短时耐受电流
发布时间:2022-10-26 09:08:00来源:南京汉墨电气有限公司
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)。 这种短路的机率小。在选用断路器时,只要它的限短路分断能力>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。
应提到的是,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关系式列于下面。
峰值电流(冲击电流)ich=kch(根号)2Ic 其中 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。
1、关合电流:是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路 时,电路中可能预伏有短路故障,此时断路器将关合很大的短路电流。这样,一 方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力,另一方面由于触头尚未接触前 发生击穿而产生电弧,可能使触头熔焊,从而使断路器造成损伤。断路器能够可 靠关合的电流峰值,称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值 上是相等的,两者都等于额定开断电流的 2.55 倍。“电路中可能预伏有短路故障, 此时断路器将关合很大的短路电流,断路器能够可靠关合的电流峰值,称为 额定关合电流,”因此个人认为几个表述应是同一指标。
2、动稳定电流:(峰值耐受电流)它是表征断路器通过短时电流能力的参 数,反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。是指断路器在合闸状态下,允 许通过的电流短路电流,又称为限通过电流。断路器通过这一电流时,不 会因为电动力作用而发生任何的机械损坏。 动稳定电流表明了断路器承受电动 力的能力。大小由导电部分的机械强度来决定。“额定关合电流和动稳定电流在 数值上是相等的,两者都等于额定开断电流的 2.55 倍,但它与关合电流不同的 是,动稳定电流(峰值耐受电流)是断路器处于合闸位置时通过的短路电流,而 关合电流则是由于断路器关合短路故障所产生的短路电流。峰值耐受电流也是以 短路电流的个大半波峰值电流来表示,且峰值耐受电流反映了断路器承受由 于短路电流产生电动力的耐受性能,它决定断路器的导电部分和绝缘支撑件的机 械强度以及触头的结构形式。”
3、热稳定电流:(短时热电流或短时耐受电流) 执稳定电流也是表征断路 器通过短时电流能力的参数,但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳 定电流是指断路器处于合闸状态下,在一定的持续时间内,所允许通过电流的 大周期分量有效值,此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定:断路器 的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为 2S,需要 大于 2S 时,推荐 4S。因国家标准规定“可以说额定短时耐受电流是否总等于额 定开断电流”
塑壳断路器架构等级和飞弧距离。我们知道塑壳断路器广泛应用于工农 业、交通、矿山、民用建筑和国防等部门,对电力的传输和分配、电路的控制与 保护起很大作用,是一种使用量大,面广的产品。由于使用者对塑壳断路器的特 性和技术要求了解不深或不,有些概念容易互相混淆,在实际应用中就经常 出现一些偏失和误解。本文主要探讨塑壳断路器的架构等级和飞弧距离,以帮助 用户加深了解和选择。
塑壳断路器的架构等级
塑壳断路器架等级额定电流是指基本尺寸相同的框架和塑料外壳中能装的 脱扣器的额定电流。断路器额定电流是指断路器中的脱扣器能长期通过的电流, 又称断路器脱扣器额定电流。
举个例子说明下,同一系列中有多种壳架等级额定电流,同一壳架等级额定电流 中又有多种额定电流。例如 DZ20 系列中有 100、225、400、630、800、1250 等 壳架等级额定电流,而 100 壳架等级额定电流中有 16A、20A、25A、32A、40A、 50A、63A、80A、100A 额定电流;225A 壳架等级额定电流中有 100A,125A、160A、 180A、200A、225A 额定电流。如我们公司产品中的 dz20 系列塑壳断路器中,产 品型号为 DZ20—100 和 DZ20—225 两种壳架等级中都有 100A 额定电流,但断路 器体积外形和分断能力不相同,因此在选用时要把型号填写完整即具体的壳架等 级额定电流内的断路器额定电流。额定电流分级是按(1.25)优先系数来选择的:
一方面是符合和满足线路和电器元件额定电流的需要;
另一方面是为了标准化,以取得的使用导线及加工的效益。因此它所规定的 级别是:3(6)、8、10、12.5、16,20、25、32、40、50、63、80,100、125、 160、200、250、315、400A 等。由于此规定,当线路计算负载为 90A 时,则只 能选 100A 规格,因此在一定程度上影响它的保护性能。脱扣器电流整定值是指 脱扣器调整到动作电流值。它是指额定电流 In 的倍数,是动作电流值,例如: 过电流整定到电流的 1.2、1.3、5、10 倍,就写成 Ir=1.2In,1.3In、5In、10In 等。现在一些电子脱扣器,它的过载长延时额定电流是可调的,所调整的电流, 其实仍是额定电流,是可长期通过的电流。
额定工作电流是塑壳断路器在装辅助触头(附件)时触点在一定工作电压下的实 际工作电流,电流为 3A 或 6A,用于控制和保护回路。接着说塑壳断路器的飞弧 距离,在以前的文章中也提到过一些,这里做点补充。
塑壳断路器的飞弧距离
塑壳断路器在分断大的短路电流时,其动、静触头分开时产生电弧,有一部分电 弧或电离气体从断路器电源端喷弧口喷出,电弧本身就是一种巨大的电流,很容 易导致裸露的导电体之间和裸露带电体与“地”(成套设备的金属外壳是接地的) 的相间短路和接地短路事故。为安全,用户应根据制造厂的产品样本或使用 说明书提供的数据留一定距离。如配电箱、柜的高度距离不够,可选用飞弧距离 小或零飞弧的产品,以保证用电安全。 虽然这两个特性:架构等级和飞弧距离在平时经常被人忽略,但其实在也是塑壳 断路器的重要组成因素。希望对大家有所帮助。