低压电气设备选择与保护课件

低压电器设备选择与设备保护主讲人：罗勇存14.1

短路电流•

(1)概述•

本节所示的短路电流，使电压在1KV及以下网络的短路电流，1KV及以下网络的短路电流计算，是供校验低压电器的分段能力和热稳定电动机起动时电压波动计算时用的，还有1个重要作用是用于继电保护整定。•

短路电流有三相短路电流、两相短路电流和单相短路电流。•

a．短路电流的定义•

短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生一起阻抗极小的故障而引起的过电流。23•

b．三相短路4•

c．两相短路5•

d．单相短路•

相对中性线故障6•

相对地故障7•

(2)短路电流的计算方法•

短路电流有三相短路电流，两相短路电流和单相短路电流。其计算方法如下：•

（A）三相短路电流周期分量计算•

三相短路电流周期分量按下式计算•4-1（

）•

式中，

——三相短路电流周期分量第一周期有效值，kA；•

U——

低压网络平均额定线电压，V，可取400V；•

Z∑——每相总阻抗，mΩ；•

R∑——每相总电阻，mΩ；•

X∑——每相总电抗，mΩ。8•

低压电网一般以三相短路电流为最大，与中性点是否接地无关。如在一相和两相上有电流互感器。而使短路电流不对称时，仍可按上式计算，但式中的R∑和X∑采用没有电流互感器的那一相的总阻抗。9•

（B）不对称短路电流周期分量的计算•

a.两相短路•

由于低压网络距发电机的电气距离很远，降压变压器容量与发电机电源容量相比甚小，在实用计算中，可以假定Z2≈Z1,这样可直接由三相短路电流求得，按下式算出•4-2（

）•

式中，

——两相短路电流周期分量第一周期有效值，kA•——三相短路电流周期分量分一周期有效值，kA10•

b.单相短路•

单相短路电流计算可以用两种方法计算•

对称分量法计算•4-3（

）•

式中，

——单相短路电流周期分量第一周期有效值，KA；•

Ux——

低压网络平均额定相电压，V，可取230V；•

R1∑——短路电流正序总电阻，mΩ；•

R2∑——短路电流负序总电阻，mΩ；•

R0∑——短路电流零序总电阻，mΩ；•

X1∑——短路电流正序总电抗，mΩ；•

X2∑——短路电流负序总电抗，mΩ；•

X0∑——短路电流零序总电抗，mΩ。11•

相-零回路电流法计算•4-4（

）•

式中，

、Ux——意义同式4-3•

R∑——短路电路相-零回路总电阻，mΩ；•

X∑——短路电路相-零回路总电抗，mΩ；12•

（C）短路冲击电流值•

电源系统供给短路冲击电流值，按下式计算，•4-5（

）•

式中，

——三相短路冲击电流（即三相短路电流第一周期全电流峰值），kA；•

——三相短路电流冲击系数，可据X∑/R∑的比值从图4-1查得；•

——三相短路电流周期分量第一周期有效值，kA。13图4-1曲线14•

电动机反馈冲击电流值，按下式计算(4-6)••

式中，

——电动机反馈三相短路冲击电流值，kA;•——

电动机短路冲击系数，一般为0.80~1.28；简化计算可取1；——

电动机额定电流，kA。•15•

晶闸管装置反馈冲击电流值，按下式计算•（4-7）•

式中，

——晶闸管装置反馈三相短路冲击电流值，kA;•

Pe∑——晶闸管供电直流电动机总容量，kW;•

U——

低压网络平均额定线电压，V;一般为400V。16•

总的短路冲击电流值•4-8（

）•

式中，

——总的短路冲击电流值，kA;•

、

、

——意义同式4-54-7。•

短路点远处（即非直接联接短路点的电动机、晶闸管装置；或非配电母线及其直接联接低压配电屏屏内短路）的电动机、晶闸管装置的反馈的、短路冲击电流值可以忽略不计。17•

（D）短路全电流的最大有效值•

电源系统供给的：•

当Kch>1.3时，可按下式计算•4-9（

）•

当Kch≤1.3时，可按下式计算•(4-10)•

式中

Ichx——

三相短路电流电源系统第一周期全电流有效值，kA；•zI”

