1、斷路器標準及描述目錄 隱藏 · 1- 標準· 2- 描述工業(yè)用斷路器必須符合 IEC 60947-1 和 60947-2標準或者其他等效標準。家庭用的斷路器應符合 IEC 60898 標準或者其他等效的國家標準。標準對于工業(yè)用低壓裝置，相關(guān)的國際電工委員會 (IEC) 標準為：§ 60947-1: 第 1 部分：總則;§ 60947-2, 第 2 部分：斷路器;§ 60947-3, 第 3 部分：開關(guān)；隔離器；隔離開關(guān)和熔斷器組合裝置;§ 60947-4, 第 4 部分：接觸器和電動機起動器;&

2、#167; 60947-5, 第 5 部分：電路控制電器和開關(guān)元件;§ 60947-6, 第 6 部分：多功能開關(guān)電器;§ 60947-7, 第 7 部分：輔助電器.對于家庭和類似的低壓裝置，適合的標準是 IEC 60898 或等效的國家標準。描述圖表 H24 以示意圖的方式顯示了低壓斷路器的主要部分及其 4 個主要功能：§ 斷路組件，包括固定的和活動的觸頭以及滅弧室.§ 發(fā)現(xiàn)異常電流時，脫扣器將觸發(fā)栓鎖機構(gòu)成為釋放狀態(tài)。圖表 H24: 斷路器的主要部分該機構(gòu)還與斷路器的操作手柄相連。§ 脫扣機構(gòu)操動裝置是:  -

3、  熱磁裝置，由溫度控制的雙金屬片檢測過載情況，同時當電流水平達到短路條件時，電磁撞針動作；或由電流互感器供電的電子繼電器，每相安裝 1 個。§ 分配給各類接線端子的空間目前用于主回路接線。家庭用符合 IEC 60898 標準和國內(nèi)類似標準的斷路器 (見下頁圖表 H25) 有以下基本功能：§ 隔離;§ 過電流保護.圖表 H25: 具有過電流保護和電路隔離功能的家用型的斷路器如圖表 H26 所示，通過附加一個功能模塊，可以適配一些斷路器以提供對地泄漏電流的靈敏檢測 (30 mA) 功能而使斷路器跳閘，而其他的型式有 (符合 IEC 61

4、009 標準的 RCBO (剩余電流動作斷路器) 以及符合 IEC 60947-2 標準 (附錄 B) 的 CBR (剩余電流斷路器) 都有剩余電流特性。除上述功能外，通過附加模塊還能為基本斷路器增添更多的功能，如圖表 H27 所示；特別是遙控和指示 (分閘-合閘-故障)。圖表 H26: 附加一個模塊能夠給上述 (圖表 H25) 家用型斷路器增加電擊保護功能圖表 H27: 低壓模塊式開關(guān)設備組件“Multi9”系統(tǒng)符合 IEC 60947-2 標準的工業(yè)用塑殼斷路器已問世，通過附加一些可適配的模塊，可以為上述的斷路器增加一些類似的輔助功能 (見圖表 H28)。符合

5、 IEC 947-2 標準、額定電流值較高的重工作制工業(yè)用空氣斷路器，具有多種內(nèi)置的通信和電子功能 (見圖表 H29)。除保護功能外，Micrologic 控制單元還具有最優(yōu)化的功能，如測量 (包括電能質(zhì)量功能)、診斷、通信、控制和監(jiān)視。圖表 H28: 具有多種輔助功能的工業(yè)用模塊化斷路器(Compact NSX)圖表 H29: 重工作制工業(yè)用空氣斷路器示例。“Masterpact”空氣斷路器通過它的“Micrologic”脫扣單元提供各種自動化性能斷路器的基本特性目錄 隱藏 · 1- 額定工作電壓 (Ue)· 2-

6、0;額定電流 (In)· 3- 殼架等級額定值· 4- 過載脫扣電流整定值 (Irth 或 Ir)· 5- 短路脫扣電流整定值 (Im)· 6- 隔離特性· 7- 額定短路分斷能力 (Icu 或 Icn)· 8- 備注斷路器的基本特性有:§ 額定電壓 Ue;§ 額定電流 In;§ 過載保護 (Ir1 或 Irth1) 和短路保護 (Im)1的脫扣電流整定范圍;§ 短路分斷電流額定值 (工業(yè)用斷路器 Icu；家用斷路器 Icn)

7、。額定工作電壓 (Ue)這是斷路器在正常 (無擾動的) 的情況下工作的電壓。斷路器還有其他的電壓值以應對騷擾，如斷路器的其他特性所示。額定電流 (In)這是配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限期承受的最大電流值，而不會超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。例如額定電流 In = 125 A ，在環(huán)境溫度為 40 °C 下的斷路器會配備校準了的合適的過電流脫扣繼電器 (設定為 125 A)。然而，如果適當?shù)亟档皖~定值，該斷路器在更高的環(huán)境溫度下也能使用。這樣，在規(guī)定的溫度限值內(nèi)，斷路器在 50 °C 的環(huán)境溫度下只能無限期承受 117 A或者 60

