断路器作为故障防护时的问题分析-回聲

一、常见的设计问题

在我们生活中，配电箱断路器应该是大家最容易接触到的配电系统的末级设备，虽然它看似简单，仅仅是一个控制电路开断的器件，但实际它在无形中起着保护着整个末端用电线路、用电设备、以及我们人身安全的重要作用。

安全用电保证离不开合理的设计，在电气设计中，断路器作为故障防护的关键设备，其参数选型、线路保护匹配等问题的确定都至关重要。然而，在实际操作中，时常也会出现一些因设计不当导致的问题。

①问题一：设计中，未充分考虑电缆敷设环境的温度变化，将电缆长度设计得接近理论最大值。然而，在夏季高温时段，电缆并排敷设降容，以及电缆工作场所温度等多方面问题，很容易出现电缆因过热而烧毁，引发火灾事故。图示为烧毁的电缆，其表面已严重碳化，可想而知要是短路发生在易燃物较多的场所，造成的损失及后果难以想象。

②问题二：在车间等有多级配电级数的配电设计中，由于未考虑多级线路折算系数，设计的电缆长度超出实际允许范围。在突发短路故障时，断路器极大可能不能及时切断电源，导致故障范围扩大，造成断路器损坏、线路烧毁，生产线停产。图示为故障断路器，其内部已严重损坏。

③问题三：设计中，设计师在选用断路器时，如未准确匹配其额定参数与电缆型号规格，导致线路在故障发生时，断路器无法提供足够的故障防护能力，例如，断路器选大了，而电缆选小了，出现故障时，电缆极大可能会因过流而损坏。

以上这些例子只是配电设计中遇到的部分问题，均反映出在电气设计中，环境因素、电缆敷设方式、断路器类型和额定参数、多级线路折算系数等问题在实际生活中对用电安全的影响很大。

因此在设计前，只有充分考虑环境因素、电缆敷设方式、断路器类型和额定参数、多级线路折算系数以及实际测量与计算误差等问题，各位电气设计师要严格计算，合理选型配线才能确保电气设计的准确性和安全性。

（1）应充分了解电缆的敷设环境和条件，确保设计符合实际要求。根据实际情况选择合适的电缆敷设方式，并考虑其对电缆散热和周围环境的影响。

（2）在选择断路器时，应充分考虑其类型和额定参数，确保与电缆的故障防护能力相匹配。

（3）在计算电缆的最大允许长度时，应考虑多级线路的折算系数，以反映各级线路之间的相互影响。

（4）在实际测量电缆长度时，应采用实地测量与图纸测量相结合的方式，确保测量结果的准确性。施工过程中，应加强与制造商、施工单位和监理单位的沟通与协作，确保设计的准确性和施工的质量。

二、设计问题分析

设计中遇到的问题远远不止以上列举的几个，今天我们就选一个大家设计中最容易忽视的点来说说：配电设计中，断路器作为故障防护时电缆最大长度设计值的问题分析，希望工作中大家引起重视，共同探讨学习，做好设计。

其实笔者刚开始做设计时，一说到断路器作为故障防护时电缆最大长度设计值的问题时也是脑子一片空白，只管埋头画图，开关选型，配电线路长度等问题也是照猫画虎，按着前辈的图纸一步步模仿，直到有现场、以及审图提出问题，自己才意识到。设计不仅仅是画图还要将理论知识应用到设计，懂原理才能做出合格可靠的设计。

2.1 低压配电线路的保护

故障情况下的自动切断电源，下图是配四中的计算公式，实际计算中可以参考计算。

计算示例1：对于瞬动值 200A，电缆采用 4mm2，计算其最大电缆允许长度？计算示例2：对于瞬动值 2000A，电缆采用 185mm2，计算其最大电缆允许长度？

以上表中《配四》仅是表示塑壳断路器作为保护元器件时铜芯电缆的最大允许长度，但未考虑微断作为保护元器件时的铜芯电缆的最大允许长度。（但是实际项目中，不少终端配电箱的分支保护元器件为微型断路器，比如照明配电箱。断路器并不一定是瞬动电流来作为保护，短延时一样也可以。虽然部分断路器才有短延时）

《配四》中的表 11.2-4 中的长度，考虑了塑壳断路器的瞬时脱扣器动作误差系数1.2和动作可靠系数1.2(1.2*1.2=1.44)，但依据GB50054-2011（6.2.4），此系数只需要按 1.3 倍考虑即可。微型断路器其瞬动值比200A要小不少，且对于 B、C、D 三种曲线的 5/10/20倍，由于已考虑系数 1.3倍，故当微型断路器瞬动值与塑壳相同时，电缆最大允许长度与塑壳断路器相比可增加 1.3 倍。