低压熔断器和断路器的比较和应用.doc

1、第 1 页 共 17 页 摘要从配电线路的保护要求和保护电器 发展的角度，分析和比较了熔断器和断路器的主要优缺点。在此基 础上， 给出了设计中有关熔断器和断路器的选型方案。指出应正确认识熔断器和断路器各自的作用和特点，以及他们在不同条件下所发挥的作用。关键词：熔断器 断路器 选择性保护 第 2 页 共 17 页 第一章. 问题的提出“都什么年代了，还使用熔断器！” “熔断器已经过时了！”这话似乎很有道理，但又是一个实际面 对的技术问题。真的，近十多年来，无论是 工业建筑、民用建筑和户外装置的低压配电系统设计中，使用低压熔断器越来越少，大多数甚至千篇一律地使用低压断路器；与之相对应的是低压配电箱

2、中装设熔断器的也大大减少。在低压 配电系统保护电器的 应用中，笔者认为这是一个不正确的或不全面的认识。因此，有必要对熔断器和断路器（以下均指低压）进行一些比较和分析，以能更正确、合理地选用这两种保 护电器。第 3 页 共 17 页 第二章. 配电线路保护和保护电器的发展2.1 配电线路保护要求低压配电线路，为了防护在发生故障（如过载、短路和接地故障）时危及人身安全（间接接触导致的电击），或是线路过热而导致损坏甚至引起电气火灾，配电线路应有必要的防护措施，以保护线路安全和用电安全。由于低压配电线路遍布各种建筑以致户外各处，发生故障的几率大，而且有大量非专业人员可能接触，更显得这种防护特 别重要。

3、最主要的防 护措施就是在各级配电线路装设保护电器，以保证在电路 发生故障时，能有效地断开故障电路。 这些保护应符合 GB50054-95低压配电设计规范的有关规定。 为此，各级线路不仅要设置保护电器，还必须要正确整定其参数，以保证在规 定的时间内可靠切断故障；还要求应有选择地切断电路，即要求最靠近故障点的保护电器动作，而其上级的保护电器不动作，以使得切断电路的范围最小。2.2 保护电器的类型和发展保护电器主要有两种：一是断路器，二是熔断器。断路器类型很多，从与本文相关的保护特性看，有非 选择型和选择型断路器两大类；此外，还有带漏电防护的断路器。这些保护电 器各有自身的特点， 自然 也有其不足之

4、处， 应根据配电系统各自的具体条件和要求选用，不能简单的用先进或落后给予评价。在当今世界，特别是一些发达国家，断路器 产品和技术发展十分迅速，不断研制出更新型、保护功能更完善的断路器。近十年来，差不多每十年左右更新换代一次，一直到推出功能完善、具有通信模块的智能型断路器，为配电线路防护提供了性能极佳的保护电器。近 20 年来，我国电器工业发展十分迅速，断路器产品紧跟国际先进技术潮流，研制了多种智能型断路器，为配电线路提供了更完善的保护功能。但是，在欧美一些发达国家，并没有因为断路器的快速发展而淘汰熔断器，也没有把熔断器视作落后或过时的产品。据知，在德、法等国家如西门子、溯高美等 电器公司，不但

5、仍生 产 熔断器， 还继续研制新的产品，技 术上也不断进步。从这些方面说明：断路器是先进的保护电器，而熔断器也绝非过时或落后的产品。 应该说，两者相 辅相成，各有自己的应用范围。第 4 页 共 17 页 第三章. 熔断器和断路器的比较现就熔断器和断路器的保护性能和其他特点进行比较，断路器则按非选择型和选择型两类分别叙述。3.1 熔断器（1） 熔断器的主要优点和特点 选择 性好。上下 级熔断器的熔断体 额定电流只要符合国 标和 IEC 标准规定的过电流选择比为 1.6：1 的要求，即上级熔断体额定电流不小于下级的该值的 1.6 倍，就视为上下 级能有选择性切断故障电流； 限流特性好，分断能力高；

6、 相对尺寸 较小； 价格较便宜。（2） 熔断器的主要缺点和弱点 故障熔断后必 须更换 熔断体； 保护功能单一，只有一段过电流反时限特性，过载、短路和接地故障都用此防护； 发 生一相熔断时， 对三相电动机将导致两相运 转的不良后果，当然可用带发报警信号的熔断器予以弥补，一相熔断可断开三相； 不能实现 遥控，需要与电动刀开关、开关 组合才有可能。3.2 非选择型断路器（1） 主要优点和特点 故障断开后，可以手操复位，不必更 换元件，除非切断大短路电流后需要维修； 有反时限特性的长延时脱扣器和瞬时电流脱扣器两段保 护功能，分别作为过载和短路防护用，各司其职； 带电操机构 时可实现 遥控。（2） 主要

