彭海燕

（惠州市大亚湾港湾水电安装工程有限公司，广东 惠州 516000）

随着我国国民经济的飞速发展，各行各业对用电要求不断增大，对用电质量的要求也越来越高，因此如何保证输配电行业即国家电网的安全运行，应如何采用各种必需的保护电器进行必要的各种性能的保护是至关重要的、必不可少的头等大事，只有这样才能满足用户的要求。而这些保护电器中断路器为第一重要的保护电器。纵观电网运行的全局，无论是输配电线路的主干线、支路，还是电路末端的线路保护和各种用电设备的不频繁合、分和过载、短路、欠电压等故障的保护以及各种负载线路的保护无一不采用断路器来实现。实践证明，断路器作为最重要的保护电器已广泛的使用在各个领域中。在输配电线路中，当线路及用电设备发生故障时能及时切断故障电路，从而使故障线路中的用电设备免遭强大的短路或过载电流的破坏，这种及时切断故障线路的保护电器就是断路器。

1 低压断路器的分类

低压断路器是一种量大面广的产品，在输配电系统中低压断路器的数量占所有断路器数量的绝大多数。低压断路器的种类很多，可按用途、结构特点、限流性能、电流种类、极数、脱扣器种类、传动方式等不同来进行分类，常见有以下几种：

1.1 按用途

有保护电动机用、保护变压器用、保护动力配电线用、保护照明线路用和触电保护用等用途。而对动力配电型断路器而言，又分为选择型与非选择型之分。所谓选择型是指断路器本身具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。现在国内的智能型和万能式的断路器大部分是选择型，而智能型万能式断路器不仅是选择型本身，还带有接地故障保护功能。而对于电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，因此也可选用非选择型的塑壳式断路器。

1.2 按结构形式

其一是框架式断路器即万能式断路器；其二是塑料外壳式断路器。其中万能式断路器：即所有零件都装在一个绝缘的金属框架内，常开启式，可装设多种附件，更换触头和部件较为方便，因此多用作电源端总开关。塑料外壳式断路器：除接线端子外，触头、灭弧室、脱扣器和操作机构都装在一个塑料外壳中。一般不考虑维修，适于作支路的保护开关。大多数为手动操作。塑料外壳式断路器可分为工业用和非熟练人员用两类。前者适用于企事业单位的动力配电，后者多用于照明电路和民用建筑内电气设备的配电和保护。

1.3 按限流性能

有限流式和普通式不限流的两种低压断路器。

2 低压断路器的选用

低压断路器虽然使用的量大面广，但在设计和实际使用中应按以下原则进行选用，以便充分发挥断路器的性能和作用，避免造成不必要的浪费。

（1）断路器的额定电压≥线路额定电压。

（2）断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流≥线路计算负荷电流。

（3）根据短路电流来选择断路器：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。断路器的短路分断能力通常是指其极限短路分断能力。断路器有3个重要的短路电流分段能力指标：极限短路分断能力（Icu）、运行短路分断能力（Ics）和短时耐受电流（Icw）。通常低压断路器的运行短路分断能力Ics绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。国家标准GB140482规定，Ics可以是Icu数值的25%、50%、75%和100%。因此，设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了。而目前国内很多断路器生产厂家，把同一壳架等级电流的分断能力分为若干级，它们的价格也相差很大。在设计选用时，如果为了所谓的安全在选电流的短路分断能力时选大的、加大保险系数，则费用较高，造成了不必要的浪费，实际上只要选断路器的极限短路分断能力等于或稍大于线路中的预期短路电流就完全可以满足要求了。

（4）断路器的欠电压脱扣器的额定电压＝线路的额定电压。

（5）在选择电动机保护用的断路器时要考虑电动机的起动电流，使断路器应该在电动机起动时间内不动作，笼型异步电动机的起动电流按8～15倍额定电流计算。

（6）直流快速断路器需要考虑过电流脱扣器的动作方向（极性）、短路电流上升率di/dt。

（7）漏电保护断路器需要选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流，并注意能否断开短路电流。如不能断开，则需和适当的熔断器配合使用。

