低压断路器的通用选型原则分析与讨论
摘要：断路器是一种低压线路保护电器，主要用于线路过载、短路、欠压、
漏电等保护。

常用的有塑壳断路器、微型断路器等。

选择合适的断路器是电气设
计中重要的内容，科学合理的选型原则至关重要。

关键词：选择原则、分断能力、额定电流、级数
引言：断路器广泛应用于工业、民用、建筑等多个领域。

其种类繁多，应用
广泛，是低压配电中是不可或缺的保护电器。

本文对断路器的通用选型原则就个
人理解加以阐述。

一、分断能力选择原则。

分断能力是指断路器安全切断故障电流的能力，有
极限短路分断能力Icu和运行短路分断能力Ics两个参数。

Icu是指在一定的试
验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下，经一定的试验程序O-T-CO后，断
路器不能继续承载其额定电流的分断能力。

Ics是指在一定的试验参数条件下，
经一定的试验程序O-T-CO-T-CO后，断路器还能继续承载其额定电流的分断能力。

两者试验内容不同，对应数值大小也不同，常有比例关系Ics=（25%、50%、75%、100%）*Icu。

分断能力具体如选择，根据《配四》手册说明，分断能力应大于安
装处的最大故障电流。

如果供电侧已装有具有所需分断能力的保护器，则本保护
电器的分断能力允许小于预期分断电流，两个保护器的动作特性必须配合。

按此
要求，个人觉得具体可分以下三种情况，（1）一般情况下应按Icu＞Ik3选择。

根据试验描述，下端线路短路电流达到Icu，断路器自动跳闸一次，确认排除故
障后，合上开关还能继续使用，不过若再次发生三相短路跳闸后，就比须更换。

实际中，三相短路的概率极低，使用Icu选择可以满足大多数情况。

同时选型时
可将Ics可作为产品质量的对比依据，Icu相同的断路器，Ics越大说明其质量
越高。

（2）特殊情况宜按Ics＞Ik3选择，比如环境恶劣如潮湿、腐蚀、积水等
三相短路发生概率较高场合；意外停电可能造成火灾、爆炸等不良后果的用电重
要场合；意外停电将造成不可挽回的经济损失情况，意外是指不能短时间恢复供电，此原则应用情形较少，但总有存在。

（3）条件满足时下级开关可按Icu＜
Ik3的原则选择。

条件是上、下级开关的选择性和配合性。

选择性简单理解为禁
止“越级跳闸”，配合性简单理解为“小弟出事，大哥出马”，当线路短路电流
Ik＞Icu时，此时形成的电弧可能会使下级开关触点融合粘死导致无法速断或根
本无法断开，风险巨大，此时作为“大哥”的上级开关应立即动作，切断电源才
行才是配合性的体现。

综上：关于断路器的分断能力的选择，可按（1）为主要
原则；（2）为特别考虑；（3）为谨慎使用。

二、额定电流选择原则。

额定电流In是断路器的重要的参数，其过载保护、短路保护均可用此参数校验和计算。

参考公式如下：①Ic≤In≤Iz；
②I2=n*In≤1.45Iz；③In＞（2.0~2.5）*Ist/n；Ist=k*Id+∑Im；④Ik1＞
I2=1.3*n*In。

式中Ic为线路计算电流；Iz为电缆载流量；I2为脱扣动作电流；Ist为线路在设备起动时的最大电流；k为电机起动电流与额定电流Id的倍数；
∑Im为除起动电流最大电机以外的其他设备额定电流之和；n为脱扣动作电流与
额定电流的比值；Ik1为线路末端单相短路电流；（2.0~2.5）为保证电机起动时
断路器不误动作的保险系数；1.3为产品生产和安装的降容调整系数。

