知识点：断路器

断路器的选用，应根据具体使用条件选择使用类别，选择额定工作电压、额定电流、脱扣器的整定电流等参数，参照产品样本提供的保护特性曲线选用保护特性，并需对短路特性和灵敏系数进行校验。

断路器是电路或者设备经常都会用到的保护性电路元器件，在电路或者电机运行中必不可少，断路器选择过小，就会造成电路或者设备的频繁跳闸保护，不利于设备的使用，断路器如果选择过大，就无法对电路或者其他的电气设备进行及时有效的保护，这是非常危险的，那么问题来了，电路或者电气设备到底应该配备多大的断路器？断路器怎么选型，保护整定是根据什么来进行?

一、断路器的分类

（1）框架式断路器（ACB）

框架断路器也称为万能式断路器，其所有零件都装在一个绝缘的金属框架内，常为开启式，可装设多种附件，更换触头和部件较为方便，多用在电源端总开关。过电流脱扣器有电磁式，电子式和智能式脱扣器等几种。断路器具有长延时、短延时、瞬时及接地故障四段保护，每种保护整定值均根据其壳架等级在一定范围内调整。

框架断路器适用交流50Hz，额定电压380V、660V，额定电流为200A-6300A的配电网络中,主要用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路，单相接地等故障的危害，该断路器具有多种智能保护功能，可做到选择性保护。在正常的条件下，可作为线路的不频繁转换之用。1250A以下的断路器在交流50Hz电压380V 的网络中可用作保护电动机的过载和短路。

框架式断路器还经常应用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关、大容量馈线开关和大型电动机控制开关。

（2）塑壳式断路器（MCCB）

塑壳式断路器也被称为装置式断路器，其接地线端子外触头、灭弧室、脱扣器和操作机构等都装在一个塑料外壳内。辅助触点，欠电压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化，结构非常紧凑，一般不考虑维修，适用于作支路的保护开关。塑壳断路器通常含有热磁跳脱单元，而大型号的塑壳断路器会配备固态跳脱传感器。

塑壳式断路器过电流脱扣器有电磁式和电子式两种，一般电磁式塑壳断路器为非选择性断路器，仅有长延时及瞬时两种保护方式；电子式塑壳断路器有长延时、短延时、瞬时和接地故障四种保护功能。部分电子式塑壳断路器新推出的产品还带有区域选择性连锁功能。

塑壳式断路器一般用于配电馈线控制和保护，小型配电变压器的低压侧出线总开关，动力配电终端控制，也可用于各种生产机械的电源开关。

（3）微型断路器（MCB）

微型断路器是建筑电气终端配电装置引中使用最广泛的一种终端保护电器。用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护，包括单极1P，二极2P、三极3P、四极4P四种。

微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

在民用建筑电气设计中，微型断路器主要用于线路的过载、短路、过电流、失压、欠压、接地、漏电、双电源自动切换及电动机的不频繁起动时的保护、操作等用途。

二、断路器的基本特性参数

In是过负荷脱扣器的额定电流；

Ir是长延时过负荷脱扣器整定电流；

Isd是短延时过负荷脱扣器的整定电流；

Im是瞬时（热磁）脱扣器整定电流。

国标《低压开关设备和控制设备 低压断路器》GBl4048.2—94(等效采用IEC947—2)对断路器的额定电流的概念有如下解释：

断路器的额定电流1n，是指脱扣器能长期通过的电流，也就是脱扣器额定电流。对带可调式脱扣器的断路器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lnm，用基本几何尺寸相同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。

脱扣器额定电流1n，指脱扣器能长期通过的最大电流。电子脱扣可整定范围0.4～1×1n，热磁脱扣可整定范围为0.7～1×1n.

长延时过载脱扣器动作电流整定值Ir，固定式脱扣器其1r=In，可调式脱扣器其Ir为脱扣器额定电流1n的倍数，如1r=0.4～1×1n。

短延时电磁脱扣器动作电流整定值Im，为过载脱扣器动作电流整定值Ir的倍数，倍数固定或可调，如Im=2～10×Ir。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。

瞬时电磁脱扣器动作电流额定值Im′，为脱扣器额定电流In的倍数，倍数固定或可调，如Im′=1.5～11×In。对不可调式可在其中选择一适当的整定值。

额定极限短路分断能力Icu是断路器规定的试验电压及其它规定条件下的极限短路分断电流之值，它可以用预期短路电流表示。

额定运行短路分断能力Ics是指断路器在规定的试验电压及其它规定条件下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。

额定短时耐受电流Icw是指断路器在规定的试验条件下短时间承受的电流值。对于交流，此电流值是预期短路电流的周期分量有效值，与额定短时耐受电流有关的时间至少为0.05s。

三、断路器选用的一般原则

1、一般选用原则

(1)根据用途选择断路器的型式及极数；

根据最大工作电流选择断路器的额定电流；根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是：

①断路器的额定工作电压≥线路额定电压；

②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流；

③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流（一般按有效值计算）；

④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流；

⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压；

⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压；

⑦电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压；

⑧断路器用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。

(2)采取断路器作为单台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。

(3)采用断路器作为多台电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为1.3倍最大一台电动机的启动电流再加上其余电动机的工作电流。