8、°C 環(huán)境溫度下承受 109 A。因此，可以通過降低過載的脫扣電流整定值，并相應作出標志可降低斷路器的額定值。使用耐高溫的電子型脫扣器可以讓斷路器 (如上所述降低額定值) 在 60 °C (或者甚至 70 °C）的環(huán)境溫度下工作。備注: 斷路器 (符合 IEC 60947-2 標準) 的 In 通常等于開關(guān)設備的 Iu，Iu 為額定持續(xù)電流。殼架等級額定值配備有不同電流整定值的過電流脫扣器的斷路器，能夠適應于承受最高的過電流脫扣器整定電流值。例如:一個 NSX630N 斷路器能配備 4 個 150 630 A 的電子脫扣器。斷路器的殼架電流為 630 A

9、。過載脫扣電流整定值 (Irth 或 Ir)除了易于更換的小型斷路器，工業(yè)用斷路器都配備有可移去的，即可更換的過電流脫扣繼電器。另外，為使斷路器滿足其所控制的電路的要求，以及避免安裝粗電纜，通常脫扣繼電器都是可調(diào)的。 電流超過脫扣電流整定值 Ir 或 Irth (兩個名稱都經(jīng)常使用)，斷路器就會跳閘。它還代表著斷路器不跳閘時所能承受的最大電流。該值必須大于最大負載電流 I B，但是小于電路 I z 所允許的最大電流 (見保護方案的實用值 )。熱脫扣繼電器通常可在 0.7 1.0 In 范圍內(nèi)調(diào)整，但是如果使用電子設備，其調(diào)整范圍會更大；通常為 0.4 1.0 In。例 (見圖表 H3

10、0):配有一個整定為 0.9，400 A STR23SE 過電流脫扣繼電器的 NSX630N 斷路器，其脫 扣電流整定值為: Ir = 400 x 0.9 = 360 .備注: 對于配有不可調(diào)過電流脫扣繼電器的斷路器，Ir = In。實例：對于 iC65N 20 A斷路器，Ir = In = 20 (A)。圖表 H30: NSX630N 斷路器例，配有可以調(diào)節(jié)到 0.9 的 STR23SE 脫扣裝置，可得 Ir = 360 A短路脫扣電流整定值 (Im)短路脫扣繼電器 (瞬時或短延時) 用于高故障電流值出現(xiàn)時，使斷路器快速跳閘。其跳閘閾值 Im:§ 由家

11、用型斷路器的標準如 IEC 60898 標準確定；或者;§ 依據(jù)相關(guān)標準，特別是 IEC 60947-2 標準，由工業(yè)用斷路器的制造廠標出。近來的斷路器，有許多脫扣器可選，用戶可以利用它使斷路器的保護功能滿足負載的特殊要求 (見圖表 H31、圖表 H32 和圖表 H33)。 保護繼電器的類型過負荷保護短路保護家用型斷路器 IEC 60898熱磁Ir = In低整定值類型 B 3 In Im 5 In標準整定值類型 5 In Im 10 In高整定值類型 D10 In Im 20 In 2工業(yè)用模塊斷路器 3熱磁Ir = In

12、 固定值低整定值類型 B 或 Z3.2 In 固定值 4.8 In標準整定值類型 C 7 In 固定值 10 In高整定值類型 D 或 K 10 In 固定值 14 In工業(yè)用斷路器 IEC 60947-2 3熱磁Ir = In 固定值固定值: Im = 7 - 10 In可調(diào)范圍: 0.7 In Ir In低整定值: 2 - 5 In - 標準整定值: 5 - 10 In電子長延時 0.4 In Ir In短延時，可調(diào)范圍:1.5 Ir Im 10 Ir 瞬時 (I) 固定值:I = 12 - 15 In圖表 H

13、31: 用于低壓斷路器的過負荷和短路保護裝置的電流脫扣范圍圖表 H32: 斷路器熱磁保護系統(tǒng)的性能曲線Ir: 過載 (熱或長延時) 繼電器脫扣電流整定值； Im: 短路 (電磁或短延時) 繼電器脫扣電流整定值； Ii: 短路瞬時繼電器脫扣電流整定值； Icu: 分斷能力。圖表 H33: 斷路器電子保護系統(tǒng)的性能曲線隔離特性如果斷路器達到相關(guān)標準中規(guī)定的隔離器 (在其額定電壓時) 的所有條件，就適用于隔離電路 (見低壓開關(guān)的功能 - 隔離)。這時候，它就被稱作斷路器隔離器，其面板上標有這樣的標志所有的梅蘭日蘭的產(chǎn)品 Multi 9、Co

14、mpact NSX 和 Masterpact 低壓開關(guān)設備都屬于這一類。額定短路分斷能力 (Icu 或 Icn)低壓斷路器短路脫扣特性 (大致) 與故障電流回路的 cos 有關(guān)。這種關(guān)系的標準值已在某些標準中確定。斷路器的短路分斷電流定額是斷路器能夠分斷而不損害的最高 (預期的) 電流值。標準中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，即計算標準化值時直流暫態(tài)分量(總在最壞的情況短路下出現(xiàn)) 假定為零。工業(yè)用斷路器額定值 (Icu) 和家用斷路器額定值 (Icn) 通常以 kA 均方根值的形式給出。IEC 60947-2 標準定義了 Icu (額定極限短路分斷能力) 和 Ics (額定運行短路

