斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流。
假設(shè)某電源(sl7 10/0.4kv變壓器)的容量為1600kva,二次電流為2312a,其出線端5m處的 短路電流為42.96ka。某一支路的額定電流為125a,由于此支路離變壓器很近,如在10m處,則此支路的斷路器需要考慮采用hsm1_125h型塑殼式斷路器(它的極限短路分?jǐn)嗄芰?00 v、50ka)。但是離變壓器50m處,由于匯流排等的電阻和電抗值影響,50m處的短路電流已經(jīng)降到34.5ka,而100m處,降為28.8ka。對(duì)此就可選擇hsm1_125m型塑殼式斷路器(它的極 限短路分?jǐn)嗄芰?00v、35ka)。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多斷路器生產(chǎn)廠家,對(duì)同一殼架等級(jí)電流的短路分?jǐn)嗄芰Ψ譃閑、s、m、h、l或c、l、m、h(常熟開(kāi)關(guān)廠的cm1系列)或s、h、r、u等級(jí)別。其中,e為經(jīng)濟(jì)型,s為標(biāo)準(zhǔn)型,m為中短路分?jǐn)嘈?,h為高分?jǐn)嘈?,l為限流型,c為經(jīng)濟(jì)型,l為低分?jǐn)嘈?;m為高分?jǐn)嘈?,h為超高分?jǐn)嘈停籹為標(biāo)準(zhǔn)型,h為高分?jǐn)嘈停瑀為限流型,u為超高分?jǐn)嘈汀?br>以hsm1_125型塑殼斷路器為例,e型的極限短路分?jǐn)嗄芰?00v、15ka,s型為400v、25ka ,m型為400v、35ka,h型為400v、50ka。
極限短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cu),是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)(電壓、短路電流、功率因數(shù)) 條件下,經(jīng)一定的試驗(yàn)程序,能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?,?jīng)此通斷后,不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰ΑK脑囼?yàn)程序?yàn)?—t(線上)c0 (“0”為分?jǐn)?,t 為間歇時(shí)間,一般為3min,“c0”表示接通后立即分?jǐn)啵?。試檢后要驗(yàn)證脫扣特性和工頻耐壓。
運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cs),是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)(電壓、短路電流和功率因數(shù))條件下,經(jīng)一定的試驗(yàn)程序,能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?,?jīng)此通斷后,還要繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?,它的試?yàn)程序?yàn)?—t(線上)c0—t (線上)c0。
短時(shí)耐受電流(icw),是指在一定的電壓、短路電流、功率因數(shù)下,忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力,icw 是在短延時(shí)脫扣時(shí),對(duì)斷路器的電動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的考核指標(biāo),它是針對(duì)b類斷路器的,通常icw的最小值是:當(dāng)in≤2500a時(shí),它為12in或5ka,而in>2500a時(shí),它為30ka( dw45_2000的icw為 400v、50ka,dw45_3200的icw為400v、65ka)。
運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件極為苛刻(一次分?jǐn)?、二次通斷),由于試后它還要繼續(xù)承載額定電流(其次數(shù)為壽命數(shù)的5%),因此它不單要驗(yàn)證脫扣特性、工頻耐壓,還要驗(yàn)證溫升。 iec947_2(以及1997新版iec60947_2)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb14048 2規(guī)定,ics可以是極限短路分?jǐn)嗄芰cu 數(shù)值的25%、50%、75%和100%(b類斷路器為50%、75%和 100%,b類無(wú)25%是鑒于它多數(shù)是用于主干線保護(hù)之故)。
上文提到的選擇斷路器的一個(gè)重要原則是斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流,這個(gè)斷路器的短路分?jǐn)嗄芰νǔJ侵杆臉O限短路分?jǐn)嗄芰Α?br>無(wú)論a類或b類斷路器,它們的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰^大多數(shù)是小于它的極限短路分?jǐn)嗄芰cu的。
a類:dz20系列ics=50%~77%icu,cm1系列ics=58%~7 2%icu,tm30系列ics=50%~75%icu,(個(gè)別產(chǎn)品ics=icu)。
