民用建筑中低压断路器的选择与整定
低压断路器的通用选型原则分析与讨论
低压断路器的通用选型原则分析与讨论摘要：断路器是一种低压线路保护电器，主要用于线路过载、短路、欠压、漏电等保护。
常用的有塑壳断路器、微型断路器等。
选择合适的断路器是电气设计中重要的内容，科学合理的选型原则至关重要。
关键词：选择原则、分断能力、额定电流、级数引言：断路器广泛应用于工业、民用、建筑等多个领域。
其种类繁多，应用广泛，是低压配电中是不可或缺的保护电器。
本文对断路器的通用选型原则就个人理解加以阐述。
一、分断能力选择原则。
分断能力是指断路器安全切断故障电流的能力，有极限短路分断能力Icu和运行短路分断能力Ics两个参数。
Icu是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下，经一定的试验程序O-T-CO后，断路器不能继续承载其额定电流的分断能力。
Ics是指在一定的试验参数条件下，经一定的试验程序O-T-CO-T-CO后，断路器还能继续承载其额定电流的分断能力。
两者试验内容不同，对应数值大小也不同，常有比例关系Ics=（25%、50%、75%、100%）*Icu。
分断能力具体如选择，根据《配四》手册说明，分断能力应大于安装处的最大故障电流。
如果供电侧已装有具有所需分断能力的保护器，则本保护电器的分断能力允许小于预期分断电流，两个保护器的动作特性必须配合。
按此要求，个人觉得具体可分以下三种情况，（1）一般情况下应按Icu＞Ik3选择。
根据试验描述，下端线路短路电流达到Icu，断路器自动跳闸一次，确认排除故障后，合上开关还能继续使用，不过若再次发生三相短路跳闸后，就比须更换。
实际中，三相短路的概率极低，使用Icu选择可以满足大多数情况。
同时选型时可将Ics可作为产品质量的对比依据，Icu相同的断路器，Ics越大说明其质量越高。
（2）特殊情况宜按Ics＞Ik3选择，比如环境恶劣如潮湿、腐蚀、积水等三相短路发生概率较高场合；意外停电可能造成火灾、爆炸等不良后果的用电重要场合；意外停电将造成不可挽回的经济损失情况，意外是指不能短时间恢复供电，此原则应用情形较少，但总有存在。
浅谈低压配电系统中断路器选型与整定
浅谈低压配电系统中断路器选型与整定作者：高昉来源：《中国新技术新产品》2013年第13期摘要：低压断路器是低压配电系统的重要组成部分，介绍了在不同负载类型下其选型与整定的方法和依据，并对低压断路器级间保护配合进行了阐述。
关键词：低压配电；低压断路器；设计选型；整定分析中图分类号：TM56 文献标识码：A1 低压断路器正确选型及整定的意义低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。
它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当配电电路出现过载和短路等非正常运行工况时，在电路系统中电气设备没有发生烧伤和损毁前自动跳闸将供电电源断开进行保护，作为配电回路、电动机等设备的电源控制和保护开关，低压断路器的质量直接关系到电网、设备和人身安全，因此对其性能要求很高。
在低压配电系统中如何合理地对断路器进行选型及整定值得设计人员关注。
2 低压断路器的分类低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型和非选择型，按灭弧介质分，有空气式和真空式。
按动作速度可分为一般型和快速型；按结构可分为框架式断路器和塑壳式断路器。
按用途来分的话，低压断路器一般地来说我们可把它分为电动机保护用断路器、配电断路器等几种。
不管怎么说，低压断路器的分类各有各的用途，具体怎么用要根据具体的环境来加以选择。
3 低压断路器选型坚持的原则3.1 断路器参数的定义按照断路器参数的定义来说，它实际上是一种简称，没有那么复杂。
具体来说就是断路器的额定电流In或者断路器壳架等级额定电流Inm。
分开来说，断路器的额定电流In，也就是通常我们说的脱扣器额定电流，一般指脱扣器能长期通过的电流，它对带可调式脱扣器的断路器而言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Inm，它是指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。
但是如果在实际工作中遇到“断路器的额定电流”这一叫法时需要具体问题具体分析，搞清楚其确切含义。
低压断路器整定