15、分斷能力)，以及一個有關(guān) Ics 和 Icu 在不同使用類別 A (瞬時脫扣) 和 B (延時脫扣) 的表格，如 斷路器的其他特性 所述。在標準的指導下進行斷路器額定短路分斷能力的測試，包括:§ 操作順序，包括一系列的操作，如短路下的閉合和斷開;§ 電流和電壓相位。電流與電源電壓同相時 (電路的 cos = 1)，電流的遮斷要比在其他功率因數(shù)條件下容易些。將電流在滯后 cos 低值時進行遮斷是相當困難的；零功率因數(shù) (理論上) 也是不易達到的。實際上，所有的電力系統(tǒng)短路故障電流 (或多或少) 都存在滯后功率因數(shù)，而標準是基于通常情況下大多數(shù)電力系統(tǒng)有代表

16、性的數(shù)值。一般而言，故障電流 (特定的電壓情況下) 越高，故障電流回路中的功率因數(shù)就越低，如臨近發(fā)電機或大型變壓器。下面的圖表 H34 是從 IEC 60947-2 標準中摘選出的，根據(jù)其額定 Icu 將 cos 標準值同工業(yè)用斷路器聯(lián)系起來。§ 按照斷開延時閉合/斷開的順序來試驗斷路器的 Icu 能力，作進一步試驗以保證:  -  電介質(zhì)耐受能力;   -  隔離 (絕緣)性能;   -  過載保護的正確動作不會因為試驗而受損。Icucos6 kA < Icu 10 kA0.510 kA

17、 < Icu 20 kA0.320 kA < Icu 50 kA0.2550 kA < Icu0.2圖表 H34: 與故障電流電路的功率因數(shù) (cos ) 相關(guān)的 Icu (符合 IEC 60947-2 標準)備注1.  a b c 電流整定值是指用于過負荷和短路保護的熱脫扣裝置和“瞬時”電磁脫扣裝置的動作電流。2.  大多歐洲制造商認為 IEC 60898 標準中的 50 In 高得不合實際 (M-G = 10 14 In)。3.  a b 對于工業(yè)用途，IEC 標準沒有規(guī)定值。上述值

18、僅為通常使用的值。斷路器的其他特性目錄 隱藏 · 1- 額定絕緣電壓 (Ui)· 2- 額定沖擊耐壓 (Uimp)· 3- (A 或 B) 類和額定短時耐受電流 (Icw)· 4- 額定接通能力 (Icm)· 5- 額定運行短路分斷能力 (Ics)· 6- 故障電流限制· 7- 電流限制的優(yōu)點· 8- 備注在做最后選擇時，熟悉下列低壓斷路器的其它的特性通常也是有必要的。額定絕緣電壓 (Ui)這是電介質(zhì)試驗電壓 (通常

19、大于 2 Ui ) 和爬電距離所涉及的電壓數(shù)值。額定工作電壓的最大值絕不可超過額定絕緣電壓，即 Ue Ui。額定沖擊耐壓 (Uimp)該特征表現(xiàn)為試驗條件下設備能夠承受而不出失效的 kV 電壓峰值 (規(guī)定的形式和極性)。通常，用于工業(yè)用斷路器 Uimp = 8 kV和家用型 Uimp = 6 kV。(A 或 B) 類和額定短時耐受電流 (Icw)如上簡述 (斷路器的基本特性)，依照 IEC 60947-2 標準，工業(yè)用低壓開關(guān)設備有兩類，A 和 B:§ A 類通常為塑殼斷路器，在“瞬時”短路電磁脫扣裝置 (見圖表 H35) 動作時不會有意延遲.§ 為了從時間上同其他斷路器有

20、選擇性，B 類可能會延遲斷路器的跳閘，這時的故障電流要低于斷路器額定短時耐受電流 (Icw) (見圖表 H36) 。這通常應用于大型開啟式斷路器以及某些重載塑殼型斷路器。Icw 是 B 類斷路器是在制造商給定的時間內(nèi)，能夠承受熱和電動力而不會造成持久損害的最大電流。圖表 H35: A 類斷路器圖表 H36: B 類斷路器額定接通能力 (Icm)Icm 為斷路器在指定條件下及額定電壓上能建立的最高電流瞬時值。在交流系統(tǒng)中瞬時峰值為 k 倍的 Icu (即額定分斷電流)，該系數(shù)由短路電流回路 (見圖表 H37) 的功率因數(shù) (cos ) 決定。Icucos Icm = kIcu

21、6 kA < Icu 10 kA0.51.7 x Icu10 kA < Icu 20 kA0.32 x Icu20 kA < Icu 50 kA0.252.1 x Icu50 kA Icu0.22.2 x Icu圖表 H37: IEC 60947-2 規(guī)定對不同的短路電流功率因數(shù)值與額定分斷能力 Icu 以及額定接通能力 Icm 之間的關(guān)系例: Masterpact NW08H2 斷路器具有 Icu 為 100 kA 的額定分斷能力。其額定接通能力的峰值 Icm 將為 100 x 2.2 = 220 (kA)。額定運行短路分斷能力 (Ics)在正確設計的裝

22、置中，不能要求斷路器在最大分斷電流 Icu 下動作。基于此，引入了一種新的特性 Ics。在 IEC 60947-2 標準中以 Icu 的百分數(shù)來表示 (25%, 50%, 75%, 100%)。額定分斷能力 (Icu) 或 (Icn) 是斷路器能成功分斷而不會被損害的最高故障電流。產(chǎn)生這種電流的可能性非常低，正常環(huán)境下，故障電流比斷路器額定分斷能力 (Icu) 低得多。另一方面，大電流 (可能性較低) 在良好狀態(tài)下被分斷非常重要，這樣在故障電路被修復以后，斷路器能夠立即重合閘。正是由于這些原因，工業(yè)用斷路器確立了一種新的特性 Ics，以 Icu 的百分數(shù)表示，即：25%, 50%, 75%,

