论低压断路器的选择和应用

电力18讯：    低压断路器用途广泛，它不仅用于主干线、支路、电路末端等作线路（电缆、电线）及电气设备的不频繁合、分和过载、短路、欠电压等故障的保护，还应用于各种负载，如照明回路、电热回路、电动机回路、可控硅整流回路、电容器回路等的单独使用和保护。负载的性质不同，选用断路器的额定电流和保护特性也有差异。

　 １ 电灯（白炽灯）、电热器回路
　　这些回路基本上是电阻负载，选用的是小型断路器（ＭＣＢ）。断路器的额定电流理论上是Ｉｎ≥ＩＬ（Ｉｎ为断路器额定电流，ＩＬ为线路或电气设备的额定电流）。若Ｉｎ取≤ＩＬ，ＭＣＢ可能发生误动作，所以国际上很多国家将用于白炽灯、电热回路的断路器Ｉｎ选为（　１．１～１．１５）ＩＬ。
　　白炽灯和电热回路在通电的瞬间都可能产生闪流（由冷态电阻逐渐形成热态电阻的过程），最大闪流可达１０ＩＬ，故在选用小型断路器时应选用Ｃ型（瞬动电流整定值５～１０倍Ｉｎ）。

　 ２ 高压汞灯、钠灯、金属卤化灯等的回路
　　
　　小型断路器的Ｉｎ≥（１．２～１．４）ＩＬ
水银灯等的特点是电流的畸变率（系数）达１５％，起动时，因镇流器电感因素，将产生冲击电流，但起动的时间也较长。为此，水银灯等的保护用断路器，其瞬动电流应选用Ｃ型。
　　３　电动机回路
　　作为电动机回路直接保护的断路器可采用电动机保护型断路器，它的过载保护有１．２Ｉｎ、１．５Ｉｎ、７．２Ｉｎ（可返回特性），短路瞬动为１２Ｉｎ。这种断路器的额定电流Ｉｎ＝ＩＭ（ＩＭ为电动机的额定电流）。如果无法找到电动机保护型断路器，也可使用一般配电保护型断路器，但这种配电型断路器仅能作电动机的短路保护（线路的过载保护采用热继电器）。
　　由于这种配电型断路器无躲过电动机起动电流的可返回特性，为了避免电动机起动时断路器动作（包括电动机采用Ｙ－Δ起动器等，在起动、运转瞬间的过渡性冲击电流），所以它的额定电流取得较高。日本有关标准（包括一些公司的产品样本介绍）规定：当电动机额定电流ＩＭ≤５０Ａ时，断路器的额定电流Ｉｎ≤３ＩＭ，当ＩＭ＞５０Ａ时，Ｉｎ≤２．５ＩＭ，而瞬动电流仍取１０Ｉｎ（倘额定电流不放大，则瞬动电流必须大于１４ＩＭ），断路器的额定短路分断能力≥电动机的短路电流。
　 ４　电容器回路
　　国际电工委员会ＩＥＣ和德国ＤＩＮ标准都规定，电容器单元必须长期在这样的电流下工作，即：它的有效值不会超过在正弦电压和额定频率时流过电流的１．３倍，对于大多数使用场合中的电容器单元可不采用过载保护，它可使上一级电网通过滤波回路进一步消除谐波。
　　对于短路保护，最普遍的是采用熔断器（此时熔断器的额定电流应是电容器额定电流的１．６～１．７倍），也有很多使用电容器的地方，它的短路保护选择塑料外壳式断路器（ＭＣＣＢ）。
电容器的保护开关（熔断器、断路器）必须符合以下三条要求。
（１）应能承受电容器产生的涌流；
（２）保护开关、电器应有不重燃性；
（３）熔断器或断路器的短路分断能力应大于电容器的短路故障电流。
　　电容器合闸投入运行时，由于端电压不能发生突变（由零变到额定电压），其情况有如短路，因此有较高的频率和较大幅值的浪涌电流（涌流）。
　　单个电容器的涌流峰值按公式（１）计算
Ｉｍ＝ＩＣ （１）
式中：
Ｉｍ--涌流峰值Ａ；
Ｓ--电容器安装处的短路容量，ｋＶＡ；
Ｑ--电容器的无功功率，ｋＶＡＲ；
Ｉｃ--电容器电流，Ａ。
　　为了抑制电容器开断时的过电压和合闸涌流，集中补偿的电容器一般是装切合电阻的。要求加装切合电阻后，将Ｉｍ降下来。加装切合电阻后，涌流（峰值）可降到１６Ｉｃ，有效值为１１．３Ｉｃ，因选用的断路器额定电流Ｉｎ＝（１．３～２．０）Ｉｃ，对断路器来说　假如它的瞬动电流整定值为１０Ｉｎ则完全可以躲过电容器的峰值电流Ｉｍ。
　　当Ｉｍ、Ｑ和ＩＣ可知时，可以求出Ｓ值，由Ｓ值可以算出电容器的短路电流。
　　用塑料外壳式断路器作电容器回路保护时，断路器的额定电流较常见的是Ｉｎ＝１．５Ｉｃ；断路器的额定工作电压应≥电容器的工作电压。
　　表１为推荐的电容器保护用塑料外壳式断路器规格和二者的主要参数。

　 ５ 焊接机（点焊机、电弧焊机）回路
　　交流电弧焊机、钢板点焊机、储能点焊机等焊接机的工作电流是间断的、脉冲的，因此选用断路器时，必须进行计算才能确定。
设点焊机（电弧焊机）的最大工作电流为Ｉａ，由于是间断工作，某一时刻Ｉａ＝０，热等效等值电流Ｉｅ为：
Ｉ２ａｔ１＋Ｏ２ｔ２＝Ｉ２ｅ（ｔ１＋ｔ２） （２）
式中：
ｔ１--焊接时间，ｔ２--休息时间（间歇时间）
∴Ｉｅ＝＝＝Ｉａ＝Ｉａ
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝点焊周期，α＝称为使用率。
（例：设Ｉａ＝１００Ａ，ｔ１＝０．３ｓＴ＝３ｓα＝＝０．１，则