斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰cu
極限短路分?jǐn)嗄芰cu是指在規(guī)定的條件下(電壓、電流、功率因數(shù)等等)斷路器的分?jǐn)嗄芰?，并且分?jǐn)嗪蟛豢紤]斷路器能否繼續(xù)承載它的額定電流。Icu這個(gè)參數(shù)表征了斷路器的極限分?jǐn)嗄芰Γ瑫r(shí)對(duì)斷路器來(lái)說(shuō)也是破壞性試驗(yàn)。
極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序是：O-t-CO，即打開(kāi)-延時(shí)-閉合后立即打開(kāi)。這里的t延遲休息時(shí)間一般不小于3分鐘。
試驗(yàn)線路如果處于O程序，斷路器處于分?jǐn)酄顟B(tài)。CO試驗(yàn)時(shí)使斷路器合閘，然后立即分?jǐn)唷＿@里的合閘C是考核斷路器在經(jīng)受了接通電流(峰值電流)以后，是否會(huì)因?yàn)榉逯惦娏鳟a(chǎn)生的電動(dòng)斥力沖擊和熱沖擊而損壞。如果斷路器能夠在合閘后立即分?jǐn)?，并且還能熄滅電弧，則說(shuō)明該斷路器的CO試驗(yàn)成功。
斷路器運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs
運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰κ侵冈谝?guī)定的條件下(電壓、電流、功率因數(shù)等等)斷路器的分?jǐn)嗄芰?，并且分?jǐn)嗪髷嗦菲鬟€能繼續(xù)承載它的額定電流。由此可見(jiàn)，Ics表征了斷路器的重復(fù)分?jǐn)嗄芰Α?/span>
運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs的試驗(yàn)程序是：O-t-CO-t-CO，即打開(kāi)-延時(shí)-閉合后立即打開(kāi)-延時(shí)-閉合后立即打開(kāi)。
與極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序相比，運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs的試驗(yàn)程序多了一個(gè)CO。當(dāng)試驗(yàn)順利完成后，還需要做工頻耐壓驗(yàn)證、溫升驗(yàn)證、過(guò)載脫扣器性能驗(yàn)證和操作性能驗(yàn)證。操作性能驗(yàn)證是在同樣的工作電壓加載了額定電流，讓斷路器反復(fù)操作的次數(shù)為電壽命的5%。試驗(yàn)合格的判定標(biāo)準(zhǔn)是：每個(gè)試驗(yàn)程序都合格，并且斷路器的外殼不應(yīng)破碎，但允許有裂縫。
額定短路分?jǐn)嗄芰cu和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs之間的關(guān)系
Icu表征了斷路器在閉合狀態(tài)下能夠分?jǐn)嗟臉O限短路電流值，并且分?jǐn)嗪髷嗦菲饔锌赡芤呀?jīng)損壞；Ics則表征了斷路器在閉合狀態(tài)下能夠分?jǐn)嗟亩搪冯娏髦?，并且分?jǐn)嗪髷嗦菲魅匀荒苷９ぷ鳌Ｔ趯?shí)際使用斷路器時(shí)，最重要的參數(shù)是額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs。
值得注意的是：在GB14048.2-2008《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分：斷路器》/IEC 60947-2標(biāo)準(zhǔn)中提供的極限短路電流值是指沖擊短路電流的交流分量的有效值，也就是最高預(yù)期短路電流，并且其中不包含直流暫態(tài)分量。
在實(shí)際的低壓電網(wǎng)中，Icu的大小與短路回路的cosφ密切相關(guān)。在IEC 60947-2標(biāo)準(zhǔn)中給出了相關(guān)的表，具體見(jiàn)下表：
在IEC 60947-2標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定Ics占Icu的比值序列為25％、50％、75％和100％。一般地，斷路器的Ics占Icu的比值為50％-75％。
在使用斷路器時(shí)，究竟是Icu還是Ics更能代表斷路器的分?jǐn)嗄芰δ?？答案?yīng)當(dāng)是Icu更能代表斷路器的分?jǐn)嗄芰?/span>。
設(shè)想短路電路中預(yù)期短路電流為65kA,其額定電流為2000A。若按Ics選擇某型斷路器，其Icu為75kA而Ics為65kA，但該斷路器的額定電流為2500-3200A，顯然無(wú)法對(duì)該電路中出現(xiàn)的過(guò)載電流實(shí)施有效保護(hù)；若按Icu選擇某型斷路器，則其額定電流為1000-2000A，正好覆蓋實(shí)際電路中的額定電流，完全能夠滿足過(guò)載保護(hù)的要求。
Ics常用于上下級(jí)配合時(shí)上級(jí)斷路器對(duì)短路電流的后備保護(hù)：若下級(jí)電路中發(fā)生短路時(shí)且下級(jí)斷路器出現(xiàn)故障未跳閘，則上級(jí)斷路器的Ics能確保本級(jí)斷路器能夠承受短路電流的沖擊且及時(shí)地啟動(dòng)短路后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)跳閘。
有關(guān)低壓斷路器的分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)
斷路器短路接通和分?jǐn)嗄芰π褪皆囼?yàn)的試驗(yàn)線路見(jiàn)下圖所示：
圖中，G是電源；PV是電壓測(cè)量裝置；R是可調(diào)電阻；L是可調(diào)電抗器；Rs是分流電阻器；SV1～SV6是電壓傳感器；Q是接通電器；QF是被測(cè)斷路器；W是整定用臨時(shí)連接線；SA1～SA3是電流傳感器；FU是熔斷器；RL是限制故障電流的電阻器。
