低压电气设计：选择断路器时，需要看什么参数？

往期内容：

1、低压电气设计：电缆载流量的计算与选型 2、低压电气设计：功率与电流估算 3、低压电气设计：负荷开关和隔离开关的区别与选型设计！ 4、额定电流计算公式和短路电流校验方法

---

在低压用电设备中，断路器的选型是保障电气系统安全运行的核心环节，需严格遵循国家标准（如GB 14048.2、IEC 60947-2）并结合实际工况。

一、断路器选型核心依据

1.  国家标准与规范

GB 14048.2-2020：低压断路器通用要求；

GB 50054-2011：低压配电设计规范（短路保护、选择性配合）；

IEC 60947-2：国际标准，定义分断能力、使用类别。

2.  选型基本原则

安全性：可靠分断短路电流，避免燃弧事故；

选择性：上下级断路器动作时间匹配，缩小故障影响范围；

经济性：在满足性能前提下优化成本。

---

二、断路器选型关键参数

1.  额定参数

参数	定义与选型要求
额定电压（Ue）	≥系统最高电压（如380V系统选400V），并标注AC/DC类型（光伏系统需直流专用断路器）。
额定电流（In）	≥回路计算电流（I b ），考虑环境温度降容（公式：I n    ≥ I b   / (k₁×k₂)，k为校正系数）。
额定分断能力（Icu）	≥系统预期短路电流（I k ），一般分35kA、50kA、65kA等级（通过ETAP等软件计算I k ）。
额定短时耐受电流（Icw）	用于选择性保护时，需满足I cw ≥1.1×I k ，且耐受时间≥上级断路器动作时间。

2.  保护特性参数

参数	定义与选型要求
脱扣曲线类型	B型（3~5I n ）：照明、电子设备；  C型（5~~~~~~~~~~~10In）：一般动力设备；   D型（10~20I n ）：电动机、变压器等高冲击负载。
过载保护（I r ）	长延时整定电流，通常设I r =1.0~1.1×Ib（GB 50054要求I r ≤1.45×电缆载流量I z ）。
短路保护（I m ）	短延时或瞬时整定电流，需躲过启动电流（如电动机I m ≥12×I b ）。

3.  结构与功能参数

参数<b>	定义与选型要求
极数（1P/2P/3P/4P）	根据系统接地方式选择（TN-S系统选4P，纯三相负载可选3P）。
操作频率	频繁操作场合（如电容器投切）选高机械寿命型（≥20,000次）。
附件功能	分励脱扣、欠压保护、通讯模块（智能化配电需选配）。

---

三、分类型负载的断路器选型要点

1.  电动机回路

选型规则：   

  -  额定电流I

n

≥1.25×电机额定电流；   

  -  选择D型脱扣曲线（躲过6~8倍启动电流）；   

  -  需配合热继电器（如GV2系列）实现过载保护。

示例：   

一台15kW电机（I

b

=30A），选I

n

=40A、I

cu

=35kA的D型断路器（如施耐德NSX100D）。

2.  照明回路

选型规则：   

  -  额定电流I

n

≥1.1×计算电流；   

  -  选择B型或C型脱扣曲线；   

  -  高谐波环境（LED电源）需选中性线过载保护型（N极额定电流≥相线）。

示例：   

照明回路I

b

=20A，选I

n

=25A、I

cu

=25kA的C型断路器（如ABB S251C25）。

3.  变频器与软启动器回路

选型规则：   

  -  额定电流I

n

≥1.2×变频器输入电流；   

  -  选择d

i

/d

t

限制型断路器（减少高频干扰）；   

  -  推荐使用熔断器+隔离开关组合方案（IEC 61800-5-1）。

---

四、选型流程与步骤

1.  确定系统参数：电压等级、短路电流（I

k

）、负载类型、环境温度；   

2.计算回路电流（I

b

）：   

3.  初选断路器额定电流（I

n

）：   

4.  校验分断能力（I

cu

）：确保I

cu

≥I

k

（通过短路计算软件验证）；   

5.  选择脱扣曲线：根据负载启动特性（B/C/D型）；   

6.  校验选择性：上下级断路器时间-电流曲线无重叠（采用ZSI区域选择性联锁技术）；   

7.  配置附件：按需添加报警触点、通讯模块等。

---

五、实际应用中的高频问题与对策

1.  短路电流计算不足

风险：断路器分断能力不足导致燃弧爆炸（IEC 61641测试场景）；   

对策：通过ETAP、SKM等软件精确计算I

k

，并留10%裕量。

2.  电动机启动误跳闸

原因：脱扣曲线选型错误（如C型用于高启动电流电机）；   

对策：改用D型曲线或增加短延时脱扣（如Micrologic 5.0P）。

3.  谐波导致中性线过载

现象：三相平衡但N线电流超限；   

对策：选4极断路器且N极与相极同规格（如施耐德iC65N 4P）。

---

六、选型案例

案例：某车间380V配电柜

参数：   

  -  总计算电流I

b

=320A，预期短路电流I

k

=35kA；   

  -  环境温度40℃，含多台变频器。   

选型步骤：   

  1.  额定电流：I

n

≥320/0.8=400A→  选400A框架电流；   

  2.分断能力：选I

cu

=50kA（裕量42%）；   

  3.脱扣器：Micrologic 6.0A（带谐波监测功能）；也可以选择配置低点的脱扣器  

  4.型号：施耐德MTZ1N1 400A/50kA；   

  5.  校验选择性：与下级NSX断路器时间差≥0.1s。

---

七、推荐品牌

-  品牌推荐：施耐德（MTZ、NSX）、ABB（Tmax、SACE）、西门子（3WL/3VT）；   

---

总结

断路器选型的核心逻辑：   

1.  参数匹配：I

n

≥I

b

、I

cu

≥I

k

、脱扣曲线适配负载；   

2.  保护协调：过载与短路保护分层配置，确保选择性；   

3.  环境适配：温度降容、防护等级（IP）、抗谐波设计；   

4.  标准合规：严格执行GB 14048.2与IEC 60947-2。   

通过系统化选型，可最大程度避免越级跳闸、设备损坏及电气火灾风险。

</b>

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！