开关的选择 - 图文

问：住宅楼室内配电箱开关是选用断路器合适还是选用隔离开关合理？选择1P+N和2P断路器有什么区别？

答：关于住宅配电开关的选择问题，《住宅设计规范》GB50096-1999第6.5.1.5条规定：“每套住宅应设置电源总断路器，并应采用可同时断开相线和中性线的开关电器”，第6.5.1.7条规定：“每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能”。《住宅建筑规范》

GB50368-2005第8.5.4条规定：“每套住宅应设置电源总断路器，总断路器应采用可同时断开相线和中性线的开关电器”。

可见规范是明确要求采用断路器而不是隔离开关，但《低压配电设计规范》GB50054-95第2.1.3条规定：“当维护、测试和检修设备需断开电源时，应设置隔离电器”。因此对幢或单元总开关而言，建议选用带隔离功能的断路器，并按规范要求设置总漏电保护开关，以满足防火的需要。对每户总开关而言，当表箱位于住户内时，建议选用1P+N微断；当表箱位于住户外时，建议表箱处采用1P+N微断，户箱采用2P隔离开关。

1P+N与2P微断的区别在于：前者N线无过载和短路保护功能，且体积较小，价格相对便宜约20~30%。对单相回路而言， N线与相线的电流相近，因此N线无单独设置保护的必要，采用1P+N微断即可，但选用时应注意其分断能力参数。

1P＋N也就是DPN，是指一根相线＋一根中性线，这根接相线极具有正常分断能力（就是用手去断开）和过载、短路等保护分断功能（就是出现故障后自动断开），而这根接中性线极（在断路器上有标识N）只具有正常的分断能力（用手去断开），而不具有保护分断功能。它是施耐德C65系列中的一种。

而2P是指你所接的不管是一根相线＋一根中性线还是两根都是相线，这两极都具有正常分断能力（用手去断开）和保护分断功能（就是出现故障后自动断开）。施耐德C32、C45、C65都有这种型号。相对来说1P＋N比2P要便宜。也就是说2P的应用比1P＋N要更广泛一些了。

它并不是像上面大伙说的1P+N通常指漏电断路器。这回明白了吗？

普通的插座回路用1P＋N完全可以，但是如果你要加漏电的话就不行了，因为DPN（1P+N）的断路器不能拼装漏电保护附件和其它电气附件。它的其它参数为：脱扣曲线为C型(专用于配电保护)；断路器的宽度为18mm；额定电流为3A、6A、10A、16A、20A。如果要带漏电你可以选用用DPNK型，DPN N型，DPNvigi和DPNvigi G，DPN N vigi型等，也可以用C65N-C 20A/2P＋VE型断路器 附：

开关术语

一个回路 (1P) - 单回路 (SP): 在同一个电路中通过单个导体来实现开闭或转换接点。 两个回路 (2P) - 双回路 (DP): 在同一个电路中通过两个导体来实现开闭或转换接点。 双电路 (2 CIR): 在两个电路中通过单个导体来实现开闭或转换接点。 单投 (ST): 起动件只在一个极限位置实现开、关或电路的闭合。 双投 (DT): 起动件在两个极限位置实现开、关或电路的闭合

常开 (NO): 单动式开关起动件处于正常位或回复位时一个或多个电路断开。 常闭 (NC): 单动式开关起动件处于正常位或回复位时一个或多个电路闭合。 起动件: 对开关施加外力的机械结构，如手柄，按挚，滑块，触动器或其它方式。 交错启动( Double Action Push): 按下接通电路，再按下断路。

先断后通: 非短路开关机械结构在接通一个导体之前先断开另一个导体。 先通后断: 非短路开关机械结构在断开一个导体之前先接通另一个导体。

寿命: 通过统计得出开关有效使用周期，即机械结构能正常闭合，并能正常接通或断开电路。

操作力: 从自由位到操作位对起动件所施加的力。 操作位: 电路转换时起动件所在位置。

回复力:对于单动式开关，为使触点回到正常位置(回复位)而在起动件上施加逐渐减小的力。

最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益

很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低

压断路器上还存在一部分偏失。据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、去伪存真。

1、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工

作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：(1)对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考

虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足

10%)。(2)GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路

电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在

150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。(3)变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接

(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是

它的预期短路电流。(4)变压器的副边额定电流Ite=Ste/1.732U式中Ste为变压器的容量(KVA)，Ue为副边额定电压

(空载电压)，在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量x1.44～1.50。(5)按(3)

对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk，此值为 交流有效值。(6)在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)以上计算均是变

