断路器的选用原则与标准.docx

1、断路器的选用原则与标准断路器的选用原则断路器的短路分断能力线路的预期短路电流。假设某电源（SL7 10/0.4kV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，则此支路的断路器需要考虑采用HSM1_125H型塑壳式断路器（它的极限短路分断能力为400 V、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 限短路分断能力为400V、35k

2、A）。现在国内许多断路器生产厂家，对同一壳架等级电流的短路分断能力分为E、S、M、H、L（杭 州之江开关厂的HSM1系列）或C、L、M、H（常熟开关厂的CM1系列）或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；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型的极限短路分断能力为400V、15kA，S型为400V、25kA ，M型为400V、35kA，H型为400V、50kA。三、关于断路器的极限短路分断能力、

3、运行短路分断能力和短时耐受电流极限短路分断能力（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0t（线上）C0t （线上）C0。短时耐受电流（Icw）,是指在

4、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In2500A时，它为12In或5kA，而In2500A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IEC

5、60947_2）和我国国家标准GB14048 2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Ics50%77%Icu，CM1系列Ics58%7 2%Icu，TM30系列Ics50%75%Icu，（个别产品IcsIcu）。B类：DW15系列

6、Ics60%左右的Icu，（个别的如630AIcsIcu，但短路分断能力仅400V时30kA），DW45系列Ics62.5%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

7、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。应提到的是，所有断路器的短路分断能力

8、（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。接通选用低压断路器时应特别注意其分断能力 摘 要：讨论了低压断路器短路分断能力的选择，极限短路分断能力与运行短路分断能力的区别。关键词：低压断路器；分断能力；极限短路分断能力；运行短路分断能力中图分类号：TM56 文献标识码：BWhen Choosing Lowvoltage Breaker，Its Breaking CapacityShould be Specially

9、 Paid Attention toZHANG Wenrong(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology，Tangshan 063004，China)Abstract：The selection of breaking capacity of short circuit of a lowvoltage breaker and difference between breaker capacity of liminting short circuit and brecaking capacity of running short circ

10、uit are discussed in the paperKey Words：lowvoltage breaker;breaking capacity;breaking capacity of limition short circuit;breaking capactity of running short circuit1 概述低压断路器又称自动空气开关，是一种自动切断电路故障的保护电器，在电路中主要起短路和过载保护作用，它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压时自动跳闸。选用低压断路器时除了应满足额定电压、额定电流、安装条件、保护性能及操作方式的要求外，还应特别注意其分断能力的

11、校验。2 低压断路器的分断能力及其校验低压断路器的分断能力是指在保证断路器不受到任何损坏的前提下，能够分断的最大短路电流值。为了保证低压断路器在其保护范围内发生最严重的短路故障时，低压断路器能够安全地切断电路，选用断路器时，一定要使断路器的分断能力大于断路器出线端处最大三相短路电流，即必须对低压断路器进行分断能力的校验。(1)对动作时间在0.02s以上的断路器(如DW型)，其分断电流Icn应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值Ik(3)，即IcnIk(3)(2)对动作时间在0.02s及以下的断路器(如DZ型)，其分断电流Icn或icn应不小于通过它的最大三相短路冲击电流Ish(3)或i

12、sh(3)，即IcnIsh(3)或 icnish(3)上面的式子中，Icn或ish在产品样本的技术数据中给出，Ik(3)为系统在最大运行方式下的三相短路电流周期分量的有效值，在无限大容量系统中，Ik(3)II一次暂态电流，即为短路电流周期分量第一个周期的有效值(单位：A)短路冲击电流ish(3)即为短路全电流最大瞬时值，其值可按下式计算：式中：短路电流冲击系数 Tf短路回路非周期分量的时间常数 L短路回路的等效电感(单位：H)R短路回路的等效电阻(单位：)冲击系数Ksh的数值随短路回路时间常数Tf的不同而变化，短路回路为纯电阻电路时， ，Kch1；当为纯电感电路时， ，Ksh=2。所以，1Ks

13、h2。对于一般的高压电网，Tf0.05s，此时Ksh可取1.8，则冲击电流为 2.55；短路全电流最大有效值 =1.51I 在1000kVA及以下的电力变压器二次侧及低压电路中发生三相短路时，一般可取 Tf0.008s，Ksh=1.3，则冲击电流为 ；短路全电流最大有效值 =1.09I。3 低压断路器的额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。国标低压开关设备和控制设备 低压断路器(GB14048.294)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释：(1)断路器的额定极限短路分断能力(Icn)：

14、按规定的实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；(2)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)：按规定的实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；(3)额定极限短路分断能力(Icn)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)，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，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

15、考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。此程序即为CO。断路器能完全分断，则其极限短路分断能力合格。(4)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为OtCOtCO。它比Icn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，就认定它的额定运行短路分断能力合格。因此，可以看出，额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后是否能正常接通及分断，断路器不予以保证；而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。IEC9472低压开关设备和控制设备 低压断路

16、器标准规定：A类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是Ics的25、50、75和100。B类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器)的Ics可以是Ics的50、75和100。因此可以看出，额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。一般来说，具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器，能实现选择性保护，大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。不具备短路短延时功能的断路器(仅有过载长延时和短路瞬动二段保护)，不能作选择性保护，它们只能使用于支路。IEC92船舶电气指出：具有三段保护的断路器，偏重于它