低压断路器级间配合分析

因而，上下级断路器之间距离越远，其规格相 差越大，出口处短路电流相差也越大．越容易获得 电流选择性。
当下级断路器Ｄ２为限流型时，情况则有所不 同。下级断路器Ｄ２出口短路时，Ｄ２限制短路电
流，流过Ｄ２的短路电流不再是，｜一。：，而是小于 Ｊ‘～ｍ的Ｊ０Ⅻ２。如果此电流不会引起上级断路器
（５３） ·５·
建筑电气２加１年第２期
万方数据
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图２（ａ）热磁脱扣器动作由线 （ｂ）电子脱扣器动作曲线
２完全选择性和部分选择性 设定图ｌ中断路器Ｄ２直接发生短路，Ｄ１为在
Ｄ２上一级的断路器。为使Ｄｌ和Ｄ２之间获得完全 的选择性．必须使Ｄ２的下一级的所有的故障值（从 过载到Ｄ２处的最大三相短路电流）发生时Ｄ２断路 器分断，Ｄ１断路器保持闭合。为此，需使Ｄ１的热 过载曲线高于Ｄ２，且同时满足下列两式：
１．２‘Ｄ２≤如Ｉ
（１）
Ｊ．１‘删≤‰ＤＩ或Ｊ．１％ｍＤ２≤‰山Ｉ
（２）
满足上述条件，则Ｄｌ和Ｄ２之间可获得完全 选择性。见图３。
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ｌ一】
圉３
完全选择性
但多数情况下，式（２）较难满足，一般说当短
路电流大．１．１＾一Ｄ２＞＾。‘Ｄｌ时，Ｄ１的瞬时脱扣器 将被启动，通过瞬时脱扣器很难保证有选择性，此 时Ｄｌ和Ｄ２之间只能获得部分选择性。见图４。 ３电流选择性和时闻选择性
ｃ．考虑到上下级断路器之间的配合，长延时 过电流脱扣器的整定值
‘上级≥１．２，ｒ下缓
ｄ．为满足各级间保护选择性要求，选择型断 路器瞬时脱扣器电流整定值，需躲过下级断路器出 口端短路电流。不考虑选择性时，断路器瞬时脱扣 器电流整定值，只要躲过回路的尖峰电流即可，而 且应尽可能整定得小一些。
ｅ．短延时过电流脱扣器的整定电流，应躲过 短时间出现的负荷尖峰电流；其短延时的动作时 间．主要用于保证保护装置动作的选择性，塑壳断
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一定的偏差范围。断路器的产品样本一般均给出特 性曲线的上限（正偏差）和下限（负偏差）。进行配合 校验时，上一级考虑负偏差，下一级考虑正偏差。 上下级两条特性曲线不重叠也不交叉，且上级的曲 线在下级之上，反时限曲线之间有明显间隔（短延 时脱扣器动作时间级差不小于ｏ．１—０．２￥）．则上下 级保护可获得完全的选择性配合，时间差越大，动 作的选择性越有保证。当短路电流同时启动上下级 断路器的瞬时脱扣器时，断路器间获得选择性是很 困难的。一般说短路电流很大时，通过瞬时脱扣器 很难保证有选择性，其能获得部分选择性。 ｌ低压断路嚣的时问一电流保护特性曲线
上下级断路器之间的选择性配合（见图１），就 是在线路上发生故障时，靠近故障点的断路器最先 动作，切断故障部分，从而使系统的其它部分迅速 恢复正常运行。
上下级断路器之间的选择性配合，最好是按其 保护特性曲线进行校验。断路器的特性曲线均存在
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断路器按使用类别分Ａ型和Ｂ型，Ａ型为非 选择型断路器，其脱扣器无人为短延时，因而无额 定短时耐受电流要求，通常采用普通热磁脱扣器， 其特性曲线见图２（ａ）。Ｂ型为选择型断路器，其脱 扣器有人为短延时，因而有额定短时耐受电流要 求，通常采用电子脱扣器，其特性曲线见图２（ｂ）。 小型断路器均为Ａ型，塑壳断路器有Ａ型和Ｂ型， 框架断路器通常为Ｂ型。
