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1、低压接地系统和开关设备专题讲义 第一部分：低压电源及接地系统：一、 关于日常中的火线、零线、地线的概念： 通常工业用电，三根正弦交流电。电流相位(反映电流的方向大小)相互相差120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线),通常电力传输是以三相四线的方式，三相电的三根头称为相线，三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫零线。 叫零线的原因是：三相平衡时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地电压也接近零。 地线的问题是：地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路，是防止触电事故的良好方案 按我国现行标准，从线色上分，一般应该是火线红色，零线绿色或黄色（也有的是黑色），
2、地线是黄绿相间。如果是三相插座，左边是零线，中间（上面）是地线，右边是火线 动力电和家用电的零线虽然在发电厂都是接地的,但我们平时说的地线和零线不是一个概念.你看我们家里的三孔电源插座,如果是正规施工,其中一个孔是火线,一个孔是零线,一个孔是地线.这里的地线整座楼汇集后接地.这才是常说的地线.多数家用电器都要求要接地线,就是要和这根地线接在一起. 为什么会触电? 有的人误以为零线就是地线,把家用电器的接地和零线接一起,那么火线在和零线形成回路的同时也和家用电器的外壳形成回路,使外壳带电,尤其是在零线因故障已断开而电源插座接地又不好的情况下更容易触电.中线是从发电机或电力变压器中性点引出的线，如
3、果它不接地就称为中线，如果将它良好接了地（大地为零电位），此时的中线就又称为零线了。民用电的零线和地线虽然都从同一点引出，但它们各自的功能是分开的，不能混用。比如零线和火线是用电的回路线，它们和电器的外壳是缘的，线里流动的电流是同样大小的，故线径是同样的粗细。而地线是和电器的外壳相联的，当电器有故障时当中才有电流流通，一般没有电流，故其线径要细得多。零线和火线是用电的回路，故绝不能将零线接到外壳上，那会使人触电的。二、 接地的概念：工作原因和保护原因。应用接地可以是出于工作原因（功能接地和工作接地），也可以是出于保护需要（保护接地）工作接地：为保证电力设备达到正常工作要求的接地，称为工作接地。
4、中性点直接接地的电力系统中，变压器中性点接地，或发电机中性点接地。保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。 重复接地：在中性线直接接地系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他地方进行必要的接地，称为重复接地。 保护接中性线：在380/220V低压系统中，由于中性点是直接接地的，通常又将电气设备的外壳与中性线相连，称为低压保护接中性线。 对上面几种概念的图形表示，如图所示三、 几种
5、接地的分类及特点：1、各种接地系统字母所表示的含义如图所示：在图中表示的含义如图所示：TT系统特点：系统有一点接地，装置外露出来的可导电部分连接到接地极上面去了。在电气上他们是无关的。当发生局部故障时，可以有效的避免危险电压沿着PE线进行传递。这种接地形式适合于架空线路供电，单相负荷为主，维护力量薄弱的公共低压电网。其工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻，大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人身起保护作用。当设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，往往不能使保护装置动作，
6、这将导致线路长期带故障运行。 当TT系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时，因漏电电流往往不大(仅为毫安级)，不可能使线路的保护装置动作，这也导致漏电设备的外壳长期带电，增加了人身触电的危险。 注意的问题：低压线路通过过电流保护分断线路时，中性线不允许先于相线分断或后于相线合上。对于中性线它的过电流检测是必须的。如果中性线上无过电流保护装置,则在发生故障时相线必须在0.2s中进行分断.。TN-C系统特点：保护线和中性线在整个系统中间合并成一根导线。住宅设计规范GB50096-1999 第6.5.2条规定住宅电气系统不得采用TN-C接地形式。 原因是：民用建筑电气存在大量不平衡负荷和谐波电流
