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【摘 要】低压断路器具有断路保护、过载保护、控制和隔离的功能，适用于工业与民用建筑终端低压配电系统，在低压配电系统中广泛采用。在设计低压配电系统时，应特别注意低压断路器的选择性，使发生故障时能迅速有效的隔离故障线路，减少停电范围，保护用电设备。
【关键词】选择性；减少停电范围；探讨
1、大故障电流低压配网越级停电现象分析
目前城镇新建小区低压配电网一般有以下几个特点：
（1）配变容量普遍较大。由于城镇居民生活水平比农村居民要高，每平米用电一般能达到40-60W，再加上居民区多为平面多层建筑，居户比较集中，因此小区配变往往都能达到500kVA以上；
（2）低压开关级数较多。一般情况为：低压总开关-出线柜开关-电缆分接箱开关-电表箱进线开关-电表箱出线开关，共5级。一般第一级开关选用框架式万能断路器，以后各级就使用常规的塑壳断路器；
（3）低压开关过流保护一般能满足选择性要求，但短路保护未必能满足。为减少麻烦，运行人员在某开关过流跳闸后，往往直接更换大容量开关，造成与上一级开关保护配合更难；
就各级断路器选择性跳闸问题，我们以下图为例：
计算可得：短路点K1短路电流9.68kA，短路点K2短路电流12.78kA，短路点K3短路电流16.03kA。
一般低压塑壳断路器，如HSM1、CM1系列，其脱扣器保护特性有如下特点：
（1）反时限动作，动作电流越大，反应时间越短；
（2）在10倍额定电流以下的短路或过流电流，不同额定电流的塑壳断路器动作时限有所区别，这也是一般情况下实现动作选择性的基本要求；
（3）在10倍电流以上时，100-800A之间所有塑壳断路器动作时限都是0.015秒。这正是某些情况下，上下级断路器失去选择性的主要原因。
可见，当K1点发生短路时，由于线路较短、电缆较粗、阻抗较小、短路电流较大，导致100-800A各种开关理论上动作时限均在0.015S左右，考虑到开关固有的机械动作时限误差，很有可能发生在末端的K1点发生短路时，变压器里的主分路开关跳闸，导致停电范围扩大。
2、低压断路器选择性配置原则
设计人员应合理配置每一级开关，故障时尽量缩小停电范围，从而保证供电回路工作的连续性。
低压断路器按其保护性能可分为选择性和非选择性两类。在低压配电系统中，如果上一级断路器采用选择性断路器，下一级断路器采用非选择性断路器或选择性断路器，主要是利用短延时脱扣器的延时动作或延时动作时间的不同，以获得选择性。通过上一级断路器的延时动作时，一般得注意以下几点问题：
（1）无论下一级是选择性断路器还是非选择性断路器，上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍；
（2）如果下一级是非选择性断路器，为防止在下一级断路器所保护回路发生短路电流时，因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作，使其失去选择性。一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍；
（3）如果下一级也是选择性断路器，为保证选择性，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0.1S。
一般来说，要保证上下两级低压断路器之间选择性动作，上一级断路器宜选择带短延时的过流脱扣器，而且其动作电流要大于下一级过流脱扣器动作电流一级以上，至少上一级的动作电流Iop.1不小于下一级动作电流Iop.2的1.2倍，即Iop.1≥1.2Iop.2。
3、智能型塑壳断路器的解决方案
智能型塑壳断路器与普通塑壳断路器的主要区别在于其拥有一个智能型控制器，具有过载长延时、短路短延时、短路瞬时三段保护，并且三段保护的电流及过载长延时和短路短延时的动作时间可以设定。
以杭州之江的HSM1Z智能断路器为例，短延时具有两种方式可选，一为定时限保护，故障电流大于整定值按延时定值延时动作，延时时间与电流值无关；另一种为反时限+定时限保护，低倍电流按反时限保护，延时动作时间与故障电流大小相关，故障电流越大，延时时间越短，高倍故障电流时控制器自动转为定时限保护。
HSM1Z智能断路器正常工作电流0.4-1.0可选，动作时间3-18秒可设定。短路电流1.5-12倍可选，动作时间0.06-0.4秒可設定，这就使我们在处理低压配网系统中大故障短路电流的选择性动作成为可能。
再以上图为例：
假定变压器总配电箱内低压出线柜开关、中间电缆分接箱开关及电表箱进线开关均使用智能型塑壳断路器，各级开关动作时限整定成0.4S（箱变内总开关）—0.3S（箱变出线柜分路开关）—0.2S（电缆分接箱分路开关）—0.1S（电表箱进线开关）—0.01S（末端用户出线开关），则在发生任何短路故障时均能有效隔离故障线路，实现最小范围的停电。
4、结束语
