低压断路器的选用原则

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1600kV A ,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 、35kA )。

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、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1600kV A 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。

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

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1600kV A ,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 、35kA )。

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、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1600kV A 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。

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


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