1SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
第二章
保护电器的选择
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低压保护电器的功能与分类
●保护财产及人身安全:
●保护设备和线路，防止过载及短路造成的损害
●防止由于绝缘故障引起的间接接触的危险
●要遵守的条件:
●按照 IEC 60364 § 60473-1-1
●在各回路的首端，分支路出口 (电流减小)
●保护电器的分类
●低压断路器
●低压熔断器
●剩余电流动作保护器
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低压配电线路的保护类别
●过负载保护：保护电器应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、
接头、端子或导体周围的物质造成损害前分断该过负载电流。
● Ic<=Ir<=Iz或者Ic<=Iset1<=Iz；I2<=
●短路保护：保护电器应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机
械力造成危害之前分断该短路电流。
●短路保护电器的分段能力不应小于保护电器安装处的预期短路电流——断路器
厂家的产品资料
●应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流——
t<=(K^*S^)/I^
●接地故障保护:当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部
分、PE线、PEN线、大地之间的接地故障时，保护电器必须自动切
断该故障电路，以防止人身间接电击、电气火灾等事故。
●不同的接地系统有不同的保护要求。
●例外情况
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低压配电线路保护的一般要求
●针对三种配电线路故障，分断故障电流或发出故障报警信号。
●低压配电线路上下级保护电器的动作应该有选择性。
●低压配电线路的保护应与配电系统的特征及接地方式相适应。
●特殊的用电设备的保护。
●电动机
●起重机
●电焊机
●电阻炉
●整流器
●......等等
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低压保护电器的几个问题
●低压过负载保护电器安装位置：回路供电端和回路导体的截面、材料、附
设方式等有变化的回路分支处。
●L<3m。
●校验上级保护电器的灵敏度。
●三相均设保护电器
●并联导线或电缆的过载保护
●N线上的保护电器
●TN-S系统或TT系统中，当N线与相线同截面时，或已经能被相线上的保护
电器所保护时，N线可以不装保护电器。
●当需要切断N线时，应装设同时切断相线和N线的保护电器。
●TN-C系统中，不得装设断开PEN线的保护电器。
●谐波对过载的影响
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低压开关设备常用标准
标准 住宅用设备 工业及小型商业 < 1000V
低压开关设备总则 IEC 60947-1 /
低压断路器 IEC 60898 /GB10963 IEC 60947-2 /
低压开关、隔离器 IEC 60669-1 /GB16915 IEC 60947-3 /
接触器 IEC 61095 /GB17885 IEC 60947-4 /
电动机起动器
不带过电流保护的 IEC 61008 /GB16916
剩余电流动作断路器
带过电流保护的 IEC 61009 IEC 60755
剩余电流动作断路器 GB16917 GB6829
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低压断路器选择的一般要求
●按正常工作条件选择
●额定电压
●额定电流
●保护特性
●按短路工作条件选择
●短时耐受电流
●短路分断能力
●按使用环境条件选择
●多尘环境
●腐蚀环境
●高原地区
●热带地区
●特殊场所
低压电器是用于额定电压交流1000V或直流1500V以下电路中起
保护、控制、转换和通断作用的电器。
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低压断路器的电气特性
● 额定工作电压 Ue；额定电流 In；额定绝缘电压Ui，额定冲击耐压Uimp；额
定频率
●机械寿命；电气寿命
●延时时间；检测时间；分断时间；动作完成时间
● 断路器壳架电流；脱扣器额定电流（电流互感器额定电流）；脱扣电流 (热脱
扣 Ir，磁脱扣 Im，电子脱扣器整定值调整)
●额定短时耐受电流 Icw :在制造厂规定的试验条件下对断路器确定的短时耐受
电流值。以短延时时间为试验时间。
●交流状况下为有效值。
●预期短路电流的交流分量在短延时时间内认为是恒定的。
●短延时时间不应小于。（-1）
●额定接通能力 (Icm)：在制造厂规定的额定工作电压、频率、功率因素下，断
路器的短路接通能力。（最大预期峰值）
●额定极限短路分断能力（有效值）Icu： Test=O-CO
●额定运行短路分断能力（有效值）Ics：Test=O-CO-CO
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●短路分断试验装置 -示意图 :
●极限短路分断能力试验Icu : “O”- t2 - “ CO”, 其中 t2 = 3 分钟
●运行短路分断能力试验Ics : “O”- t2 - “CO”- t2 - “CO” ,之后测试温
升及寿命试验.