——三相短路电流周期分量第一周期有效值，kA;•

Kch——三相短路电流冲击系数，可从图4-1查得；•

Ta——三相短路电流非周期分量衰减时间常数，S；•（4-11）•

式中，X•∑——短路总电抗，mΩ；R

——短路总电阻，mΩ。∑18•

短路点近处连接的电动机，晶管闸装置反馈的

、

全电流最大有效值。•

电动机反馈的4-12（

）•

式中，Keh、Ied

——意义同式4-6•

晶闸管装置反馈的4-13（

）•

式中，Keh、Ied

——意义同式4-6•

总的短路全电流的最大有效值为•4-14（

）19•

（3）校验断路器的分断能力•

断路器的额定通断能力应大于或等于线路中最大短路电流（有效值）。•

1)在0.02s以上动作的断路器（如DW型）•Ik∑d

≥I•

式中，I

——线路的短路电流周期分量d有效值，A；d•

Ik∑d

——断路器的分断电流（周期分量有效值），A；202)在0.02s以下动作的断路器（如DZ型）•

Ik∑d

≥Ic•式中，Ic

——短路开始第一周期内的全电流有效值，A；•Ik∑d

——断路器的分断电流（冲击电流有效值），如制造厂提供的分段电流为峰值时，可按峰值校验。•断路器分段能力的有效值与峰值的关系可按参照表4-1换算。21•

表4-1断路器分断能力的有效值与峰值的关系峰流/周期分量有效cosφsinφtgφ

Ta(s)冲系数0.9

0.435

0.483

0.00154

1.00150.8

0.6

0.75

0.0024

1.0150.7

0.714

1.02

0.00325

1.0460.6

0.8

1.33

0.00425

1.0950.5

0.866

1.732

0.0055

1.1640.4

0.917

2.3

0.0073

1.2540.35

0.935

2.68

0.0085

1.3080.3

0.955

3.18

0.0101

1.3670.25

0.968

3.87

0.0123

1.4431.421.4421.4751.551.6551.781.851.942.042.160.2

0.975

4.87

0.0155

1.524•

注：cosφ为功率因数；Ta为时间常数。•

各种不同容量的变压器低压侧发生三相短路时，其各种短路电流值的计算见第4章。表4-2，列出断路器的分断能力与相应的变压器短路电流的有关数据，供参考。22•

根据断路器标准，确定新系列断路器分断能力的条件是：1.

变压器容量不超过2000kVA,单台运行，短路阻抗按4%考虑;(注1)2.

变压器的6(10)kVc侧短路容量按150~200MVA考虑，如为直接变压（即35/0.4kV），35kV侧的短路容量按650~750MVA考虑；3.

在变压器低压出线端3m母线处发生三相金属性短路；4.

短路时，低压电动机的反馈电流按变压器额定电流的4倍考虑（注2）•

在检验通断能力时不要忽略，配电回路的功率因素必须大于或等于该断路器的规定值。23•

当断路器的分断能力不够时，可考虑采取以下措施：（1）对于一般配电线路，可将断路器改用或串用分断能力达的熔断器（其分断能力50~120kA，可适应1600kVA或更大容量的变压器）。（2）采用限流式断路器，600A限流式断路器能分断2000kVA以下变压器的短路电流。（3）对于特别重要的线路，如果要求在故障排除后能立即恢复送电，则断路器的分断能力必须要大于短路电流，此时可更换大容量的断路器，即选用断路器的额定电流大一级的断路器，而按线路计算电流选定过电流脱扣器的额定电流；如果还不能满足需要，则采用牺牲选择性的级联保护方案，参见下册中有关内容，必须指出，这些都是迫不得已的做法，应慎重决定。24•

表4-26(10)kV

侧短路容量200MVA时,新系列断路器的分断能力与相应的变压器短路电流断路器器短路流周期分量有效机反流流（A）分断能力（A）定容量（kVA）短路（Ud%）流（A）器（A）合（A）（A）67501000150020002500100001020305020304431467201241848441080126450634476961790225030438420942634100200150001001254415219035604440606760416652001602002504442433043805670703087409721216152066428246102604002000025000600（630

）315400444806101090013700192024401282016140（800

）100030000（50000）500630447609601700021000304038402004024840（1250

）1500（1600

）40000（50000）80010004．54．5122015202350028800488060802838034880（2000

）1250160020004．54．541900243230403520043500668807600972842800250050000（90000）3150（3200

）53228254000（5000

）70000（100000）1216079040•

注：1：表4-2中的短路电流是按变压器短路电压，4%和高压侧短路容量为200MVA时计算出来的。变压器的短路电压大，短路电流小，变压器的短路损耗小，电阻小，电抗大，也引起短路电流变化。另外高压侧短路容量大，短路电流大，所以表4-2的短路中流值仅供参考。•

2：低压配电设计规范（GB50054-95）第条，验算电器在短路条件下的通断能力，应采用安装处预期短路电流周期分量的有效值，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入，电动机反馈电流的影响。264.2

