低压断路器额定电流参数分析

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概念1）壳架等级（framesize）壳架等级是表示一组断路器特性的术语，其结构尺寸对几个电流额定值相同，壳架等级以相应于这组电流额定值的最大值A表示，在一壳架等级中，宽度可随极数而不同（注：此定义不包含尺寸标准化）。因壳架等级的单位是A，所以又被称为断路器壳架等级额定电流。2）额定不间断电流（）也称为额定持续电流，是由制造厂规定的断路器能在不间断工作制下承载的电流值。3）额定电流（）对低压断路器而言，额定电流就是额定不间断电流（）。4）过电流脱扣器的额定电流（）过电流脱扣器能长期通过的电流，即断路器的额定电流。过电流脱扣器动作于电流值，是断路器能够动作的主要部件，该部件通过机械方式连接至断路器，它可以释放保持机构、允许断开或闭合开关设备。5）过电流脱扣器的电流整定值用来确定脱扣器动作的主电路电流值。对于同一类型的整定值的脱扣器，只有一个电流整定值的为不可调式（固定式）。有一个以上的电流整定值，整定值可用可调的刻度盘、可更换的加热器等方式确定的，称为可调式。对于具有可调式脱扣器的断路器，电流的整定值（或电流整定值的范围）应注明在脱扣器上或标明在刻度板上。该标志可直接用安培数或电流值的倍数标明在脱扣器上。对于装有不可调脱扣器的断路器，标志可标在断路器上。如果过载脱扣器的动作特性符合表1，在断路器上标明它的额定电流（）即可。过电流脱扣器包括瞬时（I脱扣）、定时限（S脱扣）、反时限（L脱扣）三种基本功能，另外还有两种功能可选，即N线脱扣（N脱扣）及接地故障脱扣（G脱扣）。瞬时对应于短路瞬时保护，定时限对应于短路短延时保护，反时限对应于过载保护，接地故障脱扣对应于接地故障保护。以上为低压断路器各电流参数的概念，比较抽象，下面通过各种断路器的应用举例具体说明这些概念。2

不同类型断路器2.1万能式空气断路器2.1.1常见品牌万能式空气断路器表2中为常见品牌的万能式空气断路器过电流脱扣器电流整定值。2.1.2

应用举例变压器容量为1600kVA，10/0.4kV，D,yn11接线。选择低压侧主进断路器。先确定过电流整定值。1）长延时过电流脱扣器整定电流宜等于或接近于变压器低压侧额定电流，变压器低压侧额定电流为2309A，取2500A。2）短延时过电流整定电流=4×=10000A，短延时时间整定为0.4s。3）主进断路器与各馈出线的保护电器都装在低压配电屏内，距离不过几米，在此范围内发生短路和接地故障的概率很小，不设置瞬时过电流保护，以避免出线故障时主进断路器无选择性动作。考虑到日后更换变压器的可能或变压器短暂的过负荷可能，断路器额定电流大于长延时过电流脱扣器整定电流，壳架等级大于等于断路器额定电流。可根据《工业与民用配电设计手册（第三版）》表2-21选择壳架等级为300A，额定电流为2900A的断路器。2.1.3

