断路器的额定极限和额定运行短路分断能力分析
断路器分断能力的选择和使用
断路器分断能力的选择和使用最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。
据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。
一、线路预期短路电流的计算来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。
因此便有一些误差不很大而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MVA甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%)。
(2)、GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”,若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在150KW,且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
(3)、变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路),当副边达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。
因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。
(4)、变压器的副边额定电流Ite=Ste/(1.732*Ue)式中Ste为变压器的容量(KVA),Ue为副边额定电压(空载电压),在时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是变压器容量×(1.44~1.50)。
(5)、按(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义,副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk,此值为交流有效值。
(6)、在相同的变压器容量下,若两相间短路,则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)(7)、以上计算均是变压器出线端短路时的电流值,这是最严重的短路事故。
如果短路点离变压器有一定的距离,则需考虑线路阻抗,因此短路电流将减小。
断路器主要参数及特性
断路器主要参数与特性断路器的特性主要有:额定电压Ue;额定电流In;过载保护(Ir或Irth)和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围;额定短路分断电流(工业用断路器Icu;家用断路器Icn)等。
额定工作电压(Ue):这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。
额定电流(In):这是配有专门的过电流脱扣的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值,不会超过电流承受部件规定的温度限值。
短路继电器脱扣电流整定值(Im):短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时,使断路器快速跳闸,其跳闸极限Im。
额定短路分断能力(Icu或Icn):断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高(预期的)电流值。
标准中提供的电流值为故障电流交流分量的均方根值,计算标准值时直流暂态分量(总在最坏的情况短路下出现)假定为零。
工业用断路器额定值(Icu)和家用断路器额定值(Icn)通常以kA 均方根值的形式给出。
短路分断能力(Ics):断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。
国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》(GB14048.2—94)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释:断路器的额定极限短路分断能力:按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;断路器的额定运行短路分断能力:按规定的实验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;额定极限短路分断能力的试验程序为O—t—CO。
其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V ,50kA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50kA 短路电流,断路器立即开断(open简称O),断路器应完好,且能再合闸。
t为间歇时间,一般为3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(close 简称C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。
断路器分断能力
分断能力严格地说是短路电流的接通与分断能力的试验。
断路器的额定短路分断能力是断路器主要技术指标和其代表的技术水平(含量)。
断路器的额定短路分断能力分极限短路分断能力(Icu)和运行短路分断能力(Ics)。
1、额定极限短路分断能力Icu:是指规定的条件下(电压、电流、功率因数等)的短路分断能力。
试验程序为:O(分断)—t(冷却停顿时间不短于3分钟)——CO(接通分断)。
按规定程序动作之后,不考虑断路器继续承载它的额定电流。
分断试验结束后,还应验证2倍绝缘电压条件下的工频耐压和过载脱扣性能。
2、额定运行短路分断能力Ics:是指规定的条件下按O—t—CO—t—CO程序试验,试验后须考虑断路器继续承载它的额定电流。
分断试验结束后,除验证上述的工频耐压和过载脱扣性能外还应验证触头温升。
3、短时耐受电流Icw:按规定的试验程序所规定的条件,要求断路器能够无损地承载的短时耐受电流值。
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、1或3s而断路器无任何损伤的能力,它是对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标。