23、100% 。標準試驗順序如下:§ O - CO - CO1（在 Ics 上）;§ 按照上述順序進行的測試旨在驗證斷路器處于良好狀態(tài)，可在正常運行中使用。對于家用斷路器，Ics = k Icn。系數(shù) k 值在 IEC 60898 標準的第 14 號表格中給出。在歐洲，工業(yè)上實際使用 100% 的 k 系數(shù)，因此 Ics = Icu。故障電流限制低壓斷路器的許多設計都有短路電流限制能力，因而減小短路電流，防止達到其 (其他方法就可能) 最高峰值 (見圖表 H38)。這些斷路器的電流限制性能以圖的形式列出，見圖表 H39 a)。斷路器的限流能力能夠有效地阻止預期最大故障電流的通過

24、，僅允許限定數(shù)值的電流通過，見圖表 H38。 圖表 H38: 預期和實際電流斷路器的制造商將限流性能以曲線的形式列出 (見圖表 H39)。§ 圖表 H39 a) 是限制峰值與預期故障電流交流元件的均方根值的坐標圖。(“預期”故障電流指在斷路器沒有限流能力時，可能通過的故障電流)。§ 限流極大地減少了熱應力 (與 I2t 數(shù)值成比例)還在圖表 H39 b) 中以曲線的形式表示，這是它和預期故障電流交流分量的均方根值的坐標圖。家用低壓斷路器以及類似的裝置根據(jù)某些標準 (特別是歐洲標準 EN 60 898) 分類。限流斷路器的一類由該類中規(guī)定的允許通過的極限

25、I2t 確定。這時，制造商正常不會提供特征性能曲線。圖表 H39: 典型低壓限流斷路器性能曲線電流限制的優(yōu)點限流從電流回路減小了所有有電流通過的電路元件所承受的熱應力和電動應力，因此延長了這些元件的使用壽命。另外，限流功能也讓“級聯(lián)”技術(shù)得到了應用 (見 斷路器間的配合)，因此明顯的降低了設計和安裝成本。使用限流斷路器具有許多優(yōu)點:§ 電氣裝置，網(wǎng)絡有更大的富裕能力：限流斷路器極大地削弱了短路電流帶來的有害效應。§ 減小熱效應：極大地減少了導體 (絕緣) 發(fā)熱，因此線纜的壽命也相應的增加了。§ 減小機械應力：降低電動斥力，降低變形、可能的破裂以

26、及觸點過多的燒損等風險。§ 減小電磁干擾效應:  -  減小對測量儀器以及有關(guān)的電路、電信系統(tǒng)等的影響。因此，限流斷路器可以改善以下各項應用:§ 線纜和布線;§ 預制線纜主干系統(tǒng);§ 開關(guān)設備，從而延緩裝置的老化。例如在預期短路電流為 150 kA 均方根值的系統(tǒng)中，Compact L 斷路器將峰值電流限制為低于計算的預期峰值的 10%，熱效應低于計算值的 1%。在一個裝置中，將限流斷路器下游的幾級配電實施級聯(lián)，可以極大的節(jié)約。斷路器間的配合中描述的級聯(lián)技術(shù)能夠大幅度的節(jié)約開關(guān)設備 (斷路器下游可允許有較低性能的斷路器) 和設計研究成

27、本，高達 20% (總體上)。Compact NSX 斷路器的所有規(guī)格開關(guān)設備的直到全短路分斷能力的選擇性保護方案和級聯(lián)技術(shù)都是重要的。備注1.  O 代表斷開操作。CO 代表一次閉合操作后跟隨一次斷開操作。斷路器的選擇目錄 隱藏 · 1- 斷路器的選擇· 2- 不同環(huán)境溫度情況下斷路器額定電流的選擇· 3- 無補償型熱磁脫扣器· 4- 補償型熱磁脫扣器· 5- 電子脫扣器· 6- 瞬時或短延時脫扣閾值的選擇· 7- 根據(jù)短路

28、分斷能力要求選擇斷路器· 8- 總斷路器和主斷路器的選擇· 9- 饋線斷路器和終端斷路器的選擇斷路器的選擇取決于以下因素：裝置的電氣特性、環(huán)境條件、負荷及遙控要求以及所采用的通信系統(tǒng)類型。斷路器的選擇斷路器的選擇需要考慮以下幾個因素：§ 斷路器所在裝置的電氣特性；§ 斷路器的使用環(huán)境：周圍環(huán)境溫度、位于配電亭或開關(guān)柜的外殼中、氣候條件等；§ 短路電流分斷和接通能力；§ 斷路器操作要求：選擇性脫扣、遙控要求和指示及相關(guān)輔助觸點，輔助脫扣線圈以及它們之間連線的要求；§ 安裝規(guī)定，特別是對人身的保護；§

29、; 負荷特性，例如電動機、熒光燈、LV/LV 變壓器等。以下是關(guān)于配電系統(tǒng)中使用的低壓斷路器的相關(guān)說明。不同環(huán)境溫度情況下斷路器額定電流的選擇斷路器的額定電流取決于其給定的工作環(huán)境溫度，一般情況下為：§ 家用型斷路器為 30 °C；§ 工業(yè)型斷路器為 40 °C。不同環(huán)境溫度情況下斷路器的性能與斷路器的脫扣器的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系(見圖表 H40)。圖表 H40: 環(huán)境溫度無補償型熱磁脫扣器配有無補償型熱脫扣器的斷路器，其脫扣電流值與環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。配有無補償型熱脫扣器的斷路器，其脫扣電流值取決于環(huán)境溫度。如果斷路器安裝在外殼內(nèi)或者高溫環(huán)境