b類:dw15系列ics=60%左右的icu,(個(gè)別的如630aics=icu,但短路分?jǐn)嗄芰H400v時(shí)30ka),dw45系列ics=62.5%~80%icu 。
不管是a類或b類斷路器,只要它的ics符合iec947_2(或gb14048.2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 icu 百分比值都是合格產(chǎn)品。
用戶在設(shè)計(jì)選用時(shí)只要符合斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路預(yù)期短路電流就能滿足要求了,對(duì)線路本身來(lái)說(shuō),例如上面舉例的變壓器容量為1600kva的線路,可能出現(xiàn)的短路電流約為43ka,它是僅計(jì)算離變壓器距離為5m,且把刀開(kāi)關(guān)、互感器和斷路器的內(nèi)阻均看成零來(lái)計(jì)算的(短路電流因此比實(shí)際情況偏大)。這種短路的機(jī)率極小。在選用斷路器時(shí),只要它的極限短路分?jǐn)嗄芰Γ?3ka,譬如50ka就足夠了。經(jīng)過(guò)“0”一次、“c0”一次就完成了它的使 命,必須更換新的斷路器,而運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?,例如?0%的icu ,也達(dá)到25ka ,它既可以實(shí)現(xiàn)一次分?jǐn)?,二次通斷(?5ka短路電流時(shí))故障電流然后還要承載其額定電流 ,任務(wù)是非常艱巨的。有些使用者認(rèn)定要按斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ╥cs)≥ 線路預(yù)期短路電流來(lái)設(shè)計(jì),其實(shí)是一種誤解,也是不必要的。
有些制造廠的樣本里宣傳,它的產(chǎn)品ics=icu ,如確實(shí),說(shuō)明它的i cu 指標(biāo)有裕度,如不確實(shí),說(shuō)明它有水份,不可全信,而且ics=icu 的斷路器 ,其售價(jià)要高很多,不合算。
應(yīng)提到的是,所有斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γo(wú)論是icu 還是ics )都是周期分量有效值。在短路試驗(yàn)中的“c0”的c(close接通)的電流是峰值電流ich。在試驗(yàn)站進(jìn)行短路分?jǐn)嘣囼?yàn)時(shí),電壓、短路電流(有效值)和功率因數(shù)(cos)已調(diào)整好,它的接通電流也就被確定了。
電流與要求相符,但額定短路通斷能力小于斷路器安裝點(diǎn)的線路最大短路電流,必須提高選用斷路器的額定電流,而按線路計(jì)算負(fù)載電流選擇過(guò)電流脫扣器的額定電流。如果這樣還不能滿足要求,則可考慮下述三種方案解決:
1)采用級(jí)聯(lián)保護(hù)(或稱串級(jí)保護(hù))方式,利用上一級(jí)斷路器和該斷路器一起動(dòng)作來(lái)提高短路分?jǐn)嗄芰?。采用這種方案時(shí),需將上一統(tǒng)斷路器的脫扣器瞬動(dòng)電流整定在下級(jí)斷路器額定短路通斷能力的80%左右。
2)采用限流斷路器。
3)采用斷路器加后備熔斷器。
(4) 線路末端單相對(duì)地短路電流大于或等于1.25倍斷路器瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣器整定電流。這對(duì)負(fù)載電流較小,
配電線路較長(zhǎng)的情況尤為重要。因?yàn)榫€路較長(zhǎng)時(shí),末端短路電流較小,單相對(duì)地短路電流就更小。在三相四線制中相零短路時(shí),對(duì)地短路電流還要小些,有時(shí)比道電流脫扣器整定的電流還要小,不能使過(guò)電流脫扣器動(dòng)作,因而在單相對(duì)地時(shí)失去保護(hù)。在這種情況下,考慮在零線上裝設(shè)電流互感器(其二次接電流繼電器,對(duì)地短路時(shí),繼電器動(dòng)作使斷路器分?jǐn)?,或采用帶零序電流互感器的線路(或漏電繼電器)來(lái)解決。采用這些方法時(shí),變壓器中性點(diǎn)均應(yīng)接地。
(5) 斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。
是否需要欠電壓保護(hù),應(yīng)按使用要求而定,并非所有斷路器都需要帶欠電壓脫扣器。在某些供電質(zhì)量較差的系統(tǒng),選用帶欠電壓保護(hù)的斷路器,反而會(huì)因?yàn)殡妷翰▌?dòng)造成不希望的斷電。如必須帶欠電壓脫扣器,則應(yīng)考慮有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。
(6)具有短延時(shí)的斷路器,若帶欠電壓脫扣器,則欠電壓脫扣器必須是延時(shí)的,其延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于或等于短路延時(shí)時(shí)間。
(7)斷路器的分勵(lì)脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。
(8)電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定工作電壓等于控制電源電壓。