關於低壓斷路器保護特性的討論
科技專論
作者： 王軍 李可
【摘要】在低壓配電係統中，低壓斷路器不僅有強大的分斷電流的功能，還具有檢測故障量，發出跳閘信號的功能。本文在斷路器的結構原理、保護特性尤其是脫扣器特性以及低壓斷路器作線路短路保護用時應注意的問題方麵做了比較全麵的闡述。
【關鍵詞】低壓斷路器；保護特性；脫扣器特性；返回特性；注意問題
1、低壓斷路器的結構和工作原理
在低壓配電係統中，低壓斷路器不僅有分斷電流的功能，還具有檢測故障量，發出跳閘信號的功能。低壓斷路器由以下三個基本部分組成。
1）主觸頭和滅弧係統。這一部分是執行電路通斷的主要部件。低壓斷路器的主觸頭一般由耐弧合金（如銀鎢合金）製成，采用滅弧柵片滅弧。主觸頭是由操作機構和脫扣器操縱其通斷的，操作機構可用操作手柄操作，也可用電磁機構遠距離操作。在正常情況下，觸頭可接通、分斷工作電流，當出現故障時，能依靠自由脫扣機構快速及時地切斷高達數十倍額定電流的故障電流，從而保護係統中的電器設備和線路。
2）具有不同保護功能的各種脫扣器。它是實施保護功能的主要元件，由不同功能的脫扣器可以組合成不同性能的低壓斷路器。按照脫扣器的工作原理可分為電磁型脫扣器、熱脫扣器和電子式脫扣器。常規脫扣器是利用熱、磁效應工作的。利用電磁原理工作的脫扣器稱為電磁脫扣器，利用雙金屬片發熱原理工作的脫扣器稱為熱脫扣。電子式脫扣器除具有熱、磁型脫扣器的所有功能外，還具有一些擴展功能，隻是其實現手段是采用的電子器件。按照脫扣器的作用可分為過電流脫扣器、欠電壓脫扣器和分勵脫扣器。
3）自由脫扣機構和操作機構。這一部分是聯係以上1）和2）兩部分的中間傳遞部件。自由脫扣機構是一套連杆機構，當主觸頭閉合時，自由脫口機構將主觸頭鎖在合閘位置上。如果係統中發生故障，自由脫扣機構就在有關脫扣器的操作下動作，使鎖扣脫開。
2、低壓斷路器的保護特性
1）低壓斷路器脫扣裝置按其用途的組合形式。
當作過負荷保護和短路保護時，由“長延時+瞬時”脫扣器組合起來構成非選擇性保護。由“長延時+短延時”脫扣器構成選擇性保護或由“長延時+短延時+瞬時”脫扣器構成選擇性保護，但一般采用前者；當短路保護有延時要求時，又無過負荷可能時，可由“短延時”脫扣器或由“短延時+瞬時”脫扣器構成選擇性保護。
2）低壓斷路器的脫扣器特性
根據低壓斷路器標準中返回特性規定，返回電流值為其整定電流值的90％。其含意是：當低壓斷路器長延時脫扣器的電流超過整定值(Ir)時，如其持續時間尚未超過n1倍Ir可返回時間，電流即降至整定值的90％或以下，此時長延時脫扣器不動作。配電用低壓斷路器過電流脫扣器的反時限動作特性規定，在無溫度補償的情況下，當電流整定值大於63A時，約定不脫扣電流為1.05Ir，約定脫扣電流為1.25Ir，預定時間為2小時。例如正常運行的一段低壓配電線路，保護它的低壓斷路器的整定電流為350A，脫扣器無溫度補償，周圍環境溫度在20℃~40℃之間，在兩小時之內，那麼根據前述規定，這個斷路器所保護的線路中電流即367.5A時，斷路器不動作；當線路中電流超過即437.5A時，斷路器動作於跳閘。根據低壓斷路器標準中返回特性的規定，返回電流值為整定電流值的90%。當線路中有大容量衝擊性負荷投入，長延時脫扣器動作電流假設設定為1.5Ir，按照前麵的規定斷路器本應該跳閘，但是如果其持續時間尚未超過整定電流可返回時間（各生產廠家此時間不盡相同，一般為幾秒或幾十秒），線路中的電流就降到了315A（350A的90%）以下，這時長延時脫扣器不動作。