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摘 要：討論了低壓斷路器短路分斷才能的選擇，極限短路分斷才能與運行短路分斷才能的差異。

要害詞：低壓斷路器；分斷才能；極限短路分斷才能；運行短路分斷才能

中圖分類號：TM56 文獻標識碼：B

When Choosing Low—voltage Breaker，Its Breaking Capacity

Should be Specially Paid Attention to

ZHANG Wen—rong

(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology，Tangshan 063004，China)

Abstract：The selection of breaking capacity of short circuit of a low—voltage breaker and difference between breaker capacity of liminting short circuit and brecaking capacity of running short circuit are discussed in the paper

Key Words：low—voltage breaker;breaking capacity;breaking capacity of limition short circuit;breaking capactity of running short circuit

1 概述

低壓斷路器又稱主動空氣開關，是一種主動切斷電路故障的維護電器，在電路中重要起短路和過載維護作用，它既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓時主動跳閘。選用低壓斷路器時除了應滿足額定電壓、額定電流、安裝條件、維護性能及操作方法的請求外，還應特殊注意其分斷才能的校驗。

2 低壓斷路器的分斷才能及其校驗

低壓斷路器的分斷才能是指在保證斷路器不受到任何毀壞的前提下，能夠分斷的最大短路電流值。為了保證低壓斷路器在其維護范疇內產生最嚴重的短路故障時，低壓斷路器能夠安全地切斷電路，選用斷路器時，必定要使斷路器的分斷才能大于斷路器出線端處最大三相短路電流，即必需對低壓斷路器進行分斷才能的校驗。

(1)對動作光陰在0.02s以上的斷路器(如DW型)，其分斷電流Icn應不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值Ik(3)，即

Icn≥Ik(3)

(2)對動作光陰在0.02s及以下的斷路器(如DZ型)，其分斷電流Icn或icn應不小于通過它的最大三相短路沖擊電流Ish(3)或ish(3)，即

Icn≥Ish(3)

或 icn≥ish(3)

上面的式子中，Icn或ish在產品樣本的技能數據中給出，Ik(3)為體系在最大運行方法下的三相短路電流周期分量的有效值，在無窮大容量體系中，Ik(3)＝I″

I″一次暫態電流，即為短路電流周期分量第一個周期的有效值(單位：A)

短路沖擊電流ish(3)即為短路全電流最大瞬時值，其值可按下式盤算：

式中：短路電流沖擊系數

Tf—短路回路非周期分量的光陰常數

L—短路回路的等效電感(單位：H)

R—短路回路的等效電阻(單位：Ω)

沖擊系數Ksh的數值隨短路回路光陰常數Tf的不同而變革，短路回路為純電阻電路時，，Kch＝1；當為純電感電路時，，Ksh=2。所以，1≤Ksh≤2。

對于一般的高壓電網，Tf≈0.05s，此時Ksh可取1.8，則沖擊電流為 2.55；短路全電流最大有效值 =1.51I″

在1000kVA及以下的電力變壓器二次側及低壓電路中產生三相短路時，一般可取 Tf≈0.008s，Ksh=1.3，則沖擊電流為；短路全電流最大有效值=1.09I″。

3 低壓斷路器的額定極限短路分斷才能和額定運行短路分斷才能的差異

斷路器的額定分斷才能分為額定極限短路分斷才能和額定運行短路分斷才能兩種。國標《低壓開關裝備和操縱裝備 低壓斷路器》(GB14048.2—94)對斷路器額定極限短路分斷才能和額定運行短路分斷才能作了如下的說明：

(1)斷路器的額定極限短路分斷才能(Icn)：按規定的試驗程序所規定的條件，不包含斷路器連續承載其額定電流才能的分斷才能；

(2)斷路器的額定運行短路分斷才能(Icn)：按規定的試驗程序所規定的條件，包含斷路器連續承載其額定電流才能的分斷才能；

(3)額定極限短路分斷才能(Icn)的實驗程序為O—t—CO。

其具體實驗是：把線路的電流調解到預期的短路電流值(例如380V 50kA)，而實驗按鈕未合，被試斷路器處于合閘地位，按下實驗按鈕，斷路器通過50kA短路電流，斷路器立即開斷(open簡稱O)，斷路器應完好，且能再合閘。t為間歇光陰，一般為3min，此時線路仍處于熱備狀況，斷路器再進行一次接通(close簡稱C)和緊接著的開斷(O)，(接通實驗是考查斷路器在峰值電流下的電動和熱穩固性)。此程序即為CO。斷路器能完整分斷，則其極限短路分斷才能及格。