低压电器设备选择•

低压电器设备选用原则：•

一般用途的低压电器（称为基本系列）的使用环境条件为：•

（1）海拔高度不超过2000m；•

（2）周围空气温度为-10℃～+40℃（户外型-25℃～+40℃，但电子式电器在仍为-10℃）；•

（3）最湿月的平均最大相对湿度90%（该月平均最低温度为25℃）；•

（4）对安装方位有规定的或动作性能要受重力影响的电器，其安装倾斜度不大于5°；•

（5）无显著摇动和冲击振动的场合；•

（6）污染等级为3级（即无腐蚀金属和破坏绝缘的气体和尘埃，包括导电性尘埃或由于预期的凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的环境）和无雨雪侵袭的地方；•

（7）无爆炸危险的介质。•

对于在特殊环境和工作条件下使用的各类低压电器，常在基本系列产品的基础上进行派生，构成如防爆、船舶、化工、牵引、湿热带、高原、矿用、航空用电器。•

4.2.1

刀开关的选择•

刀开关主要用作隔离电源用，一般不直接接通和断开电动机等负载，但亦可有条件地不频繁地带负荷操作。习惯上将刀形转换开关（又称双投刀开关），组合开关（盒式转换开关），熔断器式刀开关，铁壳开关等均归属刀开关这一类。•

刀开关选择的注意事项为：•

(1)按额定电压选择。安装刀开关等的线路电压应不超过刀开关出头额定电压。一般刀开关及刀形转换开关的额定电压为交流500V，直流440V；HR5,HR6型熔断器式刀开关的额定电压为交流660V；组合开关的额定电压为交流380V，直流220V；大电流的HD18型额定电压交流1200V，直流1500V。28•

(2)按计算电流选择Ie>Ijs••

式中Ie——刀开关等的额定电流，A;•

Ijs——安装刀开关等的线路计算电流，A•

(3)按分断电流选择。刀开关的分断电流与刀开关的操作方式，有无灭弧室，电压种类及负载性质等有关。刀开关的容许分断能力见下册表29－8。•

(4)按短路时的最大短时耐受峰值电流及最大短时（1s）耐受电流校验。刀开关应能承受短路电流所导致的电动力冲击和热效应，刀开关的最大短时（1s）耐受峰值电流有效值随其额定电流及操作方式而异。安装刀开关的线路，其三相短路电流不应超过制造厂规定的最大短路耐受峰值和耐受电流有效值，如有不符，应选用大一级额定电流的刀开关。29•

（5）

不同型式的刀开关有一定的适用范围，中央手柄直接操作，适用于无防护的配电屏；侧面手柄直接操作，只要用于动力配电箱；中央杠杆操作，用于正面两侧后面维修的开关柜；侧面杠杆操作，用于正面两侧操作，前面维修的开关柜。•

一般刀开关都有单级，双级，三级及人力操作和电动操作多中操作型式，可按不同需要选用。•

（6）

刀开关级数应与电源进线数相等，此外，选择时还要注意机电寿命，操作频率及环境温度的影响。常用刀开关技术数据见下册表29－9。30•

（7）

组合开关的选择。要使组合开关的额定电流大于负载电流，如用于控制电动机，宜按异步电动机的额定电流的2~3倍选取组合开关的额定电流。通常只是对额定电流小于6A，不重要，且不易过负载的电动机，才采用组合开关作为操作电器。组合开关的层数接线图应符合控制要求。当工作电压和操作频率超过额定值，环境温度大于35°C，则应将开关容量选大一级。•

几种组合开关的技术数据见下册表29－10。组合开关每小时操作频率最高可达300次，一般为120次。当用来控制电动机时，由于启动电流大，操作频率只能达到每小时15～20次。•

（8）

熔断器式刀开关以具有高分断能力的有填资料熔断器（HR3型配RT10系列，HR6,HR5配NT系列）作为刀开关的刀片。据见下册表29－11

。31•

（9）

在要求不高的场合，常采用一种简单，经济的胶盖开关。三极胶盖开关与相应熔丝配合，可用于小容量三相异步电动机额定电流的启动运行，开关的额定电流最好选为电动机额定电流的三倍以上。两级胶盖开关多用于照明等场合，还可作为分支电路的配电开关使用。几种胶盖开关的技术数据及配用的熔丝见下册表29－12～表29－15

。•

（10）

负荷开关是由闸刀开关的熔断器组成的组合电器，它装在钢板外壳或铸铁外壳内，故又称铁壳开关。它适用于工况企业照明和动力的配电回路中，供手动不频繁接通，分断和保护电动机及隔离电源用。当直接启动小容量（以不大于4.5kW，不经常起动又无过载可能性为宜）三相异步电动机时，开关的额定电流建议不低于额定电流的三倍。几种负荷开关的技术数据见下册表29－16～表29－18。32•

熔断器的选择•

熔断器具有有效的限流功能和高度的遮断能力，它主要作为线路和电气设备的短路保护作用，也可作过载保护用。选择熔断器首先应根据适用场合，条件确定适当类型的熔断器，各种系列的低压熔断器的特点间下册表29－19。其次，要遵守下册有关章节中有关熔断器与其它低压电器及导线，电缆配合的原则。33•

