斷路器有高壓、低壓之分，一般把用于交流額定電壓在1200V及以下，直流額定電壓在1500V及以下的斷路器稱為低壓斷路器。低壓斷路器，從它的結(jié)構(gòu)、用途、所具有的功能來分，可分為萬能式斷路器(又稱框架式，ACB，Air Circuit Breaker)、塑殼斷路器(MCCB，Molded Case Circuit Breaker)、微型斷路器(MCB，Miniature Circuit Breaker)。

微型斷路器一般單極厚度為18mm，其特點(diǎn)是小尺寸下有較大的分?jǐn)嗄芰ΑＮ⑿蛿嗦菲饔擅摽燮鳌C(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧室等幾部分組成。微型斷路器一般具有短路保護(hù)和熱保護(hù)兩種功能，短路保護(hù)由電磁瞬動(dòng)脫扣器完成，主要是螺管式?jīng)_擊電磁鐵。

微型斷路器的短路保護(hù)工作原理大都采用限流分?jǐn)嗉夹g(shù)，限流分?jǐn)嘣淼膶?shí)質(zhì)是利用短路故障電流的作用，使觸頭快速分?jǐn)啵|頭間的電弧電壓迅速增長，以此而限制短路電流；熱保護(hù)采用雙金屬片，額定電流5A以上都采用直接加熱，5A以下采用復(fù)式加熱。

微型斷路器選擇

1 微型斷路器選擇的一般條件及注意事項(xiàng)

• （1）型號(hào)選擇。按不同用途選用不同的斷路器，斷路器一般分為配電用、照明用、保護(hù)電動(dòng)機(jī)用、可控硅保護(hù)用以及漏電保護(hù)用等。
• （2）極數(shù)選擇。根據(jù)安裝環(huán)境條件的不同、保護(hù)對(duì)象的相數(shù)選擇四極、三極、二極、單極斷路器。
• （3）斷路器額定電流的選擇。“斷路器額定電流”，通常是指“斷路器殼架等級(jí)額定電流”而不是“脫扣器額定電流”。 “斷路器殼架等級(jí)額定電流”是標(biāo)明斷路器的框架通流能力的參數(shù)，主要由主觸頭的通流能力決定，它也決定了所能安裝的脫扣器的最大額定電流值。
• （4）低壓斷路器的額定電壓≥線路的額定電壓。
• （5）低壓斷路器脫扣器額定電流≥線路計(jì)算電流。
• （6）有些低壓斷路器的脫扣器額定電流對(duì)環(huán)境溫度的變化特別敏感，選用時(shí)需要注意使用環(huán)境的氣象條件。

2 各種保護(hù)用斷路器的選擇

1）照明回路

室內(nèi)照明回路常為是電阻性負(fù)載，可選用一般微型斷路器。

（1）斷路器整定計(jì)算

長延時(shí)和瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流分別為 ： Iset1≥Krel1Ic； Iset3≥Krel3Ic。

式中Iset1、Iset3：斷路器長延時(shí)、瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流；Krel1、Krel3：斷路器長延時(shí)、瞬時(shí)過電流脫扣器可靠系數(shù)，取決于電光源起動(dòng)特性和低壓斷路器特性，其值見表1；Ic：線路計(jì)算電流。

表1 照明線路保護(hù)斷路器的長延時(shí)和瞬時(shí)過電流脫扣器可靠系數(shù)

（2）靈敏度校驗(yàn)

如果采用斷路器可靠切斷接地故障電路，則應(yīng)滿足下式要求：Idmin/Iset1≥Krel。式中Idmin：被保護(hù)線路末端最小短路電流；Krel：脫扣器動(dòng)作可靠系數(shù)，取1.3。

如果線路較長，單相短路電流較小，不能滿足上述要求，可以采用剩余電流保護(hù)器作接地故障保護(hù)。

（3）分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)

斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?yīng)不小于保護(hù)線路最大短路電流的有效值。

2）電動(dòng)機(jī)回路

電動(dòng)機(jī)回路可選擇電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器，也可選用一般配電保護(hù)型斷路器。電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器它有過載保護(hù)，短路瞬時(shí)動(dòng)作保護(hù)。一般配電保護(hù)型斷路器作電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)，線路過載保護(hù)則采用熱繼電器。為了避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)斷路器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)可采用Y-△啟動(dòng)或降壓啟動(dòng)。

（1）長延時(shí)過電流脫扣器作電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)時(shí)的整定值Iset1應(yīng)接近但不小于電動(dòng)機(jī)的額定電流，且在7.2倍整定電流下的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。且相應(yīng)的瞬時(shí)脫扣器整定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的2～2.5倍，否則應(yīng)另裝過載保護(hù)器，而不得隨意加大長延時(shí)脫扣器的整定電流。