智能型塑壳断路器因其自身具有的定时限动作特性、体积较小、价格适中等优势，通过设计人员的合理配置，在城镇大短路电流低压配网中，能有效实现选择性动作，这对提高供电可靠性、便捷运行维护都是有好处的。
参考文献
[1]供用电网络及设备：中国电力出版社
【关键词】选择性；减少停电范围；探讨
1、大故障电流低压配网越级停电现象分析
目前城镇新建小区低压配电网一般有以下几个特点：
（1）配变容量普遍较大。由于城镇居民生活水平比农村居民要高，每平米用电一般能达到40-60W，再加上居民区多为平面多层建筑，居户比较集中，因此小区配变往往都能达到500kVA以上；
（2）低压开关级数较多。一般情况为：低压总开关-出线柜开关-电缆分接箱开关-电表箱进线开关-电表箱出线开关，共5级。一般第一级开关选用框架式万能断路器，以后各级就使用常规的塑壳断路器；
（3）低压开关过流保护一般能满足选择性要求，但短路保护未必能满足。为减少麻烦，运行人员在某开关过流跳闸后，往往直接更换大容量开关，造成与上一级开关保护配合更难；
就各级断路器选择性跳闸问题，我们以下图为例：
计算可得：短路点K1短路电流9.68kA，短路点K2短路电流12.78kA，短路点K3短路电流16.03kA。
一般低压塑壳断路器，如HSM1、CM1系列，其脱扣器保护特性有如下特点：
（1）反时限动作，动作电流越大，反应时间越短；
（2）在10倍额定电流以下的短路或过流电流，不同额定电流的塑壳断路器动作时限有所区别，这也是一般情况下实现动作选择性的基本要求；
（3）在10倍电流以上时，100-800A之间所有塑壳断路器动作时限都是0.015秒。这正是某些情况下，上下级断路器失去选择性的主要原因。
可见，当K1点发生短路时，由于线路较短、电缆较粗、阻抗较小、短路电流较大，导致100-800A各种开关理论上动作时限均在0.015S左右，考虑到开关固有的机械动作时限误差，很有可能发生在末端的K1点发生短路时，变压器里的主分路开关跳闸，导致停电范围扩大。
2、低压断路器选择性配置原则
设计人员应合理配置每一级开关，故障时尽量缩小停电范围，从而保证供电回路工作的连续性。
低压断路器按其保护性能可分为选择性和非选择性两类。在低压配电系统中，如果上一级断路器采用选择性断路器，下一级断路器采用非选择性断路器或选择性断路器，主要是利用短延时脱扣器的延时动作或延时动作时间的不同，以获得选择性。通过上一级断路器的延时动作时，一般得注意以下几点问题：
（1）无论下一级是选择性断路器还是非选择性断路器，上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍；
（2）如果下一级是非选择性断路器，为防止在下一级断路器所保护回路发生短路电流时，因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作，使其失去选择性。一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍；
（3）如果下一级也是选择性断路器，为保证选择性，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0.1S。
一般来说，要保证上下两级低压断路器之间选择性动作，上一级断路器宜选择带短延时的过流脱扣器，而且其动作电流要大于下一级过流脱扣器动作电流一级以上，至少上一级的动作电流Iop.1不小于下一级动作电流Iop.2的1.2倍，即Iop.1≥1.2Iop.2。
3、智能型塑壳断路器的解决方案
智能型塑壳断路器与普通塑壳断路器的主要区别在于其拥有一个智能型控制器，具有过载长延时、短路短延时、短路瞬时三段保护，并且三段保护的电流及过载长延时和短路短延时的动作时间可以设定。
以杭州之江的HSM1Z智能断路器为例，短延时具有两种方式可选，一为定时限保护，故障电流大于整定值按延时定值延时动作，延时时间与电流值无关；另一种为反时限+定时限保护，低倍电流按反时限保护，延时动作时间与故障电流大小相关，故障电流越大，延时时间越短，高倍故障电流时控制器自动转为定时限保护。
HSM1Z智能断路器正常工作电流0.4-1.0可选，动作时间3-18秒可设定。短路电流1.5-12倍可选，动作时间0.06-0.4秒可設定，这就使我们在处理低压配网系统中大故障短路电流的选择性动作成为可能。
再以上图为例：
假定变压器总配电箱内低压出线柜开关、中间电缆分接箱开关及电表箱进线开关均使用智能型塑壳断路器，各级开关动作时限整定成0.4S（箱变内总开关）—0.3S（箱变出线柜分路开关）—0.2S（电缆分接箱分路开关）—0.1S（电表箱进线开关）—0.01S（末端用户出线开关），则在发生任何短路故障时均能有效隔离故障线路，实现最小范围的停电。
4、结束语
智能型塑壳断路器因其自身具有的定时限动作特性、体积较小、价格适中等优势，通过设计人员的合理配置，在城镇大短路电流低压配网中，能有效实现选择性动作，这对提高供电可靠性、便捷运行维护都是有好处的。
参考文献
[1]供用电网络及设备：中国电力出版社