摘要：低压断路器又称自动空气开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。断路器的选择，可以说贯穿了民用建筑电气设计的整个过程。从变压器的进线处，到层间的配电箱，再到各功能房间等配电末端，都要用到断路器。随着现代电气技术的不断发展，低压短路器从功能、耐用性、尺寸等方面都有很大的优化和改善。
所以，在设计过程中如何做到合理定位，科学选型，使得供配电系统安全可靠的运行，并在使用维护的过程中方便灵活，是电气设计师的一项基本功。
关键词：低压；断路器；整定电流；塑壳；配电
1、低压断路器的分类
低压断路器按照设计型式可分为：空气断路器、塑壳断路器和微型断路器。
根据《低压配电设计规范》GB50054-2011，过负荷电器的动作特性，应符合下列公式的要求：Ib≤In≤Iz；被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍，即：1.3 Ii≤Id。
2、低压断路器的电流特性
2.1瞬时或定时限过电流脱扣器在达到电流整定值时或在规定时间内动作。
2.2反时限过电流脱扣器在基准温度下，在约定不脱扣电流，即电流整定值的1.05倍时，在约定时间内不脱扣，。在约定时间结束后，立即使电流上升至电流整定值的1.3倍，达到约定脱扣电流，断路器在约定时间内脱扣。
3、低压断路器脱扣电流的整定
3.1 在低压配电设计中，低压柜出线开关，楼层总配电开关，动力设备的配电开关一般使用塑壳断路器，末端配电箱的分回路开关采用微断。在选择这类开关时，我们需满足以下条件：1) IC≤ISET1≤IZ
IC——线路的负荷计算电流；ISET1——过载长延时电流整定值；IZ——导体的允许持续载流量；2) ISET3≥Krel3[I’stM1+IC(n-1)]，Krel3——可靠系数，取1.2，I’stM1——线路中最大一台电动机全起动电流，取2，IstM1，IC(n-1)——除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算电流
ISET3——短路瞬动电流整定值瞬时脱扣整定电流，应躲过配电线路的尖峰电流。
3.2 低压柜进线开关和母联开关，一般使用框架断路器。框架断路器是三段式保护开关。在选择这类开关时，我们还需满足以下条件：
ISET2≥Krel2[IstM1+IC(n-1)]Krel2——可靠系数，取1.2，IstM1---线路中最大一台电动机的起动电流IC(n-1) ——除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算电流ISET2---短路短延时电流整定值。
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4、各级低压断路器间的选择性
当配电系统发生短路故障的时候，下级开关应先动作，当下级保护失效时，上级开关动作，这样才能提高供电的可靠性同时尽量减少因故障影响的停电范围。
1）低压配电柜出线开关：ISET1=Ir，ISET2=4Ir，t=0.4s；
2）低压配电柜进线开关：ISET1=Ir ISET2=（4~6）Ir t=0.4s ISET3=（10~20）Ir。下面举例说明这个问题。
I d1——接地故障电流；I k3——三相短路电流。一台800kVA的变压器，考虑到总进线的重要性，总进线开关为额定电流1600A的框架断路器，短路分断能力为50KA。树干式供电，采用同母排作为配电母干线。出线开关为各种壳架规格的塑壳断路器，短路分断能力为35KA。
4.1当a点发生短路时，为确保可靠动作，Id1≥1.3ISET3.B ，Ik3≥1.3ISET3.B ，这两个条件要同时满足。因此，我们应该以较小的接地故障电流Id1来校验。当Id1≥1.3ISET3.B时，断路器B瞬时脱扣器动作，切断故障回路。
Id1≤1.3ISET3.A ，Ik3≤1.3ISET3.A 断路器B瞬动时间是毫秒级的，1.3ISET2.A设定时间为0.4s。当发生短路时，短路电流达到20kA,断路器B的瞬时脱扣器动作。ISET3.A=25kA，故断路器A瞬时脱扣器不会动作。ISET3.A应在满足动作灵敏性前提下，尽量整定得大些，可设定ISET3.A=25kA=20ISET1.A，以避免在下级故障电流很大时导致断路器A和断路器B同时动作，破坏选择性。
4.2当b点发生短路时
在做配电系统中，通常还有一种比较特殊的情况。母线上b点发生单相接地故障，并且这个接地电流比较小。Id1=3kA ≤ISET2.A，发生故障时，断路器A会马上分断。
1）零序保护方式
零序保护整定电流ISET0.A一般可设为ISET1.A的20%~100%，多为几百安。但这种保护方式与下级一般塑壳断路器很难形成选择性。只有在ISET1.A的电流很小时，才能实现。
2）剩余电流保护方式
这种方式的整定电流更小，对于TN-S系统，在发生接地故障时，只能要求和下级剩余电流动作保护器之间具有良好的选择性。多用于安全防护要求高的场所，所以应在末端电路装设剩余电流动作保护器，减少非选择性切断电路。
5、总结
在设计中，我们应通过计算负荷、预期的三相短路电流、接地故障电流，来设置断路器长延时、短延时、瞬时脱扣器和接地故障保护的动作整定电流值。同时还需对断路器作动稳定和热稳定校验。通过长延时、瞬时脱扣作为主保护，短延时作为主开关和下级开关主保护失效时的后备保护。全面可靠的保障供电系统安全运行。
参考文献：
[1]《低压配电设计规范》 GB50054-2011.
[2]《民用建筑电气设计规范》 JGJ16－2008.
[3]《施耐德电气低压配电产品选型手册》，2016版.
[4]《电流对人和家畜的效应 第2部分：特殊情况》GB/T 13870.2-2016.
[5]《工业与民用配电设计手册》（第三版）.
论文作者:张毅
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签：电流论文; 断路器论文; 动作论文; 故障论文; 下级论文; 一台论文; 选择性论文; 《基层建设》2017年1期论文;