低压断路器的选择浅析

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%。

电气技术2018年第18期363所测结果表明，随着频率不断增加，其噪声值在逐渐减小，且改造前、后空调系统的噪声值差异明显，机组1#、2#、3#回风口处分频测试噪声值均在50dB 以下，取得了显著的降噪消声效果。

5　结语综上所述，选用低噪声设备、优化安装设计方案，并设置消声器，最终可使暖通空调系统外部回风口的噪声值减小至55dB 以下，满足降噪标准的要求。

低压配电系统中通过安装断路器，能够有效的保障低压配电系统的稳定运行；同时，断路器具有安全可靠、体型极小、操作方便等优势，一直得到行业的信赖与青睐。

探究低压配电系统的断路器选择，能够为低压配电系统合理设计断路器提供科学的参考。

1　断路器电流参数选择与确定分析一是，额定电流选择与确定。

额定电流是断路器内部脱扣器通过的电流，所以，又被称为脱扣器额定电流。

额定电流的确定依据为断路器壳架等级、塑料外壳内脱扣器最大额定电流，其中脱扣器额定电流要小于塑料外壳中最大的脱扣器额定电流，并大于保护电路的配电线路电流。

二是，延时动作电流选择与确定。

其分为两种情况，一种是长延时动作电流，另一种是短延时动作电流。

其中电流情况的确定方式为，要考虑断路器长延时可靠系数，其电流要大于可靠系数，并小于电缆或导线的载流量。

三是，瞬时电流脱扣器整定值。

其确定要参考瞬时脱扣器可靠系数。

电动机电流误差、瞬动电流误差、最大启动机启动电流、除最大启动机以外所有线路的负载电流几项参数。

满足保护电路的选择需求后，其值大于下级保护电器的故障电流。

四是，照明线路保护的脱扣器电流整定。

其分为两种整定情况，一种是长延时，一种是瞬时，其需要参考脱扣器可靠系数、电光源启动特性以及断路器几项要素。

五是，短路电流校验。

通常情况，正常运行情况下，断路器额定运行短路分断能力会大于保护电路中三项短路电流。

及时出现困难，其极限值也会大于保护线路三项短路电流值。

2　断路器设置与选型经常出现的问题分析2.1　配电箱进线位置断路器选择分析在配电箱进线位置上，通常会选择隔离开关，而不选择瞬时脱扣器断路器，这主要是当电流过载后，隔离开关会迅速切断负载电流开关，发挥出过载保护的作用。

低压断路器的选用原则
低压断路器是一种用于保护低压电路及设备的重要元件，它的装置和选用是设计和使用低压电路必不可少的要求。

1. 负荷电流：对于低压断路器的选用，必须确定其所要保护的
负荷电流，根据负荷电流确定断路器的容量大小，其容量应大于或等于负荷电流的1.5倍，以确保断路器的正常工作。

2. 过载能力：由于低压断路器的过载能力可能会因负荷电流的
变化而变化，因此，在选择低压断路器时，必须确定断路器的过载能力系数，以保证断路器的正常工作。

3. 断开能力：断开能力是指断路器在保护线路不受损坏的情况
下能够成功断开负荷电流的能力，这是低压断路器的基本功能，因此在选择断路器时，必须确定断路器的断开能力是否足以满足设计要求。

4. 接通能力：当电路被断开时，必须能够成功恢复电路，因此，选择低压断路器时，必须确定断路器的接通能力，以保证电路能够在发生故障时及时得到保护。

5. 尺寸大小：低压断路器的外形尺寸，必须选择符合具体应用
要求的尺寸，以确保断路器和电路的正常运行。

6. 环境要求：在选择低压断路器时，必须考虑工作环境，如温度、湿度等，以确保断路器的正常工作。

以上是低压断路器的选用原则，使用者必须根据实际情况确定断路器的类型，选用合适的断路器，以保证电路的安全可靠。

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最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。

据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、去伪存真。

1、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力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Ite=Ste/1.732U式中Ste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变压器容量x1.44～1.50。

（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)=Ite/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) （7）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，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。

低压配电中断路器的选型方法摘要：现阶段数据中心、医院、养老院、交通、旅游、酒店等第三产业将快速发展，配套相应低压配电将再次迎来高速发展阶段，而在低压配电中断路器的选型是否科学合理经济，当设备中任何一点发生的故障位于故障上游的保护装置应立即清除，则所有其它保护装置均不受影响，一条线路上的一个故障不会导致其它线路供电中断，这些关系到整个供电系统的安全可靠运行，从而直接和间接的影响着以上行业的健康发展，本文将对低压配电中断路器的选型进行浅析，以供电气相关设计人员参考。

关键词：数据中心；医院；养老院；酒店；轨道及高速公路；低压配电；断路器；选型1 低压断路器介绍IEC 60947-2 定义：能接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常条件下(如短路)接通、承载电流一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

