1 概述

　　低壓斷路器又稱自動空氣開關，是一種自動切斷電路故障的保護電器，在電路中主要起短路和過載保護作用，它既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓時自動跳閘。選用低壓斷路器時除了應滿足額定電壓、額定電流、安裝條件、保護性能及操作方式的要求外，還應特別注意其分斷能力的校驗。

2 低壓斷路器的分斷能力及其校驗

　　低壓斷路器的分斷能力是指在保證斷路器不受到任何損壞的前提下，能夠分斷的最大短路電流值。為了保證低壓斷路器在其保護范圍內發(fā)生最嚴重的短路故障時，低壓斷路器能夠安全地切斷電路，選用斷路器時，一定要使斷路器的分斷能力大于斷路器出線端處最大三相短路電流，即必須對低壓斷路器進行分斷能力的校驗。

　　(1)對動作時間在0.02s以上的斷路器(如DW型)，其分斷電流I_cn應不小于通過它的最大三相短路電流周期分量有效值I_k⁽³⁾ ，即

　　I_cn≥I_k⁽³⁾

　　(2)對動作時間在0.02s及以下的斷路器(如DZ型)，其分斷電流I_cn或i_cn應不小于通過它的最大三相短路沖擊電流I_sh⁽³⁾或i_sh⁽³⁾ ，即

　　I_cn≥I_sh⁽³⁾

　　或 i_cn≥i_sh⁽³⁾

　　上面的式子中，I_cn或i_sh在產品樣本的技術數(shù)據(jù)中給出，I_k⁽³⁾為系統(tǒng)在最大運行方式下的三相短路電流周期分量的有效值，在無限大容量系統(tǒng)中，I_k⁽³⁾ =I″

　　I″一次暫態(tài)電流，即為短路電流周期分量第一個周期的有效值(單位：A)

　　短路沖擊電流i_sh⁽³⁾即為短路全電流最大瞬時值，其值可按下式計算：

 

　　式中：短路電流沖擊系數(shù) 

 

　　T_f—短路回路非周期分量的時間常數(shù) 

 

　　L—短路回路的等效電感(單位：H)

　　R—短路回路的等效電阻(單位：Ω)

　　沖擊系數(shù)K_sh的數(shù)值隨短路回路時間常數(shù)Tf的不同而變化，短路回路為純電阻電路時， ，K_ch=1;當為純電感電路時， ，K_sh=2。所以，1≤K_sh≤2。

 

　　對于一般的高壓電網(wǎng)，T_f≈0.05s，此時K_sh可取1.8，則沖擊電流為 2.55;短路全電流最大有效值 =1.51

 

　　在1000kVA及以下的電力變壓器二次側及低壓電路中發(fā)生三相短路時，一般可取 T_f≈0.008s，K_sh=1.3，則沖擊電流為 ;短路全電流最大有效值為  =1.09 。

 

3 低壓斷路器的額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力的區(qū)別

　　斷路器的額定分斷能力分為額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力兩種。國標《低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器》(GB14048.2—94)對斷路器額定極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力作了如下的解釋：

　　(1)斷路器的額定極限短路分斷能力(I_cn)：按規(guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力;

　　(2)斷路器的額定運行短路分斷能力(I_cn)：按規(guī)定的實驗程序所規(guī)定的條件，包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分斷能力;

　　(3)額定極限短路分斷能力(I_cn)的試驗程序為O—t—CO。

　　其具體試驗是：把線路的電流調整到預期的短路電流值(例如380V 50kA)，而試驗按鈕未合，被試斷路器處于合閘位置，按下試驗按鈕，斷路器通過50kA短路電流，斷路器立即開斷(open簡稱O)，斷路器應完好，且能再合閘。t為間歇時間，一般為3min，此時線路仍處于熱備狀態(tài)，斷路器再進行一次接通(close簡稱C)和緊接著的開斷(O)，(接通試驗是考核斷路器在峰值電流下的電動和熱穩(wěn)定性)。此程序即為CO。斷路器能完全分斷，則其極限短路分斷能力合格。

　　(4)斷路器的額定運行短路分斷能力(I_cn)的試驗程序為O—t—CO—t—CO。它比I_cn的試驗程序多了一次CO，經(jīng)過試驗，斷路器能完全分斷、熄滅電弧，就認定它的額定運行短路分斷能力合格。

　　因此，可以看出，額定極限短路分斷能力I_cn指的是低壓斷路器在分斷了斷路器出線端最大三相短路電流后還可再正常運行并再分斷這一短路電流一次，至于以后是否能正常接通及分斷，斷路器不予以保證;而額定運行短路分斷能力I_cs指的是斷路器在其出線端最大三相短路電流發(fā)生時可多次正常分斷。

　　IEC947—2《低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器》標準規(guī)定：A類斷路器(指僅有過載長延時、短路瞬動的斷路器)的I_cs可以是I_cs的25%、50%、75%和100%。B類斷路器(有過載長延時、短路短延時、短路瞬動的三段保護的斷路器)的I_cs可以是I_cs的50%、75%和100%。因此可以看出，額定運行短路分斷能力是一種比額定極限短路分斷電流小的分斷電流值，I_cs是I_cu的一個百分數(shù)。