【電氣設計】低壓配電系統中保護開關的上下級協調（二）（Upstream/Downstream Discrimination of Protection Devices in LV Distribution System - Part 2）

上一章，我們簡單介紹了低壓配電系統中保護開關上下級協調的定義，分類等。這一章，我們看看不同保護器件之間協調有什麽不同。

A. 上下級均爲熔断器的Discrimination

A1. 憑經驗法則

若兩個同一標准的低壓熔斷器额定值比例是2：1，可在最惡劣的故障下仍能做到discrimination。例如串聯連接一條100A熔断器與一条200A熔斷器能做到discrimination而不用查考其操作特性。BS EN 60269-2熔斷器若屬於同一用途類別（例如gG）及额定值不小於16A，上述的比例可减至1.6：1。

上圖為Eaton的bussmann系列BS標準的FUSE的協調選擇參考表格。在表格中，頂部橫軸顯示的是下游側Fuses，左側縱軸顯示的是上游側Fuses。這些ratio對所有overcurrent和opening times都有效。

只需知道fuse的額定電流。不需要繪制時間/電流曲線或進行短路電流分析就可以確定是否上下級協調。為確保上下級協調，只需確保上下級fuses的額定電流比率符合或超過表中的比率。例如，圖中對於0-60A的Time delay型SC系列fuse，只需要上下級的額定功率滿足2：1就可以實現上下級協調。

A2. 用熔斷器的時間/電流特性及I2t特性

若兩熔斷器串聯連接，過流幅度在熔斷器特性曲線範圍以內，辨别熔斷器能否區别運作的方法，可比较上、下游熔斷器的時間/電流特性曲線。如下游的熔斷器特性在上游熔斷器特性的左下位置，則可達到discrimination。

若過流幅度很大，Discrimination的評估需要製造商提供的熔断器弧前的I2、弧前時間、操作時的I2t及操作時間。如果下游的熔断器在不足0.1秒内熔斷，而操作時的總I2t較上游熔斷断器弧前的I2t小，可達到區别運作。如上圖80A fuse的總I2t小於125A的狐前I2t，因此80A和125A fuse可以做到discrimination，而80A與100A無法做到discrimination。詳細的Fuse I2t 特性如下圖，供大家參考，一般情況，Fuse的製造商都會提供類似的特性曲綫。

B. 上下級均爲斷路器的Discrimination

與Fuse不同，斷路器不能總是依靠2:1的上下遊比例來保證分辨。2:1的比例一般適用於thermal trip mechanism (Fuse等)，但並不總是適用於magnetic trip mechanism (MCB/MCCB等)。

断路器的區别運作一般較熔斷器困難，在可行的情況下應盡可能向製造商查詢。在器件的過载範圍內（即在慢動作區’未達至斷路器瞬時脱扣值），如兩器件的時間與電流特性不會重疊，可視作達到選擇性協調（如下圖）。在器件的短路範圍（藍色陰影部分），理論上若下游斷路器的峰值允通電流小於上游斷路器的峰值瞬時脱扣程度，應可達至區别運作，但仍需要向產品的製造商確認。

最後留一個思考題給大家，如果計算出來的fault current如下兩種情況I1和I2，那麽我們需要考慮藍色陰影部分的discrimination嗎？