低压断路器整定一、意义1、躲过线路正常电流，当发生故障电流时分断断路器以保护线路或负载2、上下级断路器间实现选择性配合二、方法1、固定动作定值断路器：选择不同额定电流的断路器2、可调动作定值断路器：选择合适额定电流的断路器，调整断路器脱扣器上动作电流值、动作时间值三、原则1、保证可靠保护：⑴低压断路器过流脱扣器额定电流的选择低压断路器过流脱扣器的额定电流IN.OR不小于线路的计算电流I30，即IN.OR≥I30。
⑵低压断路器过流脱扣器动作电流的整定①瞬时过电流脱扣器动作电流的整定。
低压断路器所保护的对象中，有某些电器设备，这些电器设备在启动过程中，会在短时间内产生数倍于其额定电流的高峰值电流，从而使低压断路器在短时间内承受较大的尖峰电流。
瞬时过电流脱扣器的动作电流Iop o 必须躲过线路的尖峰电流Ipk，即Iop o ≥Krel·Ipk，式中Krel为可靠系数。
在选用断路器时，应注意使低压断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流躲过尖峰电流，以免引起低压断路器的误动作；②短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定。
短延时过流脱扣器的动作电流Iop s ，也应躲过线路的尖峰电流Ipk，即Iop s ≥Krel·Ipk，式中Krel为可靠系数。
短延时过流脱扣器的动作时间一般分0.2S、0.4S和0.6S三种，按前后保护装置的保护选择性来确定，应使前一级保护的动作时间比后一级保护的动作时间长一个时间级差；③长延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定。
长延时过流脱扣器主要是用来保护过负荷，因此其动作电流Iop l 只需要躲过线路的最大负荷电流即计算电流I30，即Iop l ≥Krel.I30，式中Krel为可靠系数。
长延时过流脱扣器的动作时间应躲过允许短时过负荷的持续时间，以免引起低压断路器的误动作；④过流脱扣器的动作电流与被保护线路的配合要求。
为了不致线路因出现过负荷或短路引起绝缘线缆过热受损甚至失火，而其低压断路器不跳闸事故的发生，低压断路器过流脱扣器的动作电流Iop应符合公式的要求，Iop≤Kol.Ial，式中Ial—绝缘线缆的允许载流量；Kol—绝缘线缆的允许短时过负荷系数，对瞬时和短延时过流脱扣器，一般取4.5；对长延时过流脱扣器，做短路保护时取1.1，只做过负荷保护时取1。
低压断路器的整定原则
低压断路器的整定原则
（1）断路器在正常工作和用电设备正常启动时，所装设的保护不应动作切断电路。
（2）线路故障时，应可靠切断故障电路。
断路器的最根本任务是保护电路，必须在规定的时间内能有效地切断故障电路，满足规范最基本的要求。
（3）各级保护电器线路故障时，应该有选择性地切断电路。
电气控制设备各级断路器的保护动作特性应能彼此协调配合，要有选择性地动作，即发生故障时，应使靠近故障点的断路器保护首先切断，而其靠近电源侧的上一级保护不应动作，尽可能地缩小断电范围。
这三项要求常常是相互矛盾的，控制系统设计的任务就是要合理地选择保护电器，正确整定其参数，如保护电器额定电流或整定电流大小受到第（1）和第（2）项的限定，而动作时间的快慢又受到第（2）和第（3）项的制约，则必须仔细计算、校验，协调矛盾，实现对立的统一，以符合规范的要求。
低压断路器的选用原则
低压断路器的选用原则以下是选择低压断路器的几个重要原则：1.根据负载电流选择额定电流：低压断路器的额定电流应与负载电流相匹配。
负载电流是正常工作条件下的电流值。
通常，负载电流的选择是基于负载设备的额定工作电流。
负载的额定电流应小于或等于所选断路器的额定电流。
2.选择正确的额定电压级别：低压断路器的额定电压应与电缆和电线的额定电压相匹配，以确保正常运行和保护。
额定电压是指断路器可以安全处理的电压。
过高或过低的电压都可能损坏断路器，甚至造成火灾。
3.考虑短路电流：短路电流是电流突然增加到非常高水平的情况，通常由故障引起。
断路器必须能够在短路情况下迅速切断电流，并防止设备和电线受到过高的电流损坏。
因此，在选择低压断路器时，还必须考虑到系统的短路电流等级。
4.考虑环境条件：低压断路器应适应所在的环境条件。
例如，如果安装在潮湿或腐蚀性环境中，应优选防潮、防腐蚀的断路器。
如果安装在火灾风险较高的地方，还可以选择具有火灾防护功能的断路器。
5.考虑过载保护功能：低压断路器还应具备过载保护功能，以保护设备免受过载电流损害。