(4)斷路器的額定運行短路分斷才能(Icn)的實驗程序為O—t—CO—t—CO。它比Icn的實驗程序多了一次CO，經過實驗，斷路器能完整分斷、熄滅電弧，就認定它的額定運行短路分斷才能及格。

因此，可以看出，額定極限短路分斷才能Icn指的是低壓斷路器在分斷了斷路器出線端最大三相短路電流后還可再正常運行并再分斷這一短路電流一次，至于以后是否能正常接通及分斷，斷路器不予以保證；而額定運行短路分斷才能Ics指的是斷路器在其出線端最大三相短路電流產生時可多次正常分斷。

IEC947—2《低壓開關裝備和操縱裝備 低壓斷路器》尺度規定：A類斷路器(指僅有過載長延時、短路瞬動的斷路器)的Ics可以是Ics的25％、50％、75％和100％。B類斷路器(有過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段維護的斷路器)的Ics可以是Ics的50％、75％和100％。因此可以看出，額定運行短路分斷才能是一種比額定極限短路分斷電流小的分斷電流值，Ics是Icu的一個百分數。

一般來說，具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動三段維護功效的斷路器，能實現選擇性維護，大多數主干線(包含變壓器的出線端)都采納它作主維護開關。不具備短路短延時功效的斷路器(僅有過載長延時和短路瞬動二段維護)，不能作選擇性維護，它們只能使用于支路。IEC92《船舶電氣》指出：具有三段維護的斷路器，側重于它的運行短路分斷才能值，而使用于分支線路的斷路器，應確保它有足夠的極限短路分斷才能值。

無論是哪種斷路器，雖然都具備Icu和Ics這兩個首要的技能指標。但是，作為支線上使用的斷路器，可以僅滿足額定極限短路分斷才能即可。現在呈現的較廣泛的偏頗是寧取大，不取正適宜，覺得取大保險。但取得過大，會造成不必要的揮霍(同類型斷路器，其H型—高分斷型，比S型—普通型的價錢要貴1.3倍～1.8倍)。因此支線上的斷路器沒有必要一味尋求它的運行短路分斷才能指標。而對于干線上使用的斷路器，不僅要滿足額定極限短路分斷才能的請求，同時也應當滿足額定運行短路分斷才能的請求，如果僅以額定極限短路分斷才能Icu來權衡其分斷才能及格與否，將會給用戶帶來不安全的隱患。

4 低壓斷路器分斷才能校驗實例

假設某變電所中，10/0.4kV電力變壓器容量為1600 kVA，變壓器阻抗電壓為4.5％，高壓側體系短路容量為無限大。選出額定電流為800A的出線低壓斷路器。

依據低壓斷路器的額定電流，擬選用ABB低壓電氣裝備有限公司生產的F1型額定電流為1250A的低壓斷路器，其中F1B的Icu=40kA，Ics=40kA；F1N的Icu=50kA，Ics=40kA；F1S的Icu＝55kA，Ics=55kA。它們的分斷光陰大于0.02s。

依據《工業與民用配電設計手冊》可查得變壓器二次側三相短路電流Ik(3)＝42.93kA，如果以低壓斷路器的額定極限短路分斷才能Icu作為校驗根據，就會選擇F1N。因為F1N的Icu=50kA>42.93kA＝Ik(3)。而此斷路器用于干線，以額定運行短路分斷才能Ics作為校驗根據會發明FIN的Icu=40kA<42.93kA=Ik(3)。因此F1N無法滿足請求，所以應選用F1S。

作者簡介：張文榮，女，1963年生，大學本科畢業，鉆研生在讀，現從事供用電及電氣主動化教科研工作。