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【摘 要】 目前，我国的电气技术在不断的发展和进步，其中低压断路器的性能也有了很大的提高，然而在使用低压断路器的过程中还存在很多不足，从而降低了其可靠性，造成难于估计的后果。因此，本文就针对低压断路器设计选型进行了分析。
【关键词】 电气技术；低压断路器；设计选型
引言：
低压断路器是低压配电支路的主开关，主要由触头系统、灭弧系统、各种脱扣器及开关机构等主要部分组成。其中开关机构是低压断路器的重要组成部分，它主要功能是实现操作手柄和各种脱扣器对触头的分闸与合闸控制，它的性能直接影响断路器的开断能力。
1、低压断路器
1.1断路器的作用及优缺点
断路器是低压配电系统中保护电器的重要元件，随着小型化电脑的发展和普及，断路器也在向智能型方面发展。断路器主要应用在不频繁的接通与分断的线路上。它接入低压配电线路中，当线路发生过载、短路或欠压等故障时，能自动分断线路，保护了电气设备及配电线路，功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。断路器的特点是灭弧能力强，具有多种保护，保护特性较完善。
1.2低压断路器分类
（1）按结构形式分，有万能式（又称框架式）、塑料外壳式、小型模数式。（2）按灭弧介质分，有空气断路器和真空断路器等。（3）按主电路极数分，有单极、两极、三极、四极断路器。小型断路器还可以拼装组合成多极断路器。（4）按保护脱扣器种类来分，有短路瞬时脱扣器、短路短延时脱扣器、过载长延时反时限保护脱扣器、欠电压瞬时脱扣器、欠电压延时脱扣器等。脱扣器是断路器的一个组成部分，根据不同的用途，断路器可配备不同的脱扣器。以上各类脱扣器在断路器中可单独或组合成非选择性或选择性保护断路器。而智能化保护，其脱扣器由微机控制，保护功能更多，选择性更好，这种断路器称为智能型断路器。（5）按操作方式分为手动操作、电动操作和储能操作。（6）按是否具有限流性能分，有一般型不限流和快速限流型断路器。（7）根据安装方式可分为固定式、插入式及抽屉式。
2、低压供配电系统中常见的故障
低压供配电系统中常见的故障主要有以下几个方面：过载、短路、冲击电流、接地故障、电压降及瞬时断电出现的暂态电流等。当故障发生时，为保证无故障部分能正常供电，就必须考虑保护装置之间的协调与配合。在低压配电系统中，过载和短路最常见，一般把电流1.1-10倍的工作电流称为过载，高于10倍时称短路。应区别不同类别的故障，采用带瞬动或短时脱扣器的保护装置，切除短路或过电流故障。在做选型时应注意以下几点：（1）过载区域和短路区域；（2）短路选择性技术。①电流的选择性。上下级断路器保护整定电流具有一定的级差；②时间的选择性。上级断路器带有短路短延时动能，并与下级有动作时间差；③逻辑的选择性。通过上下级断路器的区域选择性联锁功能实现完全的选择性；④能量的选择性。上下级断路器额定电流具有一定的级差，利用断路器的脱扣能量不同来实现选择性脱扣。
3、低压断路器的选型技术原则
低压断路器的一般选型原则是：（1）断路器额定电流≥负载工作电流；（2）断路器额定电压≥电源和负载的额定电压；（3）断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流；（4）断路器极限通断能力≥电路最大短路电流；（5）线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时（或短路时）脱扣器整定电流≥1.25；（6）断路器欠电压脱扣器额定电压为线路额定电压；（7）断路器瞬动电流及电动机启动电流为2.0—2.5倍电动机工作电流。
4、断路器分断能力
反映断路器分断能力的参数具有两个：一个参数是断路器的额定极限短路分断能力Icu，极限短路分断能力（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，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。
运行短路分断能力（Ics），是指在一定的试验参数（电压、短路电流和功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力。
无论哪类断路器只要运行的短路分段能力（Ics）和极限短路分断能力（Icu）百分比符合IEC标准就是合格产品，它们的运行短路分段能力（Ics）绝大多数小于极限短路分断能力（Icu）的。
设计选用上只要符合断路器的极限短路分段能力大于等于线路的预期短路电流就能满足要求。如图纸上给出的50KA，实际上是极限短路分段能力。别误以为是运行短路分断能力，把断路器等级选高，增加用户成本，造成不必要浪费。有些人认为运行的短路分段能力（Ics）大于等于線路的预期短路电流来设计，实际是一种误解。
5、低压断路器的级间配合设计问题