7、。 经过中性点电位平衡电流不能影响各设备对电位平衡的要求,这是必要条件。)它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。TN-C系统一般采用零序电流保护；）TN-C系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则PEN线中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN，从而中性线带电，且极有可能高于，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位；）TN-C系统应将线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。TN
8、-C系统存在以下缺陷：）当三相负载不平衡时，在零线上出现不平衡电流，零线对地呈现电压。当三相负载严重不平衡时，触及零线可能导致触电事故。）通过漏电保护开关的零线，只能作为工作零线，不能作为电气设备的保护零线，这是由于漏电开关的工作原理所决定的。）对接有二极漏电保护开关的单相用电设备，如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线，严禁与该电路的工作零线相连接，也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上，但在使用中极易发生误接。）重复接地装置的连接线，严禁与通过漏电开关的工作零线相连接。TN-C 系统有利于增加接地故障电流从而使保护脱扣器易于动作，一般用于三相负荷基本平衡，有专职维护人员，PEN损伤可能
9、性很小的工业配电中。 TN-S系统特点：）当电气设备相线碰壳，直接短路，可采用过电流保护器切断电源；）当线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，PE线也无电位；）TN-S系统PE线首末端应做重复接地，以减少PE线断线造成的危险。）TN-S系统适用于工业企业、大型民用建筑。 TN-S系统必须注意几个问题：）保护零线绝对不允许断开。否则在接零设备发生带电部分碰壳或是漏电时，就构不成单相回路，电源就不会自动切断，就会产生两个后果：一是使接零设备失去安全保护；二是使后面的其他完好的接零设备外壳带电，引起大范围的电气设备外壳带电，造成可怕的触电威胁。因此在JGJ46-88施工现场临时用电
10、安全技术规范规定专用保护线必须在首末端做重复接地。）同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零。否则当保护接地的设备发生漏电时，会使中性点接地线电位升高，造成所有采用保护接零的设备外壳带电。）保护接零PE线的材料及连接要求：保护零线的截面应不小于工作零线的截面，并使用黄/绿双色线。与电气设备连接的保护零线应为截面不少于2.5mm2的绝缘多股铜线。保护零线与电气设备连接应采用铜鼻子等可靠连接，不得采用铰接；电气设备接线柱应镀锌或涂防腐油脂，保护零线在配电箱中应通过端子板连接，在其他地方不得有接头出现。TN-C-S系统：有部分中线和保护线是合一的，但一旦在重复接地处分开后就不允许合并；即以
11、此重复接地点为界：之前为TN-C系统，之后为TN-S系统。TN-S 系统PE干线在进入一个具有独立接地网的建筑物前可重复接地；其他不宜多点接地，以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时可能产生磁场干扰。TN-S 系统的N截面不应小于相线截面，且N线既不应单独断开更不应重复接地。TN-C-S 比TN-S节省投资，在TN-C和TN-S分离点N线重复接地降低了中性线电位偏离和回路阻抗；又有TN-S的优点。是工业和民用建筑常用的电源系统。IT系统： IT系统将所有带电部件对地隔离或者一点通过阻抗接地,电气装置的外露可导电部分是单独或共同接地,或接至系统的接地。系统可以对地隔离，中性线可以配出或不配出。其