熔断器额定电压及电流的确定•

（1）接线路的额定电压选择。•

Uer≥Uex•

式中Uer－熔断器的额定电压，V。•

Uex－线路额定电压，V。•

（2）按熔体的额定电流确定熔断器的额定电流。几种常用熔断器的额定电流与熔体电流的关系见下册表29－20。•

（3）按短路电流选择。熔断器的最大分断电流应大于线路上的冲击短路电流有效值，对于接自1000kVA及以下变压器的低压线路，用短路电流周期分量有效值来校验，基本上可满足要求。•

Ikr>Id•

式中Ikr－熔断器的最大分断电流，kA.•

Id－线路上的三相短路电流周期分量有效值，kA.34•

熔断器熔体电流的确定•

（1）正常运行情况。•

熔体额定电流Iex应不小于线路计算电流Ijs，即Iex≥Ijs•

（2）起动情况。•

单台电动机

Ier≥•

配电线路

Ier≥•

式中

Iqd－电动机的起动电流，A；•

Ier－熔体额定电流，A；•

Ijf－配电线路的尖峰电流，A；•a－系数，决定于起动情况和熔断器特性，见表4－3。•

按起动情况计算出的熔体电流Ier若小于线路计算电流Ijs时，则熔体电流重新计算35•

（3）电焊机回路。•

单相单台电焊机•

Ier＝1.2

X103•

式中

Iex－熔体额定电流，A;•

Ue－线路额定电压，V；•

Se－电焊设备的额定容量，kVA；•

FCe－电焊设备的额定暂载率一般为FCe＝65％。•

接于单相线路上的多台电焊机：•

Ier＝K∑

X103•

当线路上接有三台或三台以下电焊机时，系数K取1.0；三台以上时，K取0.65。36•

表4-3

系数a值熔断器型

熔体

熔体号

材料流a机机重起2.5（3.5）RT0RT14(NT,gF,aM)50A及以下60~200A200A以上60A及以下1.6～2（3）3（4）3～3.5（4.8）3.5（4.7）4（5.6）RM102.51.5～22~2.52.5~380~200A200A以上2.5～33～3.5RL160A及以下80～100A2.5322.5RC1A，10~200A2.5~32~2.5RL6RL7,RT11RT12合金

100A以下100～160A2.533～3.53～422.52.5～33～3.5200~300A300A以上•

注：

1.本表系根据熔断器特性曲线分析而得；•

2.轻载起动时间按2～8s考虑，重载起动时间考虑为10～15s。•

3.频繁起动的情况，a值按重载起动取值。37•

（4）照明线路。•

Ied≥KmIjs•

式中

Ijs－线路的计算电流，A;•

Km－照明线路熔体选择计算系数，取决于电光源起动状况，熔断状况和熔断器特性，其数值见表4－4。•

（5）控制线路。低压操作，控制，信号回路，高压设备的二次回路，当采用熔断器作为线路保护时，按回路的最大负荷电流选择，熔断器的型式及熔管/熔体电流如下：•

一般信号回路：R1－10/6或RL1－15/6;•

中央预告信号回路：RM10-25/15或RL1-15/15;•

控制回路：用于单个油断路器R1－10/6或RL1－15/6;•

一般控制回路RM10－15/15或RL1－15/15;•

室内配电装置的电压互感器回路：R1-10/4或RL1-14/4;•

室外配电装置的电压互感器回路：RM10-15/6或RL1-15/6

。38•

表4－4照明线路熔体选择计算系数Km熔断器

熔体材

熔体型号Km料白灯，关灯，高水

高灯，金属化物灯流RL1，≤60RC1A，≤60111.3～1.7

1.51～1.5

1.139•

4.2.3

低压断路器的选择•

低压断路器即自动开关，主要用于线路的过载、短路、逆电流、失压、欠压及漏电保护，也可用于不频繁起动的电动机的保护及操作或转换电路。•

低压断路器有多种分类方法：•

按灭弧介质可分为空气断路器、真空断路器和油浸断路器，后者已淘汰；•

按动作速度分为一般型和快速型，一般型全分断时间为20～60ms，直流快速断路器和交流限流断路器都是快速型，其全分断时间小于20ms；•

按使用类型分为非选择型和选择型，后者在短路情况下作为串联在负载侧的另一短路保护电器的后备选择性保护，具有可调短延时（不小于0.05s）和短时耐受电流的功能；•

按结构类型分为塑料模压外壳式（装置式）及框架式（万能式）两大类，其比较见表4-5。40表4-5

塑壳式断路器与框架式断路器的比较型塑模外壳式断路器（MCCB）框架式断路器（ACB）比性大都无短延，不能足性保有短延，可，可足性保脱扣器种多数只有流脱扣器，由于体限制，失和分励脱扣器只能两者一可具有流脱扣器，欠脱扣器（也可有延）、分励脱扣器、脱扣器等短路分断能力定工作低，但新品的通断能力高低（660V以下）高（至1140V）流多在600A以下，新品也有达3000A的宜做支路开关，可保机及小容量的配一般200～4000A，尚有5000A以上品使用范宜做主开关，一般保器及大容量的配路操作方式化小，多手操，少数机机构化多，有手柄，杠杆，磁

