聊到低压断路器的短路短延时保护，我们脑海里首先能想到的第一个作用：实现上、下级断路器之间的保护选择性。

图1 断路器之间的选择性

对于进线端的框架断路器，通常最简单的做法是将框架断路器的短路瞬时保护Ii关闭，短路短延时保护Isd电流调整到设计要求的倍数和延时时间tsd，就可以轻而易举的与下级塑壳断路器实现全选择性。

图2 框架断路器短路瞬时保护可关闭

图3 通过短路短延时保护实现时间选择性

由于框架断路器一般具有短时电流Icw，意味着它可以耐受一定时间的短路电流的电动力和热效应而不损坏。
在短路故障发生时，框架断路器可以保持在不动作状态，等待下级塑壳断路器快速分断。
即使是不同品牌的框架断路器与塑壳断路器，也可以通过上述方法满足保护选择性要求。
但是，塑壳断路器尤其限流型，同品牌不同电流档断路器有可能实现能量选择性，但有时即使将短路瞬时保护Ii关闭（如果可以）、短路短延时保护Isd打开，不同品牌塑壳断路器之间在短路故障区域的选择性也很难保证。

究其原因，一是因为限流型塑壳断路器无短时耐受电流，在短路电流下触头受电动斥力等其他作用会快速分断，不受短路瞬时保护是否关闭的影响。
其二，不同厂家之间塑壳断路器的限流特性不一样，无法通过比较限流后的能量校验断路器之间的选择性，只能实现部分选择性。
第二个作用：躲过电动机起动瞬间第一个半波的的冲击电流（Inrush current），或变压器接通瞬间的励磁涌流。
根据IEC相关文献，IE3/IE4高效电动机冲击电流与额定电流的倍数可以达到16倍甚至更高，变压器励磁涌流与额定电流的倍数见图5表格。冲击电流或励磁涌流太高，容易导致断路器在合闸瞬间短路瞬时保护误动作。

图4 鼠笼式电动机的冲击电流

图5 变压器接通瞬间励磁涌流倍数

适用于功率或容量较大的电动机或变压器，此时可能用到框架断路器，如果断路器的短路瞬时保护无法躲过冲击电流，可以将短路瞬时保护关闭，短路短延时保护打开并设置一定的延时时间，这样就可以避免断路器误动作。

第三个作用：用于提高TN系统线路末端接地故障保护灵敏度。
TN系统线路末端发生接地故障时，优先考虑通过断路器的短路瞬时保护兼做接地故障保护，需保证线路末端接地故障计算电流大于1.3倍瞬动保护整定电流。

图6 TN-S系统发生单相接地故障示意图

如果由于线路太长导致断路器瞬时保护灵敏度不够，此时可以通过短延时保护实现。
由于短延时保护的整定电流通常只有瞬时保护整定电流的1/5₁/3左右，所以保护灵敏度更容易满足。
如果短延时保护灵敏度还不够，才会选择带“接地故障保护G功能”的断路器，通常其整定电流值可以更低，如图7所示。

图7 接地故障保护G功能

需要强调的是一般电子式断路器才有短延时保护，热磁式断路器无短延时保护，所以碰到瞬时保护用于接地故障保护灵敏度不够需要上短延时保护时，需要提前看看所选断路器的类型。

第四个作用：载流导体的热稳定校验。
如果是限流断路器保护的电缆，短路条件下热稳定校验通常需要将断路器限流后的I²t值，与电缆本身的热耐受值相比较，不需要考虑断路器的短延时保护参数。
但如果是框架断路器保护的电缆或者母排，瞬时保护关闭、短延时保护打开情况下，短路电流流过载流导体的持续时间就取决于短延时保护的延时时间，且还需要考虑延时时间的误差范围，见图9。

上面公式11.2-4计算之后的短路电流持续时间t，需要与短延时保护延时时间tsd做校对，比如短延时保护设定时间为0.4秒，实际最大延时时间为0.5秒。

图9 短延时保护的延时时间

通过上面的讨论，我们大致梳理了低压断路器短路短延时保护的作用，主要用于实现断路器保护选择性、躲过电动机或变压器的冲击电流、提高接地故障保护灵敏度，以及载流导体热稳定校验等。

参考资料：
《工业与民用供配电手册》第四版,IEC60947-4-1-2023版，施耐德断路器产品资料，三菱产品技术资料。

转自公众号-宾昭平低压电器杂谈