浅析断路器的极限短路分断才能.docx

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1、浅析断路器的极限短路分断才能摘要：选择不同类型短路分断才能的断路器来适应不同的线路预期短路电流当I在一样的情况时的需要断路器的选用原那么是：断路器的短路分断才能线路的预期短路电流。关键词：断路器要点配电线路1、不同的负载应选用不同类型的断路器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用照明、家用电器等三大类。以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。这三类断路器的保护性质和保护特性是不一样的。对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。所谓选择型是指断路用具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。万能式又称框架式断路器中的DW

2、15系列、DW17ME系列、AH系列和DW40、DW45系列中大局部是B型，而DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15、DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。选择性保护。当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电。假如QF2和QF1都是A类断路器，那么F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1、QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。可以实现选择性保护的原

3、因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，当F点短路时，短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作通常它的全分断时间不大于0.02s，因QF1的短延时，QF1在0.02s内不会动作它的短延时0.1s或者0.2、0.3、0.4s。在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。可见，假如要到达选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B型断路器。对于直接保护电动机的电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是讲它可选择A类断路器包括塑壳式和万能式，DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除

4、有配电保护的性能外，它们的630A及以下规格均有保护电动机的功能。家用和类似场所的保护过去又称它为导线保护或者照明保护，也是一种小型的A类断路器，其典型产品有C45N、PX200C、HSM8等等。配电线路、电动机和家用等的过电流保护断路器，因保护对象如变压器、电线电缆、电动机和家用电器等的承受过载电流的才能包括电动机的起动电流和起动时间等有差异，因此，选用的断路器的保护特性也是不同的。1配电保护型断路器的反时限断开特性注：可返回特性：考虑到配电线路内有电动机群，由于电动机仅是其负载的一局部，且一群电动机不会同时起动，故确定为3InIn为断路器的额定电流，InIL，IL为线路额定电流，对断路器进

5、展试验，当试验电流为3In时保持5sIn40A时，8s40AIn250A时，12sIn250A时，然后将电流返回至In，断路器应不动作，这就是返回特性。2为电动机保护型断路器的反时限断开特性注：按电动机负载性质可以选2、4、8、12min之内动作，一般的选24min。7.2In也是一种可返回特性，它必须躲过电动机的起动电流57倍In，Tp为延时时间，按电动机的负载性质可选动作时间Tp为2sTp10s、4sTp10s、6sTp20s和9sTp30s，一般选用2sTp10s或者4sTp10s。3配电保护型的瞬动整定电流为10In误差为20%,In为400A及以上规格，可以在5In和10In中任选一

6、种由用户提出，制造厂整定；电动机保护型的瞬动整定电流为12In,一般设计时In可以即是电动机的额定电流。4家用和类似场所用断路器的过载脱扣特性注：B、C、D型是瞬时脱扣器的型式：B型脱扣电流35In，C型脱扣电流510In，D型脱扣电流1050In。用户可根据保护对象的需要，任选它们中的一种。5B类断路器的短路短延时特性DW15型断路器：310InInm为1600A时，Inm为壳架等级电流，36InInm为2500A、4000A时，短延时时间为0.2或者0.5s。ME型断路器：312In，短延时时间00.3s可调。DW45型断路器：0.415In，短延时时间0.1、0.2、0.3和0.4s可调

7、。在进展工程设计时，应根据不同的负载对象来选择不同保护特性如上所述的断路器，以免因选用不当造成严重后果。在理论中最轻易混淆的是电动机负载保护误选为配电保护型或者家用保护型。小型断路器MCB也有电动机保护型，如天津梅兰日兰的C45AD等。2、选择不同类型短路分断才能的断路器来适应不同的线路预期短路电流当I在一样的情况时的需要断路器的选用原那么是：断路器的短路分断才能线路的预期短路电流。假设某电源SL710/0.4kV变压器的容量为1600kVA，二次电流为2312A，其出线端5m处的短路电流为42.96kA。某一支路的额定电流为125A，由于此支路离变压器很近，如在10m处，那么此支路的断路器需

8、要考虑采用HSM1_125H型塑壳式断路器它的极限短路分断才能为400V、50kA。但是离变压器50m处，由于汇流排等的电阻和电抗值影响，50m处的短路电流已经降到34.5kA，而100m处，降为28.8kA。对此就可选择HSM1_125M型塑壳式断路器它的极限短路分断才能为400V、35kA。如今国内很多断路器消费厂家，对同一壳架等级电流的短路分断才能分为E、S、M、H、L杭州之江开关厂的HSM1系列或者C、L、M、H常熟开关厂的CM1系列或者S、H、R、U天津低压电器公司的TM30系列等级别。其中，E为经济型，S为标准型，M为中短路分断型，H为高分断型，L为限流型，C为经济型，L为低分断型

9、；M为高分断型，H为超高分断型；S为标准型，H为高分断型，R为限流型，U为超高分断型。以HSM1_125型塑壳断路器为例，E型的极限短路分断才能为400V、15kA，S型为400V、25kA，M型为400V、35kA，H型为400V、50kA。它们的价格也相差很大，如以E型为1，那么S型为1.2，M型为1.4，H型为2，即购置一台H型的断路器的钱，可以购置二台E型。用户在设计选用时，不必人为地加上所谓保险系数，以免造成浪费。3、关于断路器的极限短路分断才能、运行短路分断才能和短时耐受电流极限短路分断才能Icu，是指在一定的试验参数电压、短路电流、功率因数条件下，经一定的试验程序，可以接通、分断