調(diào)整電路時(shí)用阻抗可以忽略不計(jì)的臨時(shí)連接線W來(lái)代替被試斷路器QF，連接線要盡量靠近QF的一次接線端子。調(diào)整可調(diào)電阻R和可調(diào)電抗L，使得從試驗(yàn)整定波形圖上能確定某相的電流為預(yù)期接通電流。
在這里有一個(gè)關(guān)鍵因素，就是試驗(yàn)電路的功率因數(shù)。只有準(zhǔn)確地測(cè)定了功率因數(shù)后才能根據(jù)GB14048.1或者GB7251.1換算出峰值系數(shù)n，然后進(jìn)一步確定出峰值電流。
當(dāng)試驗(yàn)電路調(diào)整好后，就用被測(cè)斷路器取代連接電纜W，接著就可以進(jìn)行短路接通和分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)了。斷路器的型式試驗(yàn)是按程序進(jìn)行的。
斷路器的型式試驗(yàn)程序：
1、對(duì)于額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)，試驗(yàn)過(guò)程是：額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Α⒉僮餍阅?、?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證溫升、驗(yàn)證過(guò)載脫扣器；
2、對(duì)于額定極限段分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)，試驗(yàn)過(guò)程是：驗(yàn)證過(guò)載脫扣器、驗(yàn)證極限短路分?jǐn)嗄芰?、?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證過(guò)載脫扣器。
我們先看額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)適用于使用類(lèi)別為A或B的斷路器。
Ics試驗(yàn)程序：
額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)、操作性能驗(yàn)證試驗(yàn)、驗(yàn)證介電耐受能力試驗(yàn)、驗(yàn)證溫升試驗(yàn)、驗(yàn)證過(guò)載脫扣器試驗(yàn)。
Ics試驗(yàn)的操作程序?yàn)椋篛-t-CO-t-CO。這里的O表示打開(kāi)操作，t表示適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，CO表示閉合后經(jīng)過(guò)一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔后立即打開(kāi)。
對(duì)于額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)Ics來(lái)說(shuō)，t的時(shí)間長(zhǎng)度為3分鐘。如果斷路器的前方還配備了熔斷器，則應(yīng)該在每次動(dòng)作后更換熔芯，其時(shí)間t會(huì)適當(dāng)延長(zhǎng)。
我們?cè)倏磾嗦菲鞯念~定極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)同樣適用于使用類(lèi)別為A和B的斷路器。注意：對(duì)于B類(lèi)斷路器，其額定極限短路分?jǐn)嗄芰cw要比額定短時(shí)耐受電流Icw要高。
斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ男褪皆囼?yàn)所進(jìn)行的項(xiàng)目是：驗(yàn)證過(guò)載脫扣器、驗(yàn)證極限短路分?jǐn)嗄芰?、?yàn)證介電耐受能力、驗(yàn)證過(guò)載脫扣器。
額定極限短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)操作程序?yàn)椋篛-t-CO。
斷路器額定極限短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)結(jié)果的圖如下：
從上圖的波形圖中可以識(shí)別出斷路器的短路接通能力Icm、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰cu、斷路器的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs和斷路器的分?jǐn)嗄芰cn這四個(gè)參量。
例如，我們要測(cè)Icm，于是按照斷路器的參數(shù)取短路電流值，記錄下此時(shí)的波形，波形就能反映出具體的Icm參數(shù)。所以，對(duì)于每次的O和C，我們都要仔細(xì)去看它的波形，由此分析出斷路器的具體參數(shù)和性能。
試驗(yàn)中的兩個(gè)CO與一個(gè)CO的區(qū)別很大，前者相當(dāng)于對(duì)斷路器進(jìn)行兩次考驗(yàn)，而后者只有一次；其次，前者試驗(yàn)時(shí)所用的模擬短路電流較小，后者較大，故Ics用于表達(dá)斷路器執(zhí)行短路分?jǐn)嗪竽軌蛑貜?fù)使用的技術(shù)參數(shù)，而后者則用于只能執(zhí)行一次性分?jǐn)嗖僮鞯募夹g(shù)參數(shù)。
結(jié)論
對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，也許更強(qiáng)調(diào)Ics。對(duì)于成套開(kāi)關(guān)柜制造廠來(lái)說(shuō)，Icu更重要。開(kāi)關(guān)按Icu選配，可以降低制造成本。
作者：張白帆
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