7、缺点和弱点第 5 页 共 17 页 上下 级非选择型断路器间难以实现选择性切断，故障电流较大时，很容易导致上下级断路器均瞬时断开； 相对价格略高； 部分断路器分断能力较小，如 额定电流较小的断路器装设在靠近大容量变压器位置时，会使分断能力不够。 现在有高分断能力的产品可以满足，但价较高。3.3 选择型断路器（1） 主要优点和特点 具有非选择 性断路器上述各 项优点； 具有多种保护功能，有长延时、瞬时、短延 时和接地故障（包括零序电流和剩余电流保护）保护，分 别实现过载、断路延 时 、大短路 电流瞬时动作及接地故障防护，保护灵敏度极高，调节各种参数方便，容易满足配电线路各种防护要求。另外，可有级

8、联保护功能，具有更良好的 选择 性动作性能； 现今产品多具有智能特点，除保护功能外， 还有电量测量、故障 记录，以及通信借口，实现配电装置及系统集中监控管理。（2） 主要问题 价格很高，因此只宜在配电线路首端和特别重要场所的分干线使用； 尺寸较大。第 6 页 共 17 页 第四章. 配电线路特点和保护电器选型4.1 配电线路特点和对保护电器的要求（1） 配 电系统通常有树干式和放射式两类，还有两者的混合系 统。一般树干式系统的干线较长，对保 护电器要求较高，往往需要高档保护电器，即 选择型断路器。（2） 配 电线路可分为主干线、分干线和末端线路三种。主干线是从变电所低压配电屏引出的馈电线，当

9、为树干式线路，此干 线 容量很大时，通常使用母干线。（3） 末端 线路是直接连接用电设备，短路或接地故障时，要求尽快甚至瞬时切断电路，无选择性要求。4.2 配电线路故障特点（1） 短路和接地故障，发 生在末端回路多，大 约占到 90%以上，特 别是插座回路更是如此，原因是插 头、插座和移 动电器及其 导线和接头等较容易出故障；（2） 就故障类型而言，接地故障多，相间短路少，前者约占 80%90%；（3） 电动机等设备的末端回路，通常是 过载多，短路故障较少，电动机的过载约 占 80%以上，而过载是用热继电器保护的，不会使熔断器、断路器动作。4.3 保护电器选型方案根据前面叙述的电路故障特点和几

10、种保 护电器性能的比 较，提出保护电器选型方案的建议。本文只 论述熔断器和断路器的选型方案，而不涉及保护电器参数的整定。（1） 以下位置应选用选择型断路器 变压器低 压出线的总 开关； 变电所低压配电屏引出的母干线，或引出的电流容量较大（如 500A 第 7 页 共 17 页 以上）的树干式线路的保护； 重要 场所的低 压配电 屏引出的电流容量较大（如 300A 以上）的放射式线路保护。（2） 以下位置可选用非选择型断路器 末端回路的保护； 靠近末端回路的上一级分干线的保护，当供 给用电设备不多，且偶然停电影响不太大时。（3） 以下位置宜选用熔断器 配电线路中间各级分干线的保护； 变电所低 压

11、配电屏引出的电流容量较小（如 300A 以下）的主干线的保护； 有条件时 也可用作电动 机末端回路的保护，但此处不宜选用 gG 型熔断器（即全范围分断、一般用途的熔断器），而应选用 aM型熔断器（即部分范围分断、电动机保护用熔断器）。因 aM 型熔断器选用的熔断体额定电流比 gG 型小得多，有利于提高保护灵敏性，也避免了使上级保护电器选的过大。（4） 保护电器选型综合方案各级线 路保护电器选型建议列于表 1。表 1 各级线路的保护电器选型建议 低压配电屏 变压器 主 中间 未端回 未端回路第 8 页 共 17 页 引出的主干线状况低压出线总开关干线 各级分干线路前一级分干线母干线 选 选 熔