，

机，气，液能式非能式等不方便，甚至不可修方便接触防装置方式外形好，操作方便，安全差，操作不方便，不安全宜装于开关柜内，有抽式构体大，安装占地大，外形不美可独安装，也可装于开关柜内体小，安装凑，外形美弧距离最大短耐受流及其峰一般低，但新品如DZ20、TOTG也高重复操作次数因有外壳使弧的离子气体不易散，故重复操作次多数少保方案价格少，只有，流保便宜41多，有，流，性保和自重合表4-6

按用途分的低断路器名称流种和范①保特性主要用途配用断路器交流200～4000A型B二段保：瞬；短延三段保：瞬；短延；延近源端支路开关作源开关和靠非A限流型一般型；瞬靠

器近端支路开关支路末端开关保硅整流直流600～6000A快速型有极性；无极性；瞬一般型保一般直流机保交流用断路器直接起一般型流脱扣器瞬倍数（3～15）Ie保60～630A限流型流脱扣器瞬倍数12Ie同上，可装在近端接起接起流脱扣器瞬倍；短路瞬保

型和子数（3～8）Ie机用于生活建筑内气保用

交流6～125A照明用断路器常用6～63A和信号二次路；多极漏保断路器交流10～200A磁式子式漏作灵敏度按使用目的不用，以及不同型号分档，其定漏

因气造成的火防止人身触事故和避免作流一般从6～500mA不等，作小于等于0.1s灾危磁断路器直流200～2500A瞬

作，与机配套当生内、外部故障切断励磁回路，用作磁开关，合

开

关

等42①流范根据需要可以超出•

充分了解断路器的分类，对正确选用断路器是十分必要的。•

低压断路器选用注意事项：•

（1）根据线路控制和保护要求、使用条件、安装场所等所选择断路器的结构类型、脱扣器类别、操作机械、相数、接线方式等。如断路器兼作保护和不频繁操作用，需考虑操作条件和电寿命。选用时可参考表4-5和表4-6。•

现在设计，常用的断路器有：保护变压器及大容量配电线路选用MT、F、CW1系列（ACB）断路器。保护电动机和较小容量配电线路选用NS、S、CM1系列（MCCB）断路器。保护照明和家用电选用各类微型断路器。43•

用于低压配电网络保护的断路器44454647•

用于电动机保护的低压断路器484950•

用于电动机保护的断路器(cont.)515253•

断路器和负荷开关MT06到16N型5455•

断路器和负荷开关MT08到63H，L型5657•

断路器和负荷开关1000VACNW08到40H10型5859•

Micrologic控制单元功能概况606162•

控制单元MicrologicA“电流表”636465•

脱扣曲线666768•

（2）选择保护用断路器要遵守下册相关章节中有关断路器与其他低压电器及导线、电缆配合原则。•

（3）额定电压与额定电流的确定。•

按线路的额定电压选择•Uezd≥Uex•

式中

Uezd—断路器的额定电压，V；•

Uex—线路额定电压，V。•

按线路计算电流选择•；Iezd≥Ijs

Iezt≥≥Ijs•

式中

Iezd—断路器的额定电流，A；•

Iezt—断路器的脱扣器的额定电流，A；•

Ijs—线路计算电流，A。69•

（4）瞬时（或短延时）过电流脱扣器的整定。瞬时（或短延时）过电流脱扣器整定值应大于被保护线路正常时的尖峰电流。•

1）单台电动机•

Iszd≥Kk1I•

式中qd•

Iszd—过电流脱扣器瞬时（或短延时）动作整定电流值，A；•

Iqd—电动机的起动电流，A；70•

Kk1—考虑整定误差和起动电流允许变化范围和负荷计算误差、断路器瞬时动作电流误差的可靠系数，对动作时间在一个周波以内的断路器，还需要考虑非周期分量的影响。故动作时间应大于0.02s的断路器（如ACB），Kk1一般取1.2～1.35；动作时间小于0.02s的断路器（如MCCB），Kk1一般取2～2.5•

保护电动机用的断路器，其可调式瞬时过电流脱扣器的整定电流调节范围分别为：用于保护交流绕线型感应电动机取3～6倍；用于保护鼠笼型电动机取8～15倍脱扣器整定电流。其不可调式瞬时过电流脱扣器的整定电流为5倍或15倍脱扣器额定电流，动作电流值与整定电流值的误差不大于±10%