过载保护功能通常是通过热保护器或电磁继电器来实现的。
它可以检测到负载电流超过额定值，并在必要时切断电流。
6.考虑断路器的操作特性：低压断路器的操作特性可以根据所需的断开能力和短路保护选择。
例如，对于较高的负载和短路电流，需要选择具有较高断开能力和更好短路保护的断路器。
7.考虑断路器的可靠性和维护：选择可靠性高、维护方便的低压断路器有助于减少维修和停机时间。
最好选择经过认证的品牌和制造商的产品，以确保产品的质量和可靠性。
总之，在选择低压断路器时，需要综合考虑负载电流、额定电压、短路电流、环境条件、过载保护功能、操作特性、可靠性和维护等因素。
正确选择和使用低压断路器可以保护电路和设备的安全运行，提高电气系统的可靠性。
低压断路器的整定
低压断路器的常见故障及处理方法
故障现象 可能原因 处理方法
欠压脱扣器无电压或线圈损坏 不能合闸
储能弹簧变形 反作用弹簧力过大
检查施加电压或更换线圈
更换储能弹簧 重新调整
操作机构不能复位再扣
热脱扣器双金属片损坏 电流达到整定值， 电磁脱扣器的衔铁与铁心距离 断路器不动作 太大或电磁线圈损坏 主触头熔焊 启动电动机时断 路器立即分断 断路器闭合后一 定时间自行分断 电磁脱扣器瞬时整定值过小
低压断路器
2 ）当配电线路不考虑电动机的起动电流 时，按下式计算整定值 I szd KI jf 式中 I jf ——配电线路的尖峰电流，A； K ——可靠系数，一般取1.35。 3）当配电线路考虑电动机的起动电流时， 按下式计算整定值 I szd KI SMz （4） 式中 ——正常工作电流和可能出现的自起 I SMz 动电机 的起动电流的总和，A。
低压断路器
断路器的保护定值 （1）长延时脱扣器的电流整定值，动 作时间可以不小于10s；长延时脱扣器只 能作过载保护。 （2）短延时脱扣器的电流整定值，动 作时间约为0.1～0.4s；短延时脱扣器可 以作短路保护，也可以作过载保护。 （3）瞬时脱扣器的电流整定值，其动 作时间约为0.02s。瞬时脱扣器一般用作 短路保护。
自动空气断路器(自动开关)
可实现短路、过载、失压保护。 锁钩
释放弹簧
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
主触点 手动闭合
动画
连杆装置
衔铁释放
自动空气断路器原理图
断路器的保护及选择要点
• 额定电流在600A以下，且短路电流不大时，可选用塑壳 断路器；额定电流较大，短路电流亦较大时，应选用万能 式断路器。 一般选用原则为： (1)断路器额定电流≥负载工作电流； (2)断路器额定电压≥电源和负载的额定电压； (3)断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流； (4)断路器极限通断能力≥电路最大短路电流； (5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣 器整定电流≥1.25； • (6)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。
低压断路器的选用和使用注意事项
低压断路器的选用和使用注意事项(1)低压断路器的选用选用低压断路器的总原则是保证低压断路器脱扣器的动作电流整定值要小于单相短路电流的 2/3，以确保动作可靠。
1)能满足正常工作需要，能躲过正常电流峰值，能承受短时电流的冲击而不损坏并切除故障。
2) 使用时除要求额定电压大于或等于线路电压外，用于控制时，还要求电磁脱扣器的瞬时动作电流为负载电流的6倍;用于电动机保护时，要求塑壳式低压断路器脱扣器整定为起动电流的1.7倍，万能式整定为 1.35 倍;用于通断电路时，其额定电流和脱扣器动作电流均应大于或等于电路中电流总和。
3)选用低压断路器作多台电动机短路保护时，脱扣器动作电流应为容量最大一台电动机起动电流的 1.3倍加上其余电动机额定电流的总和。
除有上述电流、电压要求外，选用时还要考虑类型、等级、规格等方面以及上下级保护匹配等问题。
（2）低压断路器安装使用安全注意事项1)低压断路器安装前先检查其脱扣器的额定电流是否与被控线路、电动机等的额定电流相符，核实有关参数，满足要求方可安装。
2) 低压断路器不易安装在震动的地方，以免造成开关内部零件松动。
低压断路器一般应垂直安装在配电板上，灭弧室应位于上部。
3)操作手柄或传动杠杆的开合位置应正确，操作力不应大于产品允许规定的值。
4)触点在闭合、断开过程中，可动部分与灭弧室的零件不应有卡住现象。
5)触点开关应紧密可靠，接触电阻小。
