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DW15万能式断路器的选择性保护技术:级联配合设计

来源:工能电气有限公司 |发布时间 2026-01-15 13:55:39

**DW15万能式断路器的选择性保护技术通过级联配合设计实现,其核心在于上下级断路器在短路电流分断时的动作时间差与电流阈值差异,具体分析如下**:

### **一、级联配合设计的技术基础**
1. **三段式保护特性**
DW15系列断路器采用三段式保护(长延时、短延时、瞬时),各段动作时间与电流阈值可独立整定:
- **长延时保护**:用于过载保护,反时限特性,动作时间随电流增大而缩短。
- **短延时保护**:用于短路故障的延时分断,动作时间通常为0.1~0.4秒,为下级断路器提供选择性分断窗口。
- **瞬时保护**:用于严重短路故障,动作时间≤0.1秒,快速切断故障电流。

2. **动作时间差设计**
上下级断路器的短延时动作时间需满足 **Δt≥0.2秒** 的级差要求。例如:
- 上级断路器短延时时间整定为0.3秒;
- 下级断路器短延时时间整定为0.1秒;
当短路电流流经两级断路器时,下级断路器优先动作,上级断路器保持闭合,避免越级跳闸。

3. **电流阈值差异化**
上下级断路器的瞬时保护整定电流需满足 **I上级瞬时>I下级短路电流峰值**。例如:
- 下级断路器额定电流为630A,瞬时保护整定为10倍额定电流(6300A);
- 上级断路器瞬时保护整定为12倍额定电流(7560A);
当下级线路发生短路时,短路电流若未达到上级断路器的瞬时保护阈值,仅下级断路器动作。

### **二、级联配合设计的实现方式**
1. **选择性保护曲线匹配**
DW15断路器通过 **时间-电流特性曲线** 实现选择性保护。设计时需确保:
- 在任意短路电流值下,下级断路器的动作时间始终小于上级断路器;
- 上下级断路器的动作时间差满足标准要求(如IEC 60947-2规定的级差)。

2. **区域选择性联锁(ZSI)技术(可选)**
部分DW15型号支持ZSI功能,通过通信模块实现上下级断路器联动:
- 下级断路器检测到短路故障时,向上级断路器发送闭锁信号;
- 上级断路器接收信号后延长动作时间,确保下级断路器优先分断;
- 若下级断路器故障无法分断,上级断路器在延时结束后动作,形成后备保护。

### **三、级联配合设计的优势**
1. **缩小停电范围**
仅故障线路的断路器动作,非故障区域保持供电,提高供电连续性。

2. **简化配电系统设计**
无需为每条支路配置高短路分断能力的断路器,降低设备成本。

3. **符合标准要求**
满足GB/T 14048.2、IEC 60947-2等标准对选择性保护的规定,确保系统安全性。

### **四、应用案例**
**场景**:某工业厂房配电系统,进线断路器额定电流2500A,出线断路器额定电流630A。
**级联配合设计**:
1. 出线断路器(630A):
- 短延时保护整定为0.1秒,瞬时保护整定为10倍(6300A);
2. 进线断路器(2500A):
- 短延时保护整定为0.3秒,瞬时保护整定为12倍(30000A);
3. 当某出线发生短路时:
- 短路电流若为8000A,未达到进线断路器瞬时保护阈值(30000A);
- 出线断路器短延时0.1秒后动作,进线断路器保持闭合,实现选择性保护。

### **五、注意事项**
1. **整定值校验**
需根据实际负载电流与短路电流计算结果,校核上下级断路器的动作时间差与电流阈值差。

2. **定期维护**
脱扣器、电流互感器等部件需定期检测,避免因元件老化导致选择性保护失效。

3. **备用保护**
级联配合设计需与断路器的后备保护功能协同,确保在极端故障下系统仍能可靠分断。
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