低压断路器保护特性

浅析低压电动机保护断路器的选型摘要：本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、电动机保护断路器脱扣曲线以及电动机保护断路器等几个方面来分析，为断路器选型和保护整定提供参考。

关键词：电动机保护；断路器；整定值引言现阶段电动机运行工况复杂，配电保护繁琐。

断路器避免误动，准确切除故障是选型的重中之重。

本文从电动机保护断路器的类型及特点、鼠笼式异步电动机的起动特性、断路器脱扣曲线分析等几个方面结合实际案例，为断路器选型提供一种简易计算方法。

1电动机保护断路器的类型及特点1.1电动机保护断路器有两大类：第一类，兼具过载保护和短路保护功能，脱扣器类型为热磁式和电子式。

第二类，只具有短路保护功能，短路保护元器件为磁脱扣线圈，也称单磁保护。

1.2电动机保护断路器有两大特点：第一个特点，除了遵循GB 14048.2-2008外，过载保护的反时限特性必须满足GB 14048.4-2010标准的要求，即约定不脱扣电流和约定约定脱扣电流对应的时间，还需要满足过载继电器的脱扣级别要求。

配电断路器过载保护曲线遵循的是GB 14048.2-2008标准中反时限断开特性。

第二个特点是磁保护或瞬时保护整定值相对配电型断路器高，一般12~15In 甚至更高，目的是为了躲过电动机起动时在第一个半波出现的接通电流峰值，避免磁保护误动作；配电型断路器的瞬时整定一般为10In。

2鼠笼式异步电动机的起动特性断路器的保护特性需要与电动机的工作特性相匹配。

如图1所示左侧曲线为鼠笼式电动机起动特性曲线，电机起动电流通常为4~8.4In，峰值发生在第一个半波，在第二、第三周波内急剧衰减。

右侧反时限脱扣曲线为保护电器过载保护曲线。

从图可知反时限脱扣曲线需保持在电动机正常运行电流和起动电流的上方，磁保护或瞬时保护整定值Irm＞I"d。

In为电动机额定电流（有效值）Id为电动机起动电流（有效值）I"d为接通电流峰值（峰值）图1 断路器与电动机特性曲线对比3电动机保护断路器脱扣曲线分析3.1热磁式电动机保护断路器以额定电流23A断路器为例，热脱扣范围为17~23A，磁脱扣电流为327A±20%。

常见低压电气开关的类型和保护特性A、低压开关小型空气开关又称微型空气断路器，容量多在63A及以下，分单极开关、双极开关（火线和零线同时切断）、双极漏电保护型开关、三极开关、三极漏电保护型开关。

此类开关多用于机房内供电负荷的末级出线的分合及保护，具备过流和速断自动保护跳闸功能。

如梅兰日兰C系列，其保护特性属于流过电流一旦超过额定电流值立即跳闸类型。

适合于启动电流较小的用电设备。

如梅兰日兰D系列，其保护特性属于流过电流达到额定电流值，延时跳闸类型。

适合于启动冲击电流比较大的电机等用电设备。

以上两种类型，在播出机房内应采用如梅兰日兰D系列。

这类开关必须使用正品。

还有带漏电保护小型空开，如DZ—47、梅兰日兰C45N—vigi类。

根据我国规定，漏电电流达到30MA，0.1S跳闸。

适合于非播出设备的普通插座电源的保护。

它的保护功能：用电设备内部带电部分与外壳绝缘损坏漏电时的跳闸保护。

人员不慎接触到火线，且对地电流达到30MA时的跳闸保护。

但是如果在此开关出线端一手抓火线，一手抓零线，该开关不能保护。

以下图中，开关的上部采用跳接方式，是安装规程和验收规程绝对不允许的。

B、低压中型空气开关又称塑壳自动空气断路器，容量多在63---400A 范围内，多为三极开关。

如国产的CM1、TO、TG、DZ10、DZ20 等系列，其中DZ10已经被明令淘汰。

进口或合资的ABB、三菱、梅兰日兰、施奈德等系列，外形为长方型塑料盒。

此类开关多用于低压配电室内馈出配电柜的400A以下出线开关，以及末级配电箱、柜的主进开关和出线回路开关。

此类开关基本保护功能：具备过流和速断自动保护跳闸功能。

过流保护，流过电流到达额定整定值1.2倍后延时跳闸。

速断保护，一旦电流达到7---10倍额定电流值，视为短路，立即跳闸。

过流保护跳闸功能一般依靠开关内部的热脱扣装置，速断保护一般依靠开关内的电磁脱扣装置。

合称为复式脱扣。

目前ABB、施奈德的产品，增加了相当多的附件，附件内的保护装置，具备了许多以往大型开关才有的额定电流整定和延时时间整定，以及分励脱扣等功能。

断路器主要参数与特性断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护（Ir或Irth）和短路保护（Im）的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流（工业用断路器Icu；家用断路器Icn）等。

