断其电源，以免过载引发短路 故障而拖垮消防用电设备的两路电源，致使备用消防用电设备无法投入运行。而备 用机组过载时不得切断主回路，只能作用于发出过载报警信号，是为了尽量延长消 防用电设备的运行时间，以利有效灭火。所以，对有备用机组的消防用电设备设置 保护装置时，工作机组过载时应动作于跳闸并自动投入备用机组。而备用机组过载 时只能动作于报警信号。 正确的做法:画出主回ห้องสมุดไป่ตู้外，还应画出控制原理图，当然，也可以选用满足该消防用 电设备使用要求的最新版国标大样图。
当采用分立元件时电动机主开关应采用脱扣器代号为3200的塑壳断路器或仅带短路保护功能的微型断路器其整定电流应为电动机启动电流的225用电动机组合式电器时应选用过载不跳闸仅报警的消防型cps3启动方式不合理对电动机类消防用电设备应选择最可靠的启动方式是消防用电设备配电设计的一条重要原则电气设计人员应该严格遵守
此外，由于工作机组和备用机组并非固定不变，而是可以通过转换开关进行转换， 所以不能在主回路中标注“工作泵”或“备用泵”，只能注明“一用一备”或“两 用一备”。
电源转换开关电器(ATSE)的应用问题
ATSE选择应用中的核心问题探讨深圳市泰永科技股份有限公司贺贵兵向弦信自动转换开关电器（ATSE）在我国经历了从无标准到标准制订及修改等一系列过程，也是低压电器领域探讨最多、争议最多、起点最高的电器产品之一，引起全国各地电气专家的高度重视，是因为ATSE 应用在供配电系统中重要回路的核心元器件之一，其产品本身可靠性直接关系到供配电系统的可靠性、系统负载的正常运行，特别是关系到人身、财产的安全设备供电的持续性。
ATSE起源于北美地区，应用在军工领域，属于比较昂贵的电器产品，至今大部分都应用在电源的首端，即市电与柴油机电之间的切换，因此，国外ATSE在首端有很悠久的研究和运行经验，而我国的ATSE 产品90％应用于电源末端的切换，但是在供配电系统首端相对于末端简单，通常末端带有不同特性的负载而复杂。
所以，下面从系统的应用来阐述ATSE的选择与应用。
一、二工作位与三工作位的区别与应用1.1二工作位与三工作位的区别：二个工作位：开关主触头仅有两个工作位，即“常用电源位”与“备用电源位”，负载不会出现长期断电情况，供电可靠性高，转换动作时间快。
三个工作位：开关主触头有三个工作位，其中有个“零位”，即主触头处于空挡，负载断电时间相对较长，其操作机构原理就是负载电路会长时间的与常用电源或备用电源断开。
ATSE的工作位置是由开关本体的驱动机构方式所决定，目前市场上ATSE产品的基本是由励磁驱动和马达驱动二种。
表1操作机构工作位置动作原理PC级(一体化)励磁驱动二、三工作位A-B、A-O-BPC级(派生式)马达驱动三工作位A（正转）-O（停止）-B（反转）CB级马达驱动三工作位A（正转）-O（停止）-B（反转）注：用二个主体开关组成的CB级（断路器）和派生PC级（负荷隔离开关）需要电机驱动，其操作机构由电机控制回路＋齿轮组成，电机卡位（堵转）及控制回路的故障等，任何一个故障都可能导致电源即不在A又不在B，使负载电路会长时间的与常用电源和备用电源断开。
建筑电气设计中的消防配电设计方案分析 李福全
建筑电气设计中的消防配电设计方案分析李福全发表时间：2019-06-11T14:54:18.023Z 来源：《建筑模拟》2019年第13期作者：李福全[导读] 针对建筑电气设计中消防配电设计相关内容，做了简单的论述。
李福全身份证号码：2301821986****121X摘要：针对建筑电气设计中消防配电设计相关内容，做了简单的论述。
在消防配电设计中，需要有效规避常见问题，包括未设置电源监控设备与断路器选择不合理等。
在设计时，为确保电气设计的合理性，要严格按照设计规范，保护消防配电电路，合理选择电气消防配电线路，明确线路敷设要点，确保建筑电气运行安全。
关键词：建筑电气；消防配电；设计方案引言随着我国经济的飞速发展，城市化进程逐渐加快，城市中高层建筑也越来越多。