30、(如鍋爐房等) 下，引起斷路器過負荷脫扣的電流值將明顯降低。一般情況下，當斷路器的工作環(huán)境溫度超過參考溫度值時，斷路器的脫扣電流額定值將明顯降低。因此，斷路器制造商常常提供相關(guān)表格來說明不同溫度情況下斷路器的參數(shù)變化情況。從典型例可知 (見圖表 H41)，環(huán)境溫度降低，斷路器的額定電流可能升高。圖表 H27 顯示的并排安裝的小型模塊化斷路器，通常安裝在小型封閉式金屬外殼配電箱內(nèi)，由于散熱產(chǎn)生的相互溫度影響，當帶上正常負荷時，斷路器的額定電流值通常需要乘以一個系數(shù) 0.8。例如iC65N 應該選擇多大的定額？§ 為了保護電路，預期最大負荷電流為 34 A；§ 與其他

31、斷路器緊靠安裝在封閉的配電箱內(nèi)；§ 環(huán)境溫度為 50 °C。50 °C 時 iC65N 額定電流值將由 40 A 降為 35.6 A 見圖表 H41。考慮到斷路器安裝在封閉空間中的相互散熱問題，應該乘以 0.8 的系數(shù)，即 35.6×0.8 = 28.5 (A)，該電流值與負荷電流值 34 A 不匹配。因此，應該選擇額定電流為 50 A 的斷路器，考慮溫度因素后其電流額定值為44×0.8 = 35.2 (A)。補償型熱磁脫扣器這種類型的脫扣裝置包括一個補償用的雙金屬片，它允許將斷路器的過負荷脫扣電流值可調(diào)在一個指定的范圍內(nèi)，該范圍不受環(huán)境溫度的

32、影響。例如:§ 在某些國家，低壓配電系統(tǒng)標準為 TT 系統(tǒng)，家用和類似裝置由授權(quán)供電的進線處的斷路器實行保護。該斷路器除了能夠提供間接接觸人身保護外，還能夠在用戶負荷電流超過供方協(xié)議要求的電流值時，用于過載保護脫扣；斷路器 (i 60 A) 的溫度補償范圍為5 °C + 40 °C。§ 電流定額 i 630 A 的低壓斷路器一般都配有范圍為5 °C + 40 °C 的溫度補償脫扣器。iC65N iC65H：曲線 C iC65N：曲線 B 和 C (參考溫度：30 °C)定額 (A)20 °C25 °C30

33、 °C35 °C40 °C45 °C50 °C55 °C60 °C11.051.021.000.980.950.930.900.880.8522.082.042.001.961.921.881.841.801.7433.183.093.002.912.822.702.612.492.3744.244.124.003.883.763.643.523.363.2466.246.126.005.885.765.645.525.405.301010.610.310.09.709.309.008.608.207.801616.816.

34、516.015.515.214.714.213.813.52021.020.620.019.419.018.417.817.416.82526.225.725.024.223.723.022.221.520.73233.532.932.031.430.429.828.428.227.54042.041.240.038.838.036.835.634.433.25052.551.550.048.547.445.544.042.540.56366.264.963.061.158.056.754.251.749.2Compact NSX00-250 N/H/L 配備 TM-G 脫扣器額定溫度 (&#

35、176;C)電流(A)10152025   30    35    40   45  50 55 60 65 70  1618.418.718181716.61615.615.214.814.51413.82528.82827.52526.325.62524.52423.52322213236.83635.234.433.632.83231.330.53029.52928.54

36、0464544434241403938373635345057.556555452.55150494847464544637271696866656361.56058575554809290888684828078767472706810011511311010810510310097.59592.59087.585125144141138134131128125122119116113109106160184180176172168164160156152148144140136200230225220215210205200195190185180175170250288281277269

37、263256250244  238231225219213圖表 H41: 上表為使用未獲補償雙金屬片脫扣單元的斷路器，對于溫度的升/降定值表電子脫扣器電子脫扣器在溫度變化情況下高度穩(wěn)定。電子脫扣單元有一個重要的優(yōu)勢就是溫度的變化不會影響脫扣器的工作。 然而，開關(guān)設備本身有自己極限溫升限制，所以制造商通常會提供一個基于環(huán)境溫度的最大脫扣器允許電流值 (見圖表 H42)。此外，電子脫扣單元還可以提供信息以優(yōu)化電力分配管理，其中包括能源效率與電能質(zhì)量的管理。Masterpact MT20 型號40°C45°C50°C55°C60&

38、#176;CH1/H2/H3抽屜式水平接線In (A)20002000200019801890最大整定值1110.990.95L1抽屜式垂直接線In (A)2000200190018501800最大整定值110.950.930.90圖表 H42: Masterpact NW20 斷路器溫度降容瞬時或短延時脫扣閾值的選擇下圖表 H43 總結(jié)了瞬時或短延時脫扣器的主要特性曲線。類型脫口裝置應用低整定 類型 B§ 產(chǎn)生地短路電流的電源 (備用發(fā)電機)§ 長線路或電纜標準整定 類型 C§ 電路保護：一般情況高整定 類型 D