12、熔 非选大 电流( 如300A)以上放射式选 选 熔 熔 非选一般容量( 如300A)以下放射式选 熔 熔 熔(非选) 非选(aM 熔)注: 1) 选择型断路器.熔断器(aM 熔为 aM 型).非选择型熔断器.2)括号内 为可选方案.第五章. 关于合理 应用熔断器的建议（1） 正确认识熔断器在配电线路保护的作用和地位，熔断器和断路器其特点，在不同条件下发挥作用。（2） 修订 熔断器产品标准。 现行熔断器国家标准 GB13539.1-92 和GB13539.2-92 是 1992 年 颁布实施的，系等效采用 IEC269 标准，IEC 已于1998 年和 1999 年修订了该标准，建议及时修订该

13、 国标，使熔断器标准跟上国际先进水平。（3） 努力提高熔断器产品水平。由于对熔断器应用的一些不正确理解和其他原因，近年来该产品市场 不景气，一些 企业技术进 步较少。希望能按新的IEC 标准和新修订国标，必要时引进国外先进技术 ，生 产更高水平、更多品种的产品，如 aM 系列熔断器等产品。第 9 页 共 17 页 （4） 低压配电成套装置和配电箱，应有一定数量的熔断器方案，以供配 电设计人员和用户选用。第六章. 微型断路器介绍微型断路器(以下简称 MCB)是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。 MCB 虽然是一种终端电器。但它量大面广，若选用了不合适的 MCB，造成的损失也是惨

14、重的。本文根据 MCB 的常用电气参数谈 MCB的正确选用方法。McB 的额定分断能力额定分断能力就是在保证断路器不受任何损坏的前提下能分断的最大短路电流值。现在市场上见到的 MCB，根据各制造厂商提供的有关技术资料和设计手册，一般有 45kA、6kA、10kA 等几种额定分断能力。我们在选用 MCB 时， 应当像选用 MCCB(塑壳断路器)、ACB( 框架式断路器) 一 样， 计 算在该使用场合的最大短路容量，再选择 MCB。如果 MCB 的额定分断能力小于被保护范围内的短路故障电流，则在发生故障时，不但不能分第 10 页 共 17 页 断故障线路，还会因 MCB 的分断能力过小而引起 MC

15、B 的爆炸，危及人身和其它电气设备线路的安全运行。低压配电线路的短路电流与该供电线路的导线截面、导线敷设方式、短路点与电源距离长短、配电变压 器的容量大小、阻抗百分比等电气参数有关。一般 工业与民用建筑配电变压器低压侧电压多为 023O4LV，变压器容量大多为 1600kVA 及以下，低 压侧线路的短路电流随配电容量增大而增大。对于不同容量的配变，低压馈线 端短路电流是不同的。一般来说， 对于民用住宅、小型商场及公共建筑，由于由当地供电部门的低压电网供电，供电线路的电缆或架空导线截面较细，用电设备距供电电源距离较远，选用 45kA 及以上分断能力的 MCB 即可。对于有专供或有 10kV 变配

16、电 站的用户，往往因供 电线路的电缆萍面较粗，供电距离 较短， 应选用 6kA 及以上额定分断能力的MCB。而对于如 变配电站(站内使用的照明、动力电源直接取自于低压总母排)以及大容量车间变配电站(供车间用电设备)等供电距离较短的类似场合，则必须选用 10kA 及以上分断能力的 MCB，具体 设计时还 必须进行校验。此外，特别要注意的三点是：1随着 现代建筑物中配变容量的增大；大容量母线槽的使用以及用电设备与电源间的距离在缩短等各种因素，使供电线路末端的短路电流也在不断地增大，特别是一些高档的写字楼、办公楼、宾馆及大型商 场等公共建筑，这类场合使用的 MCB，在设计时应加以注意。2MCB 有两

17、个产品标准：一个是 IEC898家用装置及类似装置用断路器(GBl09631999)；另一个是 IEC9472低压开关设备 及控制设备低压断路器。!EC898 是针对 由非电气 专业和无经验人员使用的 标准，而 IEC9472 是针对由电气专业人员操作使用的产品标准。两个标准对 MCB 的额定分断能力指标是不同的，对设计人员来 说，一定要看具体使用 场 合和对象来选用 MCB。若按 IEC9472 的额定分断能力来选用 MCB，应安装在供专业人员操作的箱柜中，并由专业人员操作，如各楼层、厂房内的照明 总 配电箱；若按 IEC898 来选用 MCB，可供安装在非专业人员使用的操作电箱中，如大会议厅、厂房内的照明开关箱中，这些使用对象都是一般的工作人员。因此在选用 MCB 时一定要注意加以区别，不能混淆。3一般来说，MCB 的额定分断能力是在上端子进线、下端子出线状态下测得的。在工程中若遇到特殊情况下要求下端子进线、上端子出线，由于开断