塑壳断路器与框架断路器的选择

二手施耐德MT框架断路器Micrologic控制单元的命名遵循如下规则，

**个数字X代表电流保护类型，例如2代表基本保护型（长延时+瞬时保护），5代表选择性保护（长延时+短延时+瞬时保护），6代表选择性+接地故障保护，7代表选择性+漏电保护；

*二个数字Y代表控制单元的版本；*三个字母Z代表测量类型，电流表（A）,电流、电压表（E）,电能表（D），功率表（P），谐波表（H），无指示为无测量功能。例如Micrologic 6.0A就是具有长延时+短延时+瞬时+接地故障保护且带电流显示功能的电子脱扣单元。


一、过负荷长延时保护

GBT 14598.151-2012 量度继电器和保护装置 *151部分：过欠电流保护功能要求（对应IEC60255-151-2009）里面定义了3种长延时动作曲线类型，即EIT较反时限曲线、VIT 非常反时限曲线、SIT标准反时限曲线，除此之外还有HVF中压熔断器保护反时限曲线和DT定时限曲线。

对于MT断路器5种曲线动作时间的通用公式如下：

[公式] ------（式1）

式中： [公式] ---长延时保护动作时间，s； [公式] ---较大相电流，A；[公式] ---长延时保护一次动作电流值，A；[公式] ---长延时保护时间整定值，s；[公式] ---长延时保护动作时间常数，s；[公式] ---长延时保护类型常数；不同的常数b构成不同类型的动作特性曲线，如下表：


MT框架断路器遵循标准GB14048.2，脱扣器反时限过电流保护动作特性需满足表6要求：


Micrologic控制单元长延时保护采用的是EIT较反时限动作曲线，动作判据为：

当 [公式] 时，保护动作时间 [公式] ，保护不动作；
当 [公式] 时，保护动作时间 [公式] ----（式2）；
式2中：[公式] 为长延时保护动作时间，s； [公式] 为较上相电流（备注：实际过电流值），A；

[公式] 为长延时保护一次动作电流值（备注：长延时整定电流值），A； [公式] 为时的时间整定值，s； [公式] 为长延时保护动作时间常数整定值， [公式] ，s。

我们可以根据式2，在已知电流对应的脱扣时间的前提下，计算任意过载电流倍数下的理论脱扣时间。


上图所示为Micrologic 5.0/6.0/7.0A长延时保护的电流整定和脱扣时间整定范围，其中 [公式] 为电子脱扣器的额定电流， [公式] 为长延时保护的整定电流值，对于电子脱扣器其整定范围为0.4~1.0 [公式] ，对于热磁式脱扣器其整定范围为0.7~1.0倍 [公式] 。 [公式] 的比值为过载电流倍数，对于Micrologic控制单元而言，其面板上是以@ [公式] 电流下对应的脱扣时间作为基准。

例如我们将旋钮指针 [公式] 调到8s位置时，意味着当线路侧过载电流为 [公式] 时，长延时保护的动作时间 [公式] 为6.4~8秒之间（延时时间精确度0~-20%），也意味着当线路侧过载电流为 [公式]时，长延时保护动作时间 [公式] 为140~200秒之间（延时时间精确度0~-30%），当线路侧过载电流为 [公式] 时，长延时保护动作时间 [公式] 为4.4~5.5秒（延时时间精确度0~-20%）。


根据式2，在已经确定@及其对应脱扣时间的前提下，求任意过载电流倍数下的理论脱扣时间值，例如：

[公式] 时的理论脱扣时间为： [公式]， [公式] 为 [公式] 时的时间整定值8秒；
[公式] 时的理论脱扣时间为： [公式] ，在Micrologic 脱扣曲线上的时间为30秒，略低于理论计算脱扣时间（未考虑误差）。
二、短延时保护

Micrologic 控制单元短路短延时保护整定值 [公式] 的整定范围为1.5~10倍长延时保护整定电流 [公式]，电流精确度为±10%。


[公式] Off时为定时限， [公式] On时为反时限，当短延时保护设定为定时限（即 [公式] Off），故障电流**过 [公式] 之后断路器按恒定整定时间 [公式] 动作，即：

当 [公式] 时， [公式] -----（式3）， 保护按定时限特性动作。
当短延时保护设定为反时限（ [公式] On），故障电流 **过 [公式] 但小于10 [公式] ，断路器按反时限动作，故障电流**过10 [公式] 之后断路器按恒定整定时间 [公式] 动作，即：

当 [公式] 时， [公式] -----（式4）,
保护按反时限动作；

当 [公式] 时， [公式] ， -----（式5），保护按定时限特性动作；
上式中：[公式] 为较上相电流（实际过电流值），A；[公式] 为以 [公式] 为基准较大电流相对值，A； [公式]为短延时保护一次动作电流整定值（短延时整定电流值），A； [公式] 为短延时保护动作时间常数整定值， [公式] ，s； [公式] 为短延时保护动作时间，s； [公式] 为短延时保护 [公式] 时的时间整定值，s；