6)对低压断路器要定期检修(半年至少一次)并清污，尤其是触点的油污与杂质。
如发现触点表面粗糙或粘有金属熔化后产生的颗粒，应清除它们，以保证触点良好接触，以免影响操作和影响绝缘。
7)定期检查脱扣器及时限机构的整定值，对长期未用而重新投入使用的，应认真检查接线是否良好，是否正确可靠，并进行绝缘测量等质检工作。
有延时的还要检查其延时。
8)过电流脱扣器的整定值一旦调好后就不允许随意变动，而且使用时间长了要检查其弹簧是否生锈卡住，以免影响其动作。
9)在低压断路器分断短路电流以后，应在切除上一级电源的情况下，及时地检查其触点状况并清除灭弧室内壁、栅片上的烟尘与金属颗粒。
浅谈低压断路器的选择和整定
Ｋｅ ｒ ｓ：ｏ ｏｔｇ ｉ ｕｔ ｒａ ｅ ：ｖ ｒｕｌ ｔ ｅｅ ｓ ｔｅｍａ ｅｅ ｓ ；ｅｉｂｌｙｃ ｅ ｉｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｌｗ ｖ ｌ ｅｃｒ ｉ ｂ ｅ ｋ ｒ ０ ｅｃ Ｉｎ ｌａｅ； ｒ ｌｒｌａｅ ｒｌ ｉｔ ｏｆ ｃｅ ｔ ａ ｃ ｅ ｒ ｈ ａ ｉ
１ 前 言
７ ６
＜ 电气开关＞ ２ １ ． ｏ３ （ ００ Ｎ ． ）
文 章编号 ：０４— ８Ｘ（００ ０ ０ ７ ０ １０ ２９ ２ １ ）３— ０ ６— ３
ห้องสมุดไป่ตู้
浅谈 低压 断路 器 的选 择和 整定
赵勇 刘丹 ，
（ ． 阳长河 电控设备有限公 司， １沈 辽宁 沈 阳 １０ ２ ；．沈阳电气传动研究所（ １０７ ２ 有限公 司） 辽 宁 ，
ｐｒｔ ｃｉｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｐ ｃｆｅ ｏ ｄ ｔ ｎｓｆ ｒｄ ｓｒｂ ｔｄ ｃ ｒ ｕｔ ， ｔｒ ｎ ｔ ｅ ｌ ｃｒｃ ｅ ｕ ｐ ｎ ． ｅ ｓ ｌ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｔｏ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏｔ ｅ ｓ ｅ ｉ ｄ ｃ ｎ ｉ ｏ ｏ ｉｔ ｕ ｅ ｉｃ ｉ ｍｏ ｏ ａ ｄ ｏ ｒｅｅ ｔ ｑ ｉ ｍｅ ｔ Ｔｈ ｅｅ ｔｏ ｉ ｉ ｉ ｓ ｓ ｈ ｉ ａ ｄ ｕ ｅ ｏ ｗ ｏ ｔｇ ｉｃ ｉ ｂ ｅ ｋ ｒ ｇ ｉ ｌ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｎ ｓ ｆｌ ｖ ｌ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｒ ａ ｅｓ ａｅ ｍａｎ ｙ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ａ ｅ ． ｏ ａ ｈ
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民用建筑中低压断路器的选择与整定
摘要：低压断路器又称自动空气开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动
进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。
断路器的选择，可以说贯穿了民用
建筑电气设计的整个过程。
从变压器的进线处，到层间的配电箱，再到各功能房
间等配电末端，都要用到断路器。
随着现代电气技术的不断发展，低压短路器从
功能、耐用性、尺寸等方面都有很大的优化和改善。
所以，在设计过程中如何做到合理定位，科学选型，使得供配电系统安全可
靠的运行，并在使用维护的过程中方便灵活，是电气设计师的一项基本功。
关键词：低压；断路器；整定电流；塑壳；配电
1、低压断路器的分类
低压断路器按照设计型式可分为：空气断路器、塑壳断路器和微型断路器。
根据《低压配电设计规范》GB50054-2011，过负荷电器的动作特性，应符合
下列公式的要求：Ib≤In≤Iz；被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短
延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍，即：1.3 Ii≤Id。
2、低压断路器的电流特性
2.1瞬时或定时限过电流脱扣器在达到电流整定值时或在规定时间内动作。
