微型断路器的选择使用

微型断路器的选择使用微型断路器(以下简称MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛一种终端保护电器。

MCB是一种终端电器。

但它量大面广，若选用了不合适MCB，造成损失也是惨重。

本文MCB常用电气参数谈MCB正确选用方法。

McB额定分断能力额定分断能力就是保证断路器不受任何损坏前提下能分断最大短路电流值。

现市场上见到MCB，各制造厂商提供有关技术资料和设计手册，一般有4．5kA、6kA、10kA等几种额定分断能力。

我们选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳断路器)、ACB(框架式断路器)一样，计算该使用场合最大短路容量，再选择MCB。

MCB额定分断能力小于被保护范围内短路故障电流，则发生故障时，不能分断故障线路，还会因MCB分断能力过小而引起MCB爆炸，危及人身和其它电气设备线路安全运行。

低压配电线路短路电流与该供电线路导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压器容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。

一般工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为0．23／O．4LV，变压器容量大多为1600kV A及以下，低压侧线路短路电流随配电容量增大而增大。

不同容量配变，低压馈线端短路电流是不同。

一般来说，民用住宅、小型商场及公共建筑，由当供电部门低压电网供电，供电线路电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用4．5kA及以上分断能力MCB即可。

有专供或有10kV变配电站用户，往往因供电线路电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力MCB。

而如变配电站(站内使用照明、动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短类似场合，则必须选用10kA及以上分断能力MCB，具体设计时还必须进行校验。

此外，特别要注意三点是：1．现代建筑物中配变容量增大；大容量母线槽使及用电设备与电源间距离缩短等各种因素，使供电线路末端短路电流也不断增大，特别是一些高档写字楼、办公楼、宾馆及大型商场等公共建筑，这类场合使用MCB，设计时应加以注意。

2．MCB有两个产品标准：一个是IEC898《家用装置及类似装置用断路器》(GBl0963—1999)；另一个是IEC947—2《低压开关设备及控制设备低压断路器》。

!EC898是针对由非电气专业和无经验人员使用标准，而IEC947—2是针对由电气专业人员操作使用产品标准。

两个标准对MCB额定分断能力指标是不同，对设计人员来说，一定要看具体使用场合和对象来选用MCB。

若按IEC947—2额定分断能力来选用MCB，应安装供专业人员操作箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内照明总配电箱；若按IEC898来选用MCB，可供安装非专业人员使用操作电箱中，如大会议厅、厂房内照明开关箱中，这些使用对象都是一般工作人员。

选用MCB时一定要注意加以区别，不能混淆。

3．一般来说，MCB额定分断能力是上端子进线、下端子出线状态下测。

工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，开断故障电流时灭弧原因，MCB必须降容使用，即额定分断能力必须按制造厂商提供有关降容系数来换算。

现有些厂商制造MCB，上下端子均可进线及自由安装，分断能力不受影响，但笔者认为，非万不已情况下，宜以上进下出为妥。

MCB保护特性IEC898，MCB分为人、B、C、D四种特性供用户选用：A．特性一般用于需要快速、无延时脱扣使用场合，亦即用于较低峰值电流值(通常是额定电流／n2—3倍)，以限制允许短路电流值和总分断时间，利用该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件过流保护及互感测量回路保护；B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流很大使用场合；与A特性相比较，B特性允许峰值电流＜3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路保护；C特性一般适用于大部分电气回路，它允许负载较高短时峰值电流而MCB不动作，C特性允许峰值电流＜5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统线路保护；D特性一般适用于很高峰值电流(<10In)开关设备，一般用于交流额定电压与频率下控制变压器和局部照明变压器一次线路和电磁阀保护。

从以上保护特性分析可知，各种不同性质线路，一定要选用合适MCB。

如有气体放电灯线路，灯启动时有较大浪涌电流，若只按该灯具额定电流来选择MCB，则往往开灯瞬间导致MCB误脱扣。

保护特性方面，瓜C898标准内明确规定，MCB不能用于对电动机保护，只可作为替代熔断器对配电线路(如电线电缆)进行保护。

这方面，设计人员往往容易忽视，一些生产厂商样本和设计资料手册上也有一些误导方。

大家知道，电动机起动瞬间有一个5—7In持续时间为10s起动电流，C特性电磁脱扣电流设定为(5—lO)In，可以保证电动机起动时避过浪涌电流；但对热保护来讲，其过载保护动作值整定于1．45Jn，也就是说电动机要承受45％以上过载电流时MCB才能脱扣，这只能承受＜20％过载电机定子绕组来讲，是极容易使绕组间绝缘损坏，而电线电缆来讲是可承受。

，某些场合如确需用MCB对电机进行保护，可选用ABB公司特有符合IEC947—2标准中K特性MCB，或采用MCB外加热继电器方式，对电动机进行过载和短路保护。

McB使用频率MCB设计和使用是针对50~60Hz交流电网，磁脱扣器电磁力与电源频率、动作电流有关，交流电压下使用MCB用于直流电路或其它电源频率场合保护时，磁脱扣器动作电流是不同。

一般应制造厂商提供磁脱扣动作电流同电源频率变化系数来换算。

当交流用MCB用于直流电路保护时，灭弧原因，应选用类似西门子5SX5直流专用MCB。

McB使用环境温度MCB过载保护依靠热脱扣器，通常，现有MCB热脱扣器额定电流是生产厂家IEC898标准基准温度为30C条件下整定，MCB工作温度一般推荐为—25C—十55C。