压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因

此短路电流将减小。例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200KVA，变压器出线端短路时，三相短

路电流I(3)为7210A。短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KVA时其出线 端的短路电流为3616A。离变压器的距离为100m处短路时，短路电流为2440A。远离100m时短路电流分别为0m的

65.74%和67.47%。所以，用户在设计时，应计算安装处(线路)的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。并按以

下原则选择断路器：断路器的额定电流In≥线路的额定电流IL断路器的额定短路分断能力≥线路的预期短路电

流 因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。

2、断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力 国际电工委员会的IEC947-2和我国等效采用IEC的

GB4048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》标准，对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如

下的定义： 断路器的额定极限短路分断能力(Icu)：按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载

其额定电流能力的分断能力； 断路器的额定运行短路分断能力(Ics)：按规定的试验程序所规定的条件，包括

断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。 极限短路分断能力Icu的试验程序为otco。 其具体试验是：

把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V，50KA)，而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验

按钮，断路器通过50KA短路电流，断路器立即开断(OPEN简称O)并熄灭电弧，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇

时间(休息时间)，一般为3min，此时线路处于热备状态，断路器再进行一次接通(CLOSE简称C)和紧接着的开断(O)

(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性和动、静触头因弹跳的磨损)。此程序即为CO。断路器能完

全分断，熄灭电弧，并无超妯规定的损伤，就认定它的极限分断能力试验成功； 断路器的

运行短路分断能力

(Icu)的试验程序为otco t co，它比Icu的试验程序多了一次co。经过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，并无 超出规定的损伤，就认定它的额定进行短路分断能力试验通过。 Icu和Ics短路分断试验后，还要进行耐压、保

护特性复校等试验。由于运行短路分断后，还要承载额定电流，所以Ics短路试验后还需增加一项温升的复测试

验。 Icu和Ics短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格、更困难，因此IEC947-2和GB14048.2确定Icu有 四个或三个值，分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器即塑壳式)或50%、75%、100%Icu(对B类断路器，即万

能式或称框架式)。断路器的制造厂所确定的Ics值，凡符合上述标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产

品。 万能式(框架式)断路器，绝大部分(不是所有规格)都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护

功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护)开关，而塑壳式断路器一

般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护)，不能作选择性保护，它们只能使用于支路。

由于使用(适用)的情况不同，IEC92《船舶电气》建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的运行短路分断