(4)采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。

(5)初步选定断路器的类型和等级后，还要与上、下级开关的保护特性进行配合，以免越级跳闸，扩大事故范围。

2、电动机保护用断路器的选用

电动机保护用断路器可分为两类：

一类是指断路器只作保护而不负担正常操作；另一类是指断路器需兼作保护和不频繁操作之用。后一类情况需考虑操作条件和电寿命。电动机保护用断路器的选用原则为：

(1) 长延时电流整定值等于电动机额定电流。

(2) 瞬时整定电流：对保护笼型电动机的断路器，瞬时整定电流等于（8-15）倍电动机额定电流，取决于被保护电动机的型号、容量和启动条件；对于保护绕线转子电动机的断路器，瞬时整定电流等于（3-6）倍电动机额定电流，取决于被保护绕线转子电动机的型号、容量和启动条件。

(3) 6倍长延时电流整定值的可返回时间大于等于电动机实际启动时间。按启动时负载的轻重，可选用可返回时间为1、3、5、8、15S中的某一档。

3、导线保护断路器的选用

照明、生活用导线保护断路器，是指在生活建筑中用来保护配电系统的断路器，选用时应考虑：

(1) 长延时整定值小于等于线路计算负载电流。(2) 瞬时动作整定值等于（6-20）倍线路计算负载电流

四、断路器的级联保护性

在配电系统的设计中，断路器的上下两级之间的选择性配合，必须具有“选择性、快速性和灵敏性”。

选择性则与上下两级断路器之间的配合有关，而快速性和灵敏性分别与保护电器本身特点和线路运行方式有关。

上下两级断路器配合得当，则能有选择地将故障回路切除，保证配电系统的其它无故障回路继续正常工作。反之，则影响配电系统的可靠性。

级联保护是断路器限流特性的具体应用，其主要原理是利用上级断路器的限流作用，在选择下级断路器时，可选择分断能力较低的断路器，以达到降低成本节约费用的目的。上级的限流型断路器QF1能分断其安装处的最大预期短路电流，由于配电系统中上下级的断路器为串联安装，当下级，断路器QF2出口处发生短路时，该短路电流由于上级断路器QF1的限流作用而使其实际值远小于该处的预期短路电流，也就是说，下级断路器QF2的分断能力在上级断路器QF1帮助下大大增强，超过了其额定分断能力。这种级联保护也是有一定的条件，譬如邻近的回路不能有重要负载(因为一旦QF1跳闸QF3回路也停电)，同时QF1的瞬动整定值与QF2的瞬动整定值也要匹配得当等。级联数据只能由实验测定，上下级断路器的配合选择也只能由断路器制造商提供确定。

五、断路器的灵敏度

为了保证断路器的瞬时或短延时过流脱扣器在系统最小运行方式下，在其保护范围内发生最轻微的短路故障时能可靠动作。断路器保护的灵敏度必须满足《低压配电设计规范》 (CB50054-95)规定其灵敏度应不小于1.3，即Sp=lk.min/Iop≥1.3。式中，lop为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流，Ik.Min为断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流或两相短路电流，Sp为断路器的灵敏度。

在选用断路器时，还应注意对其灵敏度的校验，对于同时具有短延时和瞬时过电流脱扣器的选择性断路器，只需要校验短延时过电流脱扣器的动作灵敏度，不需要校验瞬时过电流脱扣器动作的灵敏度。

六、断路器脱扣器的选择和整定

（1）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定

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lop(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lop(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，而其断路器不跳闸事故的发生，断路器过流脱扣器的动作电流lop应符合公式的要求，lop≤Kol·Ial。式中，Ial为绝缘线缆的允许载流量；Kol为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。如果不满足以上配合要求，则应改选脱扣器动作电流，或适当加粗导线或电缆线的截面积。

（5）整断路器的整定值调整方法，需要举例说明，具体如下：

例如，运行电流是400A ，如果使用了MT10断路器，需要把Ir表盘上的指针调到0.4即可。短路短延时保护主要是用于下一级速断保护的后备保护，它的时间的调整需要根据上下级实现时间选择性保护时的基本要求来实现。

短路短延时的电流的整定需要按照被保护范围内末端最小短路电流来整定。是以Ir为基准的倍数来调节的。电流速断保护不能保护线路全长，通常它的电流的整定值要比短路短延时设定的电流动作值要大。不能被保护的死区需要由短路短延时保护做后备保护。

整定值是经过整定计算和试验，所得出保护装置（断路器器）完成预定保护功能所需的动作参数（动作值、动作时间等）规定值。如果上一级小于下一级，那么上一级已经动作而下一级仍未动作，就没有保护作用了。

相关推荐：

1、GB5226.1-2008 机械电气安全

2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范