水電工程中低壓斷路器的應用

摘要：水電工程中的低壓配電線路，為了防護在發生故障時危及人身安全，或是線路過熱而導致損壞甚至引起電氣火災，配電線路應有必要的防護措施，以保護線路安全和用電安全。為此，各級線路不僅要設置保護電器，還必須要正確設定其參數，以保證在規定的時間內可靠切斷故障。

關鍵詞：低壓斷路器 智能化保護

1 低壓斷路器的分類及優缺點

1.1 非選擇型斷路器

1.1.1 主要優點和特點①障斷開后，可以手操復位，不必更換元件，除非切斷大短路電流后需要維修；②有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段保護功能，分別作為過載和短路防護用，各司其職：③帶電操機構時可實現遙控。

1.1.2 主要缺點和弱點①上下級非選擇型斷路器問難以實現選擇性切斷，故障電流較大時，很容易導致上下級斷路器均瞬時斷開；②相對價格略高：③部分斷路器分斷能力較小，如額定電流較小的斷路器裝設在靠近大容量變壓器位置時，會使分斷能力不夠。現在有高分斷能力的產品可以滿足，但價較高。

1.2 選擇型斷路器

1.2.1 主要優點和特點①具有非選擇性斷路器上述各項優點；②具有多種保護功能，有長延時、瞬時、短延時和接地故障保護，分別實現過載、斷路延時、大短路電流瞬時動作及接地故障防護，保護靈敏度極高，調節各種參數方便，容易滿足配電線路各種防護要求。③現今產品多具有智能特點，除保護功能外，還有電量測量、故障記錄，以及通信借口，實現配電裝置及系統集中監控管理。

1.2.2 主要問題①價格很高，因此只宜在配電線路首端和特別重要場所的分干線使用；②尺寸較大。

2 低壓斷路器的主要技術特性參數和選用

2.1 特性及技術參數我國低壓電器標準規定低壓斷路器應有下列特性參數：

2.1.1 型式：斷路器型式包括相數、極數、額定頻率、滅弧介質、閉合方式和分斷方式。

2.1.2 主電路額定值：①額定工作電壓：②額定電流；③額定短時接通能力；④額定短時耐受電流。

2.1.3 額定工作制：斷路器的額定工作制可分為8h工作制和長期工作制兩種。

2.1.4 輔助電路參數：斷路器輔助電路參數主要為輔助接點特性參數。萬能武斷路器一般具有常開接點、常閉接點各3對，供信號裝置及控制回路用：塑殼式斷路器一般不具備輔助接點。

2.2 斷路器的選用額定電流在600A以下，且短路電流不大時，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時，應選用萬能式斷路器。一般選用原則為：①斷路器額定電流≥負載工作電流；②斷路器額定電壓≥電源和負載的額定電壓：③斷路器脫扣器額定電流≥負載工作電流；④斷路器極限通斷能力≥電路最大短路電流；⑤線路末端單相對地短路電流／斷路器瞬時(或短路時)脫扣器整定電流≥1.250

3 斷路器的電氣間隙與爬電距離

確定電器產品的電氣間隙，必須依據低壓系統的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時過電壓被限制在規定的沖擊耐受電壓，而系統中的電器或設備產生的瞬時過電壓也必須低于電源系統規定的沖擊電壓。因此：

3.1 電器的額定絕緣電壓應≥電源系統的額定電壓。

3.2 電器的額定沖擊耐受電壓應≥電源系統的額定沖擊耐受電壓。

3.3 電器產生的瞬態過電壓應≤電源系統的額定沖擊耐受電壓。

基于以上三原則，電器的額定沖擊耐受電壓(優先值)Uimp就與電源系統的額定電壓所確定的相對地電壓的最大值和電器的安裝類別(過電壓類別)等有很大的關系：相對地電壓值越大，安裝類別越高[分為Ⅰ(信號水平級)、Ⅱ(負載水平級)、Ⅲ配電水平級)、Ⅳ(電源水平級)]，額定沖擊電壓就越大。例如相對地電壓為220V，安裝類別為m時，Uimp為4.0KV，要是安裝類別為Ⅳ，Uimp為6.OKVo電器產品(例如斷路器)的Uimp為6.0KV污染等級3級或4級，其最小的電氣間隙是5.5mm.關于爬電距離，GB／T14048.1《低壓開關設備與控制設備總則》規定：電器(產品)的最小爬電距離與額定絕緣電壓(或實際工作電壓)、電器產品使用場所的污染等級以及產品本身使用的絕緣材料的性質(絕緣組別)有關。例如：額定絕緣電壓為660(690)V，污染等級為3，產品使用的絕緣材料組別為Ⅲ a(175≤cti(4D0，CTI為絕緣材料的漏電起痕指數)，最小爬電距離為10mm。

綜上所述，如果電器產品的電氣間隙和漏電距離，達到絕緣配合要求，就不會因為外來過電壓或線路設備本身的操作過電壓造成設備的介質電擊穿。

4新型低壓斷路器的特性功能

4.1電流顯示功能已LED數字或液晶數宇為準確而直觀的顯示主電路負載電流值。采用選擇鍵可分別顯示各相電流值或最大電流值。從而可使成套設計中省去電流表或電流互感器，降低成本。特別是只要維持備用控制電源供電，主電路流過的故障電流就能顯示出來，便于維護人員迅速、及時判斷和處理現場故障。

4.2 電路故障原因顯示及記憶功能電子脫扣器動作使斷路器跳閘后能依照線路過載、短路、特大短路、接地故障或低電壓故障等不同原因，以LED或其他方式顯示出來，為維護人員指明跳閘原因，有利于迅速、及時處理現場故障及恢復供電。

4.3 電路負載不平衡預報警功能三相三線制供電比三相四線制省略N線，從配電系統看可省略相應供電設備及銅排，降低投資。對中性點不接地的三相三線制供電，當電路負載不平衡時，會引起中性點漂移，使負載上的相電壓不對稱而引起某一相負載電壓高于額定值，因而損壞電氣設備或降低其使用壽命。

4.4 脫扣器遙控功能中央控制室采用計算機自動處理配電電路中發生的故障現象就要求智能華電子脫扣器能直接或間接地遠距離輸出故障指示信號及接受操縱指令信號，具有該遙控功能后就可使配電系統與計算機聯網，達到高效、自動控制及操縱的目的。

5 總結

隨著各種新技術的不斷發展，低壓斷路器技術也在不斷的更新著。希望通過本文能使大家對低壓斷路器的原理和一些新技術有簡要地了解，從而在今后的工作中更好的加以使用。