额定工作电压（Ue）：这是断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压。

额定电流（In）：这是配有专门的过电流脱扣的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。

短路继电器脱扣电流整定值（Im）：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限Im。

额定短路分断能力（Icu或Icn）：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值。

标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时直流暂态分量（总在最坏的情况短路下出现）假定为零。

工业用断路器额定值（Icu）和家用断路器额定值（Icn）通常以kA 均方根值的形式给出。

短路分断能力（Ics）：断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。

国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》（GB14048.2—94）对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释：断路器的额定极限短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；断路器的额定运行短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。

其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值（例如380V ，50kA），而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA 短路电流，断路器立即开断（open简称O），断路器应完好，且能再合闸。

t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通（close 简称C）和紧接着的开断（O），（接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性）。

低压断路器的选型和整定低压断路器的选用，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。

塑壳断路器的选用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。

断路器主要参数与特性断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护〔Ir或Irth〕和短路保护〔Im〕的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流〔工业用断路器Icu；家用断路器I〕等。

额定工作电压〔Ue〕：这是断路器在正常〔不连续的〕的情况下工作的电压。

额定电流〔In〕：这是配有专门的过电流脱扣的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。

短路继电器脱扣电流整定值〔Im〕：短路脱扣继电器〔瞬时或短延时〕用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限Im。

额定短路分断能力〔Icu或I〕：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高〔预期的〕电流值。

标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时直流暂态分量〔总在最坏的情况短路下出现〕假定为零。

工业用断路器额定值〔Icu〕和家用断路器额定值〔I〕通常以kA均方根值的形式给出。

短路分断能力〔Ics〕：断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。

国标"低压开关设备和控制设备低压断路器"〔GB14048.2—94〕对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释：断路器的额定极限短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；断路器的额定运行短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。

其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值〔例如380V ，50kA〕，而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA 短路电流，断路器立即开断〔open简称O〕，断路器应完好，且能再合闸。

t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进展一次接通〔close 简称C〕和紧接着的开断〔O〕，〔接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性〕。

低压断路器瞬时动作电流整定值《低压断路器瞬时动作电流整定值探究》在电气系统中，低压断路器是一种非常重要的保护设备，用于保护电气设备和线路免受过载和短路的影响。

其中，瞬时动作电流整定值是断路器保护特性中的一个重要参数，它直接影响着断路器在实际运行中的保护性能。

本文将从低压断路器的瞬时动作电流整定值出发，深入探讨其在电气系统中的作用和重要性。

1. 低压断路器瞬时动作电流整定值的定义瞬时动作电流整定值是指断路器在短路故障时，瞬时动作释放器瞬时动作电流的整定值。

它是断路器的一个重要保护参数，用来保护电气设备和线路免受瞬时大电流的影响。

2. 低压断路器瞬时动作电流整定值的意义在电气系统中，瞬时动作电流往往是短路故障时产生的最大电流，断路器必须能够迅速而可靠地对其进行处理，以避免设备和线路的损坏。

瞬时动作电流整定值的合理设置对于确保电气系统的安全和可靠运行至关重要。

3. 低压断路器瞬时动作电流整定值的设置方法瞬时动作电流整定值的设置涉及到多方面的因素，包括电气设备的额定电流、线路的容量、短路故障电流等。

常见的设置方法包括经验法、计算法和实测法，而最合理的方法往往是结合多种方法进行综合考虑。

4. 低压断路器瞬时动作电流整定值的调整和校验一旦断路器瞬时动作电流整定值确定之后，就需要对其进行定期的调整和校验，以确保其保护性能处于最佳状态。

调整和校验的方法包括手动调整、电气测试和保护装置的定期维护等。

5. 个人观点和理解对于低压断路器瞬时动作电流整定值，我认为其设置和调整具有一定的技术难度，需要对电气系统有深入的了解和丰富的经验才能做出合理的决策。

随着电气系统的不断发展和变化，瞬时动作电流整定值也需要不断进行调整和优化，以适应不同的工作环境和要求。

通过以上对低压断路器瞬时动作电流整定值的探讨，我们可以发现其在电气系统中具有极其重要的作用，合理的设置和调整将直接影响到系统的安全和可靠运行。

对于电气工程师和技术人员来说，对于瞬时动作电流整定值的深入理解和掌握至关重要。

低压断路器详细介绍一、低压断路器的定义、分类及执行的标准(一)定义低压断路器是一种使用于低压电网〔交流(50Hz或60Hz额定电压在120及以下，直流额定电压在1200v及以下的电路〕的配电电器。

