斷路器是配電系統(tǒng)中使用最廣泛的一種終端保護電器，其主要作用是作為短路、過載、接地故障及欠壓保護等。本文就日常選用斷路器時，常遇到的斷路器類型、電氣參數(shù)及前后級選擇性配合作一探討。
一、斷路器產(chǎn)品標準及分類
斷路器有兩個產(chǎn)品標準：一個是iec898《家用及類似場所用斷路器》；另一個是iec947—2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器》。iec898是針對由非電氣專業(yè)和無經(jīng)驗人員使用的標準，而iec947—2是針對由電氣專業(yè)人員操作使用的產(chǎn)品標準。兩個標準對斷路器的額定分斷能力指標是不同的，對設(shè)計人員來說，一定要看具體使用場合和對象來選用斷路器。若按iec947—2的額定分斷能力來選用斷路器，應(yīng)安裝在供專業(yè)人員操作的箱柜中，并由專業(yè)人員操作，如各樓層、廠房內(nèi)的照明總配電箱；若按iec898來選用斷路器，可供安裝在非專業(yè)人員使用的操作電箱中，如大會議廳、廠房內(nèi)的照明開關(guān)箱中，這些使用對象都是一般的工作人員。因此在選用斷路器時一定要注意加以區(qū)別，不能混淆。
斷路器的分類：
1、從它的結(jié)構(gòu)、用途所具有的功能分框架式(acb)和塑料外殼式［mccb,mcb(小型)］兩大類。
2、斷路器保護特性根據(jù)iec898，斷路器分為a、b、c、d四種特性供用戶選用：（1）、a特性一般用于需要快速、無延時脫扣的使用場合，亦即用于較低的峰值電流值(通常是額定電流in的2—3倍)，以限制允許通過短路電流值和總的分斷時間，利用該特性可使斷路器替代熔斷器作為電子元器件的過流保護及互感測量回路的保護；（2）、b特性一般用于需要較快速度脫扣且峰值電流不是很大的使用場合；與a特性相比較，b特性允許通過的峰值電流>3～5in一般用于白熾燈、電加熱器等電阻性負載及住宅線路的保護；（3）、c特性一般適用于大部分的電氣回路，它允許負載通過較高的短時峰值電流而斷路器不動作，c特性允許通過的峰值電流>5～10in，一般用于熒光燈、高壓氣體放電燈、動力配電系統(tǒng)的線路保護；（4）、d特性一般適用于很高的峰值電流(>10～50in)的開關(guān)設(shè)備，一般用于交流額定電壓與頻率下的控制變壓器和局部照明變壓器的一次線路和電磁閥的保護。
從以上保護特性的分析可知，對于各種不同性質(zhì)的線路，一定要選用合適的斷路器。如有氣體放電燈的線路，在燈啟動時有較大的浪涌電流，若只按該燈具的額定電流來選擇斷路器，則往往在開燈瞬間導(dǎo)致斷路器的誤脫扣。在保護特性方面，iec898標準內(nèi)明確規(guī)定，iec898不能用于對電動機的保護，只可作為替代熔斷器對配電線路(如電線電纜)進行保護。在這方面，設(shè)計人員往往容易忽視，并且在一些生產(chǎn)廠商的樣本和設(shè)計資料手冊上也有一些誤導(dǎo)的地方。大家知道，電動機在起動瞬間有一個 5—7in持續(xù)時間為10s的起動電流，，即使c特性在電磁脫扣電流設(shè)定為(5—10)in，可以保證在電動機起動時避過浪涌電流；但對熱保護來講，其過載保護的動作值整定于1.45in，也就是說電動機要承受45％以上的過載電流時斷路器才能脫扣，這對于只能承受＜20％過載的電機定子繞組來講，是極容易使繞組間的絕緣損壞的，而對于電線電纜來講是可承受的。因此，在某些場合如確需用斷路器對電機進行保護，可采用斷路器外加熱繼電器的方式，對電動機進行過載和短路保護。
二、電流參數(shù)
1、斷路器的額定電流參數(shù) 國標gbl4048．2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》(等效采用iec947—2)對斷路器的額定電流使用兩個概念，斷路器的額定電流in和斷路器殼架等級額定電流inm，并給出如下定義： 斷路器的額定電流in，是指脫扣器能長期通過的電流，也就是脫扣器額定電流。對帶可調(diào)式脫扣器的斷路器則為脫扣器可長期通過的最大電流。斷路器殼架等級額定電流inm，是指用基本幾何尺寸相同和結(jié)構(gòu)相似的框架或塑料外殼中所裝的最大脫扣器額定電流表示。是標明斷路器的框架通流能力的參數(shù)，主要由主觸頭的通流能力決定，它也決定了所能安裝的脫扣器的最大額定電流值。在選擇斷路器時，此參數(shù)是不可缺少的。