12、工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。机壳直接接地(在此情况下需要通过附加等电位技术进行保护) ，当使用配出的中性线时必须注意所用的电气设备的绝缘强度。中性线中的过电流检测是必需的，这必须使各相线包括中性线进行分断。中性线不允许先于相线分断或后于相线合上。IT 系统因电源侧不接地，允许单点接地运行，但必须有
13、绝缘监视装置提醒人员消除故障，另外，因接地故障回路阻抗大，接地电流小，因漏电造成的危害也小一些。 应用场合：IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所，如输电网络，矿井，医院，化工企业，有爆炸火灾危险的场合等。关于中性线开断多种看法，在此仅提供有关标准的部分阐述： “民用建筑电气设计规范”( JGJ/T 16-92 )中规定： 8.5.10 在 TN，TT 系统中，无电源转换或虽有电源转换但零序电流分量很小的三相四线配电线路，其隔离电器或开关电器不宜断开 N 线。8.5.11 在 TN，TT 系统中，如果单相相电压回路前端已装设具有检测中性线对地电压的中性线断线
14、保护的双极开关和具有电气专业人员维护的用户， 则其后各级开关电器均可不切断 N 线。但开关电器宜有防止相线与 N 线接错的信号指示装置或跳闸装置。8.5.12 在 TN，TT 系统中，如果单相相电压回路前端未装设具有检测中性线对地电压的中性线断线保护的双极开关时，则各级隔离电器应将 N 线同相线一起断开。 该规范又指出： 在 TT，TN-S系统中如含有较大的零序电流分量，用作电源转换或联络用的功能性开关应将 N 线与相线一起断开或接通，且不应使这些电路并联运行。 “低压配电设计规范”规定： 在 TT 及 TN-S 系统中，N 线上不宜装设电器使 N 线单独断开，当需要断开时，应该安装相线与 N
15、 线一起切断的保护电器。四、关于配电变压器的额定电流问题：在一台三相变压器低压侧的满载额定电流由下式算出： In=（Pa*1000）/U*1.732Pa = 变压器的额定容量kVA， U = 空载时相对相电压*（单位为伏）（即线电压）In = 额定电流，单位为安。对于400V（三相有载）的简化公式: In = kVA 1.4五、配电盘的功能和型式：配电盘是低压开关柜的通俗的讲法，是低压开关设备与配电装置介于两侧之间的连接环节。一侧是：发电（发电机），输出（电缆，架空线）和变电（变压器）设备另外一侧是：用电设备，如电动机，电磁阀，采暖器，空调，照明等这二者中间的连接环节就叫做配电盘（开关柜）。（
16、一）配电盘的分类：1、按配电盘的主结构区分：由功能组件作成具有特殊的功能，它包括开关装置及各种设备，连同安装及联接用附件。它可以是整体抽出式的，也可以是主体可抽出分离的。 根据利用隔板或分成不同间隔的内部分隔等级，规定四种装配“结构” （1）开启式结构，（2）固定面板式结构，（3）封闭型结构，（4）抽屉型结构。2、按照配电盘的功能来分类：1）一级配电设备，统称为动力配电中心。它们集中安装在企业的变电站，把电能分配给不同地点的下级配电设备。这一级设备紧靠降压变压器，故电气参数要求较高，输出电路容量也较大。2）二级配电设备，是动力配电柜和电动机控制中心的统称。动力配电柜使用在负荷比较分散、回路较少
17、的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。3）末级配电设备总称为照明动力配电箱。它们远离供电中心，是分散的小容量配电设备。（二）常见低压开关柜的介绍：常见的低压柜有：GCS GCK GGD MNS 等几类。每种型号的开关柜，都由进线柜、计量柜、联络柜、双电源互投柜、馈电柜和电动机控制中心等组成。低压开关柜的主要技术指标中的一项，有必要介绍一下防护等级：是指外壳防止外界固体异物进入壳内触及带电部分或运动部件以及防止水进入壳内的防护能力。产品外壳防护等级的标志由字母“IP”及两个数字组成。第一位数字表示上述第一类防护型式的等级, 第二位
18、数字表示上述第二类防护型式的等级。一般用IPxy表示，x，y为数字，x取值从0到6，y取值从0到8。数字越大，防护等级越高。如需单独标志第一类防护型式的等级时, 被略去的数字的位置, 应以字母“X”补充。如IP5X 表示第一类防护型式5 级, IPX3表示第二类防护型式3 级。对低压开关柜，一般应达到IP30，要求高的应该达到IP43，IP54。几种常见低压开关柜的结构及外形：1）GGD型交流低压配电柜GGD交流低压配电柜适用于发电厂、变电所、工矿企业等电力用户，作为交流50HZ、额定工作电压380V、额定工作电流至3150A、主变压器容量不大于2000KVA及以下的配电系统中，作为动力、照明