按其用途，低压断路器被定义为:能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下(如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时)接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。

过去也称之为自动开关、空气开关和空气断路器(空开、空断)等。

断路器区别于开关：开关和断路器均能接通、承载和分断正常条件下的运行电流。

开关能在短路条件下承载一定时间的电流，而断路器除了在短路条件下承载一定时间的电流外，还能接通和分断短路电流。

开关属于被动元件，断路器属于主动元件。

这里所指的被动和主动，指的是能否开断短路电流。

(二)低压断路器的分类按结构、功能和用途可分为：万能式(也称框架式)、塑料外壳式、以及灭磁式、爆炸式，真空和选相闭合式等等。

后面的四种属于特殊场合使用。

按使用类别：国际电工委员会的IEC标准和我国相应标准又再分成A类和B类两个类型。

A类: 按照国家标准(GB14048、2- 94)，A类断路器为非选择型，这类断路器因没有明确要与另一同侧串联短路保护电器（如熔断器或上、下级断路器等）相配合，不必人为设置短延时，因而也没有额定短时耐受电流的要求，其保护特性必是二段保护特性（过载长延时和短路瞬时）。

建筑施工场所的控制屏往往选用这一类断路器，以致往往造成上一级断路器先行跳闸，这实际上已是目前工地现场保护的一种“通病”，值得注意和纠正。

B类：断路器为选择型，这类断路器可设置二段保护，也可设置三段保护，但都必须有短延时（额定短时耐受电流），前者为瞬时、短延时，后者为瞬时、短延时和长延时。

它的作用是可调节短延时时间范围，以满足与同侧相串联的其他短路保护电器（如熔断器或上、下级断路器等）的选择性配合目前采用智能型控制器(脱扣器)的塑壳式也属于B类，它的明显特征是:保护特性具有过载长延时、短路瞬动、又有短路短延时的三段保护，他们最适宜作选择性保护。

断路器主要参数与特性断路器的特性主要有：额定电压Ue；额定电流In；过载保护（Ir或Irth）和短路保护（Im）的脱扣电流整定围；额定短路分断电流（工业用断路器Icu；家用断路器Icn）等。

额定工作电压（Ue）：这是断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压。

额定电流（In）：这是配有专门的过电流脱扣的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。

短路继电器脱扣电流整定值（Im）：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限Im。

额定短路分断能力（Icu或Icn）：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值。

标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值，计算标准值时直流暂态分量（总在最坏的情况短路下出现）假定为零。

工业用断路器额定值（Icu）和家用断路器额定值（Icn）通常以kA 均方根值的形式给出。

短路分断能力（Ics）：断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。

国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》（GB14048.2—94）对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释：断路器的额定极限短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；断路器的额定运行短路分断能力：按规定的实验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。

其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值（例如380V ，50kA），而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA 短路电流，断路器立即开断（open简称O），断路器应完好，且能再合闸。

t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通（close 简称C）和紧接着的开断（O），（接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性）。

断路器是配电系统中主要的保护电器之一，也是功能最完善的保护电器，其主要作用是作为短路、过载、接地故障、失压以及欠电压保护。

根据不同需要，断路器可配备不同的继电器或脱扣器。

脱扣器是断路器总体的一个组成部分，而继电器，则通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器、分励脱器来控制断路器。

低压断路器一般由脱扣器来完成其保护功能。

标明低压断路器电流特性的参数很多，容易混淆不清。

在设计文件中，常常在标明断路器的电流值时，不说明电流值的意义，给定货造成混乱。

要完整准确的选择断路器，清楚地标定断路器的各个电流参数是必要的。

1 断路器的额定电流参数国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》GB14048.2-94(等效采用IEC947-2)对断路器的额定电流使用两个概念，断路器的额定电流1n和断路器壳架等级额定电流1nm，并给出如下定义：——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1nm，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。

国标GB14048.2-94中对断路器额定电流的定义与我们通常所说的概念有些不同。

当我们提及“断路器额定电流”这一概念时，通常是指“断路器壳架等级额定电流”而不是“脱扣器额定电流”。

例如当我们选择一只DZ20Y-100/3300-80A型断路器时，通常我们简单地说其额定电流为100A，脱扣器的额定电流为80A。

多数低压断路器供应商所提供的产品资料中，也一般不提“断路器壳架等级额定电流”这一复杂的说法，而只给出“断路器额电流”这一参数，其实就是“断路器额定电流”作为“断路器壳架等级额定电流”的一种简称，似乎较为合适。

也许标准中对额定电流的定义与平时使用的不一致是导致混乱的原因之一。

“断路器壳架等级额定电流”是标明断路器的框架通流能力的参数，主要由主触头的通流能力决定，它也决定了所能安装的脱扣器的最大额定电流值。