1.1.低压断路器一般分类低压断路器分类方法较多，其中应用较为广泛的分类有：按用途、按设计型式分类、按安装形式、按IEC建议、按灭弧介质、按保护性能等分类。

1.1.1低压断路器按用途分类可分为配电用低压断路器、电动机保护用断路器、照明用微型断路器、剩余电流保护器，详见图1。

图1 低压断路器按用途分类1.1.2 按设计型式分类按设计型式分为开启式(原万能式或框架式)和塑料外壳式或模压外壳式。

1.1.1.按安装形式分类（1）框架低压断路器按安装形式分固定式和抽屉式两种。

（2）塑壳低压断路器安装形式分固定式和抽屉式、插入式三种。

1.1.4 按IEC对断路器分类，见图2图2 按IEC对断路器分类1.1.5 按灭弧介质分类低压断路器按灭弧介质分为空气断路器和真空断路器。

1.1.6 按保护性能分类按保护性能分为选择性保护和后备保护两种。

一般而言，一个有效的保护系统必须达到：检测事件发生的内容和位置、识别区域内选择性异常，但可接受的情况和故障情况，避免不必要跳闸，以防系统内正常部分设备被不合理地中断快速做出反应，以限制损害(设备毁坏、缩短寿命等)、保障供电的连续性和稳定性。

低压断路器的选择和应用1概述低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。

低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。

低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作。

低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调)；按结构型式分，有万能式(又称框架式)和塑壳式断路器；按灭弧介质分，有空气式和真空式(目前国产多为空气式)；按操作方式分，有手动操作、电动操作和弹簧储能机械操作；按极数分，可分为单极、二极、三极和四极式；按安装方式分，有固定式、插入式、抽屉式和嵌入式等。

低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。

低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。

2低压断路器的结构低压断路器由触头、灭弧装置、操作机构和保护装置等组成。

2.1触头系统触头(静触头和动触头)在断路器中用来实现电路接通或分断。

触头的基本要求为： (1)能安全可靠地接通和分断极限短路电流及以下的电路电流； (2)长期工作制的工作电流； (3)在规定的电寿命次数内，接通和分断后不会严重磨损。

常用断路器的触头型式有，对接式触头、桥式触头和插入式触头。

对接式和桥式触头多为面接触或线接触，在触头上都焊有银基合金镶块。

大型断路器每相除主触头外，还有副触头和弧触头。

断路器触头的动作顺序是，断路器闭合时，弧触头先闭合，然后是副触头闭合，最后才是主触头闭合；断路器分断时却相反，主触头承载负荷电流，副触头的作用是保护主触头，弧触头是用来承担切断电流时的电弧烧灼，电弧只在弧触头上形成，从而保证了主触头不被电弧烧蚀，长期稳定的工作。