2.2反时限过电流脱扣器在基准温度下，在约定不脱扣电流，即电流整定值的1.05倍时，在约定时间内不脱扣，。
在约定时间结束后，立即使电流上升至电流
整定值的1.3倍，达到约定脱扣电流，断路器在约定时间内脱扣。
3、低压断路器脱扣电流的整定
3.1 在低压配电设计中，低压柜出线开关，楼层总配电开关，动力设备的配电
开关一般使用塑壳断路器，末端配电箱的分回路开关采用微断。
在选择这类开关时，我们需满足以下条件：1) IC≤ISET1≤IZ
IC——线路的负荷计算电流；ISET1——过载长延时电流整定值；IZ——导体的
允许持续载流量；2) ISET3≥Krel3[I’stM1+IC(n-1)]，Krel3——可靠系数，取1.2，
I’stM1——线路中最大一台电动机全起动电流，取2，IstM1，IC(n-1)——除起动电
流最大的一台电动机以外的线路计算电流
ISET3——短路瞬动电流整定值瞬时脱扣整定电流，应躲过配电线路的尖峰电流。
3.2 低压柜进线开关和母联开关，一般使用框架断路器。
框架断路器是三段式
保护开关。
在选择这类开关时，我们还需满足以下条件：
ISET2≥Krel2[IstM1+IC(n-1)]Krel2——可靠系数，取1.2，IstM1---线路中最大一
台电动机的起动电流IC(n-1) ——除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算电
流ISET2---短路短延时电流整定值。
4、各级低压断路器间的选择性
当配电系统发生短路故障的时候，下级开关应先动作，当下级保护失效时，
上级开关动作，这样才能提高供电的可靠性同时尽量减少因故障影响的停电范围。
1）低压配电柜出线开关：ISET1=Ir，ISET2=4Ir，t=0.4s；
2）低压配电柜进线开关：ISET1=Ir ISET2=（4~6）Ir t=0.4s ISET3=（10~20）Ir。
下面举例说明这个问题。
I d1——接地故障电流；I k3——三相短路电流。
一台800kVA的变压器，考虑
到总进线的重要性，总进线开关为额定电流1600A的框架断路器，短路分断能力
为50KA。
树干式供电，采用同母排作为配电母干线。
出线开关为各种壳架规格的
塑壳断路器，短路分断能力为35KA。
4.1当a点发生短路时，为确保可靠动作，Id1≥1.3ISET3.B ，Ik3≥1.3ISET3.B ，
这两个条件要同时满足。
因此，我们应该以较小的接地故障电流Id1来校验。
当
Id1≥1.3ISET3.B时，断路器B瞬时脱扣器动作，切断故障回路。
Id1≤1.3ISET3.A ，Ik3≤1.3ISET3.A 断路器B瞬动时间是毫秒级的，1.3ISET2.A设
定时间为0.4s。
当发生短路时，短路电流达到20kA,断路器B的瞬时脱扣器动作。
ISET3.A=25kA，故断路器A瞬时脱扣器不会动作。
ISET3.A应在满足动作灵敏性前
提下，尽量整定得大些，可设定ISET3.A=25kA=20ISET1.A，以避免在下级故障电流很大时导致断路器A和断路器B同时动作，破坏选择性。
4.2当b点发生短路时
在做配电系统中，通常还有一种比较特殊的情况。
母线上b点发生单相接地
故障，并且这个接地电流比较小。
I d1=3kA ≤ISET2.A，发生故障时，断路器A会马
上分断。
1）零序保护方式
零序保护整定电流ISET0.A一般可设为ISET1.A的20%~100%，多为几百安。
但这种保护方式与下级一般塑壳断路器很难形成选择性。
只有在ISET1.A的电流
很小时，才能实现。
2）剩余电流保护方式
这种方式的整定电流更小，对于TN-S系统，在发生接地故障时，只能要求和
下级剩余电流动作保护器之间具有良好的选择性。
多用于安全防护要求高的场所，所以应在末端电路装设剩余电流动作保护器，减少非选择性切断电路。
5、总结
在设计中，我们应通过计算负荷、预期的三相短路电流、接地故障电流，来
设置断路器长延时、短延时、瞬时脱扣器和接地故障保护的动作整定电流值。
同
时还需对断路器作动稳定和热稳定校验。
通过长延时、瞬时脱扣作为主保护，短
延时作为主开关和下级开关主保护失效时的后备保护。
全面可靠的保障供电系统
安全运行。
参考文献：
[1]《低压配电设计规范》 GB50054-2011.
[2]《民用建筑电气设计规范》 JGJ16－2008.
[3]《施耐德电气低压配电产品选型手册》，2016版.
[4]《电流对人和家畜的效应第2部分：特殊情况》GB/T 13870.2-2016.
[5]《工业与民用配电设计手册》（第三版）.。