斷路器（英文名稱：circuit-breaker，circuit?breaker）是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規定的時間內承載和開斷異常回路條件（包括短路條件）下的電流的開關裝置。
低壓進線斷路器設計選型的兩個問題
低壓進線斷路器一般用于變壓器低壓側是一個比較重要的斷路器如果選擇不當一旦發生故障或誤動將可能造成較大范圍的停電本文將闡述筆者在低壓進線斷路器設計選型工作中所遇到的兩個實際問題及處理方法供同行們參考若有不當之處望給予指正
1. 關于斷路器短路分斷能力
斷路器一般具有兩個反映斷路器短路分斷能力的參數其一是額定極限短路分斷能力（以下簡稱極限分斷能力）Icu其試驗順序是o-t-coo表示分斷操作co表示接通操作后緊接著分斷操作t表示時間間隔一般為3min在按規定的試驗順序動作后不考慮斷路器繼續承載它的額定電流其二是額定運行短路分斷能力（以下簡稱運行分斷能力）Ics其試驗操作順序是o-t-co-t-co在按規定的試驗順序動作后需考慮斷路器繼續承載它的額定電流
斷路器設計選型中應采用哪一個參數規范中沒有明確的規定各種手冊也沒有明確的說法大多數手冊指出斷路器的額定短路通斷能力等于或大于線路中可能出現的最大短路電流一般按有效值計算具體是極限分斷能力還是運行分斷能力沒有說明只有個別手冊指明采用極限分斷能力但是我認為對于低壓進線斷路器應采用運行分斷能力理由如下
1 從可靠性方面考慮
采用運行分斷能力選擇斷路器在斷路器開短路電流后還可以保證斷路器承受它的額定電流減少斷路器出故障的可能性從而可以提高斷路器運行的可靠性
2 從可行性方面考慮
對于新型斷路器運行分斷能力一般都較大都能滿足短路電流的要求表1列出了幾種有代表性的新型斷路器的運行分斷能力
表中短路電流有效值指變壓器10KV側短路容量按150－200MVA考慮在距變壓器低壓出線端3m母線處發生金屬性短路時的短路電流CB11是長征電氣十一廠近年推出的框架式斷路器TM30是天津低壓開關廠最近推出的塑殼式斷路器MNS（C）為梅蘭日蘭公司產品表中所列的Ics和Icw短時耐受電流數值均為各系列斷路器中滿足變壓器容量要求的相應殼架電流等級斷路器的數值
從表1可以看出對框架式斷路器,除CB11當變壓器為2000KVA時其運行分斷能力略顯不足外其他斷路器都能滿足要求對于塑殼式斷路器只要容量滿足要求分斷能力一般沒有問題對于老型斷路器廠家沒有提供運行分斷能力這一參數只有極限分斷能力設計選型中可按Ics=Icu50%考慮這樣選擇當斷路器的額定電流合適時其運行分斷能力往往不夠需通過提高斷路器的殼架電流等級來滿足分斷能力的要求例如對于800KVA的變壓器查表1可知其額定電流為1200A短路電流為23.5kA按額定電流可選DW15－1500型斷路器其極限分斷能力為40kA若按極限分斷能力選擇它滿足要求若按運行分斷能力選擇則不滿足要求需選擇更大殼架電流等級的斷路器如DW15－2500型其極限分斷能力為60KA所以對于老型斷路器按運行分斷能力選擇也是可行的
3 從經濟性方面考慮
對于老型斷路器按運行分斷能力選擇一般需提高斷路器的殼架電流等級以滿足分斷能力的要求對于新型斷路器雖然其運行分斷能力較高一般不需為滿足分斷能力的要求而提高斷路器殼架電流等級但是其價格比同電流等級的老型斷路器高所以按運行分斷能力選擇斷路器一般投資會有所增加
但是由于低進線斷路器所需數量較少其引起的投資增加在整個工程投資中所占比例很小而且它的重要性又較高它的故障或誤動都將造成較大面積的停電給生產和生活帶來不便甚至造成較大經濟損失所以為低壓進線斷路器的可靠運行增加一點投資在經濟上是合理的
