筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M万能式低压主断路器、塑料外壳式断路器设计选型北京市住宅建筑设计研究院 朱林根一、 设备选型技术导向（一） 概述低压断路器，原名空气开关、自动开关，现与IEC 等同，国家统一命名为低压断路器系列产品。

从20世纪50年代以来经过全面仿苏、自行设计、更新换代和技术引进以及合资生产等几个阶段，低压断路器国产制造能力大容量额定电流可以生产到5000A；引进产品可供应到6300A，极限分断能力可达120～150kA，三段时间保护及智能化产品的开发。

国内已形成系列生产低压断路器的行业。

我国“六·五”、“七·五”开发设计的万能式断路器conventional circuit－breaker，有DW15、DW16系列；“七·五”后对塑料外壳式断路器moulded case circuit－breaker，低压断路器DZ20系列在Y、J 型基础上又开发了高分断能力的G 型；“八·五”期间继续开发了经济型C 型及无飞弧系列DZ20W 型产品，TM30系列（16～2000A）塑壳式断路器等。

引进技术生产的大容量DW914系列、ME 系列、M（Master Pact）系列、F 系列、AE（1000、1600、2500、3200A）系列等万能式低压断路器；S 系列、Com Pact 系列等塑壳式低压断路器等。

在中国市场销售的有西门子的3WN1（630～6300A）、3WN6系列万能式低压断路器，3VF3～3VF8系列限流塑壳式低压断路器等。

1.常熟开关厂生产的CW1系列智能型万能式断路器用于控制和保护低压配电网络。

一般安装在低压配电柜中作主开关起总保护作用。

其技术性能已达到了国际上同类型产品90年代先进水平。

其主要技术性能如下：（1） 交流额定电流630～5000A；（2） 短路分断能力80～120kA（有效值）；（3） 额定工作电压AC690V 及以下；（4） 具有3极和4极；（5） 抽屉式和固定式；筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M （6） 多种智能控制器，提供不同功能；（7） 执行IEC60947—2、GB 14048.2标准；（8） 污染等级为3级；（9） 断路器安装在柜体小室内，且加装门框，防护等级达IP40；加装门框及密封透明罩，防护等级达IP54。

2.常熟开关厂生产的CM1系列塑料外壳式断路器（以下简称断路器），是采用国际先进设计、制造技术研制、开发的新型断路器之一。

其额定绝缘电压为800V，（CM1－63为500V），适用于交流50Hz，额定工作电压690V 及以下，（CM1－63为400V），额定工作电流至800A 的电路中作不频繁转换及电动机不频繁启动之用。

断路器具有过载、短路和欠电压保护装置，能保护线路和电源设备不受损坏。

（1） 断路器按照其额定极限短路分断能力（ICU）的高低，分为C 型（基本型）、L 型（标准型）、M 型（较高分断型）、H 型（高分断型）四类。

该断路器具有体积小、分断高、飞弧短（部分规格零飞弧）、抗振动等特点，并通过了核工业条件（1E 级）试验和船舶条件的试验，成为国产产品中唯一能用于核工业基地的产品，更是陆地及船舶使用的理想产品。

（2） 本断路器可垂直安装（即竖装），亦可水平安装（即横装）。

（3） 本断路器产品执行下列标准：IEC 947—1及GB/T 14048.1 总则IEC 947—2及GB 14048.2 低压断路器IEC 947—4及GB 14048.4 接触器和电动机启动器 IEC 947—5.1及GB14048.5 机电式控制电路电器 （二） 相关符号含义及关系式1.Inm——断路器壳架等级额定电流（A）。

2.In——断路器额定电流（A）。

3.Icu——额定极限短路分断电流（A）。

4.Ics——额定运行短路分断电流（A）。

5.Icw——额定短时耐受电流（A）。

6.IB——线路负载计算电流（A）。

7.Id——该断路器负载侧短路电流（A）。

筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M 罗列成关系式：Id<Icu>Ics>Icw Inm>In>IB（三） 通断能力Icu、Ics 的定义断路器的通断能力采用两种表示方法，一是用Icu、Ics 表示：二是用短路特性类别P－1、P－2确定的通断能力表示。

1.Icu 为额定极限短路分断能力，表示断路器在规定的试验操作顺序（o－t－co）条件下的最大极限值，试验操作后不考虑继续承载它的额定电流。

2.Ics 为额定运行短路分断能力，表示断路器在规定的试验操作顺序（o－t－co－t－co）条件下额定运行值，试验操作后需考虑继续承载它的额定电流。

3.P－1为IEC 157——1标准中规定的短路特性类别。

P－1类的操作顺序为o－t－co。

P－2为IEC157－1标准中规定的短路特性类别。

P－2类的操作顺序为o－t－co －t－co。

在经过短路分断能力试验后，断路器在额定电压下能接通和分断其额定电流。

断路器的通断能力值在交流运行时是指周期分量有效值。

上述操作顺序中“o”表示分断操作；“co”表示接通操作后紧接着分断操作；“t”表示时间间隔，一般不小于3min.（四） 电源期望值1.额定电压——AC－3N－220/380V 允许公差±5％；2.额定频率——50Hz；3.额定电流——满足配电系统IB<In；4.功率因数——0.9<cos <1。