由于建筑高度的不断增加，这就要求具备更好的建筑电气设计，其中消防配电设计在建筑在电气设计中是重要的环节，其设计水平直接关系到人们的生命财产安全，确保消防配电设计的科学合理性，能够最大程度地降低火灾发生率，并且起到控制火灾蔓延的情形，极大的降低火灾损失的作用。
因此，建筑电气设计中要做好消防配电设计，提高消防配电设计的水平是非常必要的。
1做好建筑电气消防设计工作的意义概述现阶段，很多建筑由于建筑电气设备不合理，一旦出现火灾无法及时的进行抢险。
建筑电气消防设计作为建筑工程的重要内容，包含着三个方面的内容，其一是配电系统、其二是联动控制系统；其三是自动报警系统。
电气消防设计和暖通、给排水以及建筑之间存在着密切的联系，在实际的设计过程中，必须要做好消防设施设计工作，最大限度的确保电气消防设计的安全性、可靠性，进而在面临险情时，能够有效的发挥出自身的作用。
当前随着人们的安全意识不断提高，建筑消防设计工作也就越来越得到人们的重视，不仅能够及时的抢救火灾，还能做好建筑电气设计工作，在很大程度上降低火灾发生几率，不仅能够实现自动防火功能，还能够实现火灾报警，这对于确保人们的安全是至关重要的。
解析国标图集10D303《常用电机控制电路图——专业技术要求
【图集解析】解析国标图集10D303《常用电机控制电路图》——专业技术要求在JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》中强制性条文第7.6.4条规定：“配电线路的过负荷保护，应在过负荷电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负荷电流。
对于突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，该线路的过负荷保护应作用于信号而不应切断电路。
”从第7.6.4条可以看出，针对10D303中的消防风机（消防排烟风机、加压送风机等）和消防水泵（消火栓用消防泵、自动喷洒用消防泵和消防稳压泵），过负荷保护应作用于信号而不应作用于切断电路。
1 消防风机过负荷保护只报警不跳闸的实现图8为两用单速风机（平时和消防均使用的风机，风机不可调速）电路图（10D303第21、22页）XKDF-1。
从图8控制原理中可以看出，风机手动控制和平时DDC自动控制，热继电器常闭触点BB参与控制，风机过负荷后，热继电器常闭触点BB断开，接触器QAC线圈失电，主回路接触器QAC主动合触点断开，切断了风机主电路。
而在消防状态下，无论由消防联动（模块）控制KA1，还是由消防控制室手动旋转开关“SF” 应急控制，热继电器常闭触点BB不参与控制，控制回路躲过热继电器常闭触点BB，风机过负荷，不会使接触器QAC线圈失电，不切断风机主电路。
但风机过负荷时，热继电器常开触点BB闭合，会使声光报警（黄色信号灯PGY点亮，蜂鸣器PB报警）。
因此在消防状态下，实现了风机过负荷只作用于信号而不作用于切断电路。
图中声响报警可以通过复位按钮“ SR ”解除。
2 消防水泵过负荷保护只报警不跳闸的实现一般工程设计中消防风机无备用风机，而消防水泵一般是一台工作一台备用（或两用一备）。
GB 50055-93《通用用电设备配电设计规范》第2.4.6条的条文说明中有这么一句话：“一、过载是导致电动机损坏的主要原因。
……在为编制原规范而进行的调查中，收集到国内……以至美国《电气建设与维护》杂志称，大约电动机故障的95 % 是由过载产生的过热所致……二、……此外，某些场合下断电的后果比过载运行更严重，如没有备用机组的消防泵，应在过载情况下坚持工作。
常见的消防系统设计缺陷100例
火灾自动报警系统1、在电气施工图中设计说明未准确阐述联动逻辑关系。
2、在总线制联动系统设计中，消防控制室未考虑手动直接控制主要灭火设备。
例如CO2气体灭火系统。
3、消火栓按钮未考虑设计直接启泵线路。
4、在消防联动中，未考虑非消防电源的切断及电梯迫降到底的返馈信号。
5、报警系统仅考虑保护接地，未设计工作接地。
6、消防控制室设置位置不妥。
（有的设计在二楼）7、未考虑消控室供火灾自动报警系统用的消防电源。
