關于斷路器的極限短路分斷能力、運行短路分斷能力和短時耐受電流
極限短路分斷能力(Icu),是指在一定的試驗參數(電壓、短路電流、功率因數) 條件下,經一定的試驗程序,能夠接通、分斷的短路電流,經此通斷后,不再繼續承載其額定電流的分斷能力。它的試驗程序為0—t(線上)C0 (“0”為分斷,t 為間歇時間,一般為3min,“C0”表示接通后立即分斷)。試檢后要驗證脫扣特性和工頻耐壓。
運行短路分斷能力(Ics),是指在一定的試驗參數(電壓、短路電流和功率因數)條件下,經一定的試驗程序,能夠接通、分斷的短路電流,經此通斷后,還要繼續承載其額定電流的分斷能力,它的試驗程序為0—t(線上)C0—t (線上)C0。
短時耐受電流(Icw),是指在一定的電壓、短路電流、功率因數下,忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力,Icw是在短延時脫扣時,對斷路器的電動穩定性和熱穩定性的考核指標,它是針對B類斷路器的,通常Icw的最小值是:當In≤2500A時,它為12In或5kA,而In>2500A時,它為30kA( DW45_2000的Icw為 400V、50kA,DW45_3200的Icw為400V、65kA)。
運行短路分斷能力的試驗條件極為苛刻(一次分斷、二次通斷),由于試后它還要繼續承載額定電流(其次數為壽命數的5%),因此它不單要驗證脫扣特性、工頻耐壓,還要驗證溫升。 IEC947_2(以及1997新版IEC60947_2)和我國國家標準GB140482規定,Ics可以是極限短路分斷能力Icu數值的25%、50%、75%和100%(B類斷路器為50%、75%和 100%,B類無25%是鑒于它多數是用于主干線保護之故)。
上文提到的選擇斷路器的一個重要原則是斷路器的短路分斷能力≥線路的預期短路電流,這個斷路器的短路分斷能力通常是指它的極限短路分斷能力。
無論A類或B類斷路器,它們的運行短路分斷能力絕大多數是小于它的極限短路分斷能力Icu的。
A類:DZ20系列Ics=50%~77%Icu,CM1系列Ics=58%~7 2%Icu,TM30系列Ics=50%~75%Icu,(個別產品Ics=Icu)。
B類:DW15系列Ics=60%左右的Icu,(個別的如630AIcs=Icu,但短路分斷能力僅400V時30kA),DW45系列Ics=62.5%~80%Icu。
不管是A類或B類斷路器,只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)標準規定的 Icu百分比值都是合格產品。
用戶在設計選用時只要符合斷路器的極限短路分斷能力≥線路預期短路電流就能滿足要求了,對線路本身來說,例如上面舉例的變壓器容量為1600kVA的線路,可能出現的短路電流約為43kA,它是僅計算離變壓器距離為5m,且把刀開關、互感器和斷路器的內阻均看成零來計算的(短路電流因此比實際情況偏大)。這種短路的機率極小。在選用斷路器時,只要它的極限短路分斷能力>43kA,譬如50kA就足夠了。經過“0”一次、“C0”一次就完成了它的使 命,必須更換新的斷路器,而運行短路分斷能力,例如為50%的Icu,也達到25kA ,它既可以實現一次分斷,二次通斷(在25kA短路電流時)故障電流然后還要承載其額定電流 ,任務是非常艱巨的。有些使用者認定要按斷路器的運行短路分斷能力(Ics)≥ 線路預期短路電流來設計,其實是一種誤解,也是不必要的。
有些制造廠的樣本里宣傳,它的產品Ics=Icu,如確實,說明它的I cu指標有裕度,如不確實,說明它有水份,不可全信,而且Ics=Icu的斷路器 ,其售價要高很多,不合算。
應提到的是,所有斷路器的短路分斷能力(無論是Icu還是Ics)都是周期分量有效值。在短路試驗中的“C0”的C(close接通)的電流是峰值電流Ich。在試驗站進行短路分斷試驗時,電壓、短路電流(有效值)和功率因數(cos)已調整好,它的接通電流也就被確定了。接通電流試驗(“C”試驗),是以峰值電流來考核觸頭和其他導電體承受的電動斥力和熱穩定性的能力,有什么樣的有效值電流(分斷電流),在其相應的功 率因數下,便有什么樣的峰值電流,使用者毋須去考慮峰值電流這個參數。
為幫助使用者了解,現將峰值電流與周期分量有效值電流關系式列于下面。
峰值電流(沖擊電流)ich=kch(根號)2Ic
其中Ic為周期分量有效值,kch為沖擊系數 1<kch<2,kch×2為峰值系數。
斷路器的分斷能力和短時耐受電流
日期:2015-01-01 文章來源:RCCN上海日成 訪問:1250
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