（五） 技术指标1.GB 14048.2——94《低压开关设备和控制设备，低压断路器》国家强制性标准。

2.符合相关IEC 60947——2技术标准。

3.设计当选产品必须达到1、2两项产品制造技术指标和规定。

（六） 技术参数选择详细阅读分析研究欲选用该系列低压断路器的各项技术参数，符合所设计的配电系统技术参数方可选用。

各系列低压断路器技术参数特性曲线详见各品牌系列样筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M 本。

（七） 鉴别比较设计选型 1.根据供电负荷级别及建筑物类别、面积、层数、高度、用电设备容量、建筑物使用性质及环境、节能指标、自动化管理程度、对欲选的低压断路器作可行性研究和技术经济比较。

2.分析研究电源距离负荷端远与近；电力变压器容量大与小；该低压断路器负荷侧短路电流大小等因素。

3.如高层民用住宅、办公楼等属于二、三类建筑物内二、三级用电负荷，一般可选用DW15、DW16、DW914等系列保护电源的主断路器，DZ20Y 等系列塑壳式低压断路器作保护电动机断路器。

如星级宾馆、外企及合资工程、重大会堂及政治活动场所、广播及电视台、重大航空港、客站、码头、国际贸易商厦、写字楼、金融中心、使、领事馆工程、超高层等属于一类建筑物内一级负荷用电，宜选用CW1、DW914、ME、MasterPact、F 等系列万能式低压断路器作电源保护主断路器；（ABB）S 系列、Com Pact 系列、DZ20G 型等塑壳式低压断路器作配电系统第二、三级的保护断路器。

4.低压断路器应符合电网额定电压、额定频率、设备额定电流、故障短路时的分断能力。

5.低压断路器应能保证配电系统正常工作，电动机正常启动或短路、过载、接地故障等事故状态时的自动分断。

6.各级断路器的瞬时或延时脱扣时间/电流特性、额定电流In 应优化组合设定选择性，并且保证系统供用电安全可靠、经济合理运行。

7. 配电系统低压断路器设置，应尽量减少级数，一般以3～4级为宜。

二、10、20、35/0.4kV 各级容量变压器的低压侧主断路器选择配套（一） 选择配套依据 不同额定容量（kVA）的变压器，对应不同的额定负荷电流（IB），根据所设计工程具体的变压器容量，计算出该变压器二次侧0.4kV 的额定电流。

将变压器标称额定容量换算成标称额定负荷 电流的计算公式如下：式中IB——额定负荷电流（A）；Ue——额定电压（V）；kVA——变压器标称额定容量（kVA）。

筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M 例一， 设一台SC－10/0.4kV－1600kVA 配电变压器，求出低压侧额定负荷电流IB，以选择配套低压侧主断路器。

（二） 选型原则在工程设计实践选型时，应注意IB<In<Inm 的关系。

而万能式低压断路器在实际生产中各系列壳架额定电流Inm 等级不同，故在设计选型确定系列时应选该系列实际生产的壳架额定电流Inm 等级，但必须应是Inm>In>IB。

表1所列各系列万能式低压断路器为现时生产的Inm 等级。

低压侧主断路器设计选型，还应注重考究该配电网络的短路电流；断路器的分断能力；变压器可能的过载运行；大功率重负载电动机的频繁启动及反接制动；断路器工作环境温度等诸不利安全可靠运行的因素。

一般壳架额定电流Inm 宜比实际线路额定电流选大一级。

上述例一题计算结果IB 为2431A，按表1所列数据，宜选用Inm 为2500A、3200A 或4000A 的万能式低压断路器作主断路器。

按表1所列变压器容量等级5000～10000kVA 四档，目前国内还没有如此大容量壳架额定电流Inm 的低压主断路器可以匹配，但可采取多台变压器分列运行设计，一般用户10kV 变压器上限容量可选1600～2500kVA 为宜。

对设备设计选型是一个认识实践过程，必须详细阅读欲选系列产品的样本资料，掌握产品全部技术参数，比较鉴别，才能作出准确选择。

（三） 万能式低压主断路器配套示例1.万能式低压断路器技术指标 万能式低压断路器作设计选型时，应考核的主要技术指标有：额定电压U；断路器壳架额定电流Inm；断路器额定电流In；额定运行分断能力Ics；额定极限分断能力Icu；额定短时耐受电流Icw；极数（2～4P）；各系列过电流保护脱扣器时间/电流特性曲线及选择性、机械寿命（次数）；电气寿命（次数）；断路器安装形式和壳体体积尺寸等产品技术指标。

（1） 额定电压——AC200、230、240、250、380、400、415、500、600、690V、DC250、400V。

（2） 断路器壳架额定电流Inm——各种牌号系列额定电流不同，必须详细阅读欲选产品品种的技术资料，或参考表1所列产品技术数据。

筑龙网W W W .Z H U L O N G .C O M （3） 断路器额定电流In——各种品牌系列额定电流等级不同，必须按所设计的变压器容量kVA 及详细阅读欲选产品技术资料对应选定。

（4） 额定运行分断能力Ics—— 一般断路器产品档次高即分断能力大，需根据负荷级别及建筑物类别和资金承受能力选定，以分断能力大者为优。