由于Ics试验要比Icu严酷,为此标准规定Ics的值可以为Icu的25%、50%、75%、100%(但B类断路器具有“三段”保护功能的无25%规格)。
目前塑壳式或万能式断路器大致采用75%Icu,少数技术含量高的产品Ics=Icu,(如本厂生产的CW2系列以及CM2、CM2Z和CM1L中部分规格)。
根据断路器的额定短路分断能力应大于或等于线路的预期短路电流原则,在选择产品时应该根据Icu还是Ics目前有分岐,有的认为选Ics保险系数大,应以Ics为准。
但为了保证线路在发生短路时既能可靠分断又比较经济合理应选择以Icu为准。
通常说的短路分断能力是指短路电流的对称分量有效值,而短路接通能力是指短路电流峰值。
峰值电流等于电流的有效值乘以峰值系数2Kch,其中Kch为冲击系数。
另外峰值电流与相应的功率因数cosϕ有关。
断路器的分段能力
断路器的分段能力:极限分段能力(icu):额定极限短路分断能力指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证。
运行分段能力(ics):而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。
无论是哪种断路器,虽然都具备Icu和Ics这两个重要的技术指标。
但是,作为支线上使用的断路器,可以仅满足额定极限短路分断能力即可。
现在出现的较普遍的偏颇是宁取大,不取正合适,认为取大保险。
但取得过大,会造成不必要的浪费(同类型断路器,其H型—高分断型,比S型—普通型的价格贵1.3倍~1.8倍)。
因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。
而对于干线上使用的断路器,不仅要满足额定极限短路分断能力的要求,同时也应该满足额定运行短路分断能力的要求,如果仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力合格与否,将会给用户带来不安全的隐患。
IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定:A类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是Icu的25%、50%、75%和100%。
B类断路器(有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器)的Ics可以是Icu的50%、75%和100% 。
因此可以看出,额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值,Ics是Icu的一个百分数。
断路器的1P,2P的意思:1. 1P表示直控制火线的输出。
就是我们常用的空气开关。
2. 2P表示同时可以控制火线和零线的。
但不是漏电保护器。
漏电保护器要控制底线的。
2.3P是指三相电的,可控制三相电的3根火线。
4. 4P是指可以控三根火线和1根零线。
1P、2P、3P、4P指断路器的极数,电相序的排序是A、B、C、N。
ABC指三相电的火线,N指三相四线的零线。
1P断路器可接任意一相火线,2P断路器可接任意一相火线和一零线,3P断路器接三相火线,但前后相序要正确,即ACB。
断路器极限短路分断能力说明
断路器的极限短路分断能力和运行短路分断能力国际电工委员会的IEC947-2和我国等效采用IEC的GB4048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》标准,对断路器极限短路分断能力和运行短路分断能力作了如下的定义:1、断路器的额定极限短路分断能力(Icu):按规定的试验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;2、断路器的额定运行短路分断能力(Ics):按规定的试验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。
3、极限短路分断能力Icu的试验程序为otco。
其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V,50KA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50KA短路电流,断路器立即开断(OPEN简称O)并熄灭电弧,断路器应完好,且能再合闸。
t为间歇时间(休息时间),一般为3min,此时线路处于热备状态,断路器再进行一次接通(CLOSE简称C)和紧接着的开断(O)(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性和动、静触头因弹跳的磨损)。
此程序即为CO。
断路器能完全分断,熄灭电弧,并无超妯规定的损伤,就认定它的极限分断能力试验成功;4、断路器的运行短路分断能力(Icu)的试验程序为otco t co,它比Icu的试验程序多了一次co。
经过试验,断路器能完全分断、熄灭电弧,并无超出规定的损伤,就认定它的额定进行短路分断能力试验通过。
Icu和Ics短路分断试验后,还要进行耐压、保护特性复校等试验。
由于运行短路分断后,还要承载额定电流,所以Ics短路试验后还需增加一项温升的复测试验。
5、Icu和Ics短路或实际考核的条件不同,后者比前者更严格、更困难,因此IEC947-2和GB14048.2确定Icu有四个或三个值,分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器即塑壳式)或50%、75%、100%Icu(对B类断路器,即万能式或称框架式)。
断路器的额定极限和额定运行短路分断能力
一、断路器得额定极限与额定运行短路分断能力用户在设计、选择低压断路器得短路分断能力时,应遵循得基本原则就是:断路器得额定短路分断能力³线路可能出现(预期)得短路电流。
国际电工委员会IEC947— 2与我国等效采用IEC得GB14048、2《低压开关设备与控制设备低压断路器》标准规定得短路分断能力有两种;额定极限短路分断能力Icu与额定运行短路分断能力Ics。
1. Icu与Ics得定义分别定义如下:Icu为按规定得试验程序所规定条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力得分断能力;Ics为按规定得试验程序所规定得条件,包括断路器继续承载其额定电流能力得分断能力。
Icu 得试验程序为ot co;Ics得试验程序为o t co t co。
Ics比Icu得试验程序多了一次co。
经过程序试验,能完全分断,熄灭电弧,并无超出规定得损伤,被认为Icu试验通过,而Ics得合格标准,除与Icu相同外,还要增加温升与5%寿命次数得接通、断开额定电压、额定电流得试验,Ics试验条件更苛严。
