断路器上下级间配合需注意的问题

断路器作为上下级保护时，其动作应有选择性，上下级间应相互配合，并注意如下问题：
1）断路器的上下级动作为选择性时，应注意电流脱扣器整定值与时间配合，通常上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于下级断路器整定值的1.3倍，以保证上下级之间的动作选择性。一般情况下第一级断路器（如变压器低压侧进线）宜选用过载长延时、短路短延时（0～0.5 s延时可调）保护特性，不设短路瞬时脱扣器。第二级断路器宜选用过载长延时、短路短延时、短路瞬时及接地故障保护等。母联断路器宜设过载长延时、短路短延时保护。第一级和第二级短路延时，应有一个级差时间，宜不小于0.2 s。
2）当上一级为选择型断路器，下一级为非选择型断路器时，上级断路器的短路短延时脱扣器整定电流，应不小于下级断路器短路瞬时脱扣器整定电流的1.3倍；上级断路器瞬时脱扣器整定电流，应大于下级断路器出线端单相短路电流的1.2倍。
3）当上下级都为非选择型断路器时，应加大上下级断路器的脱扣器整定电流值的级差。上级断路器长延时脱扣器整定电流宜不小于下级断路器长延时脱扣器整定电流2倍；上级断路器的瞬时脱扣器整定电流应不小于下级断路器瞬时脱扣器整定电流的1.4倍。
4）当下级断路器出口端短路电流大于上级断路器的瞬时脱扣器整定电流时，下级断路器宜选用限流型断路器，以保证选择性的要求。
5）上下级断路器距离很近时，出线端预期短路电流差别很小时，则上级断路器宜选用带有短延时脱扣器，使之延时动作，以保证有选择配合。
6）断路器的脱扣器和时限的整定一般可参照下列原则：长延时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流Ie的0.9～1.1倍，时限可按15 s选定。短延时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流Ie的3～5倍选取，时限可按0.1 s、0.2 s和0.4 s选取。瞬时脱扣器整定电流可按脱扣器额定电流Ie的10～15倍选取。
需利用选择性表和脱扣曲线图 王殿光/ 高级工程师 海格电气公司市场技术支持总工程师
断路器级间配合换成国家产品标准的话是保护的选择性，在产品标准里的定义和要求如下：
1）全选择性：GB14048—2/2.17.2在两台串联的过电流保护装置的情况下，负载侧的保护装置实施保护时而不导致另一个保护装置动作的过电流选择性保护。
2）局部选择性：GB14048—2/2.17.3 在两台串联的过电流保护装置的情况下，负载侧的保护装置在规定的过电流等级下实行保护时而不引起另一个保护装置动作的过电流选择性保护。该过流限制值称为“选择性极限电流 Is ”。
怎样设计一个既经济又可靠动作的配电系统？首先ACB与MCCB及MCB之间的全选择性是容易做到的，因为ACB、MCCB和MCB在产品标准上属于不同使用类别，ACB为B类，MCCB为A类。利用ACB固有的B类短流短延时脱扣性能与A类的MCCB上下级串联就形成所谓的全选择性。困难的是同类断路器上下级之间的保护配合，就不可能有全选择性了，只能有在一定限定下的选择性或局部选择性(有些论述里称不完全选择性)。见国标GB 14048—1第2.5.23过电流选择性“两个或几个串联的过电流保护电器之间动作特性的配合，过电流在规定的范围内时，指定在这个范围内动作的保护电器动作，而其他保护电器不动作”。也就是在短路电流值一定范围内有选择性，出了范围就没有选择性了。这时设计师可以利用制造商产品样本里提供的工具来自己确认选择性过电流范围。一个工具是选择性表，表里将所有可能配对的上下级断路器的选择性极限电流Is值列表，数值单位为kA。设计师可以查表看出，两个上下级断路器的 Is值，超过这个值就没有选择性。另一工具是脱扣曲线图，将两个上下级断路器脱扣曲线在一个坐标下比较，两条曲线的交汇点的电流值就是Is，很容易知道在图上曲线小于Is的电流值都有选择性。
现在的断路器普遍具有限流技术，通俗地讲断路器限流技术使实际线路里短路电流达不到其预期的峰值，这样就可以选择分断能力Icu(或Ics)小于预期短路电流值的断路器。由于脱扣时间的缩短，既可延长开关和电缆的使用寿命，也可以降低用在断路器本身的投资，利用上级断路器限流技术做后备保护，下级断路器可以有更经济的选择方案。在这里给设计师推荐一个全选择性保护的新方案：德国海格电气公司在德国生产销售一种B类的选择性主断路器(Selective Main Circuit Breakers，SMCB)。这种SMCB与A类的微型断路器上下级配合可以做到全选择性，从而避开A类断路器选择性盲区。SMCB的国标已经得到中国国家标准管理委员会批准，标准号: GB24350—2009 《家用及类似场所用带选择性的过电流保护断路器》，2010年8月1日生效。
SMCB工作原理是：当短路电流发生时，上级断路器（即SMCB）的主电路触头产生短暂分离以达到限流目的，通过本体内的旁路系统续流，在保护脱扣器尚未动作的情况下，下级断路器MCB已“确保”分断短路电流后，SMCB的主触头再次接通，旁路系统断开。