19、及配电设备的电能转换、分配与控制之用。它的含义如下图：开关柜外形如下图所示：2）GCK型低压抽出式开关柜 G、C、K三个代号的含义分别是封闭式、抽出式、控制中心用。控制中心用抽出式封闭开关柜。开关柜外形如下图所示：该种类型开关柜的其特点：低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大，一般一路（1个断路器）占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同，一个低压开关柜内有两路出线（安装两个断路器），四路出线（安装四个断路器），以及五、六、八与十路出线，不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分，设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元
20、的规格来进行设计3）MNS型低压成套开关设备MNS型低压开关柜是按照ABB公司转让技术制造的产品。它也是抽出式开关柜，一台柜子最多可安置36只抽屉，它的国产化产品型号为GCS型号。开关柜外形如下图所示：国产化的GCS开关柜的形式如上图所示：以上的几种开关柜都属于抽屉式开关柜：抽屉式开关柜。这类开关柜采用钢板制成封闭外壳，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元。功能单元与母线或电缆之间，用接地的金属板或塑料制成的功能板隔开，形成母线、功能单元和电缆三个区域。每个功能单元之间也有隔离措施。抽屉式开关柜有较高的可靠性、安全性和互换性，是比较先进的开关柜，目前生
21、产的开关柜，多数是抽屉式开关柜。它们适用于要求供电可靠性较高的工矿企业、高层建筑，作为集中控制的配电中心。抽屉单元采用绝缘强度高、耐高温、阻燃的全塑件组装而成。抽屉由基本骨架、电器元件及安装支架、断路器操作机构和测量控制板构成。基本骨架由带有一次出线插头、二次插件后板、带导轨和推进机构的左右板、底板、推进机构连杆、抽屉位置锁定机构及位置指示器构成。抽屉操作。在主开关处于分断位置，左手按下位置锁定按钮，才能解除锁定；右手拉下抽屉手柄，这时可移动抽屉。当抽屉拉到位置指示器所指示的“连接”、“断开”、“试验”中相应的位置时，松开左手，抽屉就自动锁定在该位置。抽屉单元的结构图如下所示：（三）常见的低压
22、电源系统的结构形式：GB7251-87 第6.7.4 指出：利用挡板或隔板对装置内部进行隔离典型形式如下： 母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线或出线端子都不隔离。母线与进线和出线单元隔离。但功能单元之间，功能单元与进线或出线端子都不隔离。 FORM2A 表示母线隔离可用绝缘覆盖实现，例：护套，绕包，涂层等。 FORM2B 表示母线隔离可用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现。 母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线和出线端子都隔离。但进线与出线端子之间或与其他端子之间不隔离。FORM3A 表示母线隔离可用绝缘覆盖实现，例：护套，绕包，涂层等。 FORM3B 表示母线隔离可用金属或非
23、金属硬质栅栏或分隔板实现。 母线与功能单元，功能单元之间，功能单元与进线和出线端子都隔离。进线与出线端子之间或与其他端子之间也隔离。 FORM4C 表示所有隔离要求都用金属或非金属硬质栅栏或分隔板实现，且每个功能 单元的端子都单独包封第二部分：低压开关设备及控制设备一、基本概念：开关设备和控制设备是一个基本术语，它包括开关电器及其与辅助的控制、检测、保护、调整装置的组合，它也包括具有内部连线、辅助器件、外壳、支持结构件的电器和装置的组合体。 开关设备和控制设备涉及三个基本概念： 1、隔离出于安全原因，切断电源或将装置或母线段与每个供电电源隔开，构成装置的孤立段，当需要在带电导体上工作时，隔离便