小结1）大部分厂家的万能式空气断路器产品的过电流脱扣器为电子式。2）有的厂家其万能式空气断路器以安培数为壳架等级，有的厂家以编码作为壳架等级的规格，有的厂家型号中不体现壳架等级，有的厂家型号中既有框架代号，又有电流。这也印证了壳架等级的定义“结构尺寸对几个电流额定值者相同”，即壳架等级是断路器尺寸的表征。3）万能式空气断路器额定电流小于等于壳架等级，即一个壳架等级含多个额定电流。4）同一厂家，额定电流相同的产品有不同的壳架等级，区别在于壳架等级大的断路器，其尺寸更大，此外，分断能力、使用寿命等参数也有所不同。2.2塑料外壳式断路器2.2.1常见品牌塑壳断路器各厂家塑料外壳式断路器（简称塑壳式）型号标注与万能式断路器相差不大，型号中包含壳架等级、分段能力、脱扣器类型、脱扣器额定电流、极数、安装方式等。表3为常见品牌塑壳断路器过电流脱扣器的电流整定值。与万能式断路器相同，壳架式断路器的壳架等级是断路器尺寸的表征，一个壳架等级含多个额定电流，对于可调型脱扣器，脱扣器过载长延时整定电流≤断路器额定电流≤壳架电流。对于不可调型脱扣器，脱扣器过载长延时整定电流=断路器额定电流≤壳架电流。万能式断路器的过电流脱扣器均为电子式，其整定值可调。而塑壳式断路器的过电流脱扣器有单磁式、热磁式、电子式，其整定值可调或不可调——电子式均可调，热磁式有热磁均可调型、热可调磁不可调型、热磁均不可调型，单磁式有单磁可调型及单磁不可调型。不同厂家或同一厂家的不同产品都有不同，具体见各厂家样本。2.2.2应用举例一台三相380V，30kW的设备，其额定电流为=57A，计算短路电流为37kA，设计者选择断路器型号为NSX100NTM63A，过载长延时整定电流==63A。设备到货后，设备功率为35kW，其额定电流为=67A，虽设计阶段选择了热磁可调型断路器，但因为脱扣器过载长延时整定电流=断路器额定电流，无法调到更高，故仍无法满足使用需求，只得更换断路器脱扣器或整个断路器（和过电流脱扣器安装方式有关，如为固定安装式，则需更换整个断路器；如为模块化安装式，只需更换脱扣器）。如设计阶段选择断路器型号为NSX100NTM80A，过载长延时整定电流=0.8

=63A。设备到货后，通过调节旋钮重新设定保护电流值，即过载长延时整定电流==80A即可满足要求，避免因设备到货实际电流增大而更换脱扣器，此为可调型脱扣器的优势。如选择不可调型脱扣器，则不存在以上所说的调整过程，遇实际额定电流与设计时额定电流不符的情况时，需更换断路器。2.2.3设计者应注意的问题设计者对塑壳式断路器过电流脱扣器整定电流的通常不标注，原因很多，主要有以下几点：1）低压配电系统中使用塑壳式断路器非常多，逐个标注不现实。2）末端用电设备电量调整较小，即使调整，更换塑壳式断路器较为便宜。3）塑壳式断路器过电流脱扣器种类多，不可一概而论。4）设计者概念混淆，误把断路器型号中的壳架等级当作断路器额定电流，而把断路器额定电流当作过电流脱扣器过载长延时整定电流，误认为只要是机械式可调型脱扣器，断路器额定电流即可调整至壳架等级。如壳架等级为100A，额定电流有16A、25A、32A、40A、50A、63A、80A、100A。选择32A即可调整至100A。这是断路器选择中一个大的误区。设计阶段对塑壳式断路器过电流脱扣器整定电流交待不够清楚，供货商按照设计图纸供货，脱扣器过载长延时整定电流设定为=（断路器额定电流），即使选择了机械式可调型的脱扣器，日后过载长延时整定电流仅有调小的可能，不可能调大，如2.2.2例子。对于电气设计者来说，充分了解断路器的特性，选择合适的断路器及过电流脱扣器，虽不逐一标注电流整定值，也尽量在图纸中用文字交代清楚。尤其对于变电所低压屏内的出线塑壳断路器。2.3微型断路器微型断路器是塑壳断路器的一种，它是模块化产品，其极数决定其宽度。最大电流可达到125A。按瞬时脱扣值可分为B型、C型、D型，见表4。应用举例：空调机380V，11kW，额定电流为23A，启动电流140A。根据《工业与民用配电设计手册（第三版）》公式11-16，断路器瞬时过电流脱扣器整定电流≥1.2×2×140=336A，如选择额定电流为32A的C型断路器，则瞬时过电流脱扣器整定电流为320A，躲不开启动时的尖峰电流，故选择40A的C型断路器。或选择32A的D型断路器，则瞬时过电流脱扣器整定电流为448A，躲开了空调启动时的尖峰电流，也可以满足要求。3结束语1）断路器的壳架等级指的是断路器中所能装的最大过电流脱扣器的额定电流，虽以安培为单位，但其表征的是尺寸。同一厂家、同一额定电流、不同壳架等级的断路器，其尺寸肯定不同。不同厂家的产品，壳架等级可以相同，也可以不同。即便是不同厂家、