断路器上下级间配合的要求及注意事项

        选择性保护又称分级保护，是指在系统中上下级电器之间保护特性的配合。当在某一点出现过流故障时，指定在这一范围动作的断路器或熔断器动作，而其他的保护电器不动作，从而使受故障影响的负载数目限制到最少。

        具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能B类断路器能实现选择性保护，大多数主干线（包括变压器的出线端）都采用它作主保护开关。不具备短路短延时功能的A类断路器（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护）不能作选择性保护，它们只能使用于支路。控制系统根据设计需要可以组合成二段保护（如瞬时脱扣加短延时脱扣或瞬时脱扣加长延时脱扣），也可以只有一段保护。

        选择型B类断路器运行短路分断能力值为短路分断能力值的50%、75%和100%，B类无25%是由于它多数是用于主干线保护。具有三段保护的断路器，偏重于它的运行短路分断能力值，而使用于分支线路的非选择型A类断路器，应确保它有足够的极限短路分断能力值。

        对于选择型B类断路器，还具有的一个特性参数是短时耐受电流（Icw），Icw是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，保持0.05s、0.1s、0.25s、0.5s或1s而断路器不允许脱扣的能力。Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，通常Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或5kA；当In>2500A时，它为30kA。

1. 断路器选择性配合的要求

        断路器级间配合若换成国家产品标准，则是保护的选择性，在产品标准里的定义和要求如下。

1）全选择性

        在两台串联的过流保护装置共同保护的情况下，负载侧的保护装置实施保护，而不导致另一个保护装置动作的过流选择性保护。

2）局部选择性

        在两台串联的过流保护装置共同保护的情况下，负载侧的保护装置在规定的过流等级下实行保护，而不引起另一个保护装置动作的过流选择性保护。该过流限制值称为选择性极限电流Is。

        在控制柜保护电路中，当采用断路器作为上下级的保护时，其动作应具有选择性，各级之间应相互协调配合。断路器上下级间的选择性配合必须具有“选择性、快速性和灵敏性”。选择性则与上下两级断路器间的配合有关，而快速性和灵敏性分别与断路器本身特点和线路运行方式有关。若上下级断路器配合得当，则能有选择地将故障回路切除，保证控制系统的其他无故障回路继续正常工作，反之则影响控制系统的可靠性。级联保护是断路器限流特性的具体应用，其主要原理是利用上级断路器的限流作用，在选择下级断路器时可降低其分断能力，既保护可靠，又降低成本。

        断路器的选择性可分两个区域，一个是过载区的选择性，另一个是短路区的选择性。

        为使断路器可靠地切断接地故障电路，对于不同的接地形式和电气设备的使用情况，接地故障保护的要求也不同。对TN系统而言，当过流保护能满足在规定时间内切断接地故障线路的要求时，宜采用过流保护兼作接地故障保护；在三相四线制配电线路中，当过流保护不能满足在规定时间内切断接地故障线路，且零序电流保护能满足时，宜采用零序电流保护，但其保护整定值应大于配电线路最大不平衡电流；当上述两项保护都不能满足要求时，应采用剩余电流动作断路器。

        现在的智能型断路器一般具有区域选择性联锁（ZSI）功能，利用微电子技术使保护更加完善，主要分为短路故障联锁和接地故障联锁，在分级配电系统中起着重要的作用，可以很好地解决断路器级间配合问题，保证动作的灵敏度和选择性。

 

2. 选择性配合应注意的问题

        断路器作为上下级保护时，其动作应有选择性，上下级间应相互配合，并注意如下问题。

1）断路器的上下级动作要求选择性时，应注意电流脱扣器整定值与时间配合。通常上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于下级断路器整定电流的1.3倍，以保证上下级之间的动作选择性。一般情况下第一级断路器（如变压器低压侧进线）宜选用过载长延时、短路短延时（0~0.5s延时可调）保护特性，不设短路瞬时脱扣器。第二级断路器宜选用过载长延时、短路短延时、短路瞬时及接地故障保护等。母联断路器宜设过载长延时、短路短延时保护。

2）当上一级为选择型断路器、下一级为非选择型断路器时，为防止在下一级断路器所保护的回路发生短路电流（因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过流脱扣器首先动作，使其失去选择性），上一级断路器的短路短延时脱扣器整定电流，应不小于下一级断路器短路瞬时脱扣器整定电流的1.3倍；上一级断路器瞬时脱扣器整定电流，应大于下一级断路器出线端单相短路电流的1.2倍。

3）当上下级都采用选择性断路器时，为保证选择性，短路短延时应有一个级差时间，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.2s。

4）当上下级都为非选择型断路器时，应加大上下级断路器的脱扣器整定电流的级差。上级断路器长延时脱扣器整定电流应不小于下级断路器长延时脱扣器整定电流的2倍；上级断路器的瞬时脱扣器整定电流应不小于下级断路器瞬时脱扣器整定电流的1.4倍。

5）当下级断路器出口端短路电流大于上级断路器的瞬时脱扣器整定电流时，下级断路器宜选用限流型断路器，以保证选择性的要求。

6）当上下级断路器距离很近，且出线端预期短路电流差别很小时，上级断路器宜选用带有短延时脱扣器的，使之延时动作，以保证有选择配合。

7）断路器的脱扣器和时限的整定一般可参照下列原则：

长延时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流的0.9~1.1倍确定，时限可按15s选定。短延时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流的3~5倍选取，时限可按0.1s、0.2s和0.4s选取。瞬时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流的10~15倍选取。

3. 装漏电保护器之前注意事项

        在装漏电保护器之前必须搞清原有的供电保护形式，以便判断是否可以直接安装或需改动。在未安装漏电断路器之前，有些设备已采取一些供电保护形式，但是有一些保护形式如不改动是不适宜直接安装漏电断路器的，否则会引起开关的误动或拒动。

（文/电小圈 ）