当低压配电线路出现接地故障、超负载以及短路等问题时，应该对故障电路的分段进行可靠保障，并且使断电范围尽可能的减少，从而避免不必要的停电问题，这就需要对低压配电系统进行合理的设计，并对故障电流进行准确计算，对断电器动作的灵敏度、选择性以及级联保护性进行考虑，对其动作时间以及动作电流进行整定，从而使故障电路的分段情况得到有效的保障。为了使低压配电系统的连续性以及可靠性得到保障，在断路器系统中进行相关配合就变得非常重要。上下级之间配合最关键的元素就是具有选择性，对末端进行保护时，应该保证在对故障点电路进行切断时，速度必须要快。最好是在对工艺要求不造成影响的前提下，瞬时对其切断，以避免产生越级跳闸的情况，避免了停电范围进一步扩大。当对上下级保护时采用断电器，各级之间应该进行相互的配合和协调。在对断路器进行选择时，应该注意对其灵敏度进行校验，对于具有瞬间脱扣以及短延时的断路器，只需要对短延过程中电流脱扣器的灵敏度进行校验，不用再对瞬时电流脱扣器的灵敏度进行校验。为了使断路器更加可靠的对接地的故障电路进行切断，针对电气设备以及接地形式不同的情况，接地故障的保护措施以及安全也各不相同。对于TN系统来说，在规定的时间内，如果电流能够满足对接地故障线路进行切断的要求，应采用过电流保护以及接地故障保护。在相关配电线路中，如果在规定的时间内，过电流保护不能满足接地故障线路的切断要求时，应该运用零序电流保护的方式，但是必须要使配电线路中的最大不平衡电流数值比保护整定值要大。如果上述两个条件都不能使要求得到满足，那么就需要运用剩余电流动作断路器。
6、低压断路器的发展问题
自从智能型断路器得到推广以来，经历了重大的发展，因此要积极的对相关技术进行创新，从而使智能化以及通信化得到实现，并且对我国低压断路器在保护领域存在的漏洞进行填补，技术经济等指标也逐渐达到了发达国家的先进水平。现阶段最具代表性的就是以智能化技术作为发展的基础，对特殊的功能进行创新，通过蓝牙技术将断路器以及计算机进行无线连接，对保护参数、相关数据以及断路器的状态进行设置，并对断路器的使用次数进行统计。现阶段智能化技术仍在不断的进行发展，从而使市场的需求能够最大限度的得到满足。
7、结束语
如果没有将低压断路器设计选型作为重点来进行研究，那么很可能会对操作人员的生命安全产生威胁，同时也会对经济造成很大的损失。如何对低压断路器进行合理的使用以及选择是设计人员需要重点关注的问题。只有低压断路器的设计选型具有科学性，才能使维护以及运行更加的合理，才能使低压配电设备的可靠性、安全性以及经济性得到保障。
参考文献：
[1]何瑞华.我国低压断路器现状与发展动向[J].电气技术，2009，06：9-13.
[2]徐四元，张荣焱，张琪，任福胜，刘晓林，张宁.低压断路器选型若干问题的讨论[J].电气应用，2009，15：16-18+20.
[3]缪希仁，王燕.低压断路器振动特性分析与合闸同期性研究[J].电工技术学报，2013，06：81-85.
【关键词】 电气技术；低压断路器；设计选型
引言：
低压断路器是低压配电支路的主开关，主要由触头系统、灭弧系统、各种脱扣器及开关机构等主要部分组成。其中开关机构是低压断路器的重要组成部分，它主要功能是实现操作手柄和各种脱扣器对触头的分闸与合闸控制，它的性能直接影响断路器的开断能力。
1、低压断路器
1.1断路器的作用及优缺点
断路器是低压配电系统中保护电器的重要元件，随着小型化电脑的发展和普及，断路器也在向智能型方面发展。断路器主要应用在不频繁的接通与分断的线路上。它接入低压配电线路中，当线路发生过载、短路或欠压等故障时，能自动分断线路，保护了电气设备及配电线路，功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。断路器的特点是灭弧能力强，具有多种保护，保护特性较完善。
1.2低压断路器分类
（1）按结构形式分，有万能式（又称框架式）、塑料外壳式、小型模数式。（2）按灭弧介质分，有空气断路器和真空断路器等。（3）按主电路极数分，有单极、两极、三极、四极断路器。小型断路器还可以拼装组合成多极断路器。（4）按保护脱扣器种类来分，有短路瞬时脱扣器、短路短延时脱扣器、过载长延时反时限保护脱扣器、欠电压瞬时脱扣器、欠电压延时脱扣器等。脱扣器是断路器的一个组成部分，根据不同的用途，断路器可配备不同的脱扣器。以上各类脱扣器在断路器中可单独或组合成非选择性或选择性保护断路器。而智能化保护，其脱扣器由微机控制，保护功能更多，选择性更好，这种断路器称为智能型断路器。（5）按操作方式分为手动操作、电动操作和储能操作。（6）按是否具有限流性能分，有一般型不限流和快速限流型断路器。（7）根据安装方式可分为固定式、插入式及抽屉式。
2、低压供配电系统中常见的故障
低压供配电系统中常见的故障主要有以下几个方面：过载、短路、冲击电流、接地故障、电压降及瞬时断电出现的暂态电流等。当故障发生时，为保证无故障部分能正常供电，就必须考虑保护装置之间的协调与配合。在低压配电系统中，过载和短路最常见，一般把电流1.1-10倍的工作电流称为过载，高于10倍时称短路。应区别不同类别的故障，采用带瞬动或短时脱扣器的保护装置，切除短路或过电流故障。在做选型时应注意以下几点：（1）过载区域和短路区域；（2）短路选择性技术。①电流的选择性。上下级断路器保护整定电流具有一定的级差；②时间的选择性。上级断路器带有短路短延时动能，并与下级有动作时间差；③逻辑的选择性。通过上下级断路器的区域选择性联锁功能实现完全的选择性；④能量的选择性。上下级断路器额定电流具有一定的级差，利用断路器的脱扣能量不同来实现选择性脱扣。
