断路器如何选用(一）

最近几年，与不少断路器的使用者相互磋商、探讨，并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章，感到收益很大，但又觉得断路器的设计、制造者与它的用户之间由于沟通、交流和宣传不够，致使电器产品的用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。据此，笔者拟再次论述断路器的选择和应用，以期抛砖引玉、去伪存真。
1 、按线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法： (1) 对于 10/0.4KV 电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大 (10KV 侧的短路容量一般为 200~400MVA 甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足 10%) 。 (2)GB50054-95 《低压配电设计规范》的 2.1.2 条规定： “ 当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的 1% 时，应计入电动机反馈电流的影响 ” ，若短路电流为 30KA ，取其 1% ，应是 300A ，电动机的总功率约在 150KW ，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是 6.5∑In 。 (3) 变压器的阻抗电压 UK 表示变压器副边短接 ( 路 ) ，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。 (4) 变压器的副边额定电流 Ite=Ste/1.732U 式中 Ste 为变压器的容量 (KVA) ， Ue 为副边额定电压 ( 空载电压 ) ，在 10/0.4KV 时 Ue=0.4KV 因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量 x1.44 ～ 1.50 。 (5) 按 (3) 对 Uk 的定义，副边的短路电流 ( 三相短路 ) 为 I(3) 对 Uk 的定义，副边的短路电流 ( 三相短路 ) 为 I(3)=Ite/Uk ，此值为交流有效值。 (6) 在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则 I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7) 以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减校例如 SL7 系列变压器 ( 配导线为三芯铝线电缆 ) ，容量为 200KVA ，变压器出线端短路时，三相短路电流 I(3) 为 7210A 。短路点离变压器的距离为 100m 时，短路电流 I(3) 降为 4740A ；当变压器容量为 100KVA 时其出线端的短路电流为 3616A 。离变压器的距离为 100m 处短路时，短路电流为 2440A 。远离 100m 时短路电流分别为 0m 的 65.74% 和 67.47% 。所以，用户在设计时，应计算安装处 ( 线路 ) 的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。并按以下原则选择断路器：断路器的额定电流 In≥ 线路的额定电流 IL 断路器的额定短路分断能力 ≥ 线路的预期短路电流因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。
2 、断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力国际电工委员会的 IEC947-2 和我国等效采用 IEC 的 GB4048.2 《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准，对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如下的定义：断路器的额定极限短路分断能力 (Icu) ：按规定的试验程序所规定的条件，不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；断路器的额定运行短路分断能力 (Ics) ：按规定的试验程序所规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。极限短路分断能力 Icu 的试验程序为 otco 。其具体试验是：把线路的电流调整到预期的短路电流值 ( 例如 380V ， 50KA) ，而试验按钮未合，被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过 50KA 短路电流，断路器立即开断 (OPEN 简称 O) 并熄灭电弧，断路器应完好，且能再合闸。 t 为间歇时间 ( 休息时间 ) ，一般为 3min ，此时线路处于热备状态，断路器再进行一次接通 (CLOSE 简称 C) 和紧接着的开断 (O)( 接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性和动、静触头因弹跳的磨损 ) 。此程序即为 CO 。断路器能完全分断，熄灭电弧，并无超妯规定的损伤，就认定它的极限分断能力试验成功；断路器的运行短路分断能力 (Icu) 的试验程序为 otcotco ，它比 Icu 的试验程序多了一次 co 。经过试验，断路器能完全分断、熄灭电弧，并无超出规定的损伤，就认定它的额定进行短路分断能力试验通过。 Icu 和 Ics 短路分断试验后，还要进行耐压、保护特性复校等试验。由于运行短路分断后，还要承载额定电流，所以 Ics 短路试验后还需增加一项温升的复测试验。 Icu 和 Ics 短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格、更困难，因此 IEC947-2 和 GB14048.2 确定 Icu 有四个或三个值，分别是 25% 、 50% 、 75% 和 100%Icu( 对 A 类断路器即塑壳式 ) 或 50% 、 75% 、 100%Icu( 对 B 类断路器，即万能式或称框架式 ) 。断路器的制造厂所确定的 Ics 值，凡符合上述标准规定的 Icu 百分值都是有效的、合格的产品。