断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流
时间：2023-03-18来源：佚名
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极限短路分断能力(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，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额 定电流的分断能力。它的试验程序为0—t(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。 运行短路分断能力(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，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额 定电流的分断能力，它的试验程序为0—t（线上）C0—t (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1s而断路器不允许脱扣的能力，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类断路器的，通常Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或5kA，而In＞2500A时，它为30kA( DW45_2000的Icw为 400V、50kA，DW45_3200的Icw为400V、65kA)。 运行短路分断能力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 以是极限短路分断能力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)。 上文提到的选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。 无论A类或B类断路器，它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。 A类：DZ20系列Ics＝50%～77%Icu，CM1系列Ics＝58%～7 2%Icu，TM30系列Ics＝50%～75%Icu，(个别产品Ics＝Icu)。 B类：DW15系列Ics＝60%左右的Icu，(个别的如630AIcs＝Icu，但短路分断能力仅400V时30kA)，DW45系列Ics＝62.5%～80%Icu。 不管是A类或B类断路器，只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)标准规定的 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能力≥线路预期短路电流就能满足要求了，对线路本身来说，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距离为5m，且把刀开关、互感器和断路器的内阻均看成零来计算的(短路电流因此比实际情况偏大)。这种短路的机率极小。在选用断路器时，只要它的极 限短路分断能力＞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，而运行短路分断能力，例如为50%的Icu，也达到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能力(Ics)≥ 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，说明它的I cu指标有 裕度，如不确实，说明它有水份，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能力小于其线路的预期短路分断能力(例如线路额定电流为250A，而预期短路电流为5 0kA)，则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、65kA)和QF2一起分断，QF2仅承受一部分短路电流的分断，其余部分由QF1承担)，而对QF2处线路绝大部分小于35kA的故障电流，就由QF2来承担。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(因为一旦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能力(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C(close接通)的电流是峰值电流Ich。在试验站进行短路分断试验时，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)，是以峰值电流来考核触头和其他导 电体承受的电动斥力和热稳定性的能力，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。 为帮助使用者了解，现将峰值电流与周期分量有效值电流列于表4。  峰值电流(冲击电流)ich＝kch(根号)2Ic， Ic为周期分量有效值，kch为冲击系数 1＜kch＜2， kch×2为峰值系数。 |