（8）保护电器的额定频率应与配电系统的频率相适应。

（9）要考虑保护电器安装场所的环境及条件，以选择与之相适应防护等级（IP等级）的产品。

（10）在高海拔地区（海拔＞2 000 m）应选用高海拔用的产品，或者采取必要的技术措施。

（11）在靠近海边的地方使用时，一定要选用防烟雾、防潮湿的断路器。

3 断路器附件的应用

为了更好地满足用户及使用者对自动化高性能的要求，断路器的附件作为断路器功能的派生和补充，为断路器增加了控制手段和扩大了保护功能，使操作和安装方式更多更全面。

3.1 辅助开关和报警开关

它们都是显示断路器当前状态的机内附件。二者的区别在于辅助开关主要用于断路器的分合状态的显示，但无法区别断路器是否是因故障而脱扣。而报警开关能显示断路器的故障脱扣状态，主要用于断路器因故障而断开时的状态显示。

3.2 欠电压脱扣器

欠电压脱扣器是一种保护性附件，当电源电压下降到欠电压脱扣器额定电压的 35%～70%时，欠电压脱扣器就能使断路器脱扣；当电源电压低于欠电压脱扣器额定电压的35%时，欠电压脱扣器能保证断路器不合闸；而当电源电压高于欠电压脱扣器额定电压的85%时，欠电压脱扣器能保证断路器正常工作。

3.3 分励脱扣器

分励脱扣器是一种实现断路器的远距离分闸的附件，当分励脱扣器的外施电压为分励脱扣器额定控制电压的 70%～110%时，就能可靠地分断断路器。

3.4 电操机构

电操机构是一种远距离操作断路器的附件，既可用来实现断路器的远距离分闸操作，也能实现断路器的合闸操作。电操机构有电动操作机构和电磁操作机构两种。电动操作机构由电动机驱动，一般适用于630 A及以上大容量框架式断路器的操作；电磁操作机构由电磁铁驱动，适用于100 A、225 A等小容量断路器。此外还有辅助手柄、手柄闭锁装置及机械联锁装置等附件。

4 断路器整定电流的计算

当断路器用于供电线路、动力线路、照明线路或异步电动机保护线路时，当电路内发生短路、过载、断路或电压降低时，能自动切断电源起保护作用。而断路器的瞬时脱扣器、延时脱扣器和热脱扣器的电流整定值到底如何选取？应选多大合适？这是我们常遇到的问题，其整定电流值的大小应按以下几点来确定：

4.1 单台电动机瞬时动作脱扣器整定的电流

当断路器只控制一台380 V笼型电动机时，断路器瞬时脱扣器电流的整定值，可按电动机额定电流的10倍来估算，即：

I＝10IN

式中，I：瞬时动作脱扣器整定电流，A；

IN：电动机额定电流，A。

4.2 配电干线回路瞬时动作脱扣器整定的电流

当断路器控制配电干线回路时，其值按回路中最大一台电动机额定电流的 10倍计，再加上回路中其余负荷计算电流的1.3倍来估算，即：

I＝10Inmax＋1.3ΣIN

式中，I：瞬时动作脱扣器整定电流，A；

Inmax：回路中最大一台电动机额定电流，A；

ΣIN：回路中其余负荷计算电流之和，A。

4.3 变压器瞬时脱扣器整定电流值

当电力变压器的二次侧供电线路选用断路器来保护控制时，其断路器瞬时动作整定值按变压器的3倍来选取。例如变压器的容量为200 kVA，则瞬时动作整定值为600 A。

4.4 已知笼型电动机容量，求算控制其的断路器脱扣器整定电流

低压断路器的脱扣整定值的计算与选择是设计和施工中经常遇到的问题，由于低压断路器常用和多用在对鼠笼型电动机的供电线路作不频繁操作的保护用。如果鼠笼型电动机要或必须频繁操作，则必须加串一台接触器来实现。断路器利用其中的热脱扣器（或延时脱扣器）作过载保护，而利用其中的电磁脱扣器（瞬时）作短路保护。断路器的电磁脱扣器整定电流值按所控制的鼠笼式电动机容量的千瓦数的倍数来选择。例如鼠笼式电动机的容量是3 kW则断路器的电磁脱扣器整定电流值按3倍来选择即可。

5 结束语

断路器既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、过载和失压自动跳闸切断电源，保护用电设备的安全。如果设计和施工中选择不合理、不正确，整定电流的选择和整定值不正确，则不能在要求的时间内切断故障线路，造成线路中电缆、电线各种设备损坏烧毁或者导致非选择性动作；造成大面积的停电事故；造成电网供电质量下降等等。因此如何选用合适的、合理的断路器，如何使用和整定，合理使用断路器显得尤为重要。

1 王晓东.关于高压断路器非全相保护的研究［J］.中国电力教育（上），2010（A01）

2 王卫国.断路器和熔断器在使用中应配合使用［J］.电气应用，2010（11）