浅谈断路器间的配合原理，电工必备！

先来一点点理论知识，了解下级联的定义：

级联是指上下级断路器之间的配合，有级联配合的断路器安装在上下级串联时能够提高断路器的分段能力，比如说50kA分段能力的断路器通过级联配合它在使用时分段能力会高于50kA，但不是所有的断路器两两配合都有级联，需要在选型时选择具备级联的上下级断路器。需要注意，尽管发生短路时，限流断路器对下级网络有增加电源阻抗的作用(很明显)，但是在其他的情况下没有此种影响，例如启动大型电机(这时，需要低电源阻抗)。

 

级联技术的定义又是什么？限流断路器能够限制通过的短路电流峰值，因此,同正常情况相比，大大降低了其下游全部电路的开关设备和电路元件的短路分断能力、热承受能力和电气－机械承受能力。减小设备的物理尺寸和降低性能要求会带来实际的经济利益，简化安装工作。需要注意，尽管发生短路时，限流断路器对下游网络有增加电源阻抗的作用 (很明显)，但是在其他的情况下没有此种影响，例如启动大型电机 (这时，需要低电源阻抗)。具有强大限流性能的紧凑型限流断路器 NSX 系列特别值得关注。

那么通常情况级联的实施条件是？

一般而言，需要试验室的试验以保证满足国家标准要求履行的条件，而制造商必须提供可兼容的开关设备组合装置。

 

大多数国家标准允许使用级联技术，其条件是限流断路器的允许通过电能小于所有下游限流断路器和元件在不受损害的情况下所能承受的电能。

实际上，只有通过实验室试验才能验证。制造商会完成该试验，并提供表中的各种信息。这样，使用者就可以在所推荐的断路器组合装置的基础上有把握地设计级联系统。作为例子，见图表所示为 230/400 V 或 240/415 V 三相装置，其上游电路中安装了限流断路器 NSX250N、H 或 L，在此情况下可能使用的级联断路器类型为 iC60, DT40N，C120 和 NG125。

 
图表-例：230/400 V 或 240/415 V 三相装置的级联可能性

关于一直被来回讨论的级联，我们细数下一些优点：

限流对所有受限流断路器控制的下游电路都有好处。

级联原理没有限制条件，也就是说限流断路器可以安装在系统中的任意一点，否则，其下游电路将有不合适的额定值。

其好处是：

▪    简化短路电流计算；

▪    简化结构，即有更宽的下游开关和设备选择范围；

▪    使用轻载工作制的开关设备和电器，同时节约相应费用；

节约占用的空间，因为轻载工作制的设备一般体积较小。

选择性脱扣 (选择性) 原理：

选择性可以是完全的或部分的。它建立在电流大小原理、时间原理以及两者结合原理的基础上。近来的发展建立在逻辑技术的基础上。梅兰日兰系列 (专利产品) 利用了限流和选择性两者兼有的优点。  

故障情况下自动化保护设备可实现选择性；如果在装置的任何一点发生故障，紧靠故障上游的保护装置会进行清除，与此同时，其他的保护装置保持不受影响 (下附图表)。

图表: 完全和部分选择性

 

如果断路器 B 的最大短路电流 (IscB) 不超过断路器 A 的短路脱扣整定值 (IrmA)，断路器 A 和 B 属于完全选择性。这时，只有 B 跳闸 (见下图表)。

 

图表: 断路器 A 和 B 之间完全选择性

 

如果断路器 B 最大可能短路电流超过断路器 A 的短路脱扣整定电流值，则选择性是部分的。在这种最大值的情况下，A 和 B 都要跳闸 (见图表)。

图表: 断路器 A 和 B 部分选择性

 

基于电流水平的选择性：过载保护

通过从下游继电器 (低整定值) 到电源 (高整定值) 设定脱扣阈值为逐步梯级水平，可实现此方法。根据具体情况，选择性可以是完全的或部分的，如以上例子所示。

按照经验，可以实现选择性：

▪    IrA/IrB > 2.

 

基于梯级延时的选择性：低短路电流保护

 

通过调整延时脱扣器实现此种方法，这样下游继电器动作时间最短，电源方向的延时越来越长。

在所示两级结构中，上游断路器 A 的延时要长到足够保证断路器 B 的完全选择性 (例如：Masterpact 的电子脱扣单元)。

 

基于方法 1 和 2 相结合的选择性

 在电流水平的方案上增加延时，可以提高总体的选择性的性能。

上游断路器有两个高速电磁脱扣阈值：

▪    Im A 延时磁脱扣或短延时电子脱扣；

Ii 瞬时脱扣若有 IscB < Ii (瞬时)，选择性是完全的。

 

基于电弧能量水平的选择性：高短路电流保护

Compact NSX (限流断路器) 系列中使用的技术对实现完全选择性特别有效。

原理：当断路器 A 和 B 检测到大短路电流时，其触头同时断开，结果电流得到很大的限制。

▪    B 点高电弧能量引起断路器 B 脱扣；

▪    于是，A 点电弧能量受到限制，而不足以使断路器 A 脱扣。

如果断路器 A 和 B 之间的容量比大于 2.5，根据经验，Compact NSX 间的选择性就是完全的。

综上，今天关于断路器间配合的内容我们分为

1-    级联技术的定义

2-    实施条件

3-    级联的优点

4- 选择性脱扣 (选择性) 原理（基于电流水平的选择性：过载保护基于梯级延时的选择性：低短路电流保护/基于方法 1 和 2 相结合的选择性/基于电弧能量水平的选择性：高短路电流保护）