9.四极断路器
 

关于四极断路器的使用场合，以CMl为例：
 

四极MCCB分为A、B、C、D四种。
 

A型——N极不安装过电流脱扣器，且N极始终接通，不与其它三极一起合分。
B型——N极不安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。
C型——N极安装过电流脱扣器，且N极与其他三极一起合分。
D型——N极安装过电流脱扣器，且N极始终接通，不与其它三极一起合分。

这里有两个问题要注意：
 

1在用四极MCCB的场合，一定要注明是选用产品中哪一种，因为同为四极，但在N线上有无安装过电流脱扣器，其作用和目的是不同的。N线上安装过电流脱扣器，它可以用在三相四线配电的单相负荷为主的线路中，或使用在产生大量谐波的非线性负荷如气体放电灯，可控硅调光、调速线路中，或其它有一些有特殊要求的场合。一般设备回路可选用N线不装过电流脱扣器的MCCB。
 

2实际上，A、D两种虽然称为四极断路器，但它的N极始终接通，并不随其它三极一起合分，因此，此类MCCB俗称“假四极”，与三极MCCB无本质的区别，它比三极唯一有用的是在成套柜中，线路的进出可能方便一些。因此，这类MCCB只能适合应用在三极的场合。如果选择错了，不但起不到保护作用，反而要出大问题，这个是目前设计和使用中最紊乱的一个问题，应引起大家重视。
 

10.电源端和负载端
 

目前，国产的MCCB一般电源只能是上端子进线电源端，下端子出线负载端，它的额定分断能力也是在这种状况下测得的。这是由MC－CB的灭弧性能所决定的。国外一些产品由于它在有关灭弧系统方面与传统的MCCB灭弧有很大的改进，可以做到电源端和负载端互换，而分断能力不受影响。在工程中若遇到特殊情况要求下进、上出或作为联络断路器使用，笔者认为，首先应选用电源端和负载端可互换的产品，万不得已，则必须严格按照制造厂商提供的有关降容系数换算一般降低20％～30％左右选用合格的MC－CB。

11.限流型断路器
 

限流型断路器是目前低压断路器中应用很广泛的，当断路器的负载出现短路时，由于断路器具有极快的分断速度，在短路电流未来得及达到预期峰值前即被切断，使实际短路电流产生的能量比预期能量减少，使得电网、用电电器受到的机械应力及热耗大大减小。限流型断路器比一般断路器多一个限流系数概念，它就是指实际分断电流峰值与预期短路电流峰值之比。一般限流型断路器具有快速断开和限制短路电流上升的特点，特别适用于可能发生特大短路电流的网络中。但正因为限流断路器在短路电流大于或等于其瞬时脱扣器的整定值时，将会在数毫秒内脱扣，故一般不宜用于有下级断路器情况下的选择性保护。实际上在断路器生产厂商的产品样本与设计使用手册上对限流型断路器的使用类别均标明为：“A”。
 

12.级联保护
 

级联保护技术是断路器限流特性的应用形式，它利用上级断路器QFl的分断能力大于或等于下级K点预期短路电流的特点见图1。当下级选用的额定分断能力低于K点预期短路电流的断路器时，通过线路的短路电流由QF1限流型断路器进行限制，使原来QF2分断不了的短路电流，由QF1和QF2同时分断，这样可使QF2较顺利地分断比它额定分断能力要大的短路电流，无形中下级断路器的实际分断能力大大相对“增强”了。
 

但级联保护也是有一定要求的。必须是QF2的分断能力至少要大于K处最大预期短路电流的50％，只有这样才能符合《民规》第8.6.25条“两个保护电器特性的配合，应使短路时通过的能量不致造成负荷侧保护电器和导线的损坏”的规定。而级联保护是用牺牲部分选择性保护的方法来解决断路器分断能力不够的问题，是迫不得已的做法，应慎重决定，再说，现在低压断路器的分断能力越做越高，同一壳架等级的低压断路器也多有高、中、低几种分断能力可供选择，对于目前一般低压电网的配电要求来说，应当足够有余，故笔者认为非万不得己，尽量不要采用级联保护。

13.使用环境温度
 

目前的建筑电气设计中，为了节省有限的空间和提高设备互换性以及生产厂商的标准化生产，大量使用低压抽出式成套开关设备，这些低压断路器通常安装于空间很紧凑的抽屉内，由于动力配电中心PC一个柜内可安装小容量的MC～CB多达十几个，因此发热量较大。笔者建议，对这类配电设备最好优先采用零飞弧、热脱扣器有温度补偿的MCCB，不然的话，必须注意热脱扣器受温度变化的影响，切断短路电流时断路器喷出的电弧引起的放电等问题。并且不要疏忽断路器在成套柜中的降容系数，一般为0.85左右。
 

电动机作为一个终端设备，通常使用于配电网络的末端，一般30kW左右的小型电动机的短路电流多不大，不会超过10kA。但是，目前一些工矿企业为了减少传输过程中的电能损耗，往往将电动机的保护断路器放置于变配电站内的电动机控制中心MCC内，导致电动机保护用断路器与变压器的母排很近，使得阻抗很小，尽管电动机功率很小，但电动机供电回路短路电流却很大。因此，电动机的保护断路器必须选用较高分断容量，在设计时必须视具体情况进行必要的短路电流计算。

