(倪修康1  
        (肖利亞2  

摘要：隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，新上用戶配電所越來越多，用電要求也越來越高。對電氣設計人員來說，低壓斷路器是直接面向廣大電力用戶的重要設備，低壓斷路器如何選用的安全、經(jīng)濟、合理顯得尤為重要。本文主要探討了當前建筑低壓配電的設計。
關(guān)鍵詞：建筑；低壓配電設計；斷路器
Abstract: with the rapid development of China's national economy, the new user distribution place more and more, electricity requirement more and more is also high. To the electric design workers, low voltage circuit breaker is directly facing the power users important equipment, low voltage circuit breaker, how to choose the security, economic and reasonable is particularly important. This paper mainly discussed the current architecture of low voltage distribution design.
Keywords: architecture; Low voltage distribution design; Circuit breaker

中圖分類號： TM642+.2      文獻標識碼：A         文章編號：
0 前言
在供配電線路中，對于保護電器必須達到“三性”——選擇性、快速性、靈敏性。快速性和靈敏性分別與保護電器本身特點和線路運行方式有關(guān)，而選擇性則與上下級保護電器之間的配合有關(guān)，配合恰當，則能有選擇地將事故回路切除，保證供電系統(tǒng)的其他部分繼續(xù)正常運行，反之，則影響供電的可靠性。斷路器作為一種非常重要的保護電器元件，人們往往是根據(jù)負載性質(zhì)的不同進行選用的。最常見的負載有配電線路、電動機和家用與類似家用照明三大類。以此相對應的便有配電保護型、電動機保護型和家用及類似家用保護型的斷路器。這三類斷路器的保護性質(zhì)和保護特性是不相同的。對配電型斷路器而言，有選擇性與非選擇性之分。所謂選擇性是指斷路器具有過載長延時、短路短延時和短路瞬時的三段保護特性；對于電動機保護型斷路器，只要有過載長延時和短路瞬時的兩段保護性能就夠了，也就是說可選用非選擇性斷路器(包括塑殼式和萬能式)；家用和類似場所的保護也是一種額定電流在63 A以下的小型非選擇性斷路器。低壓斷路器具有斷路保護，過載保護、控制和隔離的功能，適用于工業(yè)與民用建筑終端低壓配電系統(tǒng)，在低壓配電系統(tǒng)中廣泛采用。低壓斷路器在配電系統(tǒng)中若設計不當，就會影響供電回路的正常工作。筆者借此談一下低壓斷路器，在低壓配電系統(tǒng)設計中應注意的一些問題。
1選用原則
1)由線路的計算電流來決定斷路器的額定電流；2)斷路器的短路整定電流應躲過線路的正常工作啟動電流；3)按線路的最大短路電流來校驗低壓斷路器的分斷能力；4)按照線路的最小短路電流來校驗斷路器動作的靈敏性，即線路最小短路電流應不小于斷路器短路整定電流的1．3倍；5)按照線路上的短路沖擊電流(即短路全電流最大瞬時值)來校驗斷路器的額定短路接通能力(最大電流預期峰值)，即后者應大于前者。
2低壓斷路器的選擇性分析
為了保證低壓配電系統(tǒng)的可靠性，低壓斷路器的選擇性成為終端低壓配電系統(tǒng)設計的一項重要內(nèi)容。在斷路器所保護的配電系統(tǒng)中，當發(fā)生電氣故障時，距故障點最近的斷路器：Qn動作將故障切除，而其他各級斷路器不動作，從而將故障所造成斷電限制在最小范圍內(nèi)，使其他無故障供電回路仍能保持正常供電，這就是對低壓斷路器所要求的選擇性。非選擇性低壓斷路器，是指當發(fā)生電氣故障時，距故障點最近的低壓斷路器QF3動作將故障切除，而其他各級斷路器Qn、QF2、QF4和QF5動作，均處于打開狀態(tài)。不能保證使其他無故障回路正常供電。低壓斷路器的選擇性在低壓配電系統(tǒng)的設計中占有十分重要的位置，它可以給用戶帶來便利。并能保證供電回路工作的連續(xù)性。所以，家用電器在無選擇性保護下，一旦發(fā)生電氣故障，配電回路的連續(xù)性就不能得到保證，使家用電器如電冰箱、排油煙機等處于停機待啟動狀態(tài)，影響了用戶的日常生活。
在低壓配電系統(tǒng)中用的低壓斷路器按其保護性能可分為，選擇性和非選擇性兩類。選擇性低壓斷路器，有兩段保護和三段保護兩種。其中瞬時特性和短延時特性適用于短路動作，而長延時特性適用于過載保護。非選擇性低壓斷路器，一般為瞬時動作，只做短路保護用。也有的為長延時動作，只做過負荷保護用。
在低壓配電系統(tǒng)中，如果上一級斷路器采用選擇性斷路器。下一級斷路器采用非選擇性斷路器或選擇性斷路器，主要是利用短延時脫扣器的延時動作或延時動作時間的不同，以獲得選擇性。通過上一級斷路器的延時動作時，請注意以下幾點問題：
2．1 無論下一級是選擇性斷路器還是非選擇性斷路器，上一級斷路器的瞬時過電流脫扣器整定電流一般不得小于下一級斷路器出線端的最大三相短路電流的1.1倍;
