摘要：低压断路器作为配电网中常用的保护开关设备，在配电系统中占有重要地位。在设计中合理选择断路器类型，做好选择性配合，将大大提高配电系统的可靠性、安全性和经济性。本文针对低压断路器的选择进行了简要探讨。
关键词：低压；断路器；选择
1低压断路器的概述
低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。是低压配电网中的主要开关电器之一，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。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能。它可接通和分断正常负载电流用来分配电能；电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流，也可用来控制不频繁操作的低压配电线路或开关柜箱中作为电源开关使用，并对线路、电气设备及电动机等起保护作用。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。
低压断路器对电源线路及电动机等实行保护，断路器都是由本体和附件组成，本体是不带任何附件，但能确保顺利合、分电路，并且有在电路或设备发生过载、短路等事故时，自动切断故障的功能，而附件作为断路器功能的派生补充，为断路器增加了控制手段和扩大保护功能，使断路器的使用范围更广、保护功能更齐全、操作和安装方式更多。目前断路器附件已成为断路器不可分割的一个重要部分。但附件并不是越齐全越好，这就要根据具体的控制线路和保护线路来合理地应用附件，避免造成不必要的浪费，同时要分清电压等级，交流或直流，辅助触头的对数等，如应用不当，不但不起保护作用，而且还会造成很大的经济损失。
2低压断路器的选择
2.1确定电气参数
国内在低压电器标准上有特别的规定，要求相关的参数必须满足相关的要求：①型式主要有极数、相数、额定频率、闭合方式、灭弧介质和分断方式。②主电路额定值主要包括额定电流、额定工作电压、额定短时接通能力、额定短时耐受电流、万能式断路器的额定电流还分主电路的额定电流和框架等级的额定电流。③额定工作制：主要包括长期工作制和8h工作制。④辅助电路参数：包括辅助接点特性参数。万能式断路器会有3对常开接点和常闭接点，供信号装置及控制回路用：塑壳式断路器一般不具备辅助接点。⑤脱扣器型式：主要有过电流脱扣器、分励脱扣器和欠电压脱扣器等。
2.2选用四极断路器
通常情况下，三相四线制断路器常常使用三极断路器，而有时需要使用四极断路器，有的情况下不能使用四级断路器。下列场所要选用四极断路器：①正常供电电源与备用发电机之间的转换断路器。②带漏电保护的双电源转换断路器。两个上级断路器带漏电保护，其下级的电源转换断路器应使用四极断路器。③在两种不同接地系统间电源切换断路器。④TN—S、TN—C—S系统中的电源转换开关应选用四极断路器。⑤TT系统的电源进线断路器应采用四极断路器。⑥IT系统中当有中性线引出时应采用四极断路器。而TN—C系统严禁使用四极断路器。
2.3类型选择
选择断路器的类型时要结合保护回路的保护要求、额定电流和断路器的结构特点和电气进行。当额定电流小于600A，而短路电流比较小的情况下，应该选择塑壳式断路器；如果短路电流比较大时，可以选择框架式断路器；要是短路电流相当大，就要使用限流式断路器；如果是有漏电保护的需要，还要使用漏电保护式断路器。
2.4进行科学计算
要通过计算线路的短路电流，才能更好的确定断路器的分断能力。因为线路预期短路电流计算起来比较麻烦，常常在实际工程中使用一些误差较小的估算法：如果是10/0.4kV电压等级的变压器，高压侧线路的短路容量是相当大的（因为10kV侧的短路容量常常处在200～400MVA之间，或者更大，因为容量无限大，所以，误差是在10%以内，满足实际要求），接着将安装处（线路）的额定电流和最大短路电流进行计算。
2.5将断路器的电气间隙与爬电距离考虑在内
断路器的电气间隙，一定要根据低压系统的绝缘配合进行确定，而绝缘配合则要求瞬时过电压要低于规定的冲击耐受电压以及电源系统规定的冲击电压。断路器在出厂时都会提供隔弧板，以便避免出现电弧喷出的情况和相间短路。为了避免开断短路电流时逸出电离分子，零飞弧的断路器会设置隔弧板进行配套。如果无隔弧板，则要使用绝缘带包扎裸铜排，两者之间的距离应该在100mm以上。
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2.6断路器的过载、短路保护特性。