8、未采用有直接手动控制功能的报警产品规范规定：消防联动控制设备应设有对重要消防联动设备的直接手控制功能，能显示泵启动信号。
当消防联动控制设备采用总线控制方式还应至少设有六组直接输出接点9、在有些二总线报警系统中，未设计短路隔离器。
10、大部分工程在设计时没有考虑设置备用扩音机。
11、在较多工程设计中一些设备间未设置对讲电话。
12、消防联动逻辑编制混乱原因:1）有些设计人员对消防联动逻辑的理解不正确。
表现为：水流指示器与火灾探测器及压力开关与门报警后才启动喷淋泵；消火栓按钮及火灾探测器与门报警后启动消防泵；手动报警按钮及火灾探测器与门报警后启动卷帘门，如此等等，不一而足。
而GB50166-92《火灾自动报警系统安装验规范》条文说明中详细阐明联动逻辑关系。
（1）报警信号：一个探测器报警、水流指示器报警等。
（2）报警确认信号：最可靠的确认是人工确认，也可以用电视监控。
在系统设计上，一般用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后的"与"门信号作为"火灾的确认"方法，条文中的"火灾报警后"，是指一个探测器或一个回路探测器报警。
"火灾确认后"，是指两个探测器报警的"与"门信号发出后。
（3）卷帘门的控制对于疏散通道上的防火卷帘，应按下列程序控制下降：a)感烟探测器动作后，卷帘下降至距地（楼）面1.8m；b)感温探测器动作后，卷帘下降到底；用于防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，卷帘应下降到底。
双电源切换开关PC级和CB级的应用及选型，学电气设计的朋友请收藏
双电源切换开关PC级和CB级的应⽤及选型，学电⽓设计的朋友请收藏双电源⾃动转换开关的⽤途，简单来说就是⼀路常⽤⼀路备⽤，当常⽤电突然故障或停电时，通过双电源切换开关，⾃动投⼊到备⽤电源上，（⼩负荷下备⽤电源也可由发电机供电）使设备仍能正常运⾏。
最常见的是电梯、消防、监控上，银⾏⽤的UPS不间断电源也是，不过他的备⽤是电池组。
这个开关电器有⽤到地⽅还有很多，对保证双电源供电可靠性⾄关重要，学电⽓设计的朋友⼀定要知道如何正确选型和区分。
（1）PC级双电源切换开关：隔离型，就像双投⼑开关，加上操作机构构成，能够接通和承载正常和故障电流，但不⽤于分断短路电流。
当负载过载时仍可保持供电连续性。
动作时间快。
触头为银合⾦，触头分离速度⼤，有专门设计的灭弧室。
体积⼩，只有CB级的1/2。
使⽤地⽅：⼿动式 — ⽤于通讯基站、电⼚交直流分屏；电动式 — ⽤于柴油发电机；⾃动式 —⽤于建筑项⽬的配电、照明、消防等场合。
PC级因为⽆分断能⼒，所以所有的分断都是靠上级的保护电器，当前级失电，⾃动转换到另⼀路，不管是因为过载还是因为短路，只要上级保护电器断开失电，都会⾃动切换到另⼀个回路上。
PC级⽰意图：（PC级的应⽤）（2）CB级双电源切换开关：CB级采⽤断路器作为执⾏机构，由两台断路器为基础，由控制器控制带有机械连锁的电动传动机构来实现2路电源的⾃动转换，切换时间1-2s。
配备过电流脱扣器，它的主触头能够接通并⽤于分断短路电流。
⾃⾝具有对负载侧⽤电设备和电缆的过载保护功能，能够接通、承载和分断短路电流，当负载出现过载或短路时断开负载。
配备过电流脱扣器，主触头能够接通并⽤于分断短路电流，画图时画图时⼀般如下，内部可以画成两个断路器开关，所以CB级双电源切换开关如果要⽤在消防回路时，⼀定要标明 “过载不转换”，仅短路转换，相当于将其内部的断路器改成了单磁型断路器，⼀般前端也要加保护电器，在消防回路时也应该为负荷开关或隔离开关或单磁型断路器。
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上说法我不能完全同意。
上半句可以这样认为，熔断器的动作时间比断路器要快，其最大
的原因在于消防设备的电源取自母线侧，其短路时的分断能力非常高，而微型断路器的分
断能力明显不够。
大家知道，消防回路一般均需要采用熔断器来作为短路保护元件，如果使用微型断路器作