3、低压断路器的选型技术原则
低压断路器的一般选型原则是：（1）断路器额定电流≥负载工作电流；（2）断路器额定电压≥电源和负载的额定电压；（3）断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流；（4）断路器极限通断能力≥电路最大短路电流；（5）线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时（或短路时）脱扣器整定电流≥1.25；（6）断路器欠电压脱扣器额定电压为线路额定电压；（7）断路器瞬动电流及电动机启动电流为2.0—2.5倍电动机工作电流。
4、断路器分断能力
反映断路器分断能力的参数具有两个：一个参数是断路器的额定极限短路分断能力Icu，极限短路分断能力（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，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。
运行短路分断能力（Ics），是指在一定的试验参数（电压、短路电流和功率因数）条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力。
无论哪类断路器只要运行的短路分段能力（Ics）和极限短路分断能力（Icu）百分比符合IEC标准就是合格产品，它们的运行短路分段能力（Ics）绝大多数小于极限短路分断能力（Icu）的。
设计选用上只要符合断路器的极限短路分段能力大于等于线路的预期短路电流就能满足要求。如图纸上给出的50KA，实际上是极限短路分段能力。别误以为是运行短路分断能力，把断路器等级选高，增加用户成本，造成不必要浪费。有些人认为运行的短路分段能力（Ics）大于等于線路的预期短路电流来设计，实际是一种误解。
5、低压断路器的级间配合设计问题
当低压配电线路出现接地故障、超负载以及短路等问题时，应该对故障电路的分段进行可靠保障，并且使断电范围尽可能的减少，从而避免不必要的停电问题，这就需要对低压配电系统进行合理的设计，并对故障电流进行准确计算，对断电器动作的灵敏度、选择性以及级联保护性进行考虑，对其动作时间以及动作电流进行整定，从而使故障电路的分段情况得到有效的保障。为了使低压配电系统的连续性以及可靠性得到保障，在断路器系统中进行相关配合就变得非常重要。上下级之间配合最关键的元素就是具有选择性，对末端进行保护时，应该保证在对故障点电路进行切断时，速度必须要快。最好是在对工艺要求不造成影响的前提下，瞬时对其切断，以避免产生越级跳闸的情况，避免了停电范围进一步扩大。当对上下级保护时采用断电器，各级之间应该进行相互的配合和协调。在对断路器进行选择时，应该注意对其灵敏度进行校验，对于具有瞬间脱扣以及短延时的断路器，只需要对短延过程中电流脱扣器的灵敏度进行校验，不用再对瞬时电流脱扣器的灵敏度进行校验。为了使断路器更加可靠的对接地的故障电路进行切断，针对电气设备以及接地形式不同的情况，接地故障的保护措施以及安全也各不相同。对于TN系统来说，在规定的时间内，如果电流能够满足对接地故障线路进行切断的要求，应采用过电流保护以及接地故障保护。在相关配电线路中，如果在规定的时间内，过电流保护不能满足接地故障线路的切断要求时，应该运用零序电流保护的方式，但是必须要使配电线路中的最大不平衡电流数值比保护整定值要大。如果上述两个条件都不能使要求得到满足，那么就需要运用剩余电流动作断路器。
6、低压断路器的发展问题
自从智能型断路器得到推广以来，经历了重大的发展，因此要积极的对相关技术进行创新，从而使智能化以及通信化得到实现，并且对我国低压断路器在保护领域存在的漏洞进行填补，技术经济等指标也逐渐达到了发达国家的先进水平。现阶段最具代表性的就是以智能化技术作为发展的基础，对特殊的功能进行创新，通过蓝牙技术将断路器以及计算机进行无线连接，对保护参数、相关数据以及断路器的状态进行设置，并对断路器的使用次数进行统计。现阶段智能化技术仍在不断的进行发展，从而使市场的需求能够最大限度的得到满足。
7、结束语
如果没有将低压断路器设计选型作为重点来进行研究，那么很可能会对操作人员的生命安全产生威胁，同时也会对经济造成很大的损失。如何对低压断路器进行合理的使用以及选择是设计人员需要重点关注的问题。只有低压断路器的设计选型具有科学性，才能使维护以及运行更加的合理，才能使低压配电设备的可靠性、安全性以及经济性得到保障。
参考文献：
[1]何瑞华.我国低压断路器现状与发展动向[J].电气技术，2009，06：9-13.
[2]徐四元，张荣焱，张琪，任福胜，刘晓林，张宁.低压断路器选型若干问题的讨论[J].电气应用，2009，15：16-18+20.
[3]缪希仁，王燕.低压断路器振动特性分析与合闸同期性研究[J].电工技术学报，2013，06：81-85.