塑殼斷路器的選用

塑殼斷路器的選用
摘要：結(jié)合塑殼斷路器 MCCB 的常用電氣參數(shù)，提出了各種
MCCB 的正確選用方法，指出了各電氣參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。
1.引 言
塑料外殼式斷路器 以下簡(jiǎn)稱 MCCB ，作為低壓配電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)
保護(hù)回路中的過(guò)載、短路保護(hù)電器，是應(yīng)用極廣的產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代科
技水平的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、新材料不斷出現(xiàn)，斷路器的生
產(chǎn)工藝及各種材質(zhì)不斷改進(jìn)，使斷路器的性能有了很大的提高，除國(guó)
際知名品牌，如 ABB、施耐德外，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也不甘落后，自行
開(kāi)發(fā)、研制或引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并加以消化、吸收，也向市場(chǎng)推出
了成熟了的產(chǎn)品 如常熟開(kāi)關(guān)廠的 CMl、天津低壓開(kāi)關(guān)廠 TM30
等 。這類產(chǎn)品具有零飛弧、高分?jǐn)?、大容量、進(jìn)出線方向可以互換、
智能型、四極、內(nèi)部附件結(jié)構(gòu)模塊化、安裝積木化、體積小型化等特
點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了 MCCB 所需的選擇性保護(hù)功能和多種輔助功能，并帶有
通信接口，使低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和組網(wǎng)成為可能；降低了低壓
成套配電裝置的動(dòng)、熱穩(wěn)定性的要求；縮小了成套配電裝置的體積；
大大地提高了供配電系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
然而，目前在一些電氣設(shè)計(jì)方案中，對(duì) MCCB 的正確合理選用并不
盡人意，往往忽略了所選廠家的 MCCB 規(guī)格、型號(hào)、附件等其它電
氣參數(shù)，特別是對(duì)一些新型 MCCB 的電氣參數(shù)理解不透，標(biāo)注不全、應(yīng)用類別、使用場(chǎng)合及用途等考慮不周。選用了不合適的 MCCB，導(dǎo)
致成套廠訂貨困難，保護(hù)的選擇性變差，靈敏性，合理性不符合設(shè)計(jì)
規(guī)范要求，不但使 MCCB 沒(méi)有物盡所用，反而造成了浪費(fèi)，降低了
配電系統(tǒng)的可靠性，影響了工礦企業(yè)的生產(chǎn)和人們的生活。為此，本
文結(jié)合有關(guān) MC—CB 的常用參數(shù)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)談?wù)勛约簩?duì) MCCB 正確
選用的一些看法。
2.斷路器的常用基本相關(guān)符號(hào)其合義及相互之間的關(guān)系
Inm——斷路器殼架等級(jí)電流 A ，它所指的含義是本斷路器內(nèi)所
能安裝的最大開(kāi)關(guān)及脫扣器電流值。
In——斷路器的額定電流 A ，它所指的含義是該斷路器內(nèi)選用的
額定熱動(dòng)型脫扣器電流值，在不可調(diào)固定式熱脫扣器中 In=Ir1。
Ir1——斷路器的長(zhǎng)延時(shí)整定電流 A ，它所指的含義是該斷路器的
過(guò)載保護(hù)脫扣器所整定的電流值。
Ir2——斷路器的短延時(shí)整定電流 A ，它所指的含義是該斷路器的
短延時(shí)脫扣器整定的電流，它的數(shù)值在電子可調(diào)式脫扣器中為 2～
12Irl 左右可調(diào)。
Ir3——斷路器的瞬時(shí)整定電流 A ，它所指的含義是該斷路器瞬時(shí)
脫扣器整定的電流，它的數(shù)值在不可調(diào)固定式脫扣器中，配電型為
5Irl、10Irl 兩種，電動(dòng)機(jī)保護(hù)型為 12Ir1，在電子可調(diào)式中，為 4～
16Irl 左右可調(diào)。
Ir4——斷路器的單相接地整定電流 A ，它所指的含義是該斷路器保護(hù)的線路或設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地保護(hù)脫扣器整定的電流
值，它的數(shù)值為 0.2～0.6Irl 左右可調(diào)。
Ire——斷路器的漏電動(dòng)作電流 A ，它所指的含義是該斷路器保護(hù)
的線路或設(shè)備發(fā)生不正常泄漏電流時(shí)，漏電保護(hù)脫扣器整定的電流
值。它的數(shù)值為 0.03/0.1/0.3/0.5A 幾種。
Ir0——斷路器預(yù)報(bào)警動(dòng)作電流 A ，它所指的含義是該斷路器負(fù)載
電流超出預(yù)先設(shè)定的電流時(shí)，預(yù)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警指示信號(hào)，它的數(shù)
值為 0.5～lIr1 左右可調(diào)。
Ir2——短延時(shí)脫扣器的脫扣時(shí)間整定值 s ，可調(diào)時(shí)間為 0.05～
0.45s。
3.MCCB 的額定分?jǐn)嗄芰?Icu、Ics