（2）瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作值Iset3的整定：Iset3≥（2～2.5）Iqd。式中（2～2.5）是考慮了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流中的非周期分量及低壓斷路器動(dòng)作電流誤差的可靠系數(shù)。Iqd為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。

（3）靈敏度校驗(yàn)：Idmin/Iset3≥Krel。式中Idmin為電動(dòng)機(jī)接線端單相或雙相（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）短路電流最小值，Krel為低壓斷路器靈敏系數(shù)，單相取1.5～2，防爆場(chǎng)所取2，兩相短路取2。

（4）分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)：分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)與照明回路斷路器相同。

3、保護(hù)配電線路用斷路器

（1）長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作值Iset1的整定為Iset1≥Ic、Iset1≤Iz。式中Ic：線路負(fù)荷計(jì)算電流；Iz：導(dǎo)體的允許持續(xù)載流量；

（2）瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作值Iset3的整定。Iset3不僅要躲開線路的最大尖峰電流Icmax，而且按動(dòng)作電流配合還要大于下一級(jí)低壓斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電流， 即滿足下列二式：Iset3≥1.3Icmax=1.3×（K·Iqd1+Ic（n-1））

式中1.3為考慮了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流誤差、負(fù)荷計(jì)算誤差及低壓斷路器動(dòng)作電流誤差的可靠系數(shù)；K取1.7～2；Iqd1為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；Ic（n-1）為除啟動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)外的線路計(jì)算電流。

Iset3≥1.2，式中1.2為考慮低壓斷路器電流誤差的可靠系數(shù)。

（3）靈敏系數(shù)校驗(yàn)：Idmin/ Iset3≥Krel。式中Idmin為本級(jí)低壓斷路器所保護(hù)的配電線路中發(fā)生單相或兩相（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）短路時(shí)的最小短路電流，當(dāng)為電纜饋電線路時(shí)，其短路點(diǎn)按下列二條確定：

① 單根電纜時(shí)為線路末端。

② 多根電纜并聯(lián)饋電時(shí)，在某根電纜中間的某處發(fā)生故障的可能性最大，其短路點(diǎn)按圖1確定。

（5）分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)

分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)與照明回路相同。

3）微型斷路器的選擇性配合

微型斷路器一般為非選擇性斷路器。在配電終端上級(jí)斷路器和下級(jí)斷路器均為非選擇性斷路器，這種配合僅有部分選擇性，但由于價(jià)格便宜在一些非重要場(chǎng)合使用非常廣泛。在實(shí)際使用中為盡可能的保證選擇性，一般可按下述原則選定：

（1）上一級(jí)斷路器長延時(shí)脫扣器整定電流I1set1應(yīng)大于或等于下一級(jí)斷路器長延時(shí)脫扣器整定電流I2set1的2倍。即：I1set1≥2I2set1；

（2）上一級(jí)斷路器瞬時(shí)脫扣器的整定電流I1set3應(yīng)大于或等于下一級(jí)斷路器瞬時(shí)脫扣器的整定電流I2set3的1.4倍。即：I1set3≥1.4I2set3；

微型斷路器上下級(jí)之間的選擇性配合也可按表2進(jìn)行。

表2　微型斷路器上下級(jí)配合選擇表

4）四極斷路器的選擇

對(duì)于四極斷路器的選擇要慎重，四級(jí)斷路器的N極設(shè)計(jì)成先合后分，但是當(dāng)N 極動(dòng)、靜觸頭接觸不良或后合，形成實(shí)際上的N線斷線，將使其他三相線與斷線后的N線相電壓發(fā)生升高或降低的變化，造成某些設(shè)備被燒毀。

對(duì)于下列情況，有必要選用四極斷路器：

（1）有雙電源切換要求的系統(tǒng)必須選用四極斷路器，以滿足整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)、測(cè)試和檢修時(shí)的隔離需要；

（2）住宅每戶單相總開關(guān)應(yīng)選用帶N極的二極開關(guān)（可用四極斷路器）；

（3）剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（漏電開關(guān)），必須保證所保護(hù)的回路中的一切帶電導(dǎo)線斷開，因此，對(duì)具有剩余電流動(dòng)作保護(hù)要求的回路，均應(yīng)選用帶N極（如四極）的漏電斷路器。

5）剩余電流保護(hù)附件的選擇

在低壓電網(wǎng)中防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞可選擇帶有剩余電流保護(hù)附件的斷路器。按動(dòng)作方式分為電磁式剩余電流保護(hù)器和電子式剩余電流保護(hù)器。電磁式剩余電流保護(hù)器為零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大，直接激勵(lì)剩余電流脫扣器，其動(dòng)作功能與線路電壓無關(guān)。