为短路保护，这会有什么问题吗？如果一定要用，那么应当使用哪种微型断路器呢？
我是不推荐使用微型断路器来取代熔断器的。
如果一定要用，那么要用单磁的微型断路器如：S260-M系列，即仅仅具有短路磁脱扣，而不具有过载热脱扣。
在消防回路中很难想象应用了延时过载保护是什么概念。
许多客户就是图微断方便才坚持
使用它，却不知道这十分有害。
那这又是为什么呢？我们从消防回路的特点来分析：
一）消防回路的供电来源
我们知道，消防回路的电源取自各级配电设备的进线端，显然作为消防回路的保护低压开
关电器与获取电源处的工况有极其密切的关系。
如果仅考虑低压系统，消防回路的电源取自何处呢？
对于低压电网上的一级配电设备，若消防回路的供电对象是进线、母联和三级负荷总开关
等主回路的控制回路，则供电对象是电力变压器的低压侧；若供电对象是馈电和电动机主
回路的控制回路，则供电对象是系统母线。
对于低压电网的二级配电设备或三级配电设备，例如车间配电设备或配电箱，则一般取自配电设备的进线端。
二）分析
对于应用在一级配电设备主进线和母联的消防回路，其电源取自电力变压器的低压侧。
举例：若电力变压器的容量为2000kVA，阻抗电压为6%，经计算可知短路电流的稳态值
Ik为48kA。
一般地，主进线断路器的分断能力Icu要大于1.1倍Ik，等于55kA。
由于消防回路也从此点引出，故消防回路的保护开关电器必须满足55kA的短路分断要求。
显然，任何MCB微断也无法满足此分断能力，只能采用熔断器。
根据IEC标准的定义：所有从同一点引出的任何支路，只要连接导线足够短，那么所有接
入此点的开关电器其短路分断能力必须一致。
显然母线上的分断也是很高的，那么消防回路的保护电器也必须采用熔断器。
现在我们来看二级配电设备。
假定从上例的一级配电设备中引出一路馈电单元，其电缆为120平方，长155米（显然，这样的距离我考虑的已经是非常大了），那么在二级配电设
备进线端口处的短路电流又是多少呢？经过查表计算得到15.5kA。
那么从二级配电设备引出的消防回路保护电器，显然还是必须使用熔断器，我们还是无法
找到合适的微型断路器。
那么三级配电设备呢？显然此时的短路电流已经降低到微断的工作范围以内了。
此时是可
以采用微断的，但消防回路不能采用具有过载参数的微断，只能采用具有单磁特性的微断。
我们知道，微型断路器一般具有过载保护和短路保护，但对于消防回路来说，即使发生了
轻微过载也不能贸然切断电路，所以微断必须使用仅仅具有短路保护的单磁微断，而且最
好微断的特性具有限流的特性。
三）结论
消防回路的保护用开关电器其分断能力与接在同一点的主回路开关电器的短路分断能力保
持一致。
消防回路的微断最好使用具有单磁特性的元件。
总之，尽管微断的特性是多么好，建议大家还是采用便宜廉价、分断能力高的熔断器作为
消防回路的保护电器。
四）熔断器的选择
熔断器的截断电流必须查表，按照厂家产品样本上给出的参数选择合适的熔断体数值，确
保满足分断能力的要求。
五）系统分析
如果消防回路的耗电是40A，那么配63A的熔断器和配63A的熔断器有区别吗？答案是无
区别，因为熔断器执行的是短路保护，不是执行过载保护。
同理，微断对消防回路以执行短路保护为主，而过载保护则为辅，甚至不实施过载保护。
而对于中压系统，由于辅助回路电源来自直流屏，其中短路分断容量并不高，所以可以采
用微断作为短路保护元件。
值得注意的是：必须在电源的正负端都配熔断器或者双极微断。
直流电相对交流电较难灭弧，所以MCB最好采用能应用在直流系统的产品。
熔断器的限流作用体现在短路电流尚未达到最大值之前就按截断电流的数值切断电路，所
以熔断器具有良好的短路保护特性。
所以微断是不可能与熔断器完全一致，我们只能按照先前所讲的原则选配微断了。
总结：
在消防回路的短路保护开关电器的选择上，应当优先考虑使用熔断器。
如果确实需要使用
微型断路器，则此微型断路器的分断能力必须与主进线的分断能力保持一致，且尽量选用
具有限流或单磁类的微型断路器。
熔断器的规格选择要根据回路中所有元件中能承受的短路电流值最小者来选择。