國標gbl4048．2中對斷路器額定電流的定義與我們通常所說的概念有些不同。當我們提及“斷路器額定電流”這一概念時，通常是指“斷路器殼架等級額定電流”而不是“脫扣器額定電流”。例如當我們選擇一只dz20y—100／3300—80a型斷路器時，通常我們簡單地說其額定電流為100a，脫扣器的額定電流為80a。多數(shù)低壓斷路器供應(yīng)商所提供的產(chǎn)品資料中，也一般不提“斷路器殼架等級額定電流”這一復(fù)雜的說法，而只給出“斷路器額定電流”這一參數(shù)，其實就是“斷路器額定電流”作為“斷路器殼架等級額定電流”的一種簡稱，似乎較為合適。也許標準中對額定電流的定義與平時使用的不一致是導(dǎo)致混亂的原因之一。
2、過電流脫扣器的電流參數(shù)
斷路器的脫扣器型式有過電流脫扣器、欠電壓脫扣器、分勵脫扣器等。過電流脫扣器還可分為過載脫扣器和短路(電磁)脫扣器，并有長延時、短延時、瞬時之分。過電流脫扣器最為常用。
參數(shù)脫扣器額定電流in，指脫扣器能長期通過的最大電流。長延時過載脫扣器動作電流整定值ir，固定式脫扣器其ir= in，可調(diào)式脫扣器其ir為脫扣器額定電流in的倍數(shù)，如ir=0．4～1×in。短延時電磁脫扣器動作電流整定值im，為過載脫扣器動作電流整定值ir的倍數(shù)，倍數(shù)固定或可調(diào)，如im=2～10×ir。對不可調(diào)式可在其中選擇一適當?shù)恼ㄖ?。瞬時電磁脫扣器動作電流額定值im′，為脫扣器額定電流in的倍數(shù)，倍數(shù)固定或可調(diào)，如im′=1．5～11×in。對不可調(diào)式可在其中選擇一適當?shù)恼ㄖ怠?
3、斷路器的短路特性電流參數(shù)
3．1 額定短路分斷能力icn
斷路器的額定短路分斷能力icn應(yīng)采用icu、its表示，在具體產(chǎn)品標準中確定。
3．2 額定極限短路分斷能力icu
額定極限短路分斷能力icu是斷路器規(guī)定的試驗電壓及其它規(guī)定條件下的極限短分斷電流之值，它可以用預(yù)期短路電流表示。要按規(guī)定的試驗程序o—t—co動作之后，不考慮斷路器繼續(xù)承載它的額定電流。 o—表示分斷操作；co—表示接通操作后緊接著分斷操作；t—表示兩個相繼操作之間的時間間隔，一般不小于3min。
3．3 額定運行短路分斷能力ics
額定運行短路分斷能力ics是指斷路器在規(guī)定的試驗電壓及其它規(guī)定條件下的一種比額定極限短路分斷電流小的分斷電流值，ics是icu的一個百分數(shù)。在按規(guī)定的試驗程序o—t—co—t—co動作之后，斷路器應(yīng)有繼續(xù)承載它的額定電流的能力。
對于額定短路分斷能力大于1500a的小型斷路器，國標gbl0963《家用及類似場所用斷路器》 (等效采用iecb98)規(guī)定應(yīng)進行額定極限短路分斷能力icu和額定運行短路分析能力ics試驗。當icu≤6000a時，icu=ics，故只需作its試驗。所以標明短路分斷能力為4500a、6000a的小型斷路器，其icu=ics=icn，故一般只提及其額短路分斷能力icn值。
3．4 額定短時耐受電流icw
額定短時耐受電流icw是指斷路器在規(guī)定的試驗條件下短時間承受的電流值。對于交流，此流值是預(yù)期短路電流的周期分量有效值，與額定短時耐受電流有關(guān)的時間至少為0．05s。
4、標定斷路器的電流參數(shù)
4．1 小型斷路器mcb(miniature circuitbreaker)
對于將塑殼和過電流脫扣器加工為一體的小型斷路器mcb而言，如abb公司的s230系列、奇勝公司的e4cb系列、國產(chǎn)dzxl9系列等，一般產(chǎn)品資料中只提供“斷路器額定電流”一個值，此參數(shù)具有斷路器殼架等級額定電流inm、脫扣器額定電流in、長延時過載脫器動作電流整定值ir三重含義，也即inm=in=ir，而瞬時電磁脫扣器動作電流額定值im′一般為固定值。因此在選擇小型斷路器時，只需給出一個電流值即可，不會產(chǎn)生歧義。
4．2 塑殼式斷路器mccb(mouldedcasecircult—breaker)
塑殼式斷路器產(chǎn)品種類繁多，標定其電流比較復(fù)雜。如國產(chǎn)dz20系列、abb公司的sacemodul系列均為常用的塑殼式斷路器。當斷路器配裝固定式的過流脫扣器時，脫扣器額定電流in和長延時過載脫扣器動作電流整定值ir相同，即in=ir，如dz20系列、tc系列、斷路器屬此種情況。此時需要標定兩個電流值，斷路器殼架等級額定電流inm、脫扣器額定電流in(或長延時過載脫扣器動作電流整定值ir)。瞬時脫扣器動作電流整定值im′為固定值，一般不需標明。
當斷路器配裝可調(diào)模塊式的過流脫扣器時，脫扣器的各個電流均需明確標定，首先標明斷路器殼架等級額定電流inm，然后標明所選擇的脫扣器型號和脫扣器的各個電流整定值。如當選擇merlingerin公司的compactns系列斷路器時，需給出如下完整參數(shù)。nsl00h型，imm=100a，配str22se—40a型電子脫扣器，in=40a，ir=0．8in(32a)，im=5ir(160a)，im′≤11in(固定值)。
