淺析斷路器電流參數(shù)的意義及作用論文

　　摘要：通過(guò)分析斷路器的各個(gè)電流參數(shù)的概念及其作用，幫助從事電氣設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工和監(jiān)理的工作人員確定斷路器的各個(gè)電流參數(shù)，從而準(zhǔn)確地選擇斷路器，為配電系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行提供保障。

　　關(guān)鍵字：斷路器 脫扣器 電流參數(shù) 電力論文

　　斷路器是配電系統(tǒng)中不可缺少的主要保護(hù)電器之一，也是功能最完善的保護(hù)電器，斷路器主要作用是作為配電系統(tǒng)的短路、過(guò)載、接地故障、失壓以及欠電壓保護(hù)。根據(jù)不同需要，斷路器可配備不同的繼電器或脫扣器。脫扣器是斷路器的一個(gè)重要組成部分，而繼電器則通過(guò)與斷路器操作機(jī)構(gòu)相連的脫扣器來(lái)控制斷路器。斷路器一般由脫扣器來(lái)完成其相關(guān)的保護(hù)功能。電氣工程中設(shè)計(jì)選型的斷路器大部分是針對(duì)某一廠家將型號(hào)參數(shù)標(biāo)注在設(shè)計(jì)圖紙上，常常在標(biāo)明斷路器的電流值時(shí)，沒(méi)有明確說(shuō)明其電流值的意義。標(biāo)明斷路器電流特性的參數(shù)有很多，容易混淆不清，有些從事設(shè)備采購(gòu)、施工和工程監(jiān)理的人員對(duì)斷路器的各個(gè)電流參數(shù)意義不是十分清楚，給正確讀識(shí)斷路器殼體上注明的電流參數(shù)照成困難，以致不能辨別在工程中使用的斷路器是否滿足設(shè)計(jì)要求，即造成了材料的損耗，又給配電系統(tǒng)埋下安全隱患。因此，從事電氣工作的人員應(yīng)該清楚地理解斷路器的各個(gè)電流參數(shù)，從而正確地選擇斷路器。

　　1、斷路器的額定電流參數(shù)

　　國(guó)標(biāo)《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：低壓斷路器》 GB14048中2-94條，對(duì)斷路器的額定電流使用兩個(gè)概念，并給出如下定義：（1）斷路器的額定電流In，是指脫扣器能長(zhǎng)期穩(wěn)定通過(guò)的電流，也就是脫扣器額定電流。對(duì)帶可調(diào)式脫扣器的斷路器則為脫扣器可長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。（2） 斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm，用斷路器框架或塑料外殼中所裝的最大脫扣器額定電流表示。

　　國(guó)標(biāo)GB14048．2—94中對(duì)斷路器額定電流的定義與我們通常所說(shuō)的概念有些不同。當(dāng)我們提及“斷路器額定電流”這一概念時(shí)，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”。例如當(dāng)我們選 擇1只DZ20y-100／3300—80A型斷路器時(shí)，通常我們簡(jiǎn)單地說(shuō)其額定電流為100A，脫扣器的額定電流為 80A。多數(shù)低壓斷路器供應(yīng)商所提供的產(chǎn)品資料中， 也一般不提及“斷路器殼架等級(jí)額定電流”這一復(fù)雜的說(shuō)法，而只給出“斷路器額定電流”這一參數(shù)，其實(shí)就是“斷路器額定電流”作為“斷路器殼架等級(jí)額定電流”的一種簡(jiǎn)稱，似乎較為合適�！皵嗦菲鳉ぜ艿燃�(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。在選擇斷路器時(shí)，此參數(shù)是必不可少的，它保證在配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，斷路器通斷回路計(jì)算電流能力的大小。

　　2、脫扣器的電流參數(shù)

　　斷路器的脫扣器型式有欠電壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器、過(guò)電流脫扣器等。欠電壓脫扣器分為瞬時(shí)動(dòng)作和延時(shí)動(dòng)作兩種，欠電壓瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器當(dāng)電源電壓下降到額定電壓的35%~70%時(shí)應(yīng)動(dòng)作，欠電壓延時(shí)脫扣器延遲時(shí)間一般為0~7秒，在1/2延遲時(shí)間內(nèi)，電源電壓若恢復(fù)到正常值的85%及以上時(shí)，斷路器不斷開。分勵(lì)脫扣器通電后可將斷路器斷開，在緊急情況下可遠(yuǎn)距離操作切斷供電電源。過(guò)電流脫扣器可以分為過(guò)載脫扣器和短路(電磁)脫扣器，并有長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)之分。過(guò)電流脫扣器作為配電保護(hù)最為常用，它有以下幾個(gè)參數(shù)：