24、能起到这样的作用。常见的隔离功能的设备有：负荷开关、隔离开关（兼有开关作用的隔离器称为隔离开关，它具有一定的短路接通能力）、具有隔离功能的断路器隔离功能中需要注意的：1）若有多根带电导体，应一起分断（除PEN外）2）可自锁或可加挂锁锁住3）安装位置：在各回路的始端4）具有隔离功能电器的附加安全要求：隔离电器在断开位置时必须具有符合隔离功能安全要求的隔离距离，并应配备显示动触头位置的指示器。此位置指示器应与动触头可靠地联结。合分位灯、手柄为这样的指示器。2、控制 ( 通断 ) 1）正常工作条件通断：在正常运行中使装置的任何部件通电或断电2）紧急条件下分断：紧急分断已成危险的电器或回路（触电，着火
25、）、紧急停止危险的运转状态3）对机械维修的分断：对机械部件进行维修工作时，主回路分断，而使机器停止或处于停机状态常见的控制功能的设备有：接触器及电机启动器，开关，紧急开关控制功能中需要注意的：1）安装位置：在各个回路的始端或在负载一级3、保护 防止电缆，设备和人身的不正常情况，如短路，过载及接地故障，利用断开故障电流的方法，因而将故障隔离1）短路保护：短路电流很大，使线路电缆温升过高，对线路设备产生很大的机械应力，可造成很大危害。短路保护的任务是：及时检测出短路电流，并在几毫秒之内将其切断，从而把短路电流的危险后果限制到最小程度，有一些短路保护有限流作用则更好。 关于限流作用的论述：限流分断能
26、力是指断路器短路跳闸时限制故障电流的能力。断路器发生短路时、触头快速打开产生电弧，相当于在线路中串入1个迅速增加的电弧电阻，从而限制了故障电流的增加。断路器断开时间越少，Ics就越接近Icu，限流效果就越好，也可大大降低短路电流引起的电磁效应、电动效应和热效应对断路器和用电设备的不良影响，延长断路器的使用寿命。2）过载保护：引起过载保护的原因是工作过电流持续时间过长、设备（如电动机或电缆）的规格选择不当。一般来讲，绝缘导线连续工作且温度不超过限值时的最大电流称为绝缘导线的允许载流量。当工作电流允许载流量，称为绝缘导线过载。另外的一种衡量过载的方法：用线芯温度超过温度限值时表明导线已经过载。PV
27、C导线 70C 橡胶导线 65C 过载产生的后果：过载电流使电动机绕组的温升超过允许值，并会缩短其绝缘材料的使用寿命。 过载保护的任务是：必须允许正常的工作过载电流通过，但又必须在超过允许的负载时间以前将其切断，起到保护设备的作用。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短，对应的允许负载时间也就愈短，保护动作的时间就越短这是反时限保护的特征。3）接地故障保护：当配电回路的额定工作电流较大时，一般无必要对几安培以下的剩余电流作出响应。但因绝缘损坏或不严重的短路造成的剩余电流达到 20100% 相电流时，就会使导线过载，并使中性线或设备外壳电位达到危险的电压，有时也会造成火灾，触电等设备人身损失。一
28、般断路器的过载或短路保护对此都无能为力 关于“接地”的概念：大地和电气上的“地”： 大地是人类赖以生存从事各种活动的地球表层。从电学角度来讲，大地是一个电阻非常小，电容量非常大的导体。具有吸收无穷多电荷而始终保持电位不变的基本特性。大地上的任何电气系统而言，一般常以大地的电位作为参考电位，而参考电位大都取零电位。凡是具有零电位作参考电位的地方，称之为电气上的“地”。 我们不妨再举飞机作为例子，来进一步说明电气上的“地”的概念。当飞机起飞离开地面飞向蓝天后与地面隔开。然而对飞机上电气系统而言，同样也需要一个参考电位，但是无论如何不可能再用大地的电位作参考电位。如果将飞机的金属外壳的电位取零值作为
29、参考电位。则对飞机上的电气系统而言飞机的金属外壳就是飞机上的电气上的“地”。二、重要开关设备和控制设备的介绍：（一）、隔离功能的开关设备断路器：1、断路器的基本概念：低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。2、断路器的动作原理：在图中，当开关操作手柄合闸后，主触头1由锁键2保持闭合状态。锁键2，由搭钩3支持着，如果杠杆5由于某脱扣器的作用，产生向上推力，搭钩3将被顶开，主触头1在弹簧力的作用下迅速弹开，电路分闸。在各脱扣器中，过流和分励脱扣器是产生衔铁吸合来顶动杠杆的，双金属片是受热产生弯曲（与热继电器相同原理）来顶动杠杆的，金属片变形