39、 或 K§ 保護產(chǎn)生高出是瞬變電流的電路 (例如：電機、變壓器、電阻性負荷)12 In 類型 MA§ 保護電機及相連的磁力啟動器 (有過載保護的接觸器)圖表 H43: 不同的瞬時或短延時脫扣器根據(jù)短路分斷能力要求選擇斷路器安裝低壓斷路器要求：在安裝點上，短路分斷能力 (或是與斷路器相連的電器的短路分斷能力) 等于或大于計算的預期短路電流。安裝在低壓裝置斷路器必須滿足以下兩條件中的任意一條：§ 斷路器具有額定短路分斷能力 Icu (或 Icn)，該值在安裝點應不小于計算的短路電流；§ 如不是上述情況，斷路器與上游網(wǎng)絡中的電器相連，而該電

40、器具有所需的短路分斷能力。在第二種情況中，兩設備的特性曲線必須協(xié)調(diào)，從而保證通過上游設備的電能不超過下游設備以及相關(guān)電纜、電線、元件的承受能力，不以任何方式損害元件。該技術(shù)運用于：§ 熔斷器和斷路器的結(jié)合；§ 限流斷路器和標準斷路器的結(jié)合。該技術(shù)被稱之為“級聯(lián)”(見斷路器間的配合)。總斷路器和主斷路器的選擇最小的變壓器輸出端的斷路器，必須有足夠的故障電流短路分斷能力。該故障電流要求大于通過其他變壓器的低壓斷路器的故障電流。單臺變壓器如果變壓器位于用戶的變電所中，按照國家標準需要一個其斷開的觸點是可以清晰可見的，例如抽出式低壓斷路器 Compact。例 (見下頁圖表 H44)

41、在用戶變電所中，通過 250 kVA 高 / 低壓 (400 V) 三相變壓器為裝置供電。哪種斷路器類型適用于該裝置的主斷路器呢？In (變壓器) = 360 (A)Isc (三相) = 8.9 (kA)可調(diào)脫扣范圍在 160 400 A，短路分斷能力 Icu 為 50 kA 的 Compact NSX400N 適用于此種工作制。圖表 H44: 例，用戶變電所中的變壓器=多臺變壓器并聯(lián) =(見圖表 H45)§ 每臺低壓配電柜饋線的斷路器 CBP 必須能切斷總故障電流 (該故障電流來自于與母線相連的全部變壓器)，即：Isc1 + Isc2 + Isc3；§ 控制每個

42、變壓器輸出的斷路器 CBM 必須能對付最大短路電流，如 CBM1上游的短路電流 Isc2 + Isc3。從這點來看，在上述情況下, 最小容量變壓器的斷路器將承受最大的故障電流量，同時最大容量變壓器的斷路器將通過最小的短路電流量。§ 必須根據(jù)相關(guān)變壓器容量 (kVA) 額定值選擇 CBM 的額定值.圖表 H45: 并聯(lián)變壓器注意: 成功并聯(lián)三相變壓器的重要條件總結(jié)如下：1. 一次側(cè)到二次側(cè)，所有并聯(lián)運行的電壓相位相同。2. 一次側(cè)到二次側(cè)，所有并聯(lián)運行的開路電壓比相同。3. 所有并聯(lián)單元的短路阻抗電壓 (Zsc%) 相同。 例如，容量為 750kVA，Zsc = 6

43、% 的變壓器和另一個容量為 1000 kVA，Zsc = 6% 變壓器正確地分擔負荷，也就是按它們的 kVA 額定值的比例自動承載。對于 kVA 定額比值超過 2 的變壓器，不推薦并聯(lián)使用。圖表 H46 指出了在大多數(shù)普通配置 (2 或 3 個具有相同 kVA 額定值的變壓器) 中，斷路器(在圖表 H45 中，分別為 CBM 和 CBP) 承受的最大短路電流。它以下列假設為基礎(chǔ)：§ 變壓器中壓側(cè)的三相短路功率是 500 MVA；§ 變壓器是標準 20/0.4 kV 配電型，其額定值如下表；§ 從變壓器到其低壓斷路器的電纜為 5 m 長的單芯電纜

44、；§ 每個進線 CBM 和饋線 CBP 間為 1 m 長的母線；§ 開關(guān)安裝于地上封閉式配電柜中，環(huán)境溫度是 30 °C。此外，該表還說明了每種情況下 M-G 生產(chǎn)商推薦的斷路器。20/0.4 kV 變壓器數(shù)量和功率額定值 kVA總 (M) 斷路器最小短路 分斷能力 (Icu) (kA)在饋線斷路器 (CBP) 全配合下的總斷路器 (CBM)饋線主斷路器 (CBP) 最小短路分斷能力 (Icu) (kA)主斷路器 (CBP) 的額定電流 In 250A2 x 40014NW08N1/NS800N27NSX250H3 x 40028NW08N1/NS800

45、N42NSX250H2 x 63022NW10N1/NS1000N42NSX250H3 x 63044NW10N1/NS1000N67NSX250H2 x 80019NW12N1/NS1250N38NSX250H3 x 80038NW12N1/NS1250N56NSX250H2 x 100023NW16N1/NS1600N47NSX250H3 x 100047NW16N1/NS1600N70NSX250H2 x 125029NW20N1/NS2000N59NSX250H3 x 125059NW20N1/NS2000N88NSX250L2 x 160038NW25N1/NS2500N75NSX2