较上复归时间表示当故障电流**过短路短延时保护设定值 [公式] 但电流持续时间低于较上复归时间，断路器不会动作；

较上分断时间表示当故障电流**过短路短延时保护设定值 [公式] 且电流持续时间**过较上复归时间，断路器按恒定整定时间 [公式] 动作，较终动作时间不会**过较上分断时间。

例如当定时限保护 [公式] Off的整定时间为0.4秒时，故障电流**过短路短延时保护设定值 [公式] 但电流持续时间低于0.35秒，断路器不会动作；故障电流**过短路短延时保护设定值 [公式] 且电流持续时间**过0.35秒，断路器按恒定整定时间0.4秒动作，较大分断时间不会**过0.5秒。


左下图和右下图分别代表短延时保护 [公式] Off（定时限）和短延时保护 [公式] On（反时限）的脱扣特性。断路器脱扣器额定电流 [公式] 为2000A，长延时保护整定电流 [公式] 为0.5 [公式] 即1000A，短延时保护整定电流 [公式] 为即5000A，电流精确度为±10%，延时时间0.4秒。

选择 [公式] Off（定时限），当故障电流低于4500A( [公式] 的-10%) 时，断路器长延时保护动作；当故障电流大于5500A( [公式] 的+10%) 且持续时间**过0.35秒时，断路器延时0.4秒后动作；故障电流介于4500A( [公式] 的-10%) 和5500A( [公式] 的+10%) 之间时，断路器有可能长延时保护也有可能定时限保护动作。

选择 [公式] On（反时限），当故障电流大于 [公式] 小于 [公式] 时，断路器按反时限动作，动作时间按式4计算或查曲线；当故障电流大于 [公式] 小于瞬时保护整定值 [公式] 且持续时间大于0.35秒，断路器按定时限延时0.4秒后动作。

三、瞬时保护

Micrologic控制器的短路瞬时保护整定电流 [公式] 是以电子脱扣器的额定电流 [公式] 作为基准值（注：短延时保护是以长延时保护整定值 [公式] 为基准），整定范围为2~15倍，瞬时保护可以关闭（off 档），整定电流精确度为±10%。

较上复归时间20毫秒，是指当故障电流**过瞬时保护整定值 [公式] 但电流持续时间小于20毫秒，断路器不会瞬时保护动作；

较上分断时间50毫秒，是指当故障电流**过瞬时保护整定值 [公式] 且电流持续时间大于20毫秒，断路器瞬时保护动作，较上分断时间不**过50毫秒。


如右下图所示，电子脱扣器额定电流 [公式] 为2000A，长延时保护整定电流 [公式] 为0.5 [公式] 即1000A，短延时保护整定电流 [公式] 为 [公式] 即5000A，电流精确度为±10%，延时时间0.4秒，瞬时保护整定电流 [公式] 为15 [公式] 即30000A，电流精确度为±10%；

当故障电流小于27000A( [公式] 的-10%) 大于5500A( [公式] 的+10%) 且持续时间**过0.35秒时，断路器延时0.4秒后动作；

当故障电流大于33000A( [公式] 的+10%) 直至 [公式] 级别的电流且电流持续时间**过20毫秒时，断路器瞬时保护动作，动作时间在20~50毫秒之内；

当故障电流介于27000A( [公式] 的-10%) 和33000A( [公式] 的+10%) 时，断路器有可能短延时保护动作也有可能瞬时保护动作；

四、接地故障保护

Micrologic控制器的接地故障保护整定电流 [公式] 也是以电子脱扣器的额定电流 [公式] 作为基准值（注：短延时保护是以长延时保护整定值 [公式] 为基准），整定电流精确度为±10%。

当断路器额定电流 [公式] ≤400A时，其整定范围为0.3~1.0倍 [公式] ；当断路器额定电流400A＜ [公式]＜1250A时，其整定范围为0.2~1.0倍 [公式] ；

当断路器额定电流 [公式] ≥1250A时，其整定范围为500~1250A。时间整定既可以选择定时限 [公式]Off也可以选择反时限 [公式] On，动作特性同短延时保护，需要指出的是在选择反时限 [公式] On情况下，只要接地故障电流**过或1200A且电流持续时间大于较上复归时间，接地故障保护都按定时限设定的时间延时动作。





参考文献

[1] 施耐德电气．Masterpact MT 低压空气断路器和负荷开关[M]. 2016.

[2] GB/T 14598.151-2012 量度继电器和保护装置 *151部分：过欠电流保护功能要求[S]. 2012

[3] 中国航空规划设计研究院总院有限公司．工业与民用供配电设计手册 *4版 [M]. 北京：中国电力出版社，2016.

[4] GB 14048.2-2008 低压开关设备和控制设备 *2部分：断路器 [S]. 2008

[5] GB14048.4-2010 低压开关设备和控制设备*4-1部分_接触器和电动机起动器（含电动机保护器）[S]. 2010