30、如下图所示。欠电压脱扣器是靠衔铁释放来顶动杠杆的。在正常情况下，主触头能接通和分断电流脱扣器动作前的电流；在故障情况下，又能有效及时地切断高达数十倍Ie的故障电流，使得电路中的电气设备得到保护。断路器由脱扣器锁在合闸位置上。欠压脱扣器线圈与主电路并联，过流脱扣器线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联。如果电路发生故障，各种脱扣器皆能使自由脱扣机构脱扣，触头释放，迅速分断故障电路。3、断路器的重要参数：1）关于断路器短路分断能力：断路器一般具有两个反映断路器短路分断能力的参数：其一是额定极限短路分断能力（以下简称极限分断能力）Icu，其试验顺序是o-t-co(o表示分断操作，co表示接通操作后紧接着
31、分断操作，t表示时间间隔，一般为3min)，在按规定的试验顺序动作后，不考虑断路器继续承载它的额定电流；其二是额定运行短路分断能力（以下简称运行分断能力）Ics，其试验操作顺序是o-t-co-t-co，在按规定的试验顺序动作后，需考虑断路器继续承载它的额定电流。框架式断路器，绝大部分都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主开关，因为主干线切除故障电流后更换断路器要慎重，主干线停电要影响一大片用户，所以发生短路故障时要求两个CO，而且要求继续承载一段时间的额定电流，因此万能式断路器偏重于它的Ics值；而使用在支路上
32、的塑壳式断路器，经过极限短路电流的分断和再次的合、分后，已完成其使命，它不再承载额定电流，可以更换新的(停电的影响较小)，一般只注重其Icu值。 2）全开断时间 是指断路器接到分闸命令瞬间起到电弧熄灭为止的时间间隔。Tkd=Tfg+ThTkd全开断时间 STfg分闸时间，S，从断路器接到分闸命令瞬间到所有相的触头都分离的时间间隔，亦称为断路器固有分闸时间。Th燃弧时间，S，是指某一相首先起弧瞬间到所有相电弧全部熄灭的时间间隔。合闸时间 处于分闸位置的断路器，从接到合闸命令瞬间起到所有相的触头均接触为止的时间称为合闸时间。 3）额定电压断路器的额定电压应大于线路额定电压。主要是交流380V或直流
33、220V的供电系统。按线路额定电压进行选择时应满足下列条件：UNUNL UN低压断路器的额定电压，V UNL线路的额定电压，V4）额定电流断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流应大于线路计算负荷电流。当按线路的计算电流选择时，应能满足下式：INIjs IN低压断路器的额定电流，A Ijs线路的计算电流或实际电流，A4、断路器的分类：1）按结构型式分有：框架断路器（ACB）： 额定电流达6300A，额定电压至1000V 分断能力达150kA 采用微处理器技术的保护脱扣器 塑壳断路器（MCCB）：额定电流达3200A， 额定电压至690V 分断能力达200kA 采用热敏电磁或微处理器技术的保护脱
34、扣器 上述两种断路器的动作比较：ACB低压断路器除手动操作外，还可以选用电动操作。ACB断路器属于大容量低压断路器，它一般均有手动与电动操作，设计时应选用带遥控的低压监控单元。MCCB断路器属于小容量低压断路器，设计时，大多数都选用只有手动操作的断路器，这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线，或选用不带遥控的低压监控单元。关于二者的选用特点：当额定电流在630A以下，短路电流不大大，首选塑壳式断路器。额定电流比较大，可以选用框架式断路器(ACB)，当然也可以用那些性能好的塑壳式断路器代替。微型断路器（MCB）：额定电流不大于125A， 额定电压至690V 分断能力达50kA 采用热敏电磁保护脱
35、扣器 剩余电流（漏电）断路器（RCCB/RCBO）：剩余电流断路器一般由MCB和剩余电流附件组合而成RCBO。只有剩余电流保护的微型断路器陈为RCCB，剩余电流保护器件称为RCD。2）按使用类型来分：有选择性（B类）和非选择性（A类）。所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。A类断路器就是塑壳式，B类断路器就是框架式。具体区别如下表：当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护(由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电)。如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，Q