《低压配电设计规范》（ＧＢ５００５４—９５）第４．１．２条 规定：“配电线路采用的上下级保护电器，其动作 应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非 重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断的。”。
＜民用建筑电气设计规范》（ＪＧＪ／Ｔ１６—９２）第 ８．６．１．２条规定：“配电线路上下级保护电器的动作 应具有选择性，各级间应能协调配合。当有困难 时，对于非重要负荷除第一、二级之间应具有选择 性动作外，其它可无选择性动作。”。
同时施耐德ｃｏｍｎ∞ｔ Ｎｓ型断路器，通过应用 特殊的转动分断技术，下级短路电流值一直到断路 器的极限分断能力，当上级断路器与下级断路器的 额定电流之比大于２．５时，上下级断路器具有完全 选择性。如Ｎｓｌ００型和Ｎｓ２５０型断路器之间具有完 全选择性。工程设计中可充分利用厂商提供的这些 资料。 ７低压断路器保护配合分析的步骤
大和最小短路电流，而厶一＞，“。。由此可知，断 路器瞬时或短延时脱扣器整定电流不可能同时满足 式（３）和式（４）的条件。
由以上分析可知，非选择型断路器之间完全动 作选择性与其动作灵敏性之间是矛盾的，在满足断 路器动作灵敏性的前提下，非选择型断路器之间不 可能获得完全动作选择性。在工程设计中应统筹考 虑，有时可能需要作出取舍，牺牲某些性能，如上 下级断路器之间只考虑获得部分选择性；或上级断 路器改为选用选择型断路器，通过动作时间差获得 完全动作选择性。 ５选择性配合设计的工程应用
万方数据
Ｄ１分断的话，则选择性是完全的，也即满足条件 ‘～ｍ≤＾。Ⅲ。鉴于＾～Ｄ：偏离到一较小的值，在 任何情况下，如果限制选择得适当，选择性可能转
变为完全选择性。因‘。：不确定，此时只有制造
厂的实验可以确定选择性水平。 时间选择性是基于沿着电网，给断路器脱扣系
统以不定的定时延时时问，断路器离电源越近，定 时时间越长。此时，在上级设置Ｂ类选择性断路 器，它带延迟器和可以在短时承载大的短路电流。 时间选择性通过在下级断路器的脱扣时问和上级断 路器的不脱扣时间之间设定故意的时间差获得。通 过时间差可获得完全选择性。见图６。
ｌｍ ｈ【Ⅲｌｉ·●Ｉ··＿ｌ＿Ｉ＿Ｉ 图５ 电漉选择性
如果下级断路器出口所计算出的短路电流值， 低于生产厂商提供的某种断路器组合方案的选择性 极限电流。则在下级断路器出口出现的各种短路电 流均能保证获得完全选择性。如果下级断路器出口 短路电流大于选择性极限电流，则选择性只是部分 的，设计人员必须进行权衡作出选择，是牺牲选择 性，还是另选择具有更高选择性极限电流的断路器 组合。
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万方数据
路器一般为Ｏ．１ｓ、Ｏ，２ｓ、０．３ｓ（或Ｏ．４ｓ），框架断路 器一般为Ｏ．１ｓ、Ｏ．２ｓ、０．４ｓ、Ｏ．６ｓ、０．８ｓ、１．Ｏｓ，根 据需要确定动作时间。上下级时间级差取ｏ．１一
Ｏ．２ｓ。
ｆ．选择的断路器应符合《低压开关设备和控制 设备：低压断路器》（ＧＢｌ４０４８．２—９４）（等效采用 皿ｃ９４７—２）的产品标准。