热脱扣器由一种双金属片组成，当电流达到某设定值并维持一定时间后使MCB脱扣。

，热脱扣器与温度是息息相关。

如环境温度变化将导致MCB工作温度变化，使热脱扣器工作特性相应变化。

MCB通常安装于配电箱内，使用环境温度可能恒定为30C，实际使用时，终端配电箱内MCB 是紧密无间安装一起，且大多数场合又是嵌、墙内安装，导致散热效果差，使配电路内温升上升很大，故MCB实际工作温度总比环境温度高10C~15C左右。

，当环境温度大于或小于校准温度值时，我们必须有关制造厂商提供温度与载流能力修正曲线来调整MCB额定电流值。

一般来说，当环境温度大于或低于校正值10C时，MCB，额定电流值须减小或增加5%左右。

MCB前后级选择性配合大家知道，供配电线路中，保护电器必须达到“三性——选择性、快速性、灵敏性”。

快速性和灵敏性分别与保护电器本身特点和线路运行方式有关，而选择性则与上下级保护电器之间配合有关。

配合恰当，则能有选择将事故回路切除，保证供电系统其它无故障部分继续正常运行，反之，则影响供电可靠性。

MCB选择性可分两个区域，一个是过载区选择性，另一个是短路区选择性。

如图1所示：MCB热脱扣器电流—时间特性是一个反时限曲线，曲线中t1'、t2'分别代表QLl、Q12最长不开断时间，t1"、t2"分别代表QLl、Q12最长开断时间。

某一电流，断路器QL1t1’与Q12 t2"构成关系是tl"＞t2"，说明过载区有选择性。

实践证明，一般MCB过载区若I1／I>2，即能过载区有选择性。

当短路电流流过电磁脱扣系统时，MCB上下间要获选择性是很困难，防止越级脱扣，一般应使QLl瞬时脱扣电流Im1与Q12瞬时脱扣电流Im2之比大于1．4。

当短路电流大于7ml时，要想Q12开断，应选限流型断路器作为Q12，这样可以减少电流峰值及持续时间，使QLl免于断开，当然也可选用具有延时断路器作为QLl。

当短路电流很大时，是很难保证有选择性，只能获部分选择性。

制造厂商方便设计人员选用合适MCB以确保选择性，设计参考资料中都有向用户推荐匹配表，设计人员可以匹配表选用上下级MCB。

McB附件选用MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合一起，扩展使用范围，其中最主要是剩余电流动作保护器(简称RCD)、分励脱扣器(简称ST)、欠压脱扣器(简称UR)。

RCD与MCB组合一起就能成为带过电流保护剩余电流动作断路器(简称RCBO)，安装配电箱内能防止线路发生单相接故障时危及人身安全和有效抑制电气火灾。

RCD工作原理，本文不作赘述，此特别提出六点注意事项。

1．该RCBO使用于何种低压配电接型式中不能有半点含糊，用于TT、TN、IT系统中接线要求都有不同，详见《电世界》1996年“剩余电流保护器讲座”等有关文章。

但如何干变万化，凡是带电载流导体(个性线也是载流导体)必须全部接入RCD，而保护线PE则绝对不能接入RCD，PE线应与设备金属外壳连接。

笔者认为：为避免许多不必要误脱扣，RCBO 极数宜与该接入回路载流导体数相等。

2．RCD额定脱扣电流入数值应JGJ／T16—92《民用建筑电气设计规范》第14．3．11条进行选择。

从安全角度考虑，RCD入选择越小越好，但实际上，任何供电回路用电设备都有正常泄漏电流，RCD比小于正常泄漏电流该回路正常泄漏电流大于50％In,则供电回路无法正常运行，故从供电可靠性来考虑，In选择不能太小，它主要受到正常泄漏电流制约。

3．RCD上下级配合问题。

一般来说，RCD额定剩余不动作电流In0IEC有关标准)等于In50%。

干线和支线上RCD动作电流值很接近，就有可能使几个支线不动作电流In0之和大于干线上RCDIn，使干线上RCD误动，两者之间就失去了选择性。

通常，上下两级RCD 额定动作电流之比应大于2．5，当然，RCD选择性也可动作时间差异来达到。

一般对终端配电箱来说电源总断路器处RCD主要为防止电气火灾，可选用In＝100—300mA、时间t＝0．3s左右产品，如梅兰日兰vigiS型产品。

支线上RCD主要为防止人身电击，可选用In＝6—30mA(视具体使用场合)、瞬动型产品，如梅兰日兰vigi 型产品。

4．TT系统，装有RCD支路与不装RCD支路不应使用公共接极。

TT制接系统因中性点接与凹线接分开，个性线N与PE线无连接，供电线路一般较长，相—回路阻抗较大，发生单相接故障时，线路保护装置不能可靠切断电源，容易造成电击和火灾事故，这种系统中装设RCD作单相接保护是有效措施之一。

但个别装RCD分支回路必须有单独接极与PE线，否则当未装RCD回路发生漏电时，会PE线傅u装有RcD设备外壳上，但RCD不动作；而造成电击事故。

，必须有独立接板与PE线专供有RCD分支回路用，它们之间不能有电气连接。

5．目前我国生产RCD有两种形式，一种为电磁式(ELM)，另一种为电子式(ELE)。