2011注册电气工程师考试专业基础知识42

　　微型断路器的选择使用(二) $lesson$

　　McB的使用频率

　　MCB的设计和使用是针对50~60Hz交流电网的，由于磁脱扣器的电磁力与电源频率、动作电流有关，因此对于在交流电压下使用的MCB用于直流电路或其它电源频率场合的保护时，磁脱扣器的动作电流是不同的。一般应根据制造厂商提供的磁脱扣动作电流同电源频率变化系数来换算。当交流用MCB用于直流电路的保护时，由于灭弧的原因，应选用类似西门子的5SX5直流专用MCB。

　　McB的使用环境温度

　　MCB的过载保护依靠热脱扣器，通常，现有MCB的热脱扣器额定电流是生产厂家根据IEC898标准在基准温度为30C条件下整定的，MCB的工作温度一般推荐为―25C―十55C。热脱扣器由一种双金属片组成，当通过的电流达到某设定值并维持一定时间后使MCB脱扣。因此，热脱扣器与温度是息息相关的。如环境温度变化将导致MCB的工作温度变化，使热脱扣器的工作特性相应变化。由于MCB通常安装于配电箱内，使用环境温度也不可能恒定为30C，实际使用时，终端配电箱内的MCB是紧密无间地安装在一起的，且大多数场合又是嵌在、墙内安装，导致散热效果差，使配电路内的温升上升很大，故MCB的实际工作温度总比环境温度高10C~15C左右。因此，当环境温度大于或小于校准温度值时，我们必须根据有关制造厂商提供的温度与载流能力修正曲线来调整MCB的额定电流值。一般来说，当环境温度大于或低于校正值10C时，MCB，的额定电流值须减小或增加5%左右。

　　MCB的前后级选择性配合

　　大家知道，在供配电线路中，对于保护电器必须达到“三性――选择性、快速性、灵敏性”。快速性和灵敏性分别与保护电器本身特点和线路运行方式有关，而选择性则与上下级保护电器之间的配合有关。配合恰当，则能有选择地将事故回路切除，保证供电系统的其它无故障部分继续正常运行，反之，则影响供电的可靠性。MCB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。

　　MCB的热脱扣器的电流―时间特性是一个反时限曲线，曲线中 t1’、t2’分别代表QLl、Q12的最长不开断时间，t1"、t2"分别代表QLl、Q12的最长开断时间。对于某一电流，如果断路器QL1的t1’与Q12的 t2"构成的关系是tl">t2"，说明过载区有选择性。通过实践证明，一般MCB在过载区若I1/I>2，即能在过载区有选择性。当短路电流流过电磁脱扣系统时，MCB上下间要获得选择性是很困难的，为了防止越级脱扣，一般应使QLl的瞬时脱扣电流Im1与Q12的瞬时脱扣电流Im2之比大于1.4。当短路电流大于7ml时，要想只有Q12开断，应选限流型断路器作为Q12，这样可以减少电流的峰值及持续时间，使QLl免于断开，当然也可选用具有延时的断路器作为QLl。当短路电流很大时，是很难保证有选择性的，只能获得部分选择性。制造厂商为了方便设计人员选用合适的MCB以确保选择性，在设计参考资料中都有向用户推荐的匹配表，设计人员可以根据匹配表选用上下级的MCB。

　　McB的附件选用

　　MCB有一些电气辅助装置和保护附件能与MCB本体拼装组合在一起，扩展使用范围，其中最主要的是剩余电流动作保护器(简称RCD)、分励脱扣器(简称ST)、欠压脱扣器(简称UR)。RCD与MCB组合在一起就能成为带过电流保护的剩余电流动作断路器(简称RCBO)，安装在配电箱内能防止线路发生单相接地故障时危及人身安全和有效抑制电气火灾。关于RCD的工作原理，本文不作赘述，在此特别提出六点注意事项。

　　1.该RCBO使用于何种低压配电接地型式中不能有半点含糊，因为用于TT、TN、IT的系统中的接线要求都有不同，详见《电世界》1996年“剩余电流保护器讲座”等有关文章。但不管如何干变万化，凡是带电载流导体(个性线也是载流导体)必须全部接入RCD，而保护线PE则绝对不能接入RCD，PE线应与设备的金属外壳连接。笔者认为：为避免许多不必要的误脱扣，RCBO的极数宜与该接入回路的载流导体数相等。