46、50L3 x 160075NW25N1/NS2500N113NSX250L2 x 200047NW32N1/NS3200N94NSX250L3 x 200094NW32N1/NS3200N141NSX250L圖表 H46: 多臺并聯(lián)變壓器中總 (CBM) 和主 (CBP) 斷路器分斷的最大短路電流值例 (見下頁圖表 H47)§ CBM 斷路器選擇:800 kVA 變壓器，In = 1.126 A，Icu (最小值) = 38 kA (從圖表 H46 得出)，對應表 CBM 為 Compact NS1250N (I cu = 50 kA)。§ C

47、BP斷路器選擇:圖表 H46 中斷路器所需短路分斷能力 (Icu) 為 56 kA。三個輸出回路 1、2、3 推薦選擇限流斷路器NSX400 L、NSX250 L 和 NSX100 L，Icu 額定分斷電流均為 150 kA。圖表 H47: 并聯(lián)變壓器這些斷路器的優(yōu)點是:  - 與上游 (CBM) 斷路器的完全選擇性；  - 使用“級聯(lián)”技術(shù)，使下游的元件更經(jīng)濟。饋線斷路器和終端斷路器的選擇裝置中任一點短路故障電流可以從表格中找到。'使用圖表 G40' 從該表中可以快速確定裝置中任一點的三相短路電流值，從而可知：§ 斷

48、路器上游某點的短路電流值；§ 兩點間導線的長度、橫截面積和類型。然后可以選擇額定短路分斷能力超過表中所列數(shù)值的斷路器。短路電流的詳細計算 為了更準確的計算短路電流，特別是當斷路器的短路分斷能力比表中數(shù)值稍小時，可以使用 短路電流的方法進行計算。只有一極有保護的兩極斷路器 (用于相線和中性線) 這種斷路器一般僅僅只給相線提供過電流保護裝置，它可以用于 TT、TN-S 和 IT系統(tǒng)。但是，在 IT 系統(tǒng)中還必須要考慮下述條件：§ 圖表 G67 中條件 (B)，用于在雙重故障下保護中性線免受過電流損害。§ 短路電流分斷定額：通常,

49、一個兩極的相線和中性線斷路器必須能夠在某一極上(相相電壓)切斷雙重故障電流,這個雙重故障電流不大于 10 kA 時，應等于安裝點三相短路電流的 15%，而如果該電流超過 10 kA，則等于三相短路電流的 25%。§ 非直接接觸保護：根據(jù) IT 系統(tǒng)規(guī)定提供該保護。短路電流分斷額定值不夠大 在低壓配電系統(tǒng)中，特別是重負荷網(wǎng)絡，有時會出現(xiàn)計算的 Isc 超過斷路器的額定 Icu，或者系統(tǒng)上游改變導致其超過斷路器的低額定值。§ 解決方法 1：檢查其上游斷路器是否為限流型并是否符合級聯(lián)原理 (見斷路器間的配合)。§ 解決方法 2：安裝具有高額定值系列的斷路器。只

50、有在一個或兩個斷路器受到影響的情況下，該解決方式才在經(jīng)濟上具有吸引力。§ 解決方法 3：在網(wǎng)絡上游側(cè)和對相應的斷路器連接限流熔斷器 (gG 或 aM)。但是必須考慮到：  -  有適當?shù)娜蹟囝~定值。   -  除了特定的 IT 系統(tǒng)外，中性線上一般沒有熔斷器。在 IT 系統(tǒng)中，雙重故障會在中性線中產(chǎn)生一個電流，這個電流會超過斷路器的短路分斷額定值。此種情況下，中性線熔斷器的熔斷必須要觸發(fā)所有相線上的斷路器跳閘。斷路器間的配合目錄 隱藏 · 1- 級聯(lián)o 1.1- 級聯(lián)技術(shù)的定義· 2-

51、 實施條件· 3- 級聯(lián)的優(yōu)點· 4- 選擇性脫扣 (選擇性) 原理o 4.1- 基于電流水平的選擇性：過載保護o 4.2- 基于梯級延時的選擇性：低短路電流保護o 4.3- 基于方法 1 和 2 相結(jié)合的選擇性o 4.4- 基于電弧能量水平的選擇性：高短路電流保護級聯(lián)“級聯(lián)”技術(shù)使用限流斷路器,使所有下游的開關(guān)設備，線纜和其他電路元件可明顯降低運行性能要求 (其它方法則不能降低)，從而減化裝置和降低費用。級聯(lián)技術(shù)的定義限流斷路器能夠限制通過的短路電流峰值，因此,同正常情況相比，大大降低了其下游全部電路的

52、開關(guān)設備和電路元件的短路分斷能力、熱承受能力和電氣機械承受能力。減小設備的物理尺寸和降低性能要求會帶來實際的經(jīng)濟利益，簡化安裝工作。需要注意，盡管發(fā)生短路時，限流斷路器對下游網(wǎng)絡有增加電源阻抗的作用 (很明顯)，但是在其他的情況下沒有此種影響，例如啟動大型電機 (這時，需要低電源阻抗)。具有強大限流性能的緊湊型限流斷路器 NSX 系列特別值得關(guān)注。實施條件一般而言，需要試驗室的試驗以保證滿足國家標準要求履行的條件，而制造商必須提供可兼容的開關(guān)設備組合裝置。大多數(shù)國家標準允許使用級聯(lián)技術(shù)，其條件是限流斷路器的允許通過電能小于所有下游限流斷路器和元件在不受損害的情況下所能承受的電能。實際上，只有通