36、F1、QF2同时动作 ，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，当F点短路时， 短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作(通常它的全分断时间不大于0.02s)，因QF1的短延时，QF1在0.02s内不会动作(它的短延时0.1s或0.2、0.3 、0.4s)。在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。可见，如果要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。3）按用途分：有保护配电线路型、保护电动机型、保护照明线路型和漏电保护型断路器4）按主电路极数分有
37、单极、二极、三极、四极的断路器。 关于断路器的极数的概念极数的概念：说通俗点就是可以同时断开的线路数，比如说3极和4极就是说可以同时断开3路或4路。MCB断路器的极数的应用MCB的极数有1P(SP),1P+N(SPN),2P(DP),2P+N(DPN),3P(TP).3P+N(TPN),4P几种。P的含义是：保护极protectedpole图形具体如下：模数是指9mm的倍数。模数和极数对应的关系如下：1P:2个模数，18mm，ABB的产品实际为17.5mm；1P+N:4个模数，36mm，ABB的产品实际为35mm；2P:4个模数，36mm，ABB的产品实际为35mm；3P:6个模数；3P+N:
38、8个模数；4P:8个模数。1P+N有的厂家做了2个模数，有的做了4个模数。四极MCB分为六种情况：（1）断路器的N极不带过电流脱扣器，N极与其他三个相线极一起合分电路；（2）断路器的N极不带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；（3）断路器N极带过电流脱扣器，N极与其他三个相线极一起合分电路；（4）断路器的N极带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；（5）断路器的N极装设中性线断线保护器，N极与其他三个相线极一起合分电路；（6）断路器的N极装设中性线断线保护器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开。关于四极断路器的使用原则：1）用户（楼层）的总开关和每个
39、用户的单相进线总开关，应选用四极或二极（相线N线，它们均带动、静触头）断路器。2）一供一备两个电源的切换处，由于系统中所有的中性线(N线)是通联的，为了确保被切换的电源开关(断路器)的检修安全，必须采用四极断路器；3）负载极大不平衡，且谐波电流很大的线路，需选用N极带过电流保护的四极断路器。4）剩余电流动作保护器，在动作时应把所有带电体同时切断，因此也需要装设四极或二极（相N）剩余电流保护断路器。5）TN-C系统。TN-C系统中，N线与保护线PE合二为一(PEN线)，考虑安全，任何时候不允许断开PEN线，因此绝对禁用四极断路器6）TT系统、TN-C-S系统和TN-S系统可使用四极断路器，以便在
40、维修时保障检修者的安全，但是TN-C-S和TN-S系统，断路器的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线；有相当多的用户忌用四极断路器，原因是N极在正常运行时，常会有接触不良的现象，N极接触不良等于N线断裂。由于N线不通，造成中性点飘移，使接于相电压的用电设备遭损，甚至烧毁，某一相又欠电压根本启动不了设备。N线断裂不象相线不通电那么明显，但后果却不亚于单相运转。关于3P 3P+N 4P开关的应用场合：在零线不是用作安全保护的系统中用四极开关是怕工作零线带电，所以才用四极的开关断开零线以策安全。牢牢记住的就是凡是零线用于安全保护的，就绝对不能断开，也就是不能接入能将其分断的开关中在单相系统中用两极
41、开关也是防止因工作零线带电危及人身安全。对于单相系统，无需考虑，直接采用2P开关，但实际中是采用DPN而不采用2P（N线不具备过流保护，仅随相线的分断而分断），因为第一、N线一般无需过流保护；第二、DPN便宜；第三、DPN占用空间更小。5）按脱扣器种类来分：有短路瞬时或短延时脱扣器、过载长延时及时限保护脱扣器、欠电压瞬时脱扣器、欠电压延时脱扣器漏电保护脱扣器等关于过流的保护定值：（1）长延时脱扣器的电流整定值，动作时间可以不小于10s；长延时脱扣器只能作过载保护。长延时过电流脱扣器整定电流应大于线路中计算电流IsetKIjs Iset过电流脱扣器的长延时动作整定电流值，AK可靠系数，一般取1.
