王静海

（廊坊新奥泛能网络科技服务有限公司，河北 廊坊 065000）

在泛能微网中，泛能站作为必不可少的一部分，其安全运行尤为重要。随着电气系统的发展，各类规范、手册应运而生，而人们在理解规范、手册时各不相同，这就可能造成与规范、手册的本意背道而驰，本文就泛能站低压断路器、电缆的选择问题做一些讨论，希望能在泛能站电气设计时起到一些启发作用。

1 定义

泛能站：是在用户侧建立的一种分布式能源系统，可将太阳能、地热能、生物能等各种可再生能源与天然气等化石能源相结合，通过分布式能源高效集成，将多种能源转变成冷、热、电，并与终端用户的能源利用系统协同耦合在一起，所形成的 多能互补、清洁高效 能源系统，可作为泛能微网的组成部分。

2 低压断路器的选择

选择断路器时一般需要考虑如下问题：电压、电流、频率、选择性、动热稳定、温度、海拔、安装环境、负荷类别。断路器额定电流或整定电流与温度及负荷类别的配合往往容易被忽视，本节讨论其间的关系。

（1）根据《低压配电设计规范》（GB50054 2011）6.3.3条：过负荷保护电器的动作特性，应符合下列公式的要求：

式中：IB为回路计算电流，A；In为熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流，A；IZ为导体允许持续载流量，A。

本公式仅是一般要求，应考虑其它因素。当环境温度变化时，断路器额定电流也会变化，比如按40℃选择额定电流，冬季时，温度低，断路器富裕量较大，夏季时，配电柜内温度增加，大于40℃时，额定电流可能不足，下面是某产品电流-温度特性如图1和表1。

从表1可以看出，温度越高，断路器电流越低，而配电柜温度有可能达到50~60℃，因此设计时应予以考虑，并根据不同厂家的数据进行校验。

（2）负荷类别一般有电机类、电子类、照明类等，实际中应根据负荷类别选用断路器相应的脱扣单元。众所周知，电机类负荷启动电流高于额定电流数倍，选型时会予以考虑，但照明类负荷往往容易忽视，实际照明负荷也有启动电流。如卤钨灯启动时间为3~5min，启动电流为正常的1.7~2.5倍，LED峰值电流为15倍额定电流，甚至更高，因此选择照明用断路器时，建议根据《照明设计手册》进行选择。

图1 断路器电流-温度特性

表1 断路器电流-温度特性

（3）从以上可以看到，温度和负荷类别都会影响断路器的选择，而这往往被忽视。

3 电缆选择

选择电缆时一般需要考虑如下问题：电压、电流、电压降、热稳定、敷设环境、灵敏度、机械强度等。电缆与断路器配合问题，即载流量问题容易出现漏项，电压降问题也容易理解错误，下面我们进行分析。

（1）根据式（1），我们知道电缆经过校正后，载流量需大于断路器额定电流或整定电流，那么环境温度变化时，电缆载流量如何变化呢。不同环境温度下，电缆载流量校正系数有如下公式：

式中：θm为电缆导体最高工作温度（℃）；θ1为对应于额定载流量的基准环境温度（℃）；θ2为实际环境温度（℃）。

以交联聚乙烯绝缘为例，电缆最高工作温度为90℃，当基准温度为40℃，实际环境温度为30℃时，Kt=1.1；当基准温度为40℃，实际环境温度为60℃时，Kt=0.77。根据图1知，对于额定电流为10~25A的断路器，30℃时，校正系数为1.14，若40℃时In≤IZ，那么30℃时，1.14In≤1.1IZ不一定成立；根据表1知，60℃时，校正系数为0.9，那么若40℃时In≤IZ，那么60℃时，0.9In≤0.77IZ不一定成立，因此选择电缆载流量时，应在考虑温度的情况下与断路器配合。

（2）设计时经常将回路电压降控制在5%，那么这个5%怎么来的呢？根据GB50052第5.0.4条：正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求：①电动机为±5%额定电压。②照明：在一般工作场所为±5%额定电压；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%，-10%额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%，-10%额定电压。③其他用电设备当无特殊规定时为±5%额定电压。

规范要求的是端子处的电压偏差，而不是电压降。设10/0.4kV变压器高压侧电压偏差为7%，变压器分接头在“0”位，因此变压器出口电压偏差为7%+5%=12%（假设忽略变压器电压降），那么近端设备端子电压可能高于5%；设10/0.4kV变压器高压侧电压偏差为-7%，变压器分接头在“0”位，变压器电压降0.72%~5.52%，因此变压器出口电压 偏 差 为 -7%+5%+（-0.72%~-5.52%）=-2.72%~-7.52%，那么近端设备端子电压可能低于5%。由此可见，电压降控制在5%，未必正确，且电压偏差过大，亦难以控制线路电压降，所以应采取措施，控制电压偏差范围，选择正确的变压器分接头，以使线路电压降范围合理，当实际中若缺乏数据，可参考《工业与民用配电设计手册》（第四版）表6.2-6。

4 结语

通过以上分析，温度对断路器、电缆本身的选择及配合均有影响，在设计时应予以考虑，并留有一定余量。电压降作为设计校验不可缺少的一部分，应正确理解，合理选择。