在断路器所保护的配电系统中，当发生故障时，距故障点最近的断路器能够按规定的保护特性正确的有选择的动作将故障切除，而其他各级断路器不动作，从而将故障所造成的断电限制在最小范围内，使其他无故障供电回路仍能保持正常供电，这就是对断路器保护所要求的。断路器所配备的保护脱扣器有四种： ①具有反时限特性的长延时热过载保护，②具有一定时限的短路短延时保护，③短路瞬时保护，④接地保护。在日常的使用中，根据使用意图和技术经济比较，可以选择带四种保护，也可以选长延时、瞬时或短延时三种保护组成三段式保护，还可只选长延时、瞬时两种保护两段式保护，短路瞬时分闸时间一般在20～30ms之内，还可选用只有瞬时速断保护的断路器。
3低压断路器的使用
3.1交流断路器用于直流电路
交流断路器能有效的保护直流电路，一定要重视以下几点:①过载保护与短路保护。过载长延时保护。采用热动式作过载长延时保护时，其动作源为12R，交流的电流有效值与直流的平均值相等，因此不需要任何改制即可使用。但对大电流规格，采取电流互感器的二次侧电流加热者，则因互感器无法使用于直流电路而不能使用。短路保护。热动一电磁型交流断路器的短路保护是采用磁铁系统的，它用于经滤波后的整流电路（直流），需将原交流的整定电流值乘上一个1.3的系数。全电磁型的短路保护与热动电磁型相同。②断路器的附件。如分励脱扣器、欠电压脱扣器、电动操作机构等；分励、欠电压均为电压线圈，只要电压值一致，则用于交流系统的，不需作任何改变，就可用于直流系统。辅助、报警触头，交直流通用，电动操作机构，用于直流时要重新设计。③由于直流电流不像交流有过零点的特性，直流的短路电流（甚至倍数不大的故障电流）的开断，电弧的熄灭都有困难，因此接线应采用二极或三极串联的办法，增加断口，使各断口承担一部分电弧能量。
3.2安装方式断路器的基本安装方式是垂直安装
试验表明，热动式长延时脱扣器横装时，虽然散热条件有些不同，但它的动作值变化不大，作为短路保护的电磁铁，尽管反作用与重力有一些关系，横装时的误差也不过5%一10%左右，因此，采用热动一电磁式脱扣器的塑壳断路器也可以横装或水平安装。但脱扣器如是全电磁式（油杯脱扣器），横装时动作值误差高达20%一30%，鉴于此，装油杯脱扣器的塑壳式断路器只能垂直安装。万能式（框架式）断路器只能垂直安装，这与它的手柄操作方向有关，与弹簧的储能操作有关，且电磁铁释放、闭合装置、欠电压脱扣器等与重力关系比塑壳式的要大，另外，很多万能式断路器还有抽屉式安装，它们无法横过来或水平操作。对此，所有的万能式断路器都规定要垂直安装，且要求与垂直面的倾斜角不大于50，考虑到矿山的实际地面状况，倾斜度放宽到150。
3.3成套装置
断路器被安装于成套装置，如配电柜、分电屏等，当这些柜、屏通电后，它当中的各种电器产品和接线铜排都会发热，最后柜体内的环境温度会达到50一60℃。断路器的动作特性、温升试验和环境温度都有关系，断路器制造厂的样本和说明书都提供了温度补偿曲线（或不同温度下的整定电流值）。不采用热动式过载长延时的脱扣器（如电子脱扣器或智能化脱扣器），则电子元件的工作点会随着温度的升高发生飘移。据此，提出降容系数的问题。
3.4 电动机负载
直接保护电动机类负载应选择电动机型断路器。这类断路器针对电动机负载特性有过载延时和短路瞬时两段保护功能，其瞬时整定电流为12Ie，选择具有D型特性曲线断路器即可。随着低压电器的发展，专用于电动机保护型断路器得到飞速发展。由以往只有断开和闭合两个位置，现已发展至三个位置（通过旋转机构实现断开、闭合和脱扣三个位置），与常规用于配电保护的断路器相比较有以下特点：①电动机断路器具有温度补偿功能，有效可靠地保护电动机负载；②专用于配电保护断路器材料主要用热固性材料制成外壳，目前越来越多地采用尼龙材料或特种工程塑料替换热固性材料。而一般电动机断路器外壳采用热塑性材料。新型电动机保护断路器是针对电动机这一特性负载性质而进行的全方位保护，与传统断路器保护相比更加科学，保护更为准确。
结语
综上所述，科技的不断发展，使得低压电气产品日益先进，而自动化工艺又要求朝着更安全和更精细的标准发展，所以，一定要掌握选择低压断路器的方法和原则，把这些技术使用在生产和生活当中，确保国民经济多快好省的发展。
参考文献
[1]吴晓倩.道路照明设计中低压断路器的选型和应用[J].工程技术：引文版，2016（3）.
[2]张二飞，张永锋.几种低压断路器的选型及应用[J].工业c，2015（5）.
论文作者:赵凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：断路器论文; 电流论文; 电动机论文; 电压论文; 系统论文; 电路论文; 低压断路器论文; 《电力设备》2017年第36期论文;