低压断路器的终结

低压断路器的选用
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的一种终端保护电器
MCB的额定分断能力额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最 大短路电流值。现在市场上见到的MCB，根据各制造厂商提供的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。我们在选用MCB时，应当像选用MCCB(塑壳 断路器)、ACB(框架式断路器)一样，计算在该使用场合的最大短路容量，再选择MCB。如果 MCB的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流，则在发生故障时，不但不能分断故 障线路，还会因MCB的分断能力过小而引起MCB的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。
短路电流的计算
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作，因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：
1.对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%)。
2.GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
3.变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。
4.变压器的副边额定电流=Se/1.732U式中Se为变压器的容量(KVA)，Ue为副边额定电压(空载电压)，在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是:1.44～.50Se。
5.按(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ie/Uk，此值为交流有效值。
6.在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)
以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，考虑到线路阻抗，短路电流将减小。例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200KVA，变压器出线端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KVA时其出线端的短路电 流为3616A。离变压器的距离为100m处短路时， 短路电流为2440A。远离100m时短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。所以，用户在设计时， 应计算安装处(线路)的额定电流和该处可能出 现的最大短路电流
相关参数:
1、额定工作电压（Ue）

我们在选用低压断路器时，最先考虑的应该时它的额定工作电压（Ue）不能低于线路的额定电压，断路器的额定工作电压与它的通断能力及使用类别有关，一台断路器可以有多个额定工作电压下相对应的通断能力及使用类别。
一般来 说，对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路 的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及以上分断能力的 MCB即可。对于有专供或有10kV变配电站的用户，往往因供电线路的电缆萍面较粗，供电距离较短，应选用6kA及以上额定分断能力的MCB。而对于如变配电站(站内使用的照明、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)等供电距离较短的类似场合，则必须选用10kA及以 上分断能力的MCB

2、长延时脱扣器整定电流（Zrl）

断路器的长延时脱扣器整定电流Zrl要稍大于线路的计算负载电流，可按线路负载电流的1.05～1.15倍确定，同时应不大于线路导体长期允许电流的0.8～1.0倍。

3、瞬时或短时间脱扣器整定电流

选择断路器的瞬时脱扣器的整定电流应大于线路的尖峰电流。配电断路器可按不低于尖峰电流的1.35倍的原则确定。如果用在电动机保护电路上，当动作时间大于0.02S时，则按不低于1.5～2倍启动电流来确定。

A. 特性一般用于需要快速、无延时脱扣的使用场合，亦即用于较低的峰值 电流值(通常是额定电流／n的2—3倍)，以限制允许通过短路电流值和总的分断时间，利用 该特性可使MCB替代熔断器作为电子元器件的过流保护及互感测量回路的保护；
B. B特性一般用于需要较快速度脱扣且峰值电流不是很大的使用场合；与A特性相比较，B特性允许通过的峰值电流＜3In一般用于白炽灯、电加热器等电阻性负载及住宅线路的保护；
C. C特性一般适用于 大部分的电气回路，它允许负载通过较高的短时峰值电流而MCB不动作，C特性允许通过的峰 值电流＜5In一般用于荧光灯、高压气体放电灯、动力配电系统的线路保护；
D. D特性一般适用 于很高的峰值电流(<10In)的开关设备，一般用于交流额定电压与频率下的控制变压器和局 部照明变压器的一次线路和电磁阀的保护
断路器在配电线路中:
配电线路的保护
（1）一般规定
1、配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。
2、配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。
（2） 短路保护
1、配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。对热作用需进行热稳定校验；对机械作用需进行短路容量校验。
2、绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定：
①当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：
S>=I*√t /K
式中：S——绝缘导体的线芯截面（ｍｍ２）；
I——短路电流有效值（均方根值Ａ）；
t——在已达到允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间（ｓ）；
K——不同绝缘的计算系数。
②不同绝缘、不同线芯材料的Ｋ值，聚氯乙烯绝缘铜芯Ｋ=115, 铝芯Ｋ=76。
③短路持续时间小于0.1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响。
3、选用的低压断路器，短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。
4、在线芯截面减小处、分支处或导体类型、敷设方式或环境条件改变后载流量减小处的线路，当越级切断电路不引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断，且符合下列情况之一时，可不装设短路保护：
①配电线路被前段线路短路保护电器有效的保护，且此线路和其过负载保护电器能承受通过的短路能量；
②配电线路电源侧装有额定电流为20A及以下的保护电器；
（3）过负载保护
1、配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流。
2、过负载保护电器宜采用反时限特性的保护电器，其分断能力可低于电器安装处的短路电流值，但应能承受通过的短路能量。
3、过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件：
IB≤In≤IZ I2≤1.45IZ
式中：IB——线路计算负载电流（A）；
In——熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（A）；
Iz——导体允许持续载流量（A）；
I2——保证保护电器可靠动作的电流（A）。当保护电器为低压断路器时，Iz为约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，Iz为约定时间内的约定熔断电流。
4、突然断电比过负载造成的损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。