。71•

2）配电线路：•

不考虑电动机自起动时：•Iszd≥Kk2Ijf•

式中

Ijf—配电线路中的尖峰电流，A（计算方法见第2章）。•

Kk2—可靠系数，取1.1～1.35。•

考虑电动机自起动时：•

Iszd≥Kk2Iqdz•

式中

Iqdz—计及正常工作电流和可能出现的自起动电动机的起动电流之和，A。72•

配电用断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流调节范围为3～6倍脱扣器额定电流（适用于断路器额定电流为2500A以上）。或3～10倍脱扣器额定电流（适用于断路器额定电流为2500A以下）短延时断开时间主要用于保证保护装置动作的选择性，分0.1s或0.2s和0.4s、0.6s三种，延时误差均为±0.04s。返回特性应保证在断开时间为0.4s、0.2s和瞬时动作三级或0.1s和瞬时动作二级间具有选择性保护。返回电流值为长延时整定电流值的90%，动作电流值与整定电流值的误差不大于±10%，而瞬时过电流脱扣器的整定电流调节范围为7～14倍脱扣器额定电流（适用于断路器额定电流为2500A以上），或10～20倍脱扣器额定电流（适用于断路器额定电流2500A以下），动作电流值与整定电流值的误差不大于±10%。•

短延时的时间阶梯，按配电系统的分段而定。一般时间阶梯为2～3级。每级之间的短延时时差为0.1～0.2s，视断路器短延时机械的动作精度而定，其可返回时间应保证各级的选择性动作。选定短延时阶梯后，最好按被保护对象的最大短时（1s）耐受电流（有效值）进行校核。73•

（5）长延时动作的过电流脱扣器整定电流。一般为了对配电回路的电缆及变压器等进行保护，断路器均采用带有长延时的脱扣器，如回路中确无过载可能性时，也可不带此脱扣器。•

长延时动作的过电流脱扣器的整定电流应大于线路计算电流•Igsd≥Kk3Ijs•

式中

Igsd—过电流脱扣器长延时动作整定电流值，A；••Ijs—A线路计算电流，

，对于单台电动机，即为电动机的额定电流；Kk3—可靠系数，考虑负荷计算误差及断路器整定。•

应校验长延时动作的过电流脱扣器在配电线路过负荷时是否可靠的动作。•

1）配电用的断路器，长延时过电流脱扣器的整定电流调节范围为0.7～1.1倍，延时特性应符合表4-7的规定。74•

表4-7配电用长延时过电流脱扣器动作特性流（I

）脱扣器整定fh100A及以下100A以上流(I

)gzd1.0不作<1h<10min1.32.0<4min可返回

可返回>3s或3.0>1s或>8s或3s>15s75•

校验断路器在3倍Igzd时可返回时间，应大于短路时尖峰电流的持续时间。使线路中所接的起动电流最大和起动时间最长的笼型电机正常全压起动时，长延时脱扣器不误动作。•

2）保护电动机用的断路器，其长延时电流脱扣器整定值等于电动机额定电流。长延时可调式过电流脱扣器的整定电流调节范围为0.7～1.1倍脱扣器额定电流，返回电流值为其额定值的100%。不可调式脱扣器的返回电流值为其整定值的100%。二者的延时特性均应符合表4-8的规定。76•

表4-8电动机用的延时脱扣器动作特性流（I

）脱扣器整定作fh流(I

)gzd1.01.21.5不作<20min<3min可返回50A及以下>1s或3s，50A以上>3s或5s或15s6.077•

断路器长延时过电流脱扣器在6倍整定电流值时的可返回时间，应等于或大于电动机实际起动时间。•

（6）照明和生活、建筑业中用导线保护断路器的选用：•

长延时过电流脱扣器整定值•

Izd1≥Kk4Ijs•

瞬时过电流脱扣器整定值：•

Izd3≥Kk5Ijs•

式中

Ijs—照明线路的计算电流，A；•

Kk4、Kk5—计算系数，取决于电光源起动状况和断路器脱扣器类型，其数值见表4-978•

表4-9照明用断路器脱扣器计算系数白灯、脱扣器高光灯、高水灯系数灯型灯扣

Kk4器11.11瞬脱扣器Kk56～20

6～20

6～2079•

照明用断路器的动作特性，应符合表4-10的规定。•

表4-10照明用断路器的动作特性流（I

）脱扣器整定流fh(I

)gzd不作1.01.32.0＜1h＜4min6.0～2.0

瞬80•

4.2.4接触器的选择•

接触器配合其它电器元件，可实现远距离频繁地控制接通、断开电路，主要控制对象是电动机，也可以控制如电焊机、变压器、电容器组、电热装置、照明及其他电力负载。按主触头所控制的电路种类分为交流接触器和直流接触器两类。两类接触器不能互换使用。•

