斷路器的分斷能力

斷路器的分斷能力
摘　要：斷路器的應用，目前國家標準或規程還沒有對是否使用做出硬性的規定，雖然地區性四極電器的設計規范已經出臺，但安裝與不安裝四極電器的爭論還在進行中，某些地區的使用近年來出現一窩蜂的趨勢，各斷路器制造廠也紛紛設計，制造各種型號的四極斷路器投放市場。筆者同意一種意見，就是用或不用應以是否能確保供電的可靠性、安全性為準。
關鍵詞：斷路器選用電流
近幾年，與不少斷路器的使用者相互磋商、探討，并在專業刊物上閱讀了一些斷路選用的文章，感到收益很大，但又覺得斷路器的設計、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠，致使電器產品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據此，筆者擬再次論述斷路器的選擇和應用，以期拋磚引玉、去偽存真。 一、按線路預期短路電流的計算來選擇斷路器的分斷能力
精確的線路預期短路電流的計算是一項極其繁瑣的工作，因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡捷計算方法：
1.對于10/0.4kV電壓等級的變壓器，可以考慮高壓側的短路容量為無窮大(10kV側的短路容量一般為200~400MVA甚至更大，因此按無窮大來考慮，其誤差不足10%)。
并按以下原則選擇斷路器：因此，在選擇斷路器上，不必把余量放得過大，以免造成浪費。 二、斷路器的極限短路分斷能力和運行短
路分斷能力IEC947-2和GB4048.2，對斷路器極限短路分斷能力和運行短路分斷能力作了如下的定義：斷路器的額定極限短路分斷能力(Icu)：按規定的試驗程序所規定的條件，不括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力；斷路器的額定運行短路分斷能力(Ics)：按規定的試驗程序所規定的條件，括斷路器繼續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OTCO。其具體試驗是：把線路的電流調整到預期的短路電流值(例如380V，50KA)，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50KA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，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，并無超出規定的損傷，就認定它的極限分斷能力試驗成功；斷路器的運行短路分斷能力(Icu)的試驗程序為OTCOTCO，它比Icu的試驗程序多了一次CO。經過試驗，斷路器能完全分斷、熄滅電弧，并無超出規定的損傷，就認定它的額定進行短路分斷能力試驗通過。Icu和Ics短路分斷試驗后，還要進行耐壓、保護特性復校等試驗。由于運行短路分斷后，還要承載額定電流，所以Ics短路試驗后還需增加一項溫升的復測試驗。Icu和Ics短路或實際考核的條件不同，后者比前者更嚴格、更困難，因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個或三個值，分別是25%、50%、75%和Icu(對A類斷路器即塑殼式)或50%、75%、Icu(對B類斷路器，即萬能式或框架式)。斷路器的制造廠所確定的Ics值，凡符合上述標準規定的Icu百分值都是有效的、合格的產品。
萬能式斷路器，絕大部分都具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動的三段保護功能，能實現選擇性保護，因此大多數主干線(括變壓器的出線端)都采用它作主開關，因為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，所以發生短路故障時要求兩個CO，而且要求繼續承載一段時間的額定電流，因此萬能式斷路器偏重于它的Icu值；而使用在支路上的塑殼式斷路器，經過極限短路電流的分斷和再次的合、分后，已完成其使命，它不再承載額定電流，可以更換新的(停電的影響較小)，一般只注重其Ics值。但是，無論是萬能式或塑殼式斷路器，都有必須具備Icu和Ics這兩個重要的技術指標。只有Ics值在兩類斷路器上表現略有不同，塑殼式的 小允許Ics可以是25%Icu，萬能式 小允許Ics是50%Icu，有些斷路器應用的設計人員，按其所計算的線路預期短路電流選擇斷路器時，以斷路器的額定運行短路分斷能力來衡量，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期短路電流，而運行短路分斷能力則低于計算電流)為不合格。這是一個誤解。 三、斷路器的電氣間隙與爬電距離
確定電器產品的電氣間隙，必須依據低壓系統的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時過電壓被限制在規定的沖擊耐受電壓，而系統中的電器或設備產生的瞬時過電壓也必須低于電源系統規定的沖擊電壓。