隔离开关和断路器的正确选用

隔离开关和断路器的正确选用
摘要：本文主要集中探讨了隔离开关和断路器的相关问题，在此基础上，论述了应该如何正确的选用隔离开关和断路器，以期可以为建筑隔离开关和断路器的使用提供参考。

关键词：隔离开关；断路器；选用
一、前言
在建筑电气的选用和安装的过程中，隔离开关和断路器的选用是一个重点工作，只有做好了建筑隔离开关和断路器的选用工作，才能够确保建筑投入使用后，电气系统运行的安全和稳定性。

二、总进线隔离开关的选用
《民用建筑电气设计规范》第8.5.4条规定:为了维护、测试、检修和安全需要应装设隔离电气。

对于这一规定,大家在住宅设计中一般都能认真执行,但存在两种做法:第一种是在住宅的总电源进线断路器前再单独设一个隔离开关；第二种做法是在住宅的总电源进线箱内只设一个带隔离功能的断路器,不单独设隔离开关。

部分设计人员对于第二种做法目前还存在异议,甚至有少数审图的专家也不大认可。

针对具有隔离功能的断路器到底能不能兼作隔离开关这个问题，2003年3月l日起执行的《全国民用建筑工程设计技术措施一电气》.45.7条明确规定:为了维护、测试、检修和安全需要,配电线路应装设隔离电器,隔离电器应能将所在回路
与带电部分有效隔离,但由同一个配电箱供电可以共用一套隔离电器,符合隔离要求的短路保护电器(断路器),可以兼作隔离电器。

四极断路器用作隔离电气应满足以下要求:
1、每个极两个断开的触头间的间隙能承受沿线路传导的雷电脉冲过电压而被击穿跳弧导电。

2、新开关电器两打开的触头间的泄漏电流,在干燥清洁状态下不应超过.0smA,在开关电器规定的使用寿命行将终止前不应超过6mA。

3、开关电器的分合状态应可以观察到,可用“分”、“合”之类的文字符号或不同的颜色标志,以明确的识别。

4、开关电器应能防止无意的合闸,除管理人员有意的操作外,电器本身不能由于其他原因而自行合闸。

5、开关电器应能承受通过它的短路电流热效应,即负荷侧发生短路时,互相接触的两个触头不会因短路电流的热效应而熔焊牢,无法分断。

因在发生短路后正需要拉开隔离电器以隔离所有带电导体进行维修。

符合以上要求的四极断路器可兼作电气隔离,应由电器制造商在产品说明书中予以明确该四极断路器是否具有电气隔离功能。

在住宅电气设计中,一般会采用带隔离功能的四极断路器兼作隔离开关,在施工图审查时均顺利通过,没有遇到间题。

这样做,不但降低了工程成本,而且节省了配电箱内的空间。

目前,我们国家正在建设节约型和谐社会,电气设计时在确保安全可靠的前提下如何做到经济合理节约成本,这是值得我们每个电气设计人员深入探讨的问题。

三、总进线断路器的选用
断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。

断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。

断路器有三个重要的短路电流分段能力指标，分别为：额定极限短路分断能力(Icu)、运行短路分断能力(Ics)和短时耐受电流(Icw)。

1.额定极限短路分断能力Icu：
额定极限短路分断能力Icu是断路器规定的试验电压及其它规定条件下的极限短路分断电流之值，它可以用预期短路电流表示。

要按规定的试验程序o―t―co动作之后，不考虑断路器继续承载它的额定电流。

2.额定运行短路分断能力Ics
额定运行短路分断能力Ics是指断路器在规定的试验电压及其它规定条件下的一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。

在按规定的试验程序o―t―co―t―co动作之后，断路器应有继续承载它的额定电流的能力。

对于额定短路分断能力大于1500A的断路器，应进行额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics试验。