能力值，而大量使用于分支线塑壳断路器确保它有足够的极限短路能力值。我们对此的理解是：主干线切除故障电

流后更换断路器要慎重，主干线停电要影响一大片用户，所以发生短路故障时要求两个CO，而且要求继续承载一段

时间的额定电流，而在支路，经过极限短路电流的分断和再次的合、分后，已完成其使命，它不再承载额定电流，

可以更换新的(停电的影响较小)。但是，无论是万能式或塑壳式断路器，都有必须具备Icu和Ics这两面三刀个重要

的技术指标。只有Ics值在两类断路器上表现略有不同，塑壳式的最小允许Ics可以是25%Icu，万能式最小允许Ics

是50%的Ics=Icu的断路器是很少的，即使万能式也少有Ics=100%[国外有一种采用旋转双分断(点)技术的塑壳式断

路器，它的限流性能极好，分断能力的裕度很大，可做到Ics=Icu，但价格很高]。我国的DW45智能型万能式断路器

的Ics为62.5%～65%Icu，国际上，ABB公司的F系列，施耐德的M系列也不过是70%左右，而塑壳式断路器，国内各种

新型号，Ics大抵在50%～75%Icu之间。 有些断路器应用的设计人员，按其所计算的线路预期短路电流选择断路

器时，以断路器的额定运行短路分断能力来衡量，由此判定某种断路器(此断路器的极限短路能力大于线路预期短

路电流，而运行短路分断能力则低于计算电流)为不合格。这是一个误解。

3、断路器的电气间隙与爬电距离 确定电器产品的电气间隙，必须依据低压系统的绝缘配合，而绝缘配合

则是建立在瞬时过电压被限制在规定的冲击耐受电压，而系统中的电器或设备产生的瞬时过电压也必须低于电源系

统规定的冲击电压。因此： (1)电器的额定绝缘电压应≥电源系统的额定电压 (2)电器的额定冲击耐受电压

应≥电源系统的额定冲击耐受电压 (3)电器产生的瞬态过电压应≤电源系统的额定冲击耐受电压。 基于以

上三原则，电器的额定冲击耐受电压(优先值)Uimp就与电源系统的额定电压所确定的相对地电压的最大值和电器的

安装类别(过电压类别)等有很大的关系：相对地电压值越大，安装类别越高[分为I(信号水平级)、Ⅱ(负载水平

级)、Ⅲ(配电水平级)、Ⅳ(电源水平级)]，额定冲击电压就越大。例如相对地电压为220V，安装类别为Ⅲ时，Uimp

为4.0KV，要是安装类别为Ⅳ，Uimp为6.0KV。电器产品(例如断路器)的Uimp为6.0KV污染等级3级或4级，其最小的 电气间隙是5.5mm。DZ20、CM1和我厂的HSM1系列塑壳断路器的电气间隙均为5.5mm(安装类别Ⅲ)，只是用于电源级

安装，如DZ20系列的800以上规格，Uimp为8.0KV，电气间隙才提高到≥8mm。而产品的实际的电气间隙，如HSM1系

列，Inm(壳架等级电流)=125A时，电气间隙为11mm，160A为16mm，250A为15mm，400A为18.75mm，630和800A均为

300mm，都大于5.5mm。 关于爬电距离，GB/T14048.1《低压开关设备与控制设备 总则》规定：电器(产品)的最

小爬电距离与额定绝缘电压(或实际工作电压)、电器产品使用场所的污染等级以及产品本身使用的绝缘材料的性质

(绝缘组别)有关。例如：额定绝缘电压为660(690)V，污染等级为3，产品使用的绝缘材料组别为Ⅲa(175≤cti

〈400，CTI为绝缘材料的漏电起痕指数)，最小爬电距离为10mm。上面所提到塑壳式断路器的爬电距离都大大超过

规定的数值。 综上所述，如果电器产品的电气间隙和漏电距离，达到绝缘配合要求，就不会因为外来过电压或

线路设备本身的操作过电压造成设备的介质电击穿。 GB7251.1-1997《低压成套开关设备和控制设备 第一部

分：型式试验和部分型式试验成套设备》(等郊于IEC439-1：1992)，对绝缘配合的要求与GB/T14048.1是完全一样

的。 有一些成套电器制造厂提出断路器接线用铜排，其相与相之间的(空气)距离应大于12mm，有的甚至提出断

路器的电气间隙应大于20mm。这种要求是不合理的，它已经超出了绝缘配合的要求。 对于大电流规格，为了避

免在出现短路电流时产生电动斥力，或是大电流时导体发热，为了增加散热空间，因而适当加宽相间的空间距离也

是可以的。此时无论是达到12mm或20mm，都可由成套电器制造厂自行解决，或请电器元件厂提供有弯头的接线端子

或联结板(片)来实现。 一般断路器出厂时，都提供电源端相间的隔弧板，以防止电弧喷出时造成相间短路。零

飞弧的断路器为防开断短路电流时有电离分子逸出，也安装这种隔弧板。如果没有隔弧板，则对裸铜排可包扎绝缘

带，其距离应不小于100mm。

4、四极断路器的应用 关于四极断路器的应用，目前国内还没能对国家标准或规程之类作硬性的使用要求

的规定，虽然地区性四极电器(断路器)的设计规范已经出台，但安装与不安装四极电器的争论还在进行中，某些地

区的使用近年来出现一窝蜂的趋势，各断路器制造厂也纷纷设计，制造各种型号的四极断路器投放市场。笔者同意

一种意见，就是用或不用应以是否能确保供电的可靠性、安全性为准，因此大体上是： (1)TN-C系统。TN-C系

统中，N线与保护线PE合二为一(PEN线)，考虑安全，任何时候不允许断开PEN线，因此绝对禁用四极断路器；

(2)TT系统、TN-C-S系统和TN-S系统可使用四极断路器，以便在维修时保障检修者的安全，但是TN-C-S和TN-S系

统，断路器的N极只能接N线，而不能接PEN或PE线； (3)装设双电源切换的场所，由于系统中所有的中性线(N

线)是通联的，为了确保被切换的电源开关(断路器)的检修安全，必须采用四极断路器； (4)进入住宅的单相总

开关，宜选用带N极的二极断路器(检修时作隔离器之用) (5)用于380/220V系统的剩余电流保护器(漏电断路

器)，中性线必须穿越保护器的零序电流互感器(铁心)，防止无中性线的穿过，使220V的负载有泄漏电流而误动

作，此时应选用四极或带中性线的二极剩余电流保护器。

2 内部附件

1)辅助触头：与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，主要用于断路器分、合状态的显示，接在断路器的控制电路中，通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁，例如向信号灯、继电器等输出信号。万能式断路器有六对触头(三常开、三常闭)，DW45有八对触头(四常开、四常闭)。塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头，225A及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3A；壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。