10、的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断才能。它的试验程序为0t线上C0“0为分断，t为间歇时间，一般为3min，“C0表示接通后立即分断。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。运行短路分断才能Ics，是指在一定的试验参数电压、短路电流和功率因数条件下，经一定的试验程序，可以接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断才能，它的试验程序为0t线上C0t线上C0。短时耐受电流Icw,是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或者1s而断路器不允许脱扣的才能，Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，它是针对B类断

11、路器的，通常Icw的最小值是：当In2500A时，它为12In或者5kA，而In2500A时，它为30kADW45_2000的Icw为400V、50kA，DW45_3200的Icw为400V、65kA。运行短路分断才能的试验条件极为苛刻一次分断、二次通断，由于试后它还要继续承载额定电流其次数为寿命数的5%，因此它不单要验证脱扣特性、工频耐压，还要验证温升。IEC947_2以及1997新版IEC60947_2和我国国家标准GB140482规定，Ics可以是极限短路分断才能Icu数值的25%、50%、75%和100%B类断路器为50%、75%和100%，B类无25%是鉴于它多数是用于主干线保护之故

12、。上文提到的选择断路器的一个重要原那么是断路器的短路分断才能线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断才能通常是指它的极限短路分断才能。无论A类或者B类断路器，它们的运行短路分断才能绝大多数是小于它的极限短路分断才能Icu的。A类：DZ20系列Ics50%77%Icu，CM1系列Ics58%72%Icu，TM30系列Ics50%75%Icu，个别产品IcsIcu。B类：DW15系列Ics60%左右的Icu，个别的如630AIcsIcu，但短路分断才能仅400V时30kA，DW45系列Ics62.5%80%Icu。不管是A类或者B类断路器，只要它的Ics符合IEC947_2或者GB14048.2标

13、准规定的Icu百分比值都是合格产品。用户在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断才能线路预期短路电流就能知足要求了，对线路本身来讲，例如上面举例的变压器容量为1600kVA的线路，可能出现的短路电流约为43kA,它是仅计算离变压器间隔为5m。这种短路的机率极小。在选用断路器时，只要它的极限短路分断才能43kA，譬如50kA就足够了。经过“0一次、“C0一次就完成了它的使命，必须更换新的断路器，而运行短路分断才能，例如为50%的Icu，也到达25kA，它既可以实现一次分断，二次通断在25kA短路电流时故障电流然后还要承载其额定电流，任务是非常艰巨的。有些使用者认定要按断路器的运行短路分断才能Ic

14、s线路预期短路电流来设计，其实是一种误解，也是不必要的。有些制造厂的样本里宣传，它的产品Ics=Icu，如确实，讲明它的Icu指标有裕度，如不确实，讲明它有水份，不可全信，而且Ics=Icu的断路器，其售价要高很多，不合算。国外几十年来盛行一种级联cascade保护也称后备保护，如图2所选QF2断路器的极限短路分断才能小于其线路的预期短路分断才能例如线路额定电流为250A，而预期短路电流为50kA，那么QF2选择的是HSM1_250S断路器Icu为400V、35kA，当F处出现线路短路短路电流达50kA时，由QF1设QF1处的额定电流为400A，QF1选HSM1_400H，其Icu为400V、

15、65kA和QF2一起分断，QF2仅承受一局部短路电流的分断，其余局部由QF1承当，而对QF2处线路绝大局部小于35kA的故障电流，就由QF2来承当。这种级联保护也有一定的条件，譬如邻近的支路不是重要负载由于一旦QF1跳闸QF3回路也停电，同时QF1的瞬动整定值与QF2的瞬定值也要协调等，这种级联保护主要目的也是为了节约投资。应提到的是，所有断路器的短路分断才能无论是Icu还是Ics都是周期分量有效值。在短路试验中的“C0的Cclose接通的电流是峰值电流Ich。在试验站进展短路分断试验时，电压、短路电流有效值和功率因数cos已调整好，它的接通电流也就被确定了。接通电流试验“C试验，是以峰值电流

16、来考核触头和其他导电体承受的电动斥力和热稳定性的才能，有什么样的有效值电流分断电流，在其相应的功率因数下，便有什么样的峰值电流，使用者毋须去考虑峰值电流这个参数。峰值电流冲击电流ichkch根号2Ic，Ic为周期分量有效值，kch为冲击系数1kch2，kch2为峰值系数。4、四极断路器的选用对于以下情况，有必要选用四极断路器：1有双电源切换要求的系统必须选用四极断路器，以知足整个系统的维护、测试和检修时的隔离需要；2住宅每户单相总开关应选用带N极的二极开关可用四极断路器；3剩余电流动作保护器漏电开关，必须保证所保护的回路中的一切带电导线断开，因此，对具有剩余电流动作保护要求的回路，均应选用带N

17、极如四极的漏电断路器。目前，国内市场供给的四极塑料外壳式断路器有六种型式：1断路器的N极不带过电流脱扣器，N极与其他三个相线极一起合分电路；2断路器的N极不带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；3断路器N极带过电流脱扣器，N极与其他三个相线极一起合分电路；4断路器的N极带过电流脱扣器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开；5断路器的N极装设中性线断线保护器，N极与其他三个相线极一起合分电路；6断路器的N极装设中性线断线保护器，N极始终接通，不与其他三个相线极一起断开。1和2型式适用于中性线电流不超过相线电流的25%的正常状态变压器联结组标号为Yyno，其中2型适用于TN_C系统PEN线不允许断开；3和4型式适用于三相负载不平衡，且负载中有大量电子设备谐波成份很大，导致N线的电流即是或者大于相线电流，N线过载而无法借助三个相线的过电流脱扣器的动作来切断过载故障的情况；4型合适TN_C系统；5和6型式合适于在中性线断线时，切断三相及中线以保护单相设备防止损毁和间接触电事故的发生，6型合适于TN_C系统。0