低壓斷路器的Icw≠Icu怎么辦

低壓電器科普的第二篇，希望用簡單的文字介紹這些基本概念，方便年輕工程師理解。首先我們得知道這兩個(gè)參數(shù)的現(xiàn)實(shí)含義是什么。Icu短路極限分?jǐn)嗄芰?，指的是斷路器最大的短路“分?jǐn)唷蹦芰?；Icw額定短時(shí)耐受電流，指的是斷路器最大的短路“耐受”能力；前者是動(dòng)態(tài)的-分?jǐn)?，要的是力劈華山的堅(jiān)決；后者是靜態(tài)的-耐受；要的是霸王舉鼎的韌性；那么這兩個(gè)參數(shù)非得要相等嗎？或者說如果不相等會(huì)有什么影響？短路分?jǐn)嗄芰κ堑蛪簲嗦菲鞅貍涞碾姎鈪?shù)，否則它和隔離開關(guān)沒啥區(qū)別，斷路器的主要作用就是能切斷過電流故障，當(dāng)然包括短路故障；而短時(shí)耐受電流參數(shù)，低壓斷路器可有可無，比如塑殼斷路器一般就沒有這個(gè)參數(shù)，它只需要快速分?jǐn)?，并且最好具備限流能力；限流能力可以降低預(yù)期短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)對電纜、母線及同回路中其他元器件的損害；框架斷路器一般同時(shí)具有這兩個(gè)參數(shù)，有的會(huì)相等，有的會(huì)不相等；設(shè)計(jì)師朋友在斷路器選型時(shí)，一般會(huì)根據(jù)電氣系統(tǒng)中斷路器安裝位置的預(yù)期短路電流，選擇斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?。比如某容量?000kVA的10kV/0.4kV配電變壓器，阻抗電壓百分比為5％。變壓器的阻抗百分比是指把變壓器低壓側(cè)短路，同時(shí)把高壓側(cè)的（額定頻率）電壓從零開始慢慢往上調(diào)。當(dāng)調(diào)整到一二次側(cè)電流達(dá)到額定電流值時(shí)，紀(jì)錄下一次側(cè)的電壓U1，我們把U1與額定電壓Un之比叫做變壓器的阻抗電壓Uk。Uk沒有單位，它是一個(gè)百分位數(shù)，阻抗電壓的值一般在4%到6%之間。有了變壓器的上述參數(shù)，就可以粗略估算變壓器低壓側(cè)的預(yù)期短路電流，以此作為斷路器短路分?jǐn)嗄芰x擇的基準(zhǔn)。所以，容量為2000kVA、阻抗電壓為5%的配電變壓器，其低壓側(cè)的額定電流In和預(yù)期短路電流Ik為：In=2000/1.732/0.4≈2887AIk=2000/1.732/0.4/0.05≈58kA。低壓側(cè)進(jìn)線斷路器，我們可以選擇框架斷路器如MTZ2-32H1，其額定電流為3200A，大于低壓側(cè)額定電流2887A。H1代表短路極限分?jǐn)嗄芰cu為66kA，短路運(yùn)行分?jǐn)嗄芰cs也為66kA，短路分?jǐn)嗄芰Χ即笥谙到y(tǒng)預(yù)期短路電流，額定短時(shí)耐受電流Icw為66kA，即Icu=Ics=Icw。當(dāng)該進(jìn)線斷路器瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉，短延時(shí)保護(hù)打開，延時(shí)時(shí)間設(shè)定為0.4s，低壓柜主母線側(cè)發(fā)生三相短路故障，短路電流最大為58kA左右，該斷路器能承受58kA的短路電流0.4秒后還可以成功分?jǐn)啵〝嗦菲鲗?shí)際短時(shí)耐受電流參數(shù)為66kA/1s）。低壓斷路器短時(shí)耐受電流參數(shù)66kA/1s，詳細(xì)解析就是：能承受66kA的短路電流1秒鐘后，還能成功分?jǐn)?6kA，試驗(yàn)程序見GB/T14048.2。如果該系統(tǒng)還有一個(gè)計(jì)算電流為800A左右分支回路，如何為其選擇合適的斷路器呢？簡單點(diǎn)，我們可以選擇額定電流為1000A，且Icu=Ics=Icw=66kA的框架斷路器，例如MTZ2-10H1。除此之外，我們還可以選擇Icu=Ics≠Icw的框架斷路器，例如選擇MTZ1-10H3，其Icu=66kA，大于系統(tǒng)預(yù)期短路電流58kA。短時(shí)耐受電流Icw為50kA，耐受時(shí)間為1秒，典型的Icu≠Icw，會(huì)有問題嗎？假設(shè)該饋線斷路器的瞬時(shí)保護(hù)也關(guān)閉，短延時(shí)保護(hù)打開，短延時(shí)間設(shè)定為0.2秒，通過曲線校驗(yàn)二者可以滿足全選擇性要求。現(xiàn)在有一個(gè)疑慮尚未打消，出線斷路器MTZ1-10H3用在預(yù)期短路電流為58kA的系統(tǒng)里，雖然短路分?jǐn)嗄芰M足，但是其短時(shí)耐受電流只有50kA/1s，有風(fēng)險(xiǎn)么？前面提到，該出線斷路器的瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉，短延時(shí)保護(hù)打開，那么當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生58kA左右的短路電流時(shí)，斷路器能耐受得住么？

這時(shí)候我們不得不提到MTZ1-10H3的“集成瞬間保護(hù)”功能，實(shí)際上就DIN保護(hù)，在GB/T14048.2中叫“瞬時(shí)超越脫扣器”，屬于Icu≠Icw斷路器的獨(dú)門保護(hù)。

施耐德MTZ樣本中介紹DIN保護(hù)是這樣的：DIN保護(hù)在短路電流大于Icw時(shí)被激活，為峰值保護(hù)，DIN保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間小于25毫秒。ABB的Emax斷路器樣本中同樣提到在I＞Icw時(shí)，其分?jǐn)鄷r(shí)間相對于I＜Icw情況下快，動(dòng)作時(shí)間25ms，其實(shí)也是“瞬時(shí)超越脫扣器”在起作用。所以說，對于Icu≠Icw斷路器來說，理論上都應(yīng)該具有“瞬時(shí)超越脫扣器”，目的是避免斷路器在瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉的情況下，斷路器承受超過其耐受能力的短路電流后再分?jǐn)噙@種潛在風(fēng)險(xiǎn)，而是只要短路電流超過其短時(shí)耐受電流，就快速動(dòng)作。

分析到這里，我們還有最后一個(gè)問題需要澄清，MTZ1-10H3的短時(shí)耐受電流是50kA/1秒，其“集成瞬間保護(hù)”動(dòng)作電流（峰值）為何是110kA呢？

回到低壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)本身，GB/T14048.2中短時(shí)耐受電流試驗(yàn)第一個(gè)半波的峰值與短時(shí)耐受電流的關(guān)系，需要滿足系數(shù)n。

所以，MTZ1