42、1Ijs线路的计算电流，单台电动机是指电动机的额定电流，A。 注意的问题：1）长延时过电流脱扣器在配电线路过载时的可靠性。如对电动机进行保护，则电动机在过载 20时应使保护装置动作。2）一般情况下，电动机的轻载起动时间不超过2.54s，电动机满载起动时间不超过68s，个别电动机重载起动时间达15s。返回时间越小，说明线路电流大于长延时脱扣器整定电流值的倍数越高，保护装置的动作越快。（2）短延时脱扣器的电流整定值，动作时间约为0.10.4s；短延时脱扣器可以作短路保护，也可以作过载保护。确定本级断路器短延时过电流脱扣器动作电流的整定，应与下一级开关整定电流选择性配合。本级动作整定电流应大于或等于
43、下一级低压断路器短延时或瞬时动作整定值的1.2倍。若下一级有多条分支线，则取各分支路低压断路器中最大整定值的1.2倍。（3）瞬时脱扣器的电流整定值，其动作时间约为0.02s。瞬时脱扣器一般用作短路保护。瞬时或短时过电流脱扣器的整定电流应能躲开线路的尖峰电流。1）负载是单台电动机，整定电流按下式计算 IsetKIsm Iset瞬时或短时过电流脱扣器整定电流值，A； K可靠系数，对动作时间大于0.02s的断路器，K取1.35对动作时间小于0.02s的断路器K取1.72.0Ism电动机的起动电流，A 2)当配电线路不考虑电动机的起动电流时，按下式计算整定值IsetKIjf Ijf配电线路的尖峰电流，
44、AK可靠系数，一般取1.353）当配电线路考虑电动机的起动电流时，按下式计算整定值IsetKIsmz Ismz正常工作电流和可能出现的自起动电机的起动电流的总和，A。关于欠压脱扣器：断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。漏电保护的工作原理：如图所示，以三相电路四线制线路为例，当电网正常运行时，不论三相负载是否平衡（低压供电系统一般是不平衡负载），通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电断路器亦工作于闭合状态。一旦电网中发生漏电或触电事故，上述三相电流的相量和便不再等于零，而是等于Ih,。因为有漏电或触电电流Ih, 通过人体和大地而返回变压器中
45、性点。于是，互感器二次绕组中便产生一对应于Ih的感应电压Uh，加到漏电脱扣器上。当Ih,达到额定漏电动作电流时，零序电流互感器的二次绕组就输出一个信号，并通过漏电脱扣器使断路器动作，从而切断电源，起到漏电和触电保护的作用。5、关于断路器的上进线和下进线：1）什么是上进线和下进线？ 断路器垂直正向安装或横向安装时，以断路器面板上铭牌的字或标识做参数，将断路器上方的接线端作为电源的进线端，又名电源端，将断路器下方的接线端作为负载的连接端，又名负载端，这种接线方式，称为上进线；反之将断路器上进线中的电源端当作负载端，负载端作为电源端来使用的接线方式，称下进线。2）下进线的各种形式：电源处于配电柜的下
46、方，电源进线至断路器负载端较方便；柜子里上、下装有二台或二排的断路器，母排从中间部位引入，对上、下二台或二排的断路器接，分别为下进线和上进线的接线方式；经典的母联形式，QF1、QF2、QF3三台断路器是互为串联的形式。如下图所示：在实际运行中，常用三锁二钥匙来保证其连锁的可靠性。三台断路器均具有相同的锁能可靠地锁住机构的脱扣部位，三台断路器只能配有二把相同的钥匙，当钥匙插入并解锁，断路器的机构才能运作，使断路器正常合闸。正常运行时QF3不配备钥匙，断路器QF3处于断开位置。当二个电源中任一电源如QF2不能供电时将QF2的钥匙移至QF3上，则QF2断开，QF3能合闸，所有负载通过QF1和QF3由同一电源供电，此时QF3为上进线方式。而当QF1不能供电时，所有负载通过QF2和QF3由同一电源供电，此时QF3为下进线方式。因此，对于断路器QF3来讲，不管怎样的连线方式，分别对两个电源来言，总有一个是上进线方式，一个是下进线方式。3）断路器上进线、下进线的标示：以1、3、5表示电源端，2、4、6表示负载端断路器的塑料盖上直接压制有英文“Line”和“Load断路器的塑料盖上直接压制汉字“电源端”和：“负载端”用不干胶标牌，标牌上有“Line（电源端）、Load（负载端）”字样凡有此字样均说明该断路器只能上进线。4）为什么有的断路器只能上进线，不