　　2.RCD的额定脱扣电流入数值应根据 JGJ/T16―92《民用建筑电气设计规范》第14.3.11条进行选择。从安全的角度考虑，RCD的入选择得越小越好，但实际上，任何供电回路的用电设备都有正常的泄漏电流，如果RCD的比小于正常的泄漏电流或者该回路的正常泄漏电流大于50%In,则供电回路无法正常运行，故从供电的可靠性来考虑，In选择得不能太小，它主要受到正常泄漏电流的制约。

　　3.RCD的上下级配合问题。一般来说，RCD的额定剩余不动作电流In0(根据IEC有关的标准)等于In的50%。如果干线和支线上的RCD动作电流值很接近，就有可能使几个支线的不动作电流 In0之和大于干线上的RCD的In，使干线上的 RCD误动，两者之间就失去了选择性。通常，上下两级RCD额定动作电流之比应大于2.5，当然，RCD的选择性也可根据动作时间的差异来达到。一般对终端配电箱来说电源总断路器处的RCD主要为防止电气火灾，可选用In=100―300mA、时间t=0.3s左右的产品，如梅兰日兰的vigiS型产品。支线上的RCD主要为防止人身电击，可选用In=6―30mA(视具体使用场合)、瞬动型产品，如梅兰日兰vigi型产品。

　　4.对于TT系统，装有RCD的支路与不装RCD的支路不应使用公共接地极。TT制接地系统因中性点接地与凹线接地分开，个性线N与PE线无连接，供电线路一般较长，相―地回路阻抗较大，发生单相接地故障时，线路保护装置不能可靠地切断电源，容易造成电击和火灾事故，因此这种系统中装设RCD作单相接地保护是有效的措施之一。但个别装RCD的分支回路必须有单独的接地极与PE线，否则当未装RCD的回路发生漏电时，会通过PE线傅u装有RcD的设备外壳上，但RCD不动作;而造成电击事故。因此，必须有独立的接地板与PE线专供有RCD的分支回路用，它们之间不能有电气连接。

　　5.目前在我国生产的RCD有两种形式，一种为电磁式(ELM)，另一种为电子式(ELE)。对于ELE，笔者认为要慎用，ELE在工作时要有一稳定的操作电压。现市场上的一般EIE均无独立的操作电源，该操作电源均由 RCD所控制的电源供电，而在发生故障时，往往电网电压偏低或过高，导致ELE不能正常工作。因此，设计人员应对装设ELE的RCD处发生事故时的电源电压进行验算，如果不符合产品的规定值，应考虑采取补救措施或选用 ELM的RCD。 ELM的RCD进出线可以倒装，而ELE的 RCD进出线不可倒装。

　　6.对于一些特殊场合和一些特殊用途的电源，如化工、石油、各类保安电源、事故照明、消防设备电源、医院手术室供抢救用电源等，不应安装RCD，若有必要可酌情安装剩余电流报警装置。着重提一下，RCD不是防止电击事故的唯一措施，只是措施之一，某些场合还应当与总等电位或局部等电位联结等其它措施相结合使用。

　　MCB的附件UR是当电源电压下降到70%以下时，使MCB脱扣;当电源末恢复正常时，防止MCB重新接通。既可防止一些电气设备在低电压下运行而损坏设备，也可防止电源突然恢复正常时，线路上的电动机等大容量负荷在没有接到控制信号下自行起动，从而提高了线路的安全性。但对于一些特殊要求的场合和一般照明回路则不宜安装UR装置。分励脱扣装置ST是一种能远距离控制MCB脱扣的装置。

　　上述两种脱扣装置都是电压型线圈，都能使MCB达到脱扣的目的，但两者是有区别的。 UR是按长时间通电设计的，而ST是按瞬间通电设计的，这一点往往在选用时被疏忽，误把ST当作UR使用，导致ST的烧毁。如果UR当作ST使用，理论上是可行的，但实际上是不经济的。因为 UR是24h接入线路中的，终究要消耗一定的电功率，并且发出一定的热量。如果要使UR兼有失压和分励脱扣作用，则在控制回路中应接人一常闭按钮，如图2所示，这点请务必注意。