用戶在設(shè)計(jì)、選擇低壓斷路器的短路分?jǐn)嗄芰r(shí),應(yīng)遵循的基本原則是:斷路器的額定短路分?jǐn)嗄芰?sup3;線路可能出現(xiàn)(預(yù)期)的短路電流。
國際電工委員會(huì)IEC947 - 2和我國等效采用IEC的GB14048.2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的短路分?jǐn)嗄芰τ袃煞N;額定極限短路分?jǐn)嗄芰cu和額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰cs。
1. Icu和Ics的定義
分別定義如下:Icu為按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定條件,不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰;Ics為按規(guī)定的試驗(yàn)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?jǐn)嗄芰Α?
Icu的試驗(yàn)程序?yàn)閛 t co;Ics的試驗(yàn)程序?yàn)閛 t co t co。Ics比Icu的試驗(yàn)程序多了一次co。經(jīng)過程序試驗(yàn),能完全分?jǐn),熄滅電弧,并無超出規(guī)定的損傷,被認(rèn)為Icu試驗(yàn)通過,而Ics的合格標(biāo)準(zhǔn),除與Icu相同外,還要增加溫升和5%壽命次數(shù)的接通、斷開額定電壓、額定電流的試驗(yàn),Ics試驗(yàn)條件更苛嚴(yán)。
2. Icu和Ics的關(guān)系
Icu和Ics都是斷路器的一項(xiàng)重要技術(shù)性能指標(biāo)。從實(shí)際情況出發(fā),根據(jù)線路保護(hù)的需要和斷路器的不同結(jié)構(gòu),IEC947 - 2和GB14048.2確定的Ics有4個(gè)或3個(gè)值,分別是25%、50%、75%和100%Icu(對A類斷路器,即塑料外殼式),或50%、75%和100%Icu(對B類斷路器,即萬能式或稱框架式)。斷路器制造廠確定其產(chǎn)品的Ics值,凡符合上面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。
萬能式斷路器的絕大部分(不是所有規(guī)格)都是有過載長延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬動(dòng)的三段保護(hù)功能,能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。因此大多數(shù)主干線(包括變壓器的出線端)都采用它作主(保護(hù))開關(guān),而塑殼式斷路器一般不具備短路短延時(shí)功能(僅有過載長延時(shí)和短路瞬動(dòng)的二段保護(hù)),不能作選擇性保護(hù),它們只能使用于支路。
由于使用(適用)的情況不同,IEC92《船舶電氣》標(biāo)準(zhǔn)建議:具有三段保護(hù)的萬能式斷路器,偏重于它的Ics,而大量使用于分支線路的塑殼式斷路器,應(yīng)確保它有足夠的Icu。筆者對此的理解是:主干線切除故障電流后更換新斷路器要慎重,主干線停電時(shí)間較久要影響一大片用戶的供電,所以發(fā)生短路故障時(shí)要求有2個(gè)co,并且還要求繼續(xù)承載一段時(shí)間的額定電流;而使用于支路的僅有二段保護(hù)的斷路器,在經(jīng)過極限短路電流的分?jǐn)嗪驮俅蔚慕油ǚ謹(jǐn)嗪,已完成其使命,它不再承載額定電流,可以更換新的(更換時(shí)停電的區(qū)域僅限于支路,因此影響較小),而它的Ics就可小于極限短路電流。Ics在兩類斷路器上規(guī)定值也有所不同,塑殼式最小允許的Ics是25%Icu,而萬能式的Ics最小是50%Icu。Ics = Icu的斷路器是很少的,即使是萬能式,也很少有Ics = 100%Icu [有一種采用旋轉(zhuǎn)雙分?jǐn)啵c(diǎn))技術(shù)的塑殼式斷路器,它的限流性能極好,短路分?jǐn)嗄芰Φ脑6群艽,可以做到Ics = Icu,但價(jià)格很高]。我國的DW15型萬能式斷路器Ics =(60% ~ 75%)Icu,DW45智能型萬能式斷路器Ics =(62.5% ~ 65%)Icu,國際上ABB公司的F系列,施耐德公司的M系列Ics也不過達(dá)到70%左右的Icu。而塑殼式斷路器,國內(nèi)各種新型號的Ics大多數(shù)在(50% ~ 75%)Icu之間。有些廠商的廣告或樣本中稱它的斷路器Ics = Icu,如果不是限流型,則是有水分的。選用它,最可靠、最嚴(yán)肅的辦法是向他們索取Ics = Icu的試驗(yàn)證書或型式試驗(yàn)報(bào)告。
3. Icu和Ics的選用
一臺容量為1600kVA的變壓器,其副邊的額定電流為2312A,阻抗電壓百分?jǐn)?shù)uK取6%,最大預(yù)期短路電流應(yīng)為38.5kA,作保護(hù)用的斷路器額定短路分?jǐn)嗄芰?yīng)是³40kA,若選DW15 - 2500Y的2500A或DW45 - 3200的2500A作主開關(guān)是能勝任的。由于現(xiàn)代的動(dòng)力中心的變壓器與配電柜相距很近,甚至安裝在一起,因此即使是支路,額定電流在100A,它的預(yù)期短路電流也是很大的。因此,也要求線路中的塑殼斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?yīng)達(dá)到380V、40kA。
有文章斷定某一新型塑殼式斷路器(殼架等級電流160A,Icu380V、50kA,Ics380V、35kA)不能選用,理由是它的Ics僅35kA,小于線路預(yù)期電流38.5kA。這是一種誤解。該型號斷路器使用于支路,即使通過支路的短路電流為38.5kA,但此斷路器Icu大50kA,完全可以勝任。因此判斷塑殼式斷路器能否勝任某一線路保護(hù)開關(guān),是看它的Icu能否大于線路的預(yù)期短路電流。而它的Ics即使小一點(diǎn),也無礙于它的作用的發(fā)揮。因?yàn)槎搪肥鹿识喾N多樣,例如兩相短路(其短路電流為三相短路值的二分之根號三),或者離電源較遠(yuǎn)的地方,如50m、100m,即使是三相短路,由于阻抗的原因,三相短路時(shí),事故電流大約是50% ~ 60%的三相最大預(yù)期值。