　　(1) 過(guò)電流脫扣器額定電流In，指脫扣器能長(zhǎng)期通過(guò)的最大穩(wěn)定電流。

　　(2) 過(guò)電流長(zhǎng)延時(shí)過(guò)載脫扣器動(dòng)作電流整定值Ir，固定式脫扣器其Ir=In，可調(diào)式脫扣器其Ir為脫扣器額定電流In的倍數(shù)，如Ir=(O．4～1)×In。

　　(3) 過(guò)電流短延時(shí)電磁脫扣器動(dòng)作電流整定值Im，為長(zhǎng)延時(shí)過(guò)載脫扣器動(dòng)作電流整定值Ir的倍數(shù)，倍數(shù)固定或可調(diào)，如Im=(2～10)×Ir。對(duì)不可調(diào)式可在其中選擇一適當(dāng)?shù)恼�定值�?/p>

　　(4) 過(guò)電流瞬時(shí)電磁脫扣器動(dòng)作電流額定值Im，為過(guò)電流脫扣器額定電流In的倍數(shù)，倍數(shù)固定或可調(diào)，如Im= (1．5～11)×In。對(duì)不可調(diào)式可在其中選擇一適當(dāng)?shù)恼�定值�?/p>

　　過(guò)電流脫扣器其動(dòng)作電流整定值可以是固定的或是可調(diào)的，調(diào)節(jié)時(shí)通常利用旋鈕或是調(diào)節(jié)杠桿。電磁式過(guò)流脫扣器既可以是固定的，也可以是可調(diào)的，而電子式過(guò)流脫扣器通常是可調(diào)的。

　　過(guò)電流脫扣器按安裝方式又可分為固定安裝式或模塊化安裝式。固定安裝式脫扣器和斷路器殼體在生產(chǎn)加工時(shí)已組裝成為一體，斷路器一旦出廠，其脫扣器額定電流值則不可調(diào)節(jié)，如DZ20型；而模塊化安裝式脫扣器作為斷路器的一個(gè)安裝模塊，可隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)換，實(shí)用靈活性很強(qiáng)。

　　3、斷路器的短路特性電流參數(shù)

　　3．1額定短路分?jǐn)嗄芰�Icn

　　斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰�Icn應(yīng)采用額定極限短路分?jǐn)嗄芰�Icu、額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰�Ics 表示，在具體產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中確定。

　　3．2額定極限短路分?jǐn)嗄芰�Icu

　　額定極限短路分?jǐn)嗄芰�Icu是指斷路器在規(guī)定的試驗(yàn)電壓及其它規(guī)定條件下的極限短路分?jǐn)嚯娏髦�值，它可以用預(yù)期短路電流表示。要按規(guī)定的試驗(yàn)程序 O-t—CO動(dòng)作之后，不考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流。（注：O表示分?jǐn)嗖僮�；CO表示接通操作后緊接著分?jǐn)嗖僮�；t表示兩個(gè)相繼操作之間的時(shí)間間隔，一般不小于3min。）

　　3．3額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰�Ics

　　額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰�Ics是指斷路器在規(guī)定的試驗(yàn)電壓及其它規(guī)定條件下的一種比額定極限短路分?jǐn)嚯娏餍〉姆謹(jǐn)嚯娏髦�，Ics是Icu的一個(gè)百分?jǐn)?shù)。在按規(guī)定的試驗(yàn)程序O-t—CO-t—CO動(dòng)作之后，斷路器應(yīng)有繼續(xù)承載它的額定電流的能力。