2。
Icu与Ics得关系Icu与Ics都就是断路器得一项重要技术性能指标。
从实际情况出发,根据线路保护得需要与断路器得不同结构,IEC947 - 2与GB14048、2确定得Ics有4个或3个值,分别就是25%、50%、75%与100%Icu(对A类断路器,即塑料外壳式),或50%、75%与 100%Ic u(对B类断路器,即万能式或称框架式)。
断路器制造厂确定其产品得Ics值,凡符合上面标准规定得Icu百分值都就是有效得、合格得产品、ﻫ万能式断路器得绝大部分(不就是所有规格)都就是有过载长延时、短路短延时与短路瞬动得三段保护功能,能实现选择性保护、因此大多数主干线(包括变压器得出线端)都采用它作主(保护)开关,而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时与短路瞬动得二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。
ICU与ICS
断路器的额定极限和额定运行短路分断能力作者:连理枝用户在设计、选择低压断路器的短路分断能力时,应遵循的基本原则是:断路器的额定短路分断能力³线路可能出现(预期)的短路电流。
国际电工委员会IEC947 - 2和我国等效采用IEC的GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定的短路分断能力有两种;额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。
1. Icu和Ics的定义分别定义如下:Icu为按规定的试验程序所规定条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;Ics为按规定的试验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。
Icu的试验程序为o t co;Ics的试验程序为o t co t co。
Ics比Icu的试验程序多了一次co。
经过程序试验,能完全分断,熄灭电弧,并无超出规定的损伤,被认为Icu试验通过,而Ics的合格标准,除与Icu相同外,还要增加温升和5%寿命次数的接通、断开额定电压、额定电流的试验,Ics试验条件更苛严。
2. Icu和Ics的关系Icu和Ics都是断路器的一项重要技术性能指标。
从实际情况出发,根据线路保护的需要和断路器的不同结构,IEC947 - 2和GB14048.2确定的Ics有4个或3个值,分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器,即塑料外壳式),或50%、75%和100%Icu(对B类断路器,即万能式或称框架式)。
断路器制造厂确定其产品的Ics值,凡符合上面标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。
万能式断路器的绝大部分(不是所有规格)都是有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能,能实现选择性保护。
因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护)开关,而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动的二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。
由于使用(适用)的情况不同,IEC92《船舶电气》标准建议:具有三段保护的万能式断路器,偏重于它的Ics,而大量使用于分支线路的塑壳式断路器,应确保它有足够的Icu。
断路器的额定极限和额定运行短路分断能力
一、断路器的额定极限和额定运行短路分断能力用户在设计、选择低压断路器的短路分断能力时,应遵循的基本原则是:断路器的额定短路分断能力³线路可能出现(预期)的短路电流。
国际电工委员会IEC947 - 2和我国等效采用IEC的GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定的短路分断能力有两种;额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。
1. Icu和Ics的定义分别定义如下:Icu为按规定的试验程序所规定条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;Ics为按规定的试验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。
Icu 的试验程序为o t co;Ics的试验程序为o t co t co。
Ics比Icu的试验程序多了一次co。
经过程序试验,能完全分断,熄灭电弧,并无超出规定的损伤,被认为Icu试验通过,而Ics的合格标准,除与Icu相同外,还要增加温升和5%寿命次数的接通、断开额定电压、额定电流的试验,Ics试验条件更苛严。
2. Icu和Ics的关系Icu和Ics都是断路器的一项重要技术性能指标。
从实际情况出发,根据线路保护的需要和断路器的不同结构,IEC947 - 2和GB14048.2确定的Ics有4个或3个值,分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器,即塑料外壳式),或50%、75%和 100%Icu(对B类断路器,即万能式或称框架式)。
断路器制造厂确定其产品的Ics值,凡符合上面标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。
万能式断路器的绝大部分(不是所有规格)都是有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能,能实现选择性保护。
因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护)开关,而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动的二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。
由于使用(适用)的情况不同,IEC92《船舶电气》标准建议:具有三段保护的万能式断路器,偏重于它的Ics,而大量使用于分支线路的塑壳式断路器,应确保它有足够的Icu。
开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力选择分析