4．3 框架式斷路器acb(aircircuitbreaker)
框架式斷路器功能完善，多配裝可調(diào)模塊式過流脫扣器，如較me、dwl5、dwxl5型、merlingerin公司的masterpact系列、abb公司的ascemega—maxf系列等。標注電流參數(shù)時，首先標明斷路器殼架等級額定電流inm，然后標明選擇脫扣器和脫扣器的各個電流整定值。
三、前后級選擇性配合
1、過載脫扣特性的上下配合
配合原則是上級斷路器的約定不動作電流大于下級斷路器的約定動作電流。
1） 上級acb或mccb與下級mccb的配合（符合標準gb14048.2對gb14048.2）應(yīng)滿足： 1.05in上大于1.3in下。 即in上>1.24in下．
例如: 下級100a的mccb,上級至少要125a的mccb.
2） 上級mccb與下級mcb的配合（符合標準gb14048.2對gb10963）應(yīng)滿足：1.05in上大于1.45in下。 即in上>1.38in下．
例如:下級32a的mcb,上級至少要44.16a的mccb，則應(yīng)選用50a的mccb。
3） 上級mcb與下級mcb的配合（符合標準gb10963對gb10963）應(yīng)滿足：1.05in大于1.45in下 ?！〖磇n上>1.38in下．
例如:下級32a的mcb,上級至少要44.16a的mccb，則應(yīng)選用50a的mccb。
過載脫扣特性的上下級配合見表1
2、瞬動脫扣特性的上下級配合
1）上級acb或mccb與下級mccb的配合（符合標準gb14048.2對gb14048.2）應(yīng)滿足：上級特性的下限值（8 in上）大于下級特性的上限峰值（21/2x12 in下）。即in上>2.12in下
例如:下級63a的mccb,上級至少要133.56a的mccb，則應(yīng)選用160a或以上的mccb。
2）上級mccb與下級c型mcb的配合（符合標準gb14048.2對gb10963）應(yīng)滿足：上級特性的下限值（8 in上）大于下級特性的上限峰值（21/2x10 in下）。
即in上>1.77in下．
例如:下級40a的c型mcb,上級至少要70.8a的mccb，則應(yīng)選用80a或以上的mccb。
3）上級mccb與下級d型mcb的配合（符合標準gb14048.2對gb10963應(yīng)滿足：上級特性的下限值（8 in上）大于下級特性的上限峰值（21/2x14 in下）即in上>2.47in下．
例如:下級40a的d型mcb,上級至少要98.8a的mccb，則應(yīng)選用100a或以上的mccb。
4）上級c型mcb與下級c型mcb的配合（符合標準gb10963對gb10963）應(yīng)滿足：上級特性的下限值（5 in上）大于下級特性的上限峰值（21/2x10 in下）即in上>2.83in下．
例如:下級10a的c型mcb,上級至少要28.3的c型mcb，則應(yīng)選用32a或以上的c型mcb。
5）上級c型mcb與下級d型mcb的配合（符合標準gb10963對gb10963）應(yīng)滿足：上級特性的下限值（5 in上）大于下級特性的上限峰值（21/2x14 in下）即in上>3.96in下．
例如:下級10a的d型mcb,上級至少要39.6的c型mcb，則應(yīng)選用40a或以上的c型mcb。
瞬動脫扣特性的上下級配合見表2
表1
過載延時配合
1
2
3
配合
結(jié)構(gòu)
上級
acb（mccb）
mccb
mcb
下級
mccb
mcb
mcb
標準
上級
gb14048.2
gb14048.2
gb10963
下級
gb14048.2
gb10963
gb10963
in上/ in下
1.24
1.38
1.28
例
上級
125a
50a
16a
下級
100a
32a
10a
表２
短路瞬動配合
配合
結(jié)構(gòu)
上級
acb（mccb）
mccb
mccb
c型mcb
c型mcb
下級
mccb
c型mcb
d型mcb
c型mcb
d型mcb
標準
上級
gb14048.2
gb14048.2
gb14048.2
gb10963
gb10963
下級
gb14048.2
gb10963
gb10963
gb10963
gb10963
in上/ in下
2.12
1.77
2.47
2.83
3.96
例
上級
160a
80a
25a
32a
40a
下級
63a
40a
10a
10a
10a