微型断路器选择性配合问题分析

    笔者最近遇到一个微型断路器（微断）选择性问题。密集母线进线是施耐德3P NG125H D曲线 32A，密集母线出线是施耐德1P iC65N C曲线 16A。在1P微断接的PDU有个设备短路时，两个微断都跳闸了，造成整个密集母线断电，于是笔者发扬钻研精神，同时请教厂家工程师，分析一番，提出解决方法。

图1 密集母线上两个微断结构图

国标关于低压断路器选择性的定义

GB/T 14048.2 – 2020 《低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器》

2.17.2 全选择性：

    在两台串联的过电流保护电器的情况下， 负载侧的保护电器实行保护时而不导致另一台保护电器动作的过电流选择性保护。下图2是全选择性脱扣曲线，是没有重叠部分的。参照下图4，字符“T”表示全选择性。

图2 全选择性脱扣曲线

2.17.3 局部选择性：

    在两台串联的过电流保护电器的情况下， 负载侧的保护电器在一个给定的过电流值及以下实行保护时而不导致另一台保护电器动作的过电流选择性保护。下图2是局部选择性脱扣曲线，是有重叠部分的。参照下图3，有数字的表示局部选择性，比如上游 NG125HN/H/L、C120NH，曲线D；下游IC60N/H/L，曲线C，380A短路电流之内可以实现完全选择性，超过380A则无法保证完全选择性。

图3 局部选择性脱扣曲线

现在我们来分析两个微断施耐德3P NG125H D曲线 32A，施耐德1P iC65N C曲线 16A的选择性问题。现在两个微断同时跳闸，那么就是局部选择性问题，就需要增加给定的过电流值（选择性极限电流）。

一、增加3P微断的容量

    查找图4 下级为1P微断的选择性极限电流为380A。为了增强选择性，就需要增加选择性限值。那么就有两个办法，一是增加3P微断的容量，二是减少1P微断的容量。因为1P微断下面接的PDU是16A，那么1P微断的容量就不可能减少，只能增加3P微断的容量。3P微断的前级是100A 静态切换开关STS，输出2个32A的3P微断，将32A的3P微断升级到50A，那么 选择性极限电流为1100A，将32A的3P微断升级到63A，那么 选择性极限电流为1900A。

图4 下游1P选择性表

二、将1P微断更换成2P微断

    查找图5 下级为2P微断的选择性极限电流为740A，比380A高。那么同样型号和容量的16A微断，2P与上级的选择性比1P要好。需要注意的是，更换成的不是1P+N，因为查看图4，其和1P的选择性极限电流是一样的，因为1P+N微断外观大小与1P一样，虽然同时接入了零火线，但是依旧只能够对火线进行检测，保护效果与1P断路器相同。

    将1P微断更换成2P微断可以增强选择性，而且更换成2P同时对零火线进行检测，安全性会更加好。1P断路器，只接上了火线，因此只能够对火线进行检测，一旦零线上发生过载或短路，断路器则无法提供保护。什么时候会发生零线上过载而火线没有过载呢？电路中发生了漏电，导致零线和其它回路的火线形成了新的回路，就会导致原回路内的零线过载而火线正常。而且如果电路中发生故障，导致零线带电，断开1P微断后进行检修，没有进行完全电气隔离，也会十分危险。

图5 2P选择性表

    以上是微型断路器的选择性配合问题。整个选择性是基于电流来选择的，微型断路器是热脱扣和磁脱扣，不能体现时间选择性。那么微型断路器、塑壳断路器和框架断路器的选择性有哪些呢？

1、电流选择性。上面就是微型断路器的电流选择性，是基于选择性表来的。

图6 电流选择性

    断路器也可以通过整定参数极差法来完成配合。

图7 整定参数极差法

2、时间选择性。在没有办法区分电流时，塑壳断路器和框架断路器设置短路短延时时间来实现上下级配合。

图8 时间选择性

3、逻辑选择性。通过断路器之间的通信， 保证断路器完全选择性的同时在最短时间内切除短路故障。

图9 逻辑选择性

4、能量选择性。分断机构内置的高分子材料， 在大短路电流(>25In)热效应下的气化， 直接驱动于脱扣单元， 10ms内完成脱扣。

图10 能量选择性