電子式剩余電流保護(hù)器為零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個(gè)電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過電子線路放大后再激勵(lì)剩余電流脫扣器，其動(dòng)作功能與線路電壓有關(guān)。

正確合理地選擇漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流非常重要：一方面在發(fā)生觸電或泄漏電流超過允許值時(shí)，漏電保護(hù)器可有選擇地動(dòng)作；另一方面，漏電保護(hù)器在正常泄漏電流作用下不應(yīng)動(dòng)作，防止供電中斷而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：

1）為了保證人身安全，額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)不大于人體安全電流值，國際上公認(rèn)30mA為人體安全電流值；

2）為了保證電網(wǎng)可靠運(yùn)行,額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)躲過低電壓電網(wǎng)正常漏電電流；

3）為了保證多級(jí)保護(hù)的選擇性,下一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)小于上一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流。

工程實(shí)例

本文以某中心化驗(yàn)室動(dòng)力配電箱AP1為例對(duì)微型斷路器的選擇進(jìn)行說明。下圖2為動(dòng)力配電箱AP1系統(tǒng)圖。本配電箱出線回路數(shù)較多，僅以較典型的第1、5回路及配電箱總進(jìn)線回路為例進(jìn)行介紹。

圖2 動(dòng)力配電箱AP1系統(tǒng)圖

（1）第一回路斷路器的選擇

根據(jù)計(jì)算電流初步選定斷路器為C65H-D20/2P。

① 瞬時(shí)動(dòng)作值整定校驗(yàn)

瞬時(shí)動(dòng)作值的整定：Sset3≥2Iqd=2×7×9.94=139.16A。選用的為D型曲線斷路器，瞬時(shí)動(dòng)作范圍為額定電流的10-14倍。Sset3的最小值為200A。瞬時(shí)動(dòng)作整定值滿足要求。

② 靈敏系數(shù)校驗(yàn)

空調(diào)的最小短路電流Idmin=649A；Idmin/Sset3=649/（20×14）=2.32；斷路器靈敏系數(shù)滿足要求。

③分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)

配電箱入口處最大短路電流為2181A，低壓斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs=10kA。因此斷路器的分?jǐn)嗄芰M足要求。

（2）第五回路斷路器的選擇

根據(jù)計(jì)算電流初步選定斷路器為C65H-D6/3P。

①瞬時(shí)動(dòng)作值整定校驗(yàn)方法

瞬時(shí)動(dòng)作值的整定：Iset3≥2Iqd=2×（7×0.08）=1.12A。選用D型曲線斷路器，瞬時(shí)動(dòng)作范圍為額定電流的10-14倍。Iset3的最小值為60A。瞬時(shí)動(dòng)作整定值滿足要求。

②靈敏系數(shù)校驗(yàn)

風(fēng)機(jī)（F-5）的最小短路電流Ikmin=422.81A；Idmin/Iset3=422.81/（6×14）=5.03；斷路器靈敏系數(shù)滿足要求。

③分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)

配電箱入口處最大短路電流為2181A，低壓斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs=10kA。因此斷路器的分?jǐn)嗄芰M足要求。

（3）配電箱總斷路器的選擇

根據(jù)計(jì)算電流初步選定斷路器為C65H-D40/3P。

①瞬時(shí)動(dòng)作值整定校驗(yàn)

瞬時(shí)動(dòng)作值的整定：Iset3≥1.3Icmax=1.3×（2×7×9.94+19.55）=206.32A。選用D型曲線斷路器，瞬時(shí)動(dòng)作范圍為額定電流的10-14倍。Iset3的最小值為320A大于瞬時(shí)動(dòng)作整定值。瞬時(shí)動(dòng)作整定值滿足要求。

②靈敏系數(shù)校驗(yàn)

配電箱出口處的最小短路電流Idmin=711.71A；Idmin/Iset3=711.71/（32×14）=1.6；斷路器靈敏系數(shù)滿足要求。

③分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)

配電箱入口處最大短路電流為2181A，低壓斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs=10kA。因此斷路器的分?jǐn)嗄芰M足要求。

（4）斷路器的選擇性配合

配電箱中下級(jí)斷路器脫扣器額定電流最大為20A,上級(jí)斷路器脫扣器額定電流為32A。根據(jù)表2斷路器的選擇性符合要求。

結(jié)束語

本文主要介紹了微型斷路器及其附件的選擇。通過對(duì)脫扣器的整定計(jì)算、靈敏系數(shù)校驗(yàn)及分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)判斷所選斷路器是否滿足要求。總結(jié)出合理選用斷路器的方法，保障終端設(shè)備的安全運(yùn)行。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“微型斷路器選擇及整定計(jì)算”，作者為楊朝君。