2.2灭弧系统灭弧系统用来熄灭触头间在断开电路时产生的电唬灭弧系统包括两个部分：一为强力弹簧机构，使断路器触头快速分开；一为在触头上方设有灭弧室。

低压断路器的选型原则在选择低压断路器时，应考虑以下几个方面：一. 流量等级低压断路器的流量等级是指其额定电流的大小，通常表示为A，例如：100A、200A等等。

在进行选型时应根据所需的电气负荷来确定所需的流量等级，一般情况下，大型设备需要高流量等级的断路器，而小型电器则需要低流量等级的断路器。

二. 短路容量短路容量是指断路器在短时间内承受的最大电流，通常以kA表示。

断路器的短路容量应大于所连接电路的短路容量，以保证电路的安全性。

当选择断路器时，应先了解所连接电路的短路容量再进行选型。

三. 极数和极序断路器的极数表示摆在断路器上的接线点数，例如单极、双极、三极等等。

在选择断路器时还应根据接线方式来确定其极序，包括一般式和特殊式两种接线方式。

四. 使用条件断路器能否在恶劣的环境下稳定工作是选择时需要考虑的问题之一。

例如定期发生的大量气体、酸雾等化学物质会影响断路器的稳定性，因此在选择断路器时应考虑使用条件因素。

五. 使用寿命断路器的寿命是使用中需要考虑的一项重要因素。

通常，断路器的使用寿命是以其带载寿命、机械寿命和电气寿命为基础确定的。

根据不同的使用情况，选择不同的断路器可以延长其使用寿命。

六. 质量保证选择具有一定质量保证的断路器是确保电气安全的重要措施之一。

因此，在选择低压断路器之前，应从质量、技术、售后服务以及售后服务能力等方面考虑品牌信誉和产品质量保证。

结论在选择低压断路器时，需要考虑多方面因素。

流量等级、短路容量、极数和极序、使用条件、使用寿命和质量保证等都应在选择断路器时进行综合考虑。

据此，我们可以选择适合自己需求的低压断路器，以确保电气设备的正常工作和人身安全。

低压断路器地选择及常见故障处理方法低压断路器地选择应注意以下几点.①低压断路器地额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备地正常工作电压和工作电流.②低压断路器地极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流.③欠电压脱扣器地额定电压等于线路地额定电压.④过电流脱扣器地额定电流大于或等于线路地最大负载电流.使用低压断路器来实现短路保护比熔断器优越，因为当三相电路短路时，很可能只有一相地熔断器熔断，造成断相运行.对于低压断路器来说，只要造成短路都会使开关跳闸，将三相同时切断.另外还有其他自动保护作用.但其结构复杂、操作频率低、价格较高，因此适用于要求较高地场合，如电源总配电盘.低压断路器常见故障及其处理方法如表所示. 表低压断路器常见故障及其处理方法故障现象产生原因修理方法手动操作断路器不能闭合．电源电压太低．热脱扣地双金属片尚未冷却复原．欠电压脱扣器无电压或线圈损坏．储能弹簧变形，导致闭合力减小．反作用弹簧力过大．检查线路并调高电源电压．待双金属片冷却后再合闸．检查线路，施加电压或调换线圈．调换储能弹簧．重新调整弹簧反力电动操作断路器不能闭合．电源电压不符．电源容量不够．电磁铁拉杆行程不够．电动机操作定位开关变位．调换电源．增大操作电源容量．调整或调换拉杆．调整定位开关电动机启动时断路器立即分断．过电流脱扣器瞬时整定值太小．脱扣器某砦零件损坏．脱扣器反力弹簧断裂或落下．调整瞬间整定值．调换脱扣器或损坏地零部件．调换弹簧或重新装好弹簧分励脱扣器不能使断路器分断．线圈短路．电源电压太低．调换线圈．检修线路调整电源电压欠电压脱扣器噪声大．反作用弹簧力太大．铁芯工作而有油污．短路环断裂．调整反作用弹簧．清除铁芯油污．调换铁芯欠电压脱扣器不能使断路器分断．反力弹簧弹力变小．储能弹簧断裂或弹簧力变小．机构生锈卡死．调整弹簧．调换或调整储能弹簧．清除锈污。

低压断路器的选择如何正确选择低压断路器？以下五大步骤必不可少：（1）由线路的计算电流来决定断路器的额定电流；（大概有99%的设计者做到了这一条）。

（2）断路器的短路整定电流应躲过线路的正常工作启动电流。

（大概有30%的设计者注意到了这一条）。

（3）按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力；（大概有10%的设计者注意到了这一条）。

（4）按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；（大概有5%的设计者注意到了这一条）。

（5）按照线路上的短路冲击电流（即短路全电流最大瞬时值）来校验断路器的额定短路接通能力（最大电流预期峰值），即后者应大于前者。

（大概有1%的设计者注意到了这一条）。

关于断路器选择的几个要点1不同的负载应选用不同类型的断路器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用(照明、家用电器等)三大类。

以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。

这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的。

对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。

所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。

万能式(又称框架式)断路器中的DW15系列、DW17(ME)系列、AH 系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、 DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15、DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。

选择性保护，如图1所示。

图 1当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护(由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电)。

如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1、QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。

浅谈低压断路器及漏电保护器选择及使用摘要：在电气行业中，一些断路器及漏电保护器的设计、制造者与他的用户之间由于沟通、交流不够，致使电气产品的用户在选择低压断路器及漏电保护器上存在些盲区。

通过对当前电气市场的广泛调研，并结合电器用户的使用经验，浅谈低压断路器及漏电保护器的选择及使用关键词：断路器；漏电保护器；选择；使用1不同的负载选用不同类型的断路器常见的负载有配电线路、电动机和办公用与类似办公用三大类。

以此相对应的便有配电、电动机和办公用等的过电流保护断路器，这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的，下面分别加以分析：1.1对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。

所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时特性，而非选择型断路器仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护。

当线路短路时，只有靠近该点的断路器动作，而上方位的断路器不应该动作，这就是选择性保护。

要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。

考虑到配电线路内有电动机群，由于电动机仅是其负载的一部分，且一群电动机不会同时起动，故选择断路器时可只考虑线路额定电流。

1.2对于直接保护电动机的电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是说必须躲过电动机的启动峰值电流就可以了，其它特性选择与配电线路相似。

1.3办公用和类似场所的保护，也分A类断路器和B类断路器，A类断路器的过载脱扣特性为：瞬时脱扣器的脱扣电流在3倍至50倍额定工作电流这个范围。

B类断路器的短路短延时特性为：短延时时间为0至0.3s可调或短延时时间0.1、0.2、0.3和0.4s可调。

配电、电动机和办公用等的过电流保护断路器，因保护对象的承受过载电流的特点、特性不同，因此，选用的断路器的保护特性也是不同的。

2选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。