根據(jù) IEC947—2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，低壓斷路器》
GBl4048.2 規(guī)范，低壓斷路器的分?jǐn)嗄芰τ袃蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是極限
短路分?jǐn)嗄芰?Icu 它所表示的意思是斷路器按試驗(yàn)循環(huán)分?jǐn)啻穗?br/>流后，不考核繼續(xù)承載電流的能力，也就是不再能繼續(xù)使用了。另一
個(gè)是運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?Ics ，它所表示的意思是斷路器分?jǐn)啻穗?br/>流后，需繼續(xù)承載額定電流。也就是排除故障后能繼續(xù)在線路中使用。
這二個(gè)數(shù)值均是周期分量的有效值。在生產(chǎn)廠商和設(shè)計(jì)資料中一般
Ics 用 Icu 的％數(shù)表示。按斷路器的制造規(guī)范有 Ics= 25％、50％、
75％、100％Icu 四檔標(biāo)準(zhǔn)比值，并化整到最接近的整數(shù)。這二個(gè)分?jǐn)?br/>能力數(shù)據(jù)是我們?cè)谶x用 MCCB、校驗(yàn)分?jǐn)嗄芰r(shí)必不可少的。在斷路
器的制造商樣本中，一般提供的是 Icu 按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，低壓斷路器的開(kāi)斷電流 Ifd 應(yīng)大于負(fù)荷側(cè)短路電流最大值 Id 。這就產(chǎn)
生一個(gè)問(wèn)題，到底是選用 Icu，還是 Ics 作為 Ifd。筆者認(rèn)為，當(dāng)該斷
路器用于較重要的配電線路或設(shè)備，排除短路故障后，要求迅速恢復(fù)
供電的，應(yīng)當(dāng)按 Ics 數(shù)值來(lái)考慮。如果是一般的配電回路，即可按 Icu
數(shù)值來(lái)考核。對(duì)于動(dòng)作時(shí)間小于 0.02s 的 MCCB 也按 Icu 數(shù)值來(lái)考核
即可。實(shí)際上，在有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)上介紹，對(duì)于此時(shí)的低壓斷路器的分
斷能力檢驗(yàn)要求是，斷路器的分?jǐn)嗄芰?沖擊電流有效值，或峰值電
流 應(yīng)大于短路開(kāi)始第一周期內(nèi)的全電流有效值或峰值。
4.短時(shí)耐受電流 Icw
在具有三段保護(hù)特性的 MCCB 中，還有一個(gè)電氣參數(shù)就是額定短時(shí)
耐受電流 Icw，它所表示的意思就是我們過(guò)去通常稱的動(dòng)熱穩(wěn)定電流
的概念，即在 1s 的時(shí)間內(nèi)耐受的電流值，耐受后不影響該斷路器的
繼續(xù)使用。它主要是考核斷路器在短延時(shí)狀態(tài)下，要繼續(xù)保證斷路器
自身的電氣參數(shù)不變，外殼及構(gòu)件不變形。在二段保護(hù)特性的 MCCB
中，無(wú)此項(xiàng)數(shù)值
5.保護(hù)類別 A B
傳統(tǒng) MCCB 采用的是熱保護(hù)加電磁后備保護(hù)，只可實(shí)現(xiàn)過(guò)載延時(shí)和
短路瞬時(shí)動(dòng)作的基本保 護(hù)功能，即具有二段保護(hù)特性。因此在短路
條件下無(wú)選擇性可言，一般只能用作饋電斷路器，而不能作為主斷路
器使用。由于目前已經(jīng)有了具有成熟的過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、特
大短路瞬時(shí)動(dòng)作的三段可調(diào)式保護(hù)特性的大容量、高分?jǐn)?MCCB，使
MCCB 既可作為主斷路器使用，也可用于各級(jí)中，并有較好的選擇性。因此把 MCCB 按使用類別分為非選擇性斷路器，類別為 A，選擇性
斷路器，類別為 B。
6.額定短路接通能力 Icm
在制造廠規(guī)定的額定工作電壓、額定頻率以及一定的 cos φ 對(duì)于交
流 或時(shí)間常數(shù) 對(duì)于直流 下斷路器的接通短路電流的能力值，用
最大預(yù)期峰值電流表示。對(duì)交流斷路器而言，額定短路接通能力應(yīng)不
小于額定極限短路分?jǐn)嗄芰Τ艘员?1 中所列系數(shù) N 的乘積；對(duì)于直
流，Icm 應(yīng)≥Icu。
N 為短路接通能力/短路分?jǐn)嗄芰Γ碇兴袨橐蟮淖钚≈?。Icm 持
續(xù)的時(shí)間應(yīng)≥0.05s，即斷路器應(yīng)在短延時(shí)脫扣器的最大延時(shí)范圍內(nèi)保
持閉合的能力，此時(shí)它的瞬時(shí)脫扣器不動(dòng)作，而由下級(jí)開(kāi)關(guān)瞬動(dòng)切除
短路故障，或本級(jí)短延時(shí)時(shí)間到，由本開(kāi)關(guān)切斷短路故障，從而保證
系統(tǒng)的選擇性保護(hù)。
此電氣參數(shù)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商的樣本中很少提及，在國(guó)外一些品牌
MCCB 的設(shè)計(jì)手冊(cè)中偶有提及，它是 MCCB 制造商的考核指標(biāo)之一。
7.保護(hù)特性與選擇性
根據(jù)被保護(hù)對(duì)象和用途 MCCB 分為 5 類：配電用、保護(hù)電動(dòng)機(jī)用、“三
防”場(chǎng)合用、船用及核電工業(yè)用。在一般建筑電氣設(shè)計(jì)中常用的為前
二類，后三類為特殊場(chǎng)合用，本文不作贅述。在有關(guān)廠商提供的設(shè)計(jì)