2)报警触头：用于断路器事故的报警触头，且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作，主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多，因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1A。

3)分励脱扣器：一种用电压源激励的脱扣器，它的电压可与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70％～110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1s，否则线圈会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁，在分励脱扣器线圈串联一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的

控制线路被切断，即使人为地按住按钮，分励线圈始终不再通电，避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新处于常闭位置。但万能式DW45产品由用户使用时在分励脱扣器线圈之前串联一组常开触头。

4)欠电压脱扣器：欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器。当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70％～35％范围内，欠电压脱扣器应动作；在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35％时，欠电压脱扣器应能防止断路器闭合：电源电压等于或大于85％欠电压脱扣器的额定工作电压时，在热态条件下，应能保证断路器可靠闭合。因此，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，能自动断开断路器切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时，欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧，欠电压脱扣器通电后，断路器才能合闸，否则断路器合不上闸。

3 外部附件

1)电动操作机构：用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件，电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种。电动机操作机构适用于塑壳式断路器，壳架等级额定电流400A及以上断路器和万能式断路器，电磁铁操作机构适用于塑壳断路器壳架等级额定电流225A及以下断路器。无论是电磁铁或电动机，它们的吸合和转动方向都是相同的，均由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分，断路器用电动机构操作时，在额定控制电压的85％～110％之间的任一电压下，应能保证断路器可靠闭合。

2)释能电磁铁：这种释能电磁铁适用于万能式断路器有电动机预储能机构(由电动储能机构使他的操作弹簧机构储能)。当用户按下按钮，电磁铁线圈激励后，电磁铁闭合使储能弹簧释放，断路器合闸。

3)转动操作手柄：适用于塑壳断路器，在断路器的盖上装转动手柄的机构，手柄的转轴在它的机构配合孔内，转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔，旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头，把手的圆形或方形座用螺钉固定在门上，这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动，来确保断路器的合闸或分闸。同时转动手柄能保证断路器处于合闸时，柜门不能开启；只有转动手柄处于分闸或再扣，开关板的门才能打开。在紧急情况下，断路器处于“合闸”而需要打开门板时，可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。

4)加长手柄：一种外部加长手柄，直接装于断路器的手柄上，一般用于600A及以上的大容量断路器上，进行手动分合闸操作。

5)手柄闭锁装置：在手柄框上装设卡件，手柄上打孔然后用挂锁锁起来。主要用于断路器处于合闸工作状态时，不容许其他人分闸而引起停电事故，或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时，以防被人误将断路器合闸，从而保证维修人员的安全或用电设备的可靠使用。

6)接线方式：断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前接线供货，板前接线是常见的接线方式。

a.板后接线方式：板后接线最大的特点是可以在更换或维修断路器时，不必重新接线，只须将前级电源断开。由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用的安装板和安装螺钉及接线螺钉。需要特别注意的是，由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。

b.插入式接线：在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上有6个插头，断路器的连接板上有6个插座。安装座的面上有连接板或安装座后面有螺栓，安装座预先接上电源和负载线。使用时，将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。它的更换时间比板前、板后接线要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力，因此目前我国的插入式产品，其壳架电流限制在最大为400A。从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。

c.抽屉式接线：断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大方便，增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座，可与NT型熔断器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。 4 结束语由于分励脱扣器、欠电压脱扣器，电动操作机构和闭锁电磁铁具有不同的电压等级和交流、直流不同的电源，用户在订货时加以说明，同时用户在选用时不可能用单一的附件，如需两台断路器电气连锁(当一台合闸时，另一台必须分闸)，则可选用辅助触头和分励脱扣器或电动操作机构，在进行板前或板后接线时一定要把螺钉紧固，以免烧坏断路器。 脱扣器分为复式脱扣器、电磁脱扣器

电磁脱扣器只提供磁保护，也就是短路保护，其实际上是一个磁回力，当电流足够大时产生的磁场力克服反力弹簧吸合衔铁打击牵引杆从而带动机构动作切断电路。

复式脱扣器提供磁保护和热保护，热保护也就是过载保护。热保护：电流经过脱扣器时热元件发热（直热式电流直接过双金属片），双金属片受热变形，当变形至一定程度时，打击牵引杆从而带动机构动作切断电路。 一般来说，电路中都用复式脱扣器来提供短路和过载保护，只有一些特殊场合用电磁脱扣器提供短路保护，而由其它元件（如热继电器）来提供过载保护。

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