如何選用斷路器

如何選用斷路器
1．按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰_的線路預(yù)期短路電流的計(jì)算是一項(xiàng)極其繁瑣的工作。因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法：
（1）對(duì)于10/0.4KV電壓等級(jí)的變壓器，可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大（10KV側(cè)的短路容量一般為200～400MVA甚至更大，因此按無(wú)窮大來(lái)考慮，其誤差不足10%）。
（2）GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定：當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響，若短路電流為30KA，取其1%，應(yīng)是300A，電動(dòng)機(jī)的總功率約在150KW，且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5In。
（3）變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接（路），當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí)，原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí)，副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。
（4）變壓器的副邊額定電流Ite=Ste/1.732U式中Ste為變壓器的容量（KVA），Ue為副邊額定電壓（空載電壓），在10/0.4KV時(shí)Ue=0.4KV因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是變壓器容量x1.44～1.50。
（5）按（3）對(duì)Uk的定義，副邊的短路電流（三相短路）為I（3）對(duì)Uk的定義，副邊的短路電流（三相短路）為I（3）=Ite/Uk，此值為交流有效值。
（6）在相同的變壓器容量下，若是兩相之間短路，則I（2）=1.732I（3）/2=0.866I（3）
（7）以上計(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值，這是 嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)離變壓器有一定的距離，則需考慮線路阻抗，因此短路電流將減小。例如SL7系列變壓器（配導(dǎo)線為三芯鋁線電纜），容量為200KVA，變壓器出線端短路時(shí)，三相短路電流I（3）為7210A。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí)，短路電流I（3）降為4740A；當(dāng)變壓器容量為100KVA時(shí)其出線端的短路電流為3616A。離變壓器的距離為100m處短路時(shí)，短路電流為2440A。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。所以，用戶在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算安裝處（線路）的額定電流和該處可能出現(xiàn)的 大短路電流。并按以下原則選擇斷路器：斷路器的額定電流In線路的額定電流IL斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰�路的預(yù)期短路電流因此，在選擇斷路器上，不必把余量放得過(guò)大，以免造成浪費(fèi)。 2．?dāng)嗦菲鞯臉O限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?guó)際電工委員會(huì)的IEC947-2和我國(guó)等效采用IEC的GB4048.2《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌亩x：斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu）：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，不括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰Γ粩嗦菲鞯念~定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰�。極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)閛tco。其具體試驗(yàn)是：把線路的電流調(diào)整到預(yù)期的短路電流值（例如380V，50KA），而試驗(yàn)按鈕未合，被試斷路器處于合閘位置，按下試驗(yàn)按鈕，斷路器通過(guò)50KA短路電流，斷路器立即開(kāi)斷（OPEN簡(jiǎn)稱O）并熄滅電弧，斷路器應(yīng)完好，且能再合閘。t為間歇時(shí)間（休息時(shí)間），一般為3min，此時(shí)線路處于熱備狀態(tài)，斷路器再進(jìn)行一次接通（CLOSE簡(jiǎn)稱C）和緊接著的開(kāi)斷（O）（接通試驗(yàn)是考核斷路器在峰值電流下的電動(dòng)和熱穩(wěn)定性和動(dòng)、靜觸頭因彈跳的磨損）。此程序即為CO。斷路器能完全分?jǐn)�，熄滅電弧，并無(wú)超妯規(guī)定的損傷，就認(rèn)定它的極限分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)成功；斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu）的試驗(yàn)程序?yàn)閛tcotco，它比Icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，斷路器能完全分?jǐn)�、熄滅電弧，并無(wú)超出規(guī)定的損傷，就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過(guò)。Icu和Ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后，還要進(jìn)行耐壓、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn)。
由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪�，還要承載額定電流，所以Ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測(cè)試驗(yàn)。Icu和Ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同，后者比前者更嚴(yán)格、更困難，因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個(gè)或三個(gè)值，分別是25%、50%、75%和Icu（對(duì)A類斷路器即塑殼式）或50%、75%、Icu（對(duì)B類斷路器，即萬(wàn)能式或稱框架式）。
斷路器的制造廠所確定的Ics值，凡符合上述標(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（框架式）斷路器，絕大部分（不是所有規(guī)格）都具有過(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（括變壓器的出線端）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)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》建議：具有三段保護(hù)的萬(wàn)能式斷路器，偏重于它的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰χ�，而大量使用于分支線塑殼斷路器確保它有足夠的極限短路能力值。我們對(duì)此的理解是：主干線切除故障電流后更換斷路器要慎重，主干線停電要影響一大片用戶，所以發(fā)生短路故障時(shí)要求兩個(gè)CO，而且要求繼續(xù)承載一段時(shí)間的額定電流，而在支路，經(jīng)過(guò)極限短路電流的分?jǐn)嗪驮俅蔚暮稀⒎趾�，已完成其使命，它不再承載額定電流，可以更換新的（停電的影響較�。�
但是，無(wú)論是萬(wàn)能式或塑殼式斷路器，都有必須具備Icu和Ics這兩面三刀個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。只有Ics值在兩類斷路器上表現(xiàn)略有不同，塑殼式的 小允許Ics可以是25%Icu，萬(wàn)能式 小允許Ics是50%的Ics=Icu的斷路器是很少的，即使萬(wàn)能式也少有Ics=[國(guó)外有一種采用旋轉(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，分?jǐn)嗄芰Φ脑６群艽螅勺龅絀cs=Icu，但價(jià)格很高。我國(guó)的DW45智能型萬(wàn)能式斷路器的Ics為62.5%～65%Icu，國(guó)際上，ABB公司的F系列，施耐德的M系列也不過(guò)是70%左右，而塑殼式斷路器，國(guó)內(nèi)各種新型號(hào)，Ics大抵在50%～75%Icu之間。
有些斷路器應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員，按其所計(jì)算的線路預(yù)期短路電流選擇斷路器時(shí)，以斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?lái)衡量，由此判定某種斷路器（此斷路器的極限短路能力大于線路預(yù)期短路電流，而運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰t低于計(jì)算電流）為不合格。這是一個(gè)誤解。 3．?dāng)嗦菲鞯碾姎忾g隙與爬電距離確定電器產(chǎn)品的電氣間隙，必須依據(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時(shí)過(guò)電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓，而系統(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓也必須低于電源系統(tǒng)規(guī)定的沖擊電壓。因此：