塑壳断路器的选用

塑壳断路器的选用
2006-6-23
姚 军
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摘要：结合塑壳断路器MCCB的常用电气参数，提出了各种MCCB的正确选用方法，指出了各电气参数之间的内在联系。
关键词:塑壳断路器 选择 使用

1.引 言
塑料外壳式断路器以下简称MCCB，作为低压配电系统和电动机保护回路中的过载、短路保护电器，是应用极广的产品。随着现代科技水平的不断发展，新技术、新工艺、新材料不断出现，断路器的生产工艺及各种材质不断改进，使断路器的性能有了很大的提高，除国际知名品牌，如ABB、施耐德外，国内一些企业也不甘落后，自行开发、研制或引进国外先进技术，并加以消化、吸收，也向市场推出了成熟了的产品如常熟开关厂的CMl、天津低压开关厂TM30等。这类产品具有零飞弧、高分断、大容量、进出线方向可以互换、智能型、四极、内部附件结构模块化、安装积木化、体积小型化等特点。实现了MCCB所需的选择性保护功能和多种辅助功能，并带有通信接口，使低压配电系统实现自动化和组网成为可能；降低了低压成套配电装置的动、热稳定性的要求；缩小了成套配电装置的体积；大大地提高了供配电系统和设备运行的可靠性。
然而，目前在一些电气设计方案中，对MCCB的正确合理选用并不尽人意，往往忽略了所选厂家的MCCB规格、型号、附件等其它电气参数，特别是对一些新型MCCB的电气参数理解不透，标注不全、应用类别、使用场合及用途等考虑不周。选用了不合适的MCCB，导致成套厂订货困难，保护的选择性变差，灵敏性，合理性不符合设计规范要求，不但使MCCB没有物尽所用，反而造成了浪费，降低了配电系统的可靠性，影响了工矿企业的生产和人们的生活。为此，本文结合有关MC—CB的常用参数和国家标准谈谈自己对MCCB正确选用的一些看法。

2.断路器的常用基本相关符号其合义及相互之间的关系
Inm——断路器壳架等级电流A，它所指的含义是本断路器内所能安装的最大开关及脱扣器电流值。
In——断路器的额定电流A，它所指的含义是该断路器内选用的额定热动型脱扣器电流值，在不可调固定式热脱扣器中In=Ir1。
Ir1——断路器的长延时整定电流A，它所指的含义是该断路器的过载保护脱扣器所整定的电流值。
Ir2——断路器的短延时整定电流A，它所指的含义是该断路器的短延时脱扣器整定的电流，它的数值在电子可调式脱扣器中为2～12Irl左右可调。
Ir3——断路器的瞬时整定电流A，它所指的含义是该断路器瞬时脱扣器整定的电流，它的数值在不可调固定式脱扣器中，配电型为5Irl、10Irl两种，电动机保护型为12Ir1，在电子可调式中，为4～16Irl左右可调。
Ir4——断路器的单相接地整定电流A，它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生单相接地故障时，接地保护脱扣器整定的电流值，它的数值为0.2～0.6Irl左右可调。
Ire——断路器的漏电动作电流A，它所指的含义是该断路器保护的线路或设备发生不正常泄漏电流时，漏电保护脱扣器整定的电流值。它的数值为0.03/0.1/0.3/0.5A几种。
Ir0——断路器预报警动作电流A，它所指的含义是该断路器负载电流超出预先设定的电流时，预报警装置发出报警指示信号，它的数值为0.5～lIr1左右可调。
Ir2——短延时脱扣器的脱扣时间整定值s，可调时间为0.05～0.45s。

3.MCCB的额定分断能力Icu、Ics
根据IEC947—2《低压开关设备和控制设备，低压断路器》GBl4048.2规范，低压断路器的分断能力有两个标准，一个是极限短路分断能力Icu它所表示的意思是断路器按试验循环分断此电流后，不考核继续承载电流的能力，也就是不再能继续使用了。另一个是运行短路分断能力Ics，它所表示的意思是断路器分断此电流后，需继续承载额定电流。也就是排除故障后能继续在线路中使用。这二个数值均是周期分量的有效值。在生产厂商和设计资料中一般Ics用Icu的％数表示。按断路器的制造规范有Ics=25％、50％、75％、100％Icu四档标准比值，并化整到最接近的整数。这二个分断能力数据是我们在选用MCCB、校验分断能力时必不可少的。在断路器的制造商样本中，一般提供的是Icu按照设计规范要求，低压断路器的开断电流Ifd应大于负荷侧短路电流最大值Id。这就产生一个问题，到底是选用Icu，还是Ics作为Ifd。笔者认为，当该断路器用于较重要的配电线路或设备，排除短路故障后，要求迅速恢复供电的，应当按Ics数值来考虑。如果是一般的配电回路，即可按Icu数值来考核。对于动作时间小于0.02s的MCCB也按Icu数值来考核即可。实际上，在有关设计手册上介绍，对于此时的低压断路器的分断能力检验要求是，断路器的分断能力冲击电流有效值，或峰值电流应大于短路开始第一周期内的全电流有效值或峰值。

4.短时耐受电流Icw
在具有三段保护特性的MCCB中，还有一个电气参数就是额定短时耐受电流Icw，它所表示的意思就是我们过去通常称的动热稳定电流的概念，即在1s的时间内耐受的电流值，耐受后不影响该断路器的继续使用。它主要是考核断路器在短延时状态下，要继续保证断路器自身的电气参数不变，外壳及构件不变形。在二段保护特性的MCCB中，无此项数值。

5.保护类别A B
传统MCCB采用的是热保护加电磁后备保护，只可实现过载延时和短路瞬时动作的基本保 护功能，即具有二段保护特性。因此在短路条件下无选择性可言，一般只能用作馈电断路器，而不能作为主断路器使用。由于目前已经有了具有成熟的过载长延时、短路短延时、特大短路瞬时动作的三段可调式保护特性的大容量、高分断MCCB，使MCCB既可作为主断路器使用，也可用于各级中，并有较好的选择性。因此把MCCB按使用类别分为非选择性断路器，类别为A，选择性断路器，类别为B。

6.额定短路接通能力Icm
在制造厂规定的额定工作电压、额定频率以及一定的cos φ对于交流或时间常数对于直流下断路器的接通短路电流的能力值，用最大预期峰值电流表示。对交流断路器而言，额定短路接通能力应不小于额定极限短路分断能力乘以表1中所列系数N的乘积；对于直流，Icm应≥Icu。
N为短路接通能力/短路分断能力，表中所列为要求的最小值。Icm持续的时间应≥0.05s，即断路器应在短延时脱扣器的最大延时范围内保持闭合的能力，此时它的瞬时脱扣器不动作，而由下级开关瞬动切除短路故障，或本级短延时时间到，由本开关切断短路故障，从而保证系统的选择性保护。
此电气参数在国内生产厂商的样本中很少提及，在国外一些品牌MCCB的设计手册中偶有提及，它是MCCB制造商的考核指标之一。