53、過實驗室試驗才能驗證。制造商會完成該試驗，并提供表中的各種信息。這樣，使用者就可以在所推薦的斷路器組合裝置的基礎(chǔ)上有把握地設計級聯(lián)系統(tǒng)。作為例子，圖表 H48 所示為 230/400 V 或 240/415 V 三相裝置，其上游電路中安裝了限流斷路器 NSX250N、H 或 L，在此情況下可能使用的級聯(lián)斷路器類型為 C60, DT40N，C120 和 NG125。kA rms上游（限流）斷路器的短路分斷能力150     NSX250L70 NSX250H 50 NSX250N  &#

54、160;                    下游斷路器的短路分斷能力（受益于級聯(lián)技術(shù)） 150   NG125L70 NG125L 36 NG125NNG125N 30 C60N/H<=32AC60N/H<=32AC60N/H<=32A30C60L<=25AC60L<=25A

55、C60L<=25A25C60H>=40AC120N/HC60H>=40AC120N/H C60H>=40AC120N/H 20C60N>=40AC60N>=40A C60N>=40A圖表 H48: 例：230/400 V 或 240/415 V 三相裝置的級聯(lián)可能性級聯(lián)的優(yōu)點限流對所有受限流斷路器控制的下游電路都有好處。級聯(lián)原理沒有限制條件，也就是說限流斷路器可以安裝在系統(tǒng)中的任意一點，否則，其下游電路將有不合適的額定值。其好處是：§ 簡化短路電流計算；§ 簡化結(jié)構(gòu)，即有更寬的下游開關(guān)和設備選

56、擇范圍；§ 使用輕載工作制的開關(guān)設備和電器，同時節(jié)約相應費用；§ 節(jié)約占用的空間，因為輕載工作制的設備一般體積較小。選擇性脫扣 (選擇性) 原理選擇性可以是完全的或部分的。它建立在電流大小原理、時間原理以及兩者結(jié)合原理的基礎(chǔ)上。近來的發(fā)展建立在邏輯技術(shù)的基礎(chǔ)上。梅蘭日蘭系列 (專利產(chǎn)品) 利用了限流和選擇性兩者兼有的優(yōu)點。故障情況下自動化保護設備可實現(xiàn)選擇性；如果在裝置的任何一點發(fā)生故障，緊靠故障上游的保護裝置會進行清除，與此同時，其他的保護裝置保持不受影響 (見圖表 H49)。圖表 H49: 完全和部分選擇性如果斷路器 B 的最大短路電流 (IscB) 不超過斷

57、路器 A 的短路脫扣整定值 (IrmA)，斷路器 A 和 B 屬于完全選擇性。這時，只有 B 跳閘 (見圖表 H50)。圖表 H50: 斷路器 A 和 B 之間完全選擇性如果斷路器 B 最大可能短路電流超過斷路器 A 的短路脫扣整定電流值，則選擇性是部分的。在這種最大值的情況下，A 和 B 都要跳閘 (見圖表 H51)。圖表 H51: 斷路器 A 和 B 部分選擇性基于電流水平的選擇性：過載保護(見圖表 H52a)通過從下游繼電器 (低整定值) 到電源 (高整定值) 設定脫扣閾值為逐步梯級水平，可實現(xiàn)此方法。根據(jù)具體情況，選擇性可以是完全的或部分的，如以上例子所示。按照經(jīng)驗

58、，可以實現(xiàn)選擇性：§ IrA/IrB > 2.基于梯級延時的選擇性：低短路電流保護(見圖表 H52b)通過調(diào)整延時脫扣器實現(xiàn)此種方法，這樣下游繼電器動作時間最短，電源方向的延時越來越長。在所示兩級結(jié)構(gòu)中，上游斷路器 A 的延時要長到足夠保證斷路器 B 的完全選擇性 (例如：Masterpact 的電子脫扣單元)。基于方法 1 和 2 相結(jié)合的選擇性(見圖表 H52c)在電流水平的方案上增加延時，可以提高總體的選擇性的性能。上游斷路器有兩個高速電磁脫扣閾值：§ Im A 延時磁脫扣或短延時電子脫扣；§ Ii 瞬時脫扣若有 IscB < Ii (瞬時)，選

59、擇性是完全的。a)b)c)圖表 H52: 選擇性技術(shù)基于電弧能量水平的選擇性：高短路電流保護Compact NSX (限流斷路器) 系列中使用的技術(shù)對實現(xiàn)完全選擇性特別有效。原理：當斷路器 A 和 B 檢測到大短路電流時，其觸頭同時斷開，結(jié)果電流得到很大的限制。§ B 點高電弧能量引起斷路器 B 脫扣；§ 于是，A 點電弧能量受到限制，而不足以使斷路器 A 脫扣。如果斷路器 A 和 B 之間的容量比大于 2.5，根據(jù)經(jīng)驗，Compact NSX 間的選擇性就是完全的。用戶變電所的高/低壓選擇性目錄 隱藏 · 1- 基于電流水平的選擇性· 2- 電流選擇性o 2.1- 選擇性o 2.2- 時間選擇性o 2.3- 選擇性o 2.4- 施耐德斷路器 (帶電子脫扣單元) 各級選擇性保護的實際例子· 3- 限流的能量選擇性· 4- Compact NSX 基本的完全選