交直流断路器选用计算

(一)交流断路器选用计算
 

1．选择电气参数的一般原则
 

(1)断路器的额定工作电压大于或等于线路额定电压。

(2)断路器的额定电流大于或等于线路计算负载电流。

(3)断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。

如果选用的断路器额定电流与要求相符，但额定短路通断能力小于断路器安装点的线路最大短路电流，必须提高选用断路器的额定电流，而按线路计算负载电流选择过电流脱扣器的额定电流。如果这样还不能满足要求，则可考虑下述三种方案解决：

1）采用级联保护(或称串级保护)方式，利用上一级断路器和该断路器一起动作来提高短路分断能力。采用这种方案时，需将上一统断路器的脱扣器瞬动电流整定在下级断路器额定短路通断能力的80％左右。

2)采用限流断路器。
3)采用断路器加后备熔断器。

(4) 线路末端单相对地短路电流大于或等于1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣器整定电流。这对负载电流较小，配电线路较长的情况尤为重要。因为线路较长时，末端短路电流较小，单相对地短路电流就更小。在三相四线制中相零短路时，对地短路电流还要小些，有时比道电流脱扣器整定的电流还要小，不能使过电流脱扣器动作，因而在单相对地时失去保护。在这种情况下，考虑在零线上装设电流互感器(其二次接电流继电器，对地短路时，继电器动作使断路器分断)，或采用带零序电流互感器的线路(或漏电继电器)来解决。采用这些方法时，变压器中性点均应接地。

(5) 断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。

是否需要欠电压保护，应按使用要求而定，并非所有断路器都需要带欠电压脱扣器。在某些供电质量较差的系统，选用带欠电压保护的断路器，反而会因为电压波动造成不希望的断电。如必须带欠电压脱扣器，则应考虑有适当的延时。
(6)具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时间应大于或等于短路延时时间。

(7)断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。

(8)电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。

2．配电用断路器的选用计算
 

除考虑上述一般选用原则外，还需考虑把系统的故障限制在最小范围内，防止故障时扩大停电区域，为此，需增加下列选用原则：
(1)断路器的长延时动作电流整定值小于或等于导线允许载流量。对于采用电线电缆的情况，可取电线电缆容许载流量的80％。
(2)3倍长延时动作电流整定值的可返回时间大于或等于线路中最大起动电流的电动机的起动时间。
(3)短延时动作电流整定值按下式选用
式中 Isd——短延时动作电流，A；
Id——线路计算负载电流，A；
KS——电动机的起动电流倍数
IN——电动机额定电流，A。
(4)瞬时电流整定值按下式选用
式中 Iin —— 瞬时电流，A；
Kp ——电动机起动电流的冲击系数，一般取Kp＝1.7—2；
INm——最大的1台电动机的额定电流，A。
(5)短延时的时间阶梯，按配电系统的分段而定，一般时间阶梯为2—3级。每级之间的短延时时差为0.1-0.2s，其可返回时间应保证各级的选择性动作。选定短延时阶梯后，最好按被保护对象的热稳定性加以校核。
 

3．电动机保护用断路器的选用计算
电动机保护用断路器可分为两类：
1)断路器只作保护而不负担正常操作。
2)断路器兼作保护和不频繁操作用。
选用原则：
(1) Isd = In
式中 Isd ——长延时电流整定值，A；
IN ——电动机额定电流，A。
(2)瞬时整定电流Iin
1)保护笼型异步电动机时
2)保护绕线转子异步电动机时
 

4．导线保护断路器的选用计算
(1) Isd ≥ Id
式小 Isd —— 长延时整定电流值，A；
Id——线路计算负载电流，A；
(2) Iin ＝ (6～20)Id
式中 Iin——瞬时整定电流值，A。
5．断路器与上下级电器保护特性配合要求
(1)断路器的长延则特性应低于被保护对象的允许过载特性。
(2)低压侧主开关短延时脱扣器与高压侧过电流保护继电器的配合级差为0.4—0.7s，视高压侧保护继电器的型式而定。
(3)低压侧主开关过电流脱扣器保护特性低于高压侧熔断器的熔化特性。
(4)上级断路器短延时整定电流大于或等于1.2倍下级断路器短延时或瞬时(若下级无短延时)整定电流。
(5)上级断路器的保护特性和下级断路器的保护特性不能交叉。在级联保护方式时可以交叉，但交点短路电流应为下级断路器的80％。
(6)断路器与熔断器配合时，一般熔断器作后备保护。应选择交接电流IB小于断路器的额定短路通断能力的80％，当短路电流大于IB时，应由熔断器动作。
(7)在具有短延时和瞬时动作的情况下，上级断路器瞬时整定电流小于或等于断路器的延时通所能力，大于或等于1.1倍下级断路器进线处的短路电流。
 

(二)直流断路器选用计算
 

直流断路器的选用条件
 

(1)额定工作电压＞直流线路的电压,考虑到反接制动和逆变条件，应大于2倍电路电压。
(2)额定电流≥直流线路的负载电流。对于周期负载，可按其等效发热电流考虑。
(3)过电流动作整定值≥电路正常工作电流最大值，对于起动直流电动机，应避过电动机的起动电流。
(4)逆流动作整定值＜被保护对象允许的逆流数值。
(5)额定短路通断能力＞电路可能出现的最大短路电流。对于快速断路器初始电流上升陡度(初始di／dt)＞电路可能出现最大短路电流的初始上升陡度。

(6)快速断路器分断的I2t＜与其配合的快速断路器的I2t.