　　對(duì)于額定短路分?jǐn)嗄芰Υ笥?500A的小型斷路器，國(guó)標(biāo)《家用及類似場(chǎng)所用斷路器》GB10963(等效采用IECB98)規(guī)定應(yīng)進(jìn)行額定極限短路分?jǐn)嗄芰�Icu和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰�Ics試驗(yàn)。當(dāng)Icu≤6000A時(shí)， Icu=Ics，故只需作Ics試驗(yàn)。所以標(biāo)明短路分?jǐn)嗄芰��?500A、6000A的小型斷路器，其Icu=Its=Icn，故一般只提及其額定短路分?jǐn)嗄芰�Icn值。工程中使用的大部分?jǐn)嗦菲鳉んw上能明顯看到參數(shù)的就是Icn，它為斷路器在配電系統(tǒng)中切斷短路電流提供安全可靠的保護(hù)。

　　3．4額定短時(shí)耐受電流Icw

　　額定短時(shí)耐受電流Icw是指斷路器在規(guī)定的試驗(yàn)條件下短時(shí)間承受的電流值。對(duì)于交流，此電流值是預(yù)期短路電流的周期分量有效值，與額定短時(shí)耐受電流有關(guān)的時(shí)間至少為0．05s。

　　4、斷路器電流參數(shù)的確定

　　4．1斷路器額定電流的確定

　　斷路器額定電流指過(guò)流脫扣器的額定電流In，在確定斷路器額定電流時(shí)，應(yīng)計(jì)算出線路的計(jì)算電流Ic，保證In≥Ic。斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm是指框架或塑料外殼中所裝的最大脫扣器額定電流，按等級(jí)選用。

　　4．2長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定值Ir

　　配電用低壓斷路器的長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流I，應(yīng)大于線路計(jì)算電流Ic，并小于導(dǎo)體載流量 Iz，即按式Iz≥I≥Ic確定。

　　4．3短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定值Im

　　(1)配電用低壓斷壓器的短延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流Im，應(yīng)躲過(guò)線路正常工作時(shí)發(fā)生的尖峰電流，即按式Im≥Kz(Iq+Ic)確定。式中，Kz為低壓斷路器短延時(shí)脫扣器可靠系數(shù)，一般取1．2；Iq為線路中電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的全起動(dòng)電流；Ic為除起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)以外的線路負(fù)載計(jì)算電流。

　　(2)動(dòng)作時(shí)間的確定：短延時(shí)主要用于保證保護(hù)裝置的動(dòng)作選擇性。低壓斷路器短延時(shí)的斷開時(shí)間通常有0．1s，0．2s，0．4s，0．6s，0．8s和1．0s等可供選擇。上下級(jí)時(shí)間級(jí)差取0．1～0．2s。

　　4 ．4瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定值Im

　　配電用低壓斷壓器的瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流Im，應(yīng)躲過(guò)線路正常工作時(shí)的尖峰電流，即按式Im≥K(I+Ic)確定。式中K為低壓斷路器瞬時(shí)脫扣器可靠系數(shù)，一般取1．2；I為線路中電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的全起動(dòng)電流(包括了周期分量和非周期分量)，其值按電動(dòng)機(jī)的全起動(dòng)電流Iq的兩倍計(jì)算；Ic為除起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)以外的回路計(jì)算電流。

　　為滿足被保護(hù)線路各級(jí)保護(hù)電器間選擇性動(dòng)作要求，選擇型低壓斷路器瞬時(shí)脫扣器電流整定值 Im在滿足被保護(hù)線路相間短路電流故障時(shí)動(dòng)作靈敏度要求的前提下，應(yīng)盡量選擇的大一些，以躲過(guò)下一級(jí)開關(guān)所保護(hù)線路故障時(shí)的短路電流。非選擇型低壓斷路器瞬時(shí)脫扣器電流整定值，在躲過(guò)回路尖峰電流的條件下，盡可能整定得小一些，以保證故障時(shí)動(dòng)作的靈敏度。

　　5、標(biāo)定斷路器的電流參數(shù)

　　斷路器的短路電流參數(shù)Icu、Ics、Icw在選定斷路器時(shí)需按情況仔細(xì)考慮，斷路器型號(hào)和殼架等級(jí)額定電流Inm選定后就已確定，故不需另外標(biāo)明；而斷路器的額定電流參數(shù)和所選脫扣器的電流參數(shù)需根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)設(shè)計(jì)人員計(jì)算，在設(shè)計(jì)文件中標(biāo)明清楚，安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，以保證斷路器的各個(gè)電流參數(shù)能夠保證整個(gè)供配電系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。現(xiàn)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)列舉一些廠家型號(hào)的意義及設(shè)計(jì)人員要標(biāo)注的參數(shù)。