当Icu≤6000A时，Icu=Ics，故只需作Ics试验。

所以短路分断能力为4500A、6000A的断路器，其Icu=Ics=Icn，故一般只提及其额定短路分断能力Icn值。

3.额定短时耐受电流Icw
额定短时耐受电流Icw是指断路器在规定的试验条件下短时间承受的电流值。

对于交流，此电流值是预期短路电流的周期分量有效值，与额定短时耐受电流有关的时间至少为0.05s。

国内低压断路器的运行短路分断能力Ics绝大多数是小于它的极限短路分断
能力Icu的。

Ics可以是Icu数值的25%、50%、75%和100%。

笔者认为在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了，没有必要按断路器的运行短路分断能力(Ics)≥线路预期短路电流来设计。

四、隔离开关选用后的操作原则
实践中如果遇到特殊接线方式，因为缺乏明确的操作指导，在对其隔离开关操作时就应该视情况进行具体分析。

笔者研究后发现，从中可以得出两种更加深刻的应用指导原则，即“重要设备保护”原则和“操作顺序优先”原则。

首先，“重要设备保护”原则。

条款中规定要对负荷侧隔离开关先行操作，实际上是一种保护母线的措施，因为在切断了负荷侧隔离开关的情况下，即使发生事故，也不会对母线产生影响，从而保障了供电安全。

该原则中的重要设备指的是影响电网安全运行的设备，即一旦其损坏或被迫停运，就会危及系统安全。

而对这些设备进行保护，实际上也是一种对系统安全运行的保护。

其次，“操作顺序优先”原则。

既然明确了要先保护重要设备，那么对于设备重要与否以及重要程度的评定就是十分必要的。

所以，操作优先原则实际上就是我们根据对变电站内的电器设备的作用的不同进行了等级划分后，形成的一个优先保护次序表。

是一种基于“重要设备保护”的原则确定的隔离刀闸和断路器的操作顺序。

因为只有确保系统中重要的、核心的设备不会因为操作失误而出现故障，才能保证整个系统或系统的大部分能够正常运行。

五、断路器选用后失灵保护的配置原则
1、当断路器拒动时，相邻设备和线路的后备保护没有足够大的灵敏系数，不能可靠动作切除故障时。

2、当断路器拒动时，相邻设备和线路的后备保护虽能动作跳闸，但切除故障时间过长而引起严重后果时。

3、若断路器与电流互感器之间距离较长，在其间发生短路故障不能由该电力设备的主保护切除，而由其他后备保护切除，将扩大停电范围并引起严重后果时。

4、应用断路器失灵保护应注意的几个问题
（一）非电量保护作为断路器失灵保护的启动量不合适。

变压器压力释放、主变重瓦斯保护出口不应启动失灵保护。

因为非电量保护接点动作和返回时间都较慢，启动失灵保护的可靠性差;另外非电量保护动作时，有时电流不会快速增加，达不到失灵启动电流值，此时失灵保护不会启动。

（二）后备保护不能直接启动失灵保护。

将发电机反时限对称过负荷保护、反时限不对称过负荷保护、过激磁保护设计成出口启动失灵，这是不合适的。

（三）辅助保护不应启动失灵保护。

如主变冷却器全停保护作为主变压器的辅助保护，该保护一旦动作在短时间内保护接点不会返回，必须人为恢复冷却器工作或备用电源后，保护接点才能返回，易引起保护误动。

（四）元件失灵保护与线路失灵保护的不同。

在实际应用时应对元件启动失灵保护与线路启动失灵保护加以区别，以提高保护的可靠性。

六、结束语
综上所述，电气隔离开关和断路器的使用必须要以正确的选择为基础，在正确的选择的基础上，再做好操作、安装等各方面的工作，这样才能够确保隔离开关和断路器的使用质量。

参考文献：
[1]钟振蛟.高压交流隔离开关和接地开关选用中的若干问题[J].电力设备,2012,04:55-58.
[2]张传亮,何献忠.浅谈住宅总电源进线隔离开关和漏电断路器的选择[A]..土木建筑学术文库（第7卷）[C].2010:2.
[3]苏东青,李实亿,陈建平.110kV变电站断路器和隔离开关的智能化改造[J].电工技术,2012,05:9+18.
[4]侯宝生,曾成碧.隔离开关的防护锁及变压器两端断路器控制回路的改造[J].四川电力技术,2012,05:17-18.。