斷路器的額定極限和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?/h1>

分類(lèi)：解決方案 日期：2007-03-12 00:00:00

用戶(hù)在設(shè)計(jì)、選擇低壓斷路器的短路分?jǐn)嗄芰r(shí)，應(yīng)遵循的基本原則是：斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰?amp;sup3;線(xiàn)路可能出現(xiàn)（預(yù)期）的短路電流。
國(guó)際電工委員會(huì)IEC947 - 2和我國(guó)等效采用IEC的GB14048.2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的短路分?jǐn)嗄芰τ袃煞N；額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs。

1. Icu和Ics的定義
分別定義如下：Icu為按規(guī)定的試驗(yàn)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?jǐn)嗄芰Γ籌cs為按規(guī)定的試驗(yàn)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?jǐn)嗄芰Α?
Icu的試驗(yàn)程序?yàn)閛 t co；Ics的試驗(yàn)程序?yàn)閛 t co t co。Ics比Icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過(guò)程序試驗(yàn)，能完全分?jǐn)啵珉娀。o(wú)超出規(guī)定的損傷，被認(rèn)為Icu試驗(yàn)通過(guò)，而Ics的合格標(biāo)準(zhǔn)，除與Icu相同外，還要增加溫升和5%壽命次數(shù)的接通、斷開(kāi)額定電壓、額定電流的試驗(yàn)，Ics試驗(yàn)條件更苛嚴(yán)。

2. Icu和Ics的關(guān)系
Icu和Ics都是斷路器的一項(xiàng)重要技術(shù)性能指標(biāo)。從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)線(xiàn)路保護(hù)的需要和斷路器的不同結(jié)構(gòu)，IEC947 - 2和GB14048.2確定的Ics有4個(gè)或3個(gè)值，分別是25%、50%、75%和100%Icu（對(duì)A類(lèi)斷路器，即塑料外殼式），或50%、75%和100%Icu（對(duì)B類(lèi)斷路器，即萬(wàn)能式或稱(chēng)框架式）。斷路器制造廠(chǎng)確定其產(chǎn)品的Ics值，凡符合上面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。
萬(wàn)能式斷路器的絕大部分（不是所有規(guī)格）都是有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能，能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。因此大多數(shù)主干線(xiàn)（包括變壓器的出線(xiàn)端）都采用它作主（保護(hù)）開(kāi)關(guān)，而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時(shí)功能（僅有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬動(dòng)的二段保護(hù)），不能作選擇性保護(hù)，它們只能使用于支路。
由于使用（適用）的情況不同，IEC92《船舶電氣》標(biāo)準(zhǔn)建議：具有三段保護(hù)的萬(wàn)能式斷路器，偏重于它的Ics，而大量使用于分支線(xiàn)路的塑殼式斷路器，應(yīng)確保它有足夠的Icu。筆者對(duì)此的理解是：主干線(xiàn)切除故障電流后更換新斷路器要慎重，主干線(xiàn)停電時(shí)間較久要影響一大片用戶(hù)的供電，所以發(fā)生短路故障時(shí)要求有2個(gè)co，并且還要求繼續(xù)承載一段時(shí)間的額定電流；而使用于支路的僅有二段保護(hù)的斷路器，在經(jīng)過(guò)極限短路電流的分?jǐn)嗪驮俅蔚慕油ǚ謹(jǐn)嗪螅淹瓿善涫姑辉俪休d額定電流，可以更換新的（更換時(shí)停電的區(qū)域僅限于支路，因此影響較小），而它的Ics就可小于極限短路電流。Ics在兩類(lèi)斷路器上規(guī)定值也有所不同，塑殼式最小允許的Ics是25%Icu，而萬(wàn)能式的Ics最小是50%Icu。Ics = Icu的斷路器是很少的，即使是萬(wàn)能式，也很少有Ics = 100%Icu [有一種采用旋轉(zhuǎn)雙分?jǐn)啵c(diǎn)）技術(shù)的塑殼式斷路器，它的限流性能極好，短路分?jǐn)嗄芰Φ脑６群艽螅梢宰龅絀cs = Icu，但價(jià)格很高]。我國(guó)的DW15型萬(wàn)能式斷路器Ics =（60% ~ 75%）Icu，DW45智能型萬(wàn)能式斷路器Ics =（62.5% ~ 65%）Icu，國(guó)際上ABB公司的F系列，施耐德公司的M系列Ics也不過(guò)達(dá)到70%左右的Icu。而塑殼式斷路器，國(guó)內(nèi)各種新型號(hào)的Ics大多數(shù)在（50% ~ 75%）Icu之間。有些廠(chǎng)商的廣告或樣本中稱(chēng)它的斷路器Ics = Icu，如果不是限流型，則是有水分的。選用它，最可靠、最嚴(yán)肅的辦法是向他們索取Ics = Icu的試驗(yàn)證書(shū)或型式試驗(yàn)報(bào)告。

3. Icu和Ics的選用
一臺(tái)容量為1600kVA的變壓器，其副邊的額定電流為2312A，阻抗電壓百分?jǐn)?shù)uK取6%，最大預(yù)期短路電流應(yīng)為38.5kA，作保護(hù)用的斷路器額定短路分?jǐn)嗄芰?yīng)是³40kA，若選DW15 - 2500Y的2500A或DW45 - 3200的2500A作主開(kāi)關(guān)是能勝任的。由于現(xiàn)代的動(dòng)力中心的變壓器與配電柜相距很近，甚至安裝在一起，因此即使是支路，額定電流在100A，它的預(yù)期短路電流也是很大的。因此，也要求線(xiàn)路中的塑殼斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?yīng)達(dá)到380V、40kA。
有文章斷定某一新型塑殼式斷路器（殼架等級(jí)電流160A，Icu380V、50kA，Ics380V、35kA）不能選用，理由是它的Ics僅35kA，小于線(xiàn)路預(yù)期電流38.5kA。這是一種誤解。該型號(hào)斷路器使用于支路，即使通過(guò)支路的短路電流為38.5kA，但此斷路器Icu大50kA，完全可以勝任。因此判斷塑殼式斷路器能否勝任某一線(xiàn)路保護(hù)開(kāi)關(guān)，是看它的Icu能否大于線(xiàn)路的預(yù)期短路電流。而它的Ics即使小一點(diǎn)，也無(wú)礙于它的作用的發(fā)揮。因?yàn)槎搪肥鹿识喾N多樣，例如兩相短路（其短路電流為三相短路值的二分之根號(hào)三），或者離電源較遠(yuǎn)的地方，如50m、100m，即使是三相短路，由于阻抗的原因，三相短路時(shí)，事故電流大約是50% ~ 60%的三相最大預(yù)期值。