ｇ．断路器的特性曲线根据其功能不同，并不 完全相同。如电机保护用反时限曲线与普通配电用 反时限曲线是不同的。断跪器选择时应注意区分。 ６利用厂商提供的断路器选择性配合表格。进行 选择性配合设计
在工程设计实践中，当低压配电系统各级均选 用同一品牌的断路器时，选择性配合的设计可简 化。因知名厂商的断路器产品通常系列化，且能提 供断路器间的选择性配合表格。设计时可充分利用 这些产品资料简化设计。
通过上述断路器选择性配合的特性阐述，可得 出如下结论：选择性配合的基础是短路电流的计 算，在此基础上，在工程实践中可采取下列措施进 行低压断路器问的选择性配合的设计。
ａ．当上下级断路器出线端处的预期短路电流 值有较大差别时，上级断路器瞬时或短延时脱扣器 的动作电流整定值，应调整到下级断路器出线端最 大预期短路电流，以获得选择性保护。
配电系统设计的主要任务是使所设计的系统， 尽可能在最短的时间内消除故障，同时维持高度的 供电连续性．应尽可能地限制断电的范围。最佳保 护和最优供电连续性的目标，应由正确选择和调整 保护设备来最大限度地实现。为了正确地选择和调 整保护设备，必须进行保护设备配合的研究。
配电系统上下级保护电器的动作应具有选择 性。以往由于保护电器的性能较差，在低压配电系 统中要作到这一点是有困难的。目前低压电器发展 较快，熔断器、断路器的更新换代产品的性能特性 已有很大的改善。例如，按新标准生产的熔断器 （ＮＴ型等）选择比为１：１．６，具有三段保护的断路 器也能大量生产，配电系统要作到选择性已具有一 定条件。目前低压配电系统中断路器大量使用，而 熔断器尚较少使用，本文只讨论低压断路器之间的 级间配台问题。
撼厘断驺器缀间聪瀹纷旖
中国建筑西南设计研究院（６１００８Ｉ）银■ 信产部电子第十一设计研究院（６１００２１）郭风ｔ
摘要阐述在低压配电系统中，为保证上下级低压断路嚣保护动作的选择性应考虑的因素 和实现选择性的方法，井举例加以说明。
关键词 断路嚣 完全选择性部分选择性 电流选择性 时间选择性连择性极限电流
但需注意的是，利用此方法进行断路器配合设 计时，只能在生产厂商给定的条件下进行。
如西门子系列断路器，在发生短路时，断路器 （符合ＤＩＮ ｖＤＥ ０６６０或ＩＥｃ９４７—２标准）之间在达到 规定的选择性极限电流值（ｋＡ）之间，它们相互之 间存在的选择性。详见下表ｌ、２、３。此配合表的 使用条件是：
ａ．在２４０／４１５ｖ系统中，选择性极限电流应按 降低１０％考虑。
而为了获得上级断路器与下级断路器的完全动 作选择性，在不考虑时间选择性的前提下，瞬时或 短延时脱扣器整定电流应不小于下级断路器出口侧
的最大短路电流，ｈ，即
＾。≥１．１Ｌ。，或，．≥Ｉ．１＾一
（４）
上级断路器所保护线路末端与下级断路器出口
·６· （５４）
侧通常可视为同一点，即＾。。和，。～为同一点的最
在电网中，从电源到故障点之间流动的工作电 流和故障电流，随着故障点的远离电源而逐渐减 小。两台连续的断路器，上级Ｄ１和下级Ｄ２， ＾。。Ｄ２＜气～ＤＩ，，ｒＤ２＜％ｌ，随着配电的级数下降， 各级断路器的额定电流和短路电流呈分级下降。
电流选择性就是利用了串联断路器的保护特性 低压断蓐嚣衄同配合分析——振雪 邦风雷
进行低压断路器保护配合需要经过多步骤才能 达到实现和完善。进行保护配合的基础是进行短路 电流的计算。断路器保护配合的分析不能单独进 行，因断路器保护配合只是断路器选择时考虑的内 容之一，同时应考虑平时断路器能正常工作，短路 时能可靠切断短路电流和具有一定的动作灵敏性。 保护配合分析的步骤通常如下：