“O”- 分闸试验 :
“CO”- 合/分试验:
被测试的元件A B
已接通
合闸 分闸，分断 断开
已接通
断开 正在接通 分闸，分断 断开
to t1
B
A
to t1
B
A
接通
接地熔断器
t
t
短路分断能力试验
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低压断路器的分类（续）
●按照使用类别分：
● A类:在短路情况下，选择性保护无人为短延时，因而无Icw
● B类:在短路情况下，选择性保护有人为短延时（可调节），有Icw
●断路器整定值设置问题需要查询厂家样本资料：
●按照是否适合隔离分：
●适合隔离：
●在断开位置，断路器所有极，包括中性极必须断开
●可见的分断或确实可靠的分断指示，
●可锁定
●不适合隔离
In,Io,Ir,Im,Ii,IsdIn,Io,Ir,Im,Ii,Isd
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终端配电箱
楼内配电间
公用电
主配电柜
分配电柜
一级配电
二级配电
三级配电
低压配电系统与断路器选择
../../../../../HP_Propri�taire/Mes documents/aaLOUP/Schneider/PanoramaMTBT2005/module Loup/ 630 to 6300 A range
../../../../../HP_Propri�taire/Mes documents/aaLOUP/Schneider/PanoramaMTBT2005/module Loup/ 630 to 6300 A range
../../../../../HP_Propri�taire/Mes documents/aaLOUP/Schneider/PanoramaMTBT2005/module Loup/ 100 to 3200 A range
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脱扣器
热磁脱扣器 电子脱扣器
热保护 过载保护 长延时
磁保护 短路保护 短延时
瞬时
脱扣器的型式
●有两种型式的脱扣器:
●热磁式脱扣器
●电子式脱扣器
●两种脱扣器用于相同的主要功能:
●构成过流保护
●使电流过载的回路断开
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● 示意的热脱扣曲线
● Ir = k x In
Ir- 热保护整定值
k 取决于断路器
● Int = k1 x Ir
约定不脱扣电流
k1=(MCCB)/(MCB)
1 小时 In ＜ 63A
2 小时 In ≥ 63A
● It = k2 x Ir
约定脱扣电流
k2=(MCCB)/(MCB
)
在过电流持续一段时间后
双金属片的弯曲足以引起脱扣
必定不
脱扣区
域
可能
脱扣
区域
必定脱
扣区域
Ir Int It
1h
I > In时
● 双金属片原理
过载保护的脱扣曲线
t
I
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MCB MCCB
Im
Imnt
Imt
固定
k1*Ir
k2*Ir
固定或可调
STR -15% /TMD -20%
STR+15% /TMD+20%
● 示意的磁脱扣曲线 ● 利用电磁原理，认为电流
是短路电流
Im 短路脱扣电流整定值
Imnt / Imt 为动作精度
必定脱扣区域
可能
脱扣
区域
必定不
脱扣
区域
Imnt Im Imt
I
time
短路保护的脱扣曲线
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热磁脱扣器的脱扣曲线
●NSX100至250
TM80D/100D
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热磁脱扣器的脱扣曲线（续）
●C65N, C型曲线
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执行机构传感器 控制单元
CT 脱扣器
处理电
流互感
器CT
的信号
电流互感
器CT的
信号与整
定值比较
脱扣线圈
电子式脱扣器的工作原理
●在电子式断路器中，传统的热磁脱扣器由一个电子控制器所替代
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电子式脱扣器的脱扣曲线
●NSX100 至250
250
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Reflex能量脱扣曲线
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热磁式断路器保护特性曲线简图 电子式断路器保护特性曲线简图
Ir : 过载 (热或长延时) 继电器脱扣电流设定值
Im : 短路 (磁或短延时) 继电器脱扣电流设定
值
Ii : 短路瞬动继电器脱扣电流设定值
Icu : 分断能力
t (s)
lr lm Icu
I (A)
t (s)
lr lm Icu
I (A)
li
两段
保护
三段
保护
热磁式和电子式保护曲线之间的差别
为什么要设
置短延时？
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(1) IEC60 898 中定为 20In，大部分欧洲制造商认为这一数值高得不切实际 (M-G = 10~14In)。
(2) 对于工业用途， IEC标准没有规定专门值。表中所列数值仅为通常使用值。
低压断路器的保护脱扣电流
●断路器的脱扣阈值取决于：
●家用及类似场所小型断路器的标准: (IEC 60898)
●或者按照 IEC60947-2 标准，制造厂对工业用断路器的标明
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IEC 60947-2
IEC 60947-4
IEC 60947-3
过载保护
短路保护
控制
隔离
M
电动机的保护与控制
● 电动机的保护和控制能用一、二个或三个电器完成，它
们实现下列功能。
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熔断器式隔离开关
接触器
热继电器
ME型断路器
接触器
MA型断路器
接触器
热继电器
电动机起动器
(TeSys U)
aM
电动机的保护与控制（续）
●四种保护型式
31SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
● 熔断器(aM) + 热
继电器的组合
● 断路器 (MA) + 接触器 +
热继电器组合
ts
Ib Iq I
1~10s
20~30ms
ts
Ib Iq
1~10s
20~30ms
I
电动机的保护
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In
分断阻性负载
工作电流
AC-1
In
分断绕线电机起动
电流
AC-2
6 In 分断鼠笼电机
正常运转电流
AC-3
6 In
分断鼠笼电机起
动电流
AC-4
控制负载的类别
33SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
热继电器的脱扣等级
● IEC标准对热继电器规定了四个脱扣等级（见下表）
●10和10A级最常用，20和30级一般用于起动困难的
电动机
34SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
电动机回路中接触器和继电器的配合
● 1类配合：
● 接触器和继电器的损伤是容许的:
● 对使用者无危害
● 除了接触器和继电器外无危害
● 组合电器的分断能力必然就是短路保护电器的分断能力。
● 2类配合：
● 在容易清除的情况下，只允许接触器或起动器的触头熔
焊，但不允许损坏。
● 2型配合试验之后，该装置仍能保持正常的保护和控制功
能，因而其分断能力由试验结果确定。
36SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
电动机直接启动时保护的简便选型方法
施耐德提供标准选型表
选型表的使用方法
配合类型
保护形式
轻载或重载
电压等级
电机功率（马力）
电动机如何方便的选型？电动机如何方便的选型？
37SLIC- LVD3 training – Chen ke – 2009 June
●电动机在工业用途中常常是关键的设备。
●由于电气故障引起的停机会有严重的后果
●绝缘监视器设计用于防止上述事故
●电动机的大多数电气故障是当电动机冷态起动
后发生的相对地绝缘故障
●绝缘性能
●新电机: 1000兆欧
●已使用的电机: 10-100兆欧
●最低工作值: 5兆欧
断路器或接触器
闭合联锁
低压电动机的预防性保护