2．2如果下一級是非選擇性斷路器，為防止在下一級斷路器所保護回路發(fā)生短路電流時，因這一級瞬時動作靈敏度不夠，而使上一級短延時過電流脫扣器首先動作，使其失去選擇性。一般上一級斷路器的短延時過電流脫扣器的整定電流不小于下一級瞬時過電流脫扣器的1.2倍；
2．3如果下一級也是選擇性斷路器．為保證選擇性。上一級斷路器的短延時動作時間至少比下一級斷路器的短延時動作時間長0.1s。
3低壓斷路器的級聯(lián)保護性
在低壓配電系統(tǒng)的設計中，低壓斷路器的上下兩級之間的選擇性配合，必須具有“選擇性、快速性和靈敏性”。選擇性則與上下兩級低壓斷路器之間的配合有關(guān)，而快速性和靈敏性分別與保護電器本身特點和線路運行方式有關(guān)．上下兩級斷路器配合得當，則能有選擇地將故障回路切除，保證配電系統(tǒng)的其它無故障回路繼續(xù)正常工作。反之，則影響配電系統(tǒng)的可靠性。級聯(lián)保護是斷路器限流特性的具體應用，其主要原理是利用上級斷路器的限流作用，在選擇下級斷路器時，可選擇分斷能力較低的斷路器，以達到降低成本節(jié)約費用的目的。上級的限流型斷路器QF1能分斷其安裝處的最大預期短路電流。由于低壓配電系統(tǒng)中上下級的低壓斷路器為串聯(lián)安裝，當下級，低壓斷路器QF2出口處發(fā)生短路時，該短路電流由于上級低壓斷路器QF1的限流作用而使其實際值遠小于該處的預期短路電流，也就是說，下級低壓斷路器QF2的分斷能力在上級低壓斷路器QF1幫助下大大增強，超過了其額定分斷能力。這種級聯(lián)保護也是有一定的條件，譬如鄰近的回路不能有重要負載(因為一旦QF1跳閘QF3回路也停電)，同時QF1的瞬動整定值與QF2的瞬動整定值也要匹配得當?shù)�。級�?lián)數(shù)據(jù)只能由實驗測定，上下級低壓斷路器的配合選擇也只能由低壓斷路器制造商提供確定。
4低壓斷路器的靈敏度研究
為了保證低壓斷路器的瞬時或短延時過流脫扣器在系統(tǒng)最小運行方式下，在其保護范圍內(nèi)發(fā)生最輕微的短路故障時能可靠動作。低壓斷路器保護的靈敏度必須滿足《低壓配電設計規(guī)范》(CB50054-95)規(guī)定其靈敏度應不小于1.3，即SP=lk.min／IOP≥1.3。式中IOP瞬時或短延時過流脫扣器的動作電流。IKmin一斷路器保護的線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的單相短路電流或兩相短路電流，SP低壓斷路器的靈敏度。在選用低壓斷路器時，還應注意對其靈敏度的校驗，對于同時具有短延時和瞬時過電流脫扣器的選擇性斷路器，只需要校驗短延時過電流脫扣器的動作靈敏度，不需要校驗瞬時過電流脫扣器動作的靈敏度。
5低壓斷路器的環(huán)境溫度
低壓斷路器的過載保護依靠熱脫扣器來完成，通常低壓斷路器的熱脫扣器額定電流是制造商依據(jù)IEC898標準，在基準溫度為30℃(2條件下整定的。熱脫扣器是由一組雙金屬片制成，當線路發(fā)生過載。過載電流流過加熱電阻縫而使雙金屬片發(fā)熱變形彎曲，將搭鉤頂開，使低壓斷路器觸點斷開。低壓斷路器的熱脫扣器與環(huán)境溫度是有直接的關(guān)系，若環(huán)境溫度發(fā)生變化就會導致低壓斷路器的額定電流值發(fā)生變化。
低壓斷路器一般是排列有序地固定在配電盤上，再安裝在配電箱內(nèi)。配電箱的安裝方式分為明裝和暗裝兩種，明裝配電箱的散熱效果優(yōu)于暗裝配電箱，暗裝配電箱內(nèi)的空氣不宜對流，其散熱效果較差。造成配電箱內(nèi)因低壓斷路器的溫升使周圍環(huán)境的空氣溫度上升。所以，低壓斷路器的實際工作溫度比周圍環(huán)境的溫度高出1O℃～15℃左右。因此當環(huán)境溫度大于或小于校準溫度值時，我們必須根據(jù)制造商提供的溫度與載流能力修正系數(shù)表，來修正低壓斷路器的額定電流值。以C65N／H為例，如果低壓斷路器C65N／H單個安裝，其周圍環(huán)境為30℃，C65N／H的額定電流20A，則其實際工作電流為20A：如果低壓斷路器C65Nm單個安裝，其周圍環(huán)境為40℃，C65N／H的額定電流20A，則其實際工作電流為18.97A：如果多個C65N／H安裝在配電箱內(nèi)，其周圍環(huán)境為30℃，C65N／H的額定電流20A，則其實際工作電流為16A；如果多個C65N／H安裝在配電箱內(nèi)，其周圍環(huán)境為40℃，C65N／H的額定電流20A，則其實際工作電流為15.18A。由此我們可以看出，不同的環(huán)境溫度和不同的安裝方式對于低壓斷路器的實際工作電流值是有一定的影響。
6 結(jié)語
在設計低壓配電系統(tǒng)時，應注意低壓斷路器的選擇性和級聯(lián)保護性；對低壓斷路器過流脫扣器額定電流進行選擇和整定。確保過電流脫扣器動作的靈敏度；當環(huán)境溫度大于或小于校準溫度值時，應根據(jù)制造商提供的溫度與載流能力修正系數(shù)來調(diào)整低壓斷路器的額定電流值。在低壓斷路器選擇時，級間配合問題成為廣大設計者經(jīng)常容易忽視的問題，因此，正確使用斷路器可以有效地提高低壓配電系統(tǒng)的運行性能，尤其對于那些停電對生產(chǎn)影響較大的企業(yè)，更應該注意斷路器的科學選型及電流參數(shù)的合理整定，保證低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
 

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