开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力选择分析一、引言开关柜中断路器是电力系统中的重要设备,其主要功能是在发生故障时快速切断电路以保护设备和人员安全。
在选购开关柜中断路器时,必须考虑到其极限分断能力和额定分断能力,以确保设备能够可靠工作。
本文将重点分析开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力的选择问题。
二、开关柜中断路器的极限分断能力极限分断能力是指在特定条件下,开关柜中断路器能够可靠地切断电路的能力。
其值越大,表明分断能力越强。
选择极限分断能力时,需要考虑以下因素:1. 电路故障类型:不同故障类型对开关柜中断路器的极限分断能力有不同的要求。
例如,对于短路故障,需要选择具有较高极限分断能力的断路器,以确保能够迅速有效地切断电路。
2. 电流水平:电流水平对开关柜中断路器的极限分断能力有很大影响。
通常情况下,电流越大,所需的极限分断能力也越高。
因此,在选购开关柜中断路器时,需要根据电路的额定电流确定所需的极限分断能力。
3. 过载能力:开关柜中断路器的极限分断能力还需要考虑设备的过载能力。
在选择开关柜中断路器时,需要确保其能够承受额定负载电流并具备一定的过载能力,以应对临时过载情况。
4. 时间限制:开关柜中断路器的极限分断能力还受到时间限制的限制。
在选择时,需要考虑所需的分断时间,并选择能够在规定时间内切断电路的断路器。
三、开关柜中断路器的额定分断能力额定分断能力是指开关柜中断路器能够安全切断的电流水平。
它是根据设备的结构、材料和工作环境等因素确定的。
选择额定分断能力时,需要考虑以下因素:1. 电流特性:不同电路有不同的电流特性,需要选择适合的额定分断能力。
例如,对于高频电路,需要选择具有较高额定分断能力的断路器。
2. 设备保护需求:在选购开关柜中断路器时,需要根据电路设备的保护需求来确定额定分断能力。
例如,对于高值设备,需要选择具有较高额定分断能力的断路器,以确保设备的安全运行。
3. 环境条件:开关柜中断路器的额定分断能力还需考虑工作环境条件。
断路器的额定极限和额定运行短路分断能力
一、断路器的额定极限和额定运行短路分断能力用户在设计、选择低压断路器的短路分断能力时,应遵循的基本原则是:断路器的额定短路分断能力³线路可能出现(预期)的短路电流。
国际电工委员会IEC947 - 2和我国等效采用IEC的GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定的短路分断能力有两种;额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。
1. Icu和Ics的定义分别定义如下:Icu为按规定的试验程序所规定条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;Ics为按规定的试验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。
Icu 的试验程序为o t co;Ics的试验程序为o t co t co。
Ics比Icu的试验程序多了一次co。
经过程序试验,能完全分断,熄灭电弧,并无超出规定的损伤,被认为Icu试验通过,而Ics的合格标准,除与Icu相同外,还要增加温升和5%寿命次数的接通、断开额定电压、额定电流的试验,Ics试验条件更苛严。
2. Icu和Ics的关系Icu和Ics都是断路器的一项重要技术性能指标。
从实际情况出发,根据线路保护的需要和断路器的不同结构,IEC947 - 2和GB14048.2确定的Ics有4个或3个值,分别是25%、50%、75%和100%Icu(对A类断路器,即塑料外壳式),或50%、75%和 100%Icu(对B类断路器,即万能式或称框架式)。
断路器制造厂确定其产品的Ics值,凡符合上面标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。
万能式断路器的绝大部分(不是所有规格)都是有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能,能实现选择性保护。
因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护)开关,而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动的二段保护),不能作选择性保护,它们只能使用于支路。
由于使用(适用)的情况不同,IEC92《船舶电气》标准建议:具有三段保护的万能式断路器,偏重于它的Ics,而大量使用于分支线路的塑壳式断路器,应确保它有足够的Icu。
开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力选择分析
·21·开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力选择分析李 梅,钟厚龙泰豪科技股份有限公司,江西 南昌 330200摘 要:从多个方面就开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力选择进行分析讨论。
关键词:断路器;分断能力;额定分断能力中图分类号:TM92 文献标志码:A 文章编号:1006-2890(2019)12-0021-02Analysis on Selection of Limiting Breaking Capacity and Rated Breaking Capacity of Circuit Breaker in Switch CabinetLi Mei, Zhong HoulongTellhow Sci-tech Co., Ltd., Nanchang, Jiangxi 330200Abstract :This paper analyzes and discusses the selection of the limiting breaking capacity and rated breakingcapacity of the circuit breaker in the switch cabinet from many aspects.Key words :Circuit breaker ;Breaking ability ;Rated breaking capacity作者简介:李梅(1988-),女,江西上饶人,本科,工程师,研究方向:成套配电设备;钟厚龙(1987-),男,江西宜春人,本科,工程师,研究方向:成套配电设备、电力工程及智能电力运维。