　　5．1小型斷路器

　　對(duì)于將塑殼和過(guò)電流脫扣器加工為一體的小型斷路器而言，一般做為配電系統(tǒng)的終端保護(hù)電器，如Merlin Gerin公司的C45N系列、施耐德公司的E系列、國(guó)產(chǎn)正泰NB1系列等，產(chǎn)品資料中只提供“斷路器額定電流”一個(gè)值，此參數(shù)具有斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm、脫扣器額定電流In、長(zhǎng)延時(shí)過(guò)載脫扣器動(dòng)作電流整定值Ir三重含義，也即Inm=In=Ir，而瞬時(shí)電磁脫扣器動(dòng)作電流額定值Im一般為固定值。因此在選擇小型斷路器時(shí)，只需給出其中1個(gè)電流值即可，不會(huì)產(chǎn)生歧義。小型斷路器的額定電流表明了斷路器運(yùn)行中額定短路分?jǐn)嗄芰Γ�其不�?yīng)低于4500A。

　　5．2塑殼式斷路器

　　塑殼式斷路器產(chǎn)品種類繁多，一般做為配電系統(tǒng)的第二級(jí)保護(hù)電器。標(biāo)定其電流比較復(fù)雜。如Merlin Gerin公司的CompactNS、施耐德公司的NS系列、國(guó)產(chǎn)正泰NM系列等均為常用的塑殼式斷路器。當(dāng)斷路器配裝固定式的過(guò)流脫扣器時(shí)，脫扣器額定電流In和長(zhǎng)延時(shí)過(guò)載脫扣器動(dòng)作電流整定值Ir相同，即In=Ir。此時(shí)需要標(biāo)定兩個(gè)電流值，斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm、脫扣器額定電流In(或長(zhǎng)延時(shí)過(guò)載脫扣器動(dòng)作電流整定值It)。瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作電流整定值Im為固定值，一般不需標(biāo)明。當(dāng)斷路器配裝可調(diào)模塊式的過(guò)流脫扣器時(shí)，脫扣器的各個(gè)電流均需明確標(biāo)定，首先標(biāo)明斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm，然后標(biāo)明所選擇的脫扣器型號(hào)和脫扣器的各個(gè)電流整定值。如當(dāng)選擇正泰公司的NM系列斷路器時(shí)，需給出如下完整參數(shù)。如NM1 225H型，Inm=225A，配 100A的電子脫扣器，In一100A，Ir一0．8In (80A)，Im=5Ir(400A)，Im≤11In(固定值)。

　　5．3框架式斷路器

　　框架式斷路器功能完善，做為配電系統(tǒng)的第一級(jí)保護(hù)電器。模塊化設(shè)計(jì)使各種結(jié)構(gòu)部件可自由組裝，使用維護(hù)方便，框架式斷路器分?jǐn)嗄芰Ω�，滅弧性能好，電弧不�?huì)飛出斷路器之外，所以分?jǐn)喔�安全，可以�?yīng)用于各種保護(hù)場(chǎng)合。如Merlin Gerin公司的ME系列、施耐德公司的NW12系列、國(guó)產(chǎn)正泰NA1型等，均有齊全的功能，為配電系統(tǒng)提供用電可靠性與安全性。框架式斷路器多配裝可調(diào)模塊式過(guò)電流脫扣器，標(biāo)注電流參數(shù)時(shí)，首先標(biāo)明斷路器殼架等級(jí)額定電流Inm，然后標(biāo)明選擇脫扣器和脫扣器的各個(gè)電流整定值。

　　結(jié)束語(yǔ)：雖然國(guó)內(nèi)斷路器起步較晚，但產(chǎn)品性能及制造工藝在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，自身也在不斷的發(fā)展、完善、創(chuàng)新，展示出旺盛的活力和競(jìng)爭(zhēng)力，目前被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，掌握斷路器電流參數(shù)的意義及作用，更好的發(fā)揮其保護(hù)功能，為用戶提供安全、可靠、有效的配電環(huán)境，應(yīng)該成為從事電氣工作的人員不可缺少的技能。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 JGJ16-2008.

　　[2]《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》（2009年版《電氣》分冊(cè)）

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