另外新型斷路器取代老型斷路器是一種必然趨勢當它完全取代老型斷路器后按運行分斷能力選擇斷路器將不再存在投資增加問題到那時按運行分斷能力選擇斷路器將成為一種必然的選擇
2. 關于斷路器結構型式選擇
低壓斷路器按結構型式分可分為塑殼式和框架式兩大類
作為進線開關一般選擇框架式斷路器但是框架式斷路器有體積大價格高接觸防護較差等弱點所以作為進線斷路器它并不是最佳選擇
塑殼式斷路器有體積小安裝緊湊外形美觀價格低接觸防護好等特點以往它沒有成為進線開關的首選主要受到其容量小短路分斷能力低選擇性和短時耐受能力差這幾方面因素的限制但是隨著技術的發展和新產品的推出這些問題已經獲得了不同程度的改進下面我將就這幾方面的問題分別加以說明
2.1 容量問題
對于老式塑殼式斷路器其最大容量一般是600A左右這樣的容量作為進線開關是顯得太小了但是現在的新型殼式斷路器其容量已經有了大幅度的提高例如DZ20型最大可達1250ATM30型最大可達2000A有的產品甚至高達3000A所以對于新型斷路器其容量對于大型變壓器尚顯得不足但是對中小型變壓器已經完全可以勝任了
2.2 分斷能力問題
近年來我國生產的斷路器不論是框架式還是塑殼式其短路分斷能力都有了大幅度提高
就塑殼式而言其分斷能力提高的幅度非常驚人例如以往是最常用的DZ10型斷路器其最大短路分斷能力的峰值也僅僅達到40kA而新型斷路器的運行分斷能力有效值都已經達到了很高水平從表1就可以看出DZ20型的運行分斷能力最高可達50kATM30更高達到75kA兩種型號的極限分斷能力有效值均可高達到100kA
所以就分斷能力而言塑殼式斷路器完全可以勝任作為低壓進線斷路器的要求
2.3 選擇性問題
老式塑殼式斷路器一般沒有短延時脫扣器很難實現選擇性保護但是現在生產的部分新型斷路器已經具備了這一功能例如TM30系列的智能脫扣器就可以實現短延時功能完成選擇性保護NS系列的電子脫扣器也可以實現這一功能按照低壓斷路器智能化模塊化組合化電子化多功能化的發展趨勢今后具有選擇性功能的塑殼式斷路器將會越來越多選擇性對于塑殼式斷路器將不會再成為一個問題
2.4 短時耐受能力問題
短時耐受能力是塑殼式斷路器一個弱項目前多數塑殼式斷路器廠家都沒有提從額定短時耐受電流Icw這一參數不過已有部分廠家提供了這一參數
表1中列出了TM30和C序列斷路器的額定短時耐受電流從表中數據看塑殼式斷路器的短時耐受電流與框架式斷路器相比還有很大差距其值還遠小于變壓器低壓側短路電流的數值但是作為進線開關只要選好斷路器瞬時脫扣器的整定電流將短延時電流限制在斷路器可以承受的耐受電流范圍內塑殼式斷路器就可以滿足耐受電流的要求
例如有一臺630kVA變壓器查表1可知其變壓器低壓側額定電流為960A短路電流為21kA可選擇TM30－1000型斷路器其運行分斷能力為50kA滿足要求其短時耐受電流為15kA不滿足要求這時可以將斷路器的瞬時脫扣器動作電流整定在15kA當短路電流超過15kA時使斷路器瞬時跳閘這樣做的后果是損失了保護的部分選擇性要想大幅度提高塑殼式斷路器的短時耐受能力尚需等待技術的進一步發展和新材料的出現
對于不需要選擇性保護的場合塑殼式斷路就可以避開其弱點使其優越性更得以表現
從以上分析可以看出作為低壓進線開關塑殼式斷路器在一定條件下已經可以取代框架式斷路器
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