简单举例
如下：一台提升水泵功率4kW，额定电流8A，电控箱能安装在200米外的地方。

主电源进线电缆YJV-5x10，长度50米。

忽略电压损失的情况下，选择合适断路
器额定电流。

（1）计算线路电流。

Ic=8A。

按公式①得In≥8A，拟额定电流In=10A。

（2）计算电机起动电流。

按公式③得Ist=7*8A=56A。

注：电机直接起动时，k=4~7，
设计取最不利值7。

（3）确定断路器n值。

n值与所选断路器类型有关，范围值
时按最不利值代入。

如C型微断n=5~10；D型微断n=10~14；塑壳断路器n=10；
本例负载为电机设备，拟定使用D型微断，n=10或14。

（4）计算绕开起动电流
所需的最小额定电流。

按公式③得In＞2.0*64/10A=12.8A，拟定In=D16A。

注：
n做除数，此时n值取最不利值n=10。

对比若选用C型微断，则得选In=C32A。

（5）计算单相末端短路电流Ik1的最小值。

按公式④带入In=16A，得Ik1＞
I2=1.3*14*16A=291A。

注：n做乘数，此时n值取最不利值n=14，逆算可得In＜17.6A。

（6）计算所需电机电缆的截面积，按《配四》P965公式得电机电缆截面
最小值S=25mm2。

（7）校验电机电缆载流量是否满足要求。

据查25mm2的电缆载
流量Iz≈100A＞16A，满足要求。

综合对比，详见下表。

结果为选用MCB-63-D16微型断路器，但需匹配YJV-4x25的电机电缆。

上文
通过举例的方法说明计算公式的应用，关于断路器额定电流的选则总结如下：额
定电流的选择与多因素有关，需根据公式计算和对比校验后方能准确。

三、开关级数的选择原则。

断路器的开关级数应根据成本和场所区别选择。

（1）如220V照明线路，常用1P和1P+N开关，相比的2P开关成本更低。

2P开
关可同时切断L和N，防止故障电流通过N线传导电压，造成触电风险，相比更
安全些。

总之，对于相对重要、操作或检修频繁、容易故障的用电回路宜使用2P
开关。

（2）如380V动力线路，除必须采用四级开关的场所外，应选用3P开关。

因为在N线上装设触点后，长时间使用后触头表面会形成一层电阻膜，阻碍电流
的通过。

再加上操作、质量、寿命等因素，可能会出现“断零”情况，须知“断零”危害更大，使设备端电压升高甚至超过允许电压，造成设备损坏。

所以，为
避免断零危险尽量少用4P开关，除非必须场所，如TT系统、带N线的IT系统、多点接地的多电源系统等。

四、其他选择原则。

（1）断路器的额定工作电压大于等于线路额定电压。

例如额定电压为230/400V的断路器，在10kV的线路中则不允许使用。

（2）脱
扣器工作电压有要求的断路器须满足工作电压要求。

如自复位欠压保护断路器、
励磁断路器等。

（3）注意环境因素对参数的影响，设计需用修正系数整定。

如
海拔影响，海拔越高空气密度越低，散热越差，将影响断路器额定电压和额定电流。

例如在海拔3000米地区，参考样本，额定电压的修正系数为0.89。

选型时
应按额定电压Ue≥220/0.89=250V整定选择，额定电流的选择同理。

结束语
上述额定电流举例中，特意设定供电200米，用于反面说明设计经济性的需求。

对于长距离配电回路可以使用电子式塑壳断路器，该用于断路器短路保护的
n值可调，范围为2~14。

选用更小n值，则可使用更小电缆。

此外还可使用漏电
保护开关，该开关单相短路可用剩余电流动作脱扣器保护，所以，计算额定电流
时可用数值更大两相短路电流Ik2作为电缆选择依据，同样可以是选用更小电缆。

如使用D16A/30mA的漏电保护开关，采用YJV-4x6的电缆就可满足要求。

相比
YJV-4x25的电缆更具经济性。

总之，设计考虑安全性同时也需考虑经济性，才是
好设计。

综上，本文对断路器的通用选型原则作了简单分析与总结，未明之处，
敬请谅解。

参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院，工业与民用供配电手册（第四版） [M].
北京：中国电力出版社，2005.
[2]梁金海、赵昊裔、杨春霞，建筑电气实用技术100问[M].北京：机械工
业出版社，2018.
[3]王厚余，建筑物电气装置600问[M].北京：中国电力出版社，2013.。