4.2.4.1

选用接触器的注意事项•

选用接触器时应注意：81•

（1）根据接触器的控制对象和操作频率，参照表29-2规定的使用类别来选择接触器。•

由于不用使用类别的接触器工作条件相差极大，对按轻负载设计的接触器（如AC-2或AC-3），如降低它的额定容量也可用于重负载，即作为AC-4类接触器来用。实际应用时，使用类别有时是混合的，例如某负载在多数情况下是在额定转速下正常切断接通，但有时偶尔进行点动，这便是AC-4与AC-3混合性负载，在AC-4条件下切断起动电流，较之在AC-3类切断正常工作电流，大大影响接触器寿命，故必须在选用、计算时认真研究接触器的实际切断电流状况。图29-56为感性负载时，决定电寿命的曲线。此外，接触器的操作频率越高，触头电蚀及结构磨损越严重，对交流接触器而言，吸引线圈受到起动大电流的冲击次数也越多，发热越大。因此，当操作频率超过接触器的额定值时，应采取必要的措施，如降低接触器的容量使用，或在线圈方面采取措施，也可考虑采用直流操作线圈的接触器。•

在设计非标准柜和选用标准的JK柜时，对于AC-3及AC-2负载（操作频率<30次/h），主接触器一般按其铭牌额定电流选用。对于AC-4负载及操作频率>30次/h的AC-2负载，应将接触器降低1～2级容量使用。对于不同负载不同操作频率下，主接触器按表4-11选用。82•

（2）按线路的额定电压选择。•

Ue≥Uex•

式中

Ue—交、直流接触器主触头的额定电压，V；•

Uex—线路的额定电压，V。•

（3）按负载容量选择接触器主触头额定电流。•

Ie≥Ijs•

式中

Ie—接触器主触头的额定电流，A；•

Ijs—电动机的额定电流或计算电流，A。•

在选定接触器主参数时应适当留有裕量，在主触头额定电流计算中，必须考虑到接触器的工作制。接触器有四种额定工作制：间断长期工作制（8h工作制），长期工作制、短时工作制、反复短时工作制。接触器的主触头额定电流是指在间断长期工作制下工作时，主触头长期容许通过的电流值。因此，当接触器在长期工作制下应用时，它的容量就得降低使用。83•

（4）不允许用接触器切断短路电流，因此一般不必做短路校验。•

（5）根据控制电源的要求选择吸引线圈的电压等级和电流种类。•

（6）按联锁的需求数量和它需要遮断的电流大小确定辅助接点。•

（7）制造厂给出的技术数据中，用接通和断开电流值来衡量接触器的通断能力。接通能力是指接触器闭合时不会造成触头熔焊的能力；断开能力是指触头断开时可靠灭弧的能力。选用接触器时应注意到一些使用类别中未列出的更为严重的负载，如变压器、电容器、钨丝灯类灯器等，它们接通电流的倍数往往比AC-4负载更大，选用时必须留有裕量。对于钢铁工业较多应用的密集点动场合，也必须留有裕量，因为一般按AC-4严重条件考核时的通断试验间隔期为5～10s，但实际密集点动时间往往更短。84•

表4-11主接触器选择表最大操作率（次/h）工作制特性主接触器型机断周期工作制30AC-3按CJ20系列同容量用1.用CJ20接触器，宜加大一容量AC-4（占全部

2.用CJ20，不

大于250A以上格的方案，型机比重<10%）即主接触器按放大一容后，CJ20最大格400A重断3.

回路格大于250A，用CJ12、CJZ等系列周期工作制3001.用CJ20接触器，宜加大二容量2.用CJ20，不

大于160A以上格的方案，即主接触器CJ20最大用到400A，此宜用CJ20、CJZ系列AC-4（占全部比重>10%）断周期工作制30AC-2AC-2按CJ20系列同容量用300按CJ20系列加大一容量用型机1.用CJ20接触器，宜加大一容量2.用CJ20，不

大于160A以上格的方案，即主接触器按放大一容后，CJ20最大格250A重断周期工作制600AC-285（3）

容量要求更大，或用有其它要求，可以用其他系列合适的接触器•

为控制对象选择低压控制电器必须严格按国家标准区分使用类别，正确选用，低压电器的使用类别及控制对象见表4-12。•

表4-12低压电器常见使用类别及其代号使用典型用途例流代号使用典型用途例种代号种ACAC-1AC-2无感或微感阻炉式

机的起、分

断ACAC-11AC-12控制交流磁控制阻性光二极管隔离的固AC-3AC-4AC-5a鼠型异步机的起、运中分断AC-13AC-14AC-15控

制

器隔离的固鼠型异步机的起、反接制与反向、点控制容量（合状下）不大于72VA磁控制放灯的通断控制容量（合状下）大于72VA磁AC-5bAC-6aAC-6bAC-7a控制白灯的通断器的通断DC-1DC-3DC-5DC-6无感或微感阻炉DC并励机的起、反接制、点串励机的起、反接制、点白灯的通断容器的通断家用器中的微感似用途AC-7bAC-8a家用DC-11DC-12控制直流磁密

