淺議低壓斷路器分斷能力的區(qū)別和選擇

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上淺議低壓斷路器分斷能力的區(qū)別和選擇作者：胡波林來源：城市建設理論研究2014年第21期        摘要：討論了低壓斷路器極限短路分斷能力與運行短路分斷能力的區(qū)別以及短路分斷能力的選擇。        關鍵詞：低壓斷路器；分斷能力；額定極限短路分斷能力Icu；額定運行短路分斷能力Ics        中圖分類號：TM561文獻標識

2、碼： A        一、概述        在工程應用中低壓斷路器是一種重要且廣泛應用的電器設備，它既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的功能。在實際應用中可用來分配電能，對電源線路及電動機等實行保護。當用電回路發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，保證用電設備的安全及減小停電事故范圍。在實際工程設計中，斷路器額定電流，額定電壓的選擇，以及脫扣器的整定等，相關規(guī)范及配電手冊都有詳細規(guī)定和解釋，在此

3、不再贅述。但額定極限分斷能力及額定運行斷路分斷能力作為斷路器的兩個重要參數，有些設計人員卻在設計時忽略該參數其重要性，不做分段能力校驗，僅一味選用高分段的斷路器，甚至模糊了兩者區(qū)別。筆者在此簡單梳理一下這個兩個參數的定義，關系及選擇建議，以期拋磚引玉，引起重視。        在工程設計中選用低壓斷路器時除了應滿足額定電壓、額定電流、保護性能及操作方式的要求外，還應對其分斷能力進行校驗。         二、低壓斷路器的分斷能力Icu和

4、Ics的定義        依據低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器規(guī)定斷路器一般具有兩個反映斷路器短路分斷能力的參數Icu和Ics分別定義如下：        (1).Icu為按規(guī)定的試驗程序所規(guī)定條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力；         極限短路分斷能力Icu的試驗程序為O-T-CO。其具體試驗是：把線路的電流調整到預期的短路電

5、流值(例如380V，40KA)，而試驗按鈕未合，被試斷路器處于合閘位置，按下試驗按鈕，斷路器通過40KA短路電流，斷路器立即開斷(OPEN簡稱O)并熄滅電弧，斷路器應完好，且能再合閘。T為間歇時間(休息時間)，一般為3min，此時線路處于熱備狀態(tài)，斷路器再進行一次接通(CLOSE簡稱C)和緊接著的開斷(O)(接通試驗是考核斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性和動、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程序即為CO。斷路器能完全分斷，熄滅電弧，并無超出規(guī)定的損傷，就認定它的極限分斷能力試驗成功；        (2).Ics為按規(guī)定

6、的試驗程序所規(guī)定的條件，包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力。其具體試驗，除與Icu相同外，還要增加溫升和5%壽命次數的接通、斷開額定電壓、額定電流的試驗，即為O-T-CO-T-CO.可見Ics試驗條件更苛嚴。        綜合（1），（2）我們可以看出額定極限短路分斷能力Icu，在分斷最大三相短路電流后還可再進行一次正常分斷，而在此之后將不再保證正常通斷。額定運行短路分斷能力Ics則是斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時可多次正常分斷，而不影響后續(xù)使用。    &

7、#160;   三、Icu和Ics的關系        Icu和Ics都是斷路器的一項重要技術性能指標。從實際情況出發(fā)，根據線路保護的需要和斷路器的不同結構，依據IEC947 - 2和GB14048.2低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器規(guī)定，Ics值對A類斷路器，即塑料外殼式，分別是25%、50%、75%和100%Icu。對B類斷路器，即萬能式或稱框架式，分別為50%、75%和100%Icu。斷路器的Ics值由其制造廠確定，凡符合上面標準規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產品。

8、60;       四、斷路器分斷能力的選擇        工業(yè)與民用配電設計手冊中僅指出保護器的分斷能力不應小于保護電器安裝處的預期最大短路電流，一般按有效值計算。但具體采用哪種參數尚沒有明確說法。筆者將從以下幾個方面來考慮，如何對斷路器分斷能力的選擇。        (1).從可靠性方面考慮      &

9、#160; 一些較為重要的供電回路，為了提高供電的可靠性，在斷路器開短路電流后，還需要保證斷路器承受它的額定電流，減少斷路器出故障的可能性，這時我們需要以額定運行短路分斷能力Ics來選擇斷路器。        (2).從可行性方面考慮        諸如變壓器出線端等干線在斷路器損壞時，會引起較大范圍的斷電，從而導致較大的經濟損失。因此多采用具有三段保護功能萬能式斷路器來實現選擇性保護，而由于其重要性，在校驗器分斷能力時，需要

10、考慮到在其多次分斷短路電流后，仍然要求斷路器可以繼續(xù)其額定電流的能力。所以在此處選擇斷路器時，更注重其額定運行短路分斷能力Ics。而在一些非重要的支路上，斷路器在短路時能分斷極限短路電流后再次合、分后，即使斷路器損壞需要更換，應不會造成較大損失。此時我們更注重斷路器器的極限運行短路分斷能力Icu.        例如一個支路的最大短路電流有效值為25KA，根據常熟塑殼斷路器的參數，CM3-100C Ics 22KA，CM3-100L Ics 35KA。如果僅簡單考慮Ics 的就認為選C系列不符合要求，而選擇L系列的

11、話，顯然是過于草率。如果按照塑殼斷路器Isc為70%Icu考慮的話，Icu為28.57KA(實際值為35KA)。從可行性來說完全滿足分支回路的保護。        目前市面上的斷路器，運行分斷能力一般都較大，都能滿足短路電流的要求。表1列出了幾種有代表性的斷路器的運行分斷能力。        表1            

12、;                    表中短路電流有效值指變壓器10KV側短路容量按150200MVA考慮，在距變壓器低壓出線端3m母線處發(fā)生金屬性短路時的短路電流。表中所列的Icu和Ics數值均為各系列斷路器中滿足變壓器容量要求的相應殼架電流等級斷路器的數值。        從表1可以看出，對于框架式斷路器,市面

13、上的產品基本都能滿足要求；對于塑殼式斷路器，只要容量滿足要求，分斷能力一般沒有問題。        (3).從經濟方面考慮        現在國內許多斷路器生產廠家,對同一殼架等級電流的短路分斷能力分為C、L、M、H(常熟開關廠的CM3系列)或S、H、R、U(天津低壓電器公司的TM30系列)等級別, C為經濟型,L為低分斷型;M為高分斷型,H為超高分斷型;S為標準型,H為高分斷型,R為限流型,U為超高分斷型.   &

14、#160;     以CM3_100型塑殼斷路器為例,C型的極限短路分斷能力為400V、35kA,M型為400V、70kA ,H型高達400V、100KA.        在市場上同類斷路器中，高分斷型要比低分斷型要貴的多。如果在實際應用中， L型甚至是C型級別的分斷能力就能夠勝任時，仍然選用H型級別的顯然會提高一次投資成本，而造成不必要浪費。        五、結束語 

15、60;      在工程應用中， Icu和Ics這兩個技術指標對斷路器的選擇有著很重要的意義，我們務必要對其定義有著清晰的認識。如果僅以Ics來衡量，在一些非重要的支線上勢必會選擇較高分斷型斷路器而造成不必要的浪費。而如果僅以Icu來衡量分斷能力是否勝任，在一些重要的干線保護中又勢必造成不安全隱患。作為設計人員既不能為方便和安全而一味選擇同類高分斷型斷路而造成浪費，又不能僅考慮極限短路分斷能力Icu而留有隱患。因此合適的場所選用合適產品是重要的，也是高質量設計水平的體現之一。        參考文獻