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发表人：泰开变压器 |
发表时间：2024/3/11 14:04:00 |
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| 本栏论题： |
断路器的分断能力越大越好吗 [965] |
断路器分断能力（Breaking Capacity）是指断路器在切断故障电流时所能承受的最大电流值。它是衡量断路器对电路中瞬态过电流或故障电流进行切断的能力。断路器的分断能力越大，表示其能够安全地切断更高的电流，并保护电气设备和系统不受损坏。
1、断路器的分断能力是什么
断路器的分断能力指的是在正常操作和故障条件下，断路器可以安全地切断的最大电流。当电路中出现过载或短路等故障情况时，断路器需要迅速切断电流，以避免设备受损、火灾或人身伤害。分断能力标志着断路器可以安全切断的最高电流水平。
分断能力通常分为两个方面：
额定分断能力（Rated Breaking Capacity）：指断路器设计和制造时规定的能够安全切断的电流的最大值。额定分断能力是断路器选型和设计的基础，一般由制造商在产品规格中给出。
实际分断能力（Actual Breaking Capacity）：指断路器在特定环境条件下实际能够切断的电流。实际分断能力受到外部环境、电源系统特性和故障类型等因素的影响。
2、断路器的分断能力怎么选
选择适当的断路器分断能力是确保电气系统正常运行和设备安全的重要因素。以下是一些选择断路器分断能力的考虑因素：
负载电流：首先需要确定电路中的负载电流，包括正常操作和临时过电流情况。断路器的分断能力应大于或等于负载电流，以确保可以安全地切断电流。
故障电流：需要考虑电路中可能出现的故障电流，例如短路或过电流。断路器的分断能力应该能够切断故障电流，以防止设备受损并保护系统安全。
电源系统特性：考虑电源系统的特性，例如电源电压、频率和接地方式等。这些因素会对断路器的分断能力产生影响，需要选择适应电源系统的断路器。
环境条件：环境温度、湿度和海拔高度等因素也会对断路器的分断能力产生影响。根据实际应用环境选择符合要求的断路器。
在选择断路器分断能力时，应始终遵循电气设备和系统的标准规定，并参考制造商提供的技术参数和建议。
3、断路器的分断能力越大越好吗
虽然断路器的分断能力是确保电气系统安全运行的关键因素，但并不意味着分断能力越大越好。以下是一些需要考虑的因素：
成本：具有更高分断能力的断路器通常价格较高。根据实际需求选择适当的分断能力，以平衡性能和成本。
空间限制：高分断能力的断路器通常体积较大。如果存在空间限制，需要考虑可行性和适应性。
经济性：高分断能力的断路器通常价格相对较高，而且随着分断能力的增加，成本也会相应增加。因此，在选择断路器时，需要综合考虑分断能力与成本之间的平衡。
电源系统容量：电源系统的容量是指电源供应的功率大小。如果电源系统的容量有限，那么选择过高的分断能力可能超出电源系统的能力范围。因此，需要根据实际情况选择适当的分断能力，以确保与电源系统兼容。
设备负载特性：不同类型的设备或负载对断路器的需求也不同。某些设备可能具有较高的瞬态过电流能力，而另一些设备则可能更敏感，并需要更低的分断能力。因此，需要根据各个设备的要求来选择适当的断路器。
外部环境条件：环境条件对断路器的性能有一定影响。例如，高温环境可能会降低断路器的额定分断能力。如果工作环境中存在极端温度、湿度或海拔等因素，需要选择适应这些条件的断路器。
安全和可靠性：断路器的分断能力应能够安全地切断负载电流和故障电流，以确保设备和系统的可靠性和安全性。因此，在选择断路器时，首要考虑的是满足系统需求并提供足够的安全保护。
总结来说，并不是断路器的分断能力越大越好，而是需要根据实际需求和系统特点进行合理选择。分断能力过高可能导致成本增加、超出电源系统容量或不符合设备需求，而分断能力过低则可能无法有效切断负载电流和故障电流。因此，在选择断路器的分断能力时，需要综合考虑经济性、系统要求、设备特性和环境条件等多个因素，以找到合适的平衡点，确保系统的安全运行。 |
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以下是关于《断路器的分断能力越大越好吗》论题的回复（共2篇） |
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断路器分断能力的选择和应用
一、 线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法：
1、对于10/0.4kV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10kV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%)。
2、GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30kA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150kW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
3、变压器的阻抗电压Uk表示变压器副边短接(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。
4、变压器的副边额定电流Ite=Ste/(1.732*Ue)式中Ste为变压器的容量(kVA)，Ue为副边额定电压(空载电压)，在10/0.4kV时Ue=0.4kV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量×(1.44～1.50)。
5、按(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk，此值为交流有效值。
6、在相同的变压器容量下，若两相间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)
7、以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定的距离，则需考虑线路阻抗，因此短路电流将减小。
例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200kVA，变压器出线端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100kVA时其出线端的短路电流为3616A。离变压器的距离为100m处短路时，短路电流为2440A。远离100m时短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。所以，用户在设计时，应计算安装处(线路)的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。并按以下原则选择断路器：断路器的额定电流In≥线路的额定电流IL；断路器的额定短路分断能力≥线路的预期短路电流。因此，在选择断路器上，不必把余量放得过大，以免造成浪费。
二、断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力。
国际电工委员会的IEC947-2和我国等效采用IEC的GB4048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》标准，对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如下的定义：
断路器的额定极限短路分断能力(Icu)：按规定的试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；
断路器的额定运行短路分断能力(Ics)：按规定的试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。
极限短路分断能力Icu的试验程序为o-t-co，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)并熄灭电弧，断路器应完好，且能再合闸。t为间歇时间(休息时间)，一般为3min，此时线路处于热备状态，断路器再进行一次接通(CLOSE简称C)和紧接着的开断(O)(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性和动、静触头因弹跳的磨损)。此程序即为CO。断路器能完全分断，熄灭电弧，并无超出规定的损伤，就认定它的极限分断能力试验成功。
断路器的运行短路分断能力(Ics)的试验程序为o-t-co-t-co，它比Icu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，并无超出规定的损伤，就认定它的额定进行短路分断能力试验通过。
Icu和Ics短路分断试验后，还要进行耐压、保护特性复校等试验。由于运行短路分断后，还要承载额定电流，所以Ics短路试验后还需增加一项温升的复测试验。Icu和Ics短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格、更困难，因此IEC947-2和GB14048.2确定Icu有四个或三个值，分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器，即塑壳式)或50%、75%、100%Icu(对B类断路器，即万能式或称框架式)。断路器的制造厂所确定的Ics值，凡符合上述标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。
万能式(框架式)断路器，绝大部分(不是所有规格)都具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护，因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护)开关，而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(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。由于使用(适用)的情况不同，IEC92《船舶电气》建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的运行短路分断能力值，而大量使用于分支线塑壳断路器确保它有足够的极限短路能力值。
我们对此的理解是：主干线切除故障电流后更换断路器要慎重，主干线停电要影响一大片用户，所以发生短路故障时要求两个CO，而且要求继续承载一段时间的额定电
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