封

制

冷

机中的机控制（器手复位式）控制阻光二极管隔离的固86•

4.2.4.2

交流、直流接触器主要技术参数见各厂家样本•

附1.交流真空接触器•

真空接触器由于其接点吸合和分断在隔离的真空状态中工作，电弧小，触头烧损小，电寿命机械寿命长，因而适用于频繁动作的重负荷及有爆炸危险，有火灾危险的场合，如井下、化工厂等。与交流电磁铁接触器相比，真空接触器还有不需维修，操作时噪音小，重量轻，体积小等优点，但是价格贵。•

附2.起动器•

起动器系专门作为电动机起动、停止、反转用的开关电器，一般由接触器、热继电器及其它电器组合而成。87•

继电器选择•

热继电器•

热继电器利用测量元件（通常为双金属片，也有热敏电阻、易熔合金等）受热动作而工作，多用于长期工作或间断长期工作制的电机的过载、断相、三相电流不平衡的保护，也可用于温度监控。选用热继电器必须了解被控对象的负载性质、工作环境、起动情况、电机的允许过载能力等。选用时注意事项为：•

（1）热元件的额定电流要小于或等于热继电器的额定电流。•

（2）选用保护电动机的热继电器时，要根据电动机起动时间，选取6Ie下具有相应可返回时间的热继电器，通常在6Ie下热继电器的可返回时间tf是其动作时间td的（0.5～0.7）倍。88•

（3）按额定电流选择热继电器的型号规格。热继电器的额定电流与电动机的额定电流的关系，即•

Iejr=(0.95～1.05)Ied•

式中

Iejr—热继电器的额定电流，A；•

Ied—电动机的额定电流，A；•

（4）按需要的整定电流选择热元件的编号和额定电流。一般用于电动机保护时，按电动机额定电流值在所选的热元件中的电流调节范围来确定其编号，即整定电流要留有一定上、下调整范围。89•

（5）一般情况下，设计中应选用有带断相保护功能的热继电器来作为电动机的断相保护。尽管有些不带断相保护的三相热继电器在选用正确、调整合理情况下也能起断相保护作用，但不推荐，因为其保护成功率与电动机绕组接线、负载大小、回路断相情况、热继电器的接入方法等许多因素有关连。钢铁企业3kW以上的电动机一般都选带断相保护的热继电器。不带断相保护和带断相保护的热继电器的动作特性分别见表。•

（6）一般故障情况下，两相热继电器与三相热继电器具有相同的效果，但两相热继电器接线和调试简单、省料、便宜，宜优先选用。但对于定子绕组和电源变压器经常一相断线；多台电动机的功率差别比较显著；电源电压显著不平衡等场合，不宜选用两相热继电器。•

（7）反复短时工作制的电动机，正反转及点动工作频繁的电动机不采用热继电器保护，可选用埋入电动绕组的温度继电器或热敏电阻来保护，也可采用90•

表4-13一般型（不带有断相运转保护装置）热继电器动作特性整定作起始状流倍数期不1.0从从1.21.56<20min<2min>5s始始从冷开始91•

表4-14带有断相保护的热继电器动作特性整

断定

相起始状流

作倍数从0.6倍整<20定流1.0

m加至5

i定后n开始从0.75倍整<2定流m

加至1.392i

定后•

（8）热继电器具有带公共接点的1常开和1常闭接点，通常常闭点用于保护控制电路，常开点用于信号电路。接点通断能力，开点5A，闭点3A。接点动作后的复位时间：自动，5min，手动，2min

。•

（9）JR9系列除一般过负荷保护特性外，还有短路保护功能，见表4-15。•

（10）选择热继电器时，原则上一定要使热继电器的安秒特性位于电机过载特性的下方，尽可能接近，甚至重合，但需注意这两种特性曲线都有误差。在热继电器与控制电器串联使用时，不可按接触器等的容量来选用热继电器，它们之间无任何内在关系。93•

表4-15JR9-300限流热继电器的过载及短路保护特性整保定条件（在+35℃境下）流倍数期不冷，三作12min相同通内，三1荷保1.4相同6作通小于

冷，三•

热继电器有关技术参数，见各厂家样本。9415s

相同•

4.2.5.2

过电流继电器•

对于频繁操作的机械，通常采用过电