1 开关柜中断路器极限分断能力和额定分断能力的概念开关柜中断路器的分断能力,就是指断路器在正常工作状态下,能够安全切断故障电流的能力,主要分为极限分断能力(额定极限短路分断能力)和额定分断能力(额定运行短路分断能力)两种,其中,断路器的极限分断能力,是指断路器在规定的试验程序条件下,不包括断路器能够连续承载经过该断路器的额定电流能力的分断能力,而断路器的额定分断能力,则指指断路器在规定的试验程序所规定的条件下,包括断路器能够连续承载经过该断路器的额定电流能力的分断能力。
额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别
额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力的区别断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。
国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》(GB14048.2—94)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释:(1)断路器的额定极限短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;(2)断路器的额定运行短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;(3)额定极限短路分断能力(Icn)的试验程序为O—t—CO。
其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V ,50kA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50kA短路电流,断路器立即开断(open简称O),断路器应完好,且能再合闸。
t为间歇时间,一般为3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(close简称C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。
此程序即为CO。
断路器能完全分断,则其极限短路分断能力合格。
(4)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为O—t—CO—t—CO。
它比Icn的试验程序多了一次CO,经过试验,断路器能完全分断、熄灭电弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格。
因此,可以看出,额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证;而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。
IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定:A类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是Icu的25%、50%、75%和100%。
关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流
关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流极限短路分断能力(Icu),是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,不再继续承载其额定电流的分断能力。
它的试验程序为0—t(线上)C0 (“0”为分断,t 为间歇时间,一般为3min,“C0”表示接通后立即分断)。
试检后要验证脱扣特性和工频耐压。
运行短路分断能力(Ics),是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还要继续承载其额定电流的分断能力,它的试验程序为0—t(线上)C0—t (线上)C0。
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的最小值是: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极为苛刻(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GB14048 2规定,Ics可以是极限短路分断能力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极限短路分断能力。
极限短路分断能力与运行短路分断能力有什么区别
极限短路分断能力与运行短路分断能力有什么区别?断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力两种。
国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》(GB14048.2—94)对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如下的解释: (1)断路器的额定极限短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;(2)断路器的额定运行短路分断能力(Icn):按规定的实验程序所规定的条件,包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力;(3)额定极限短路分断能力(Icn)的试验程序为O—t—CO。
其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V ,50kA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过50kA短路电流,断路器立即开断(open简称O),断路器应完好,且能再合闸。
t为间歇时间,一般为3min,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(close简称C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。
此程序即为CO。
断路器能完全分断,则其极限短路分断能力合格。
(4)断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为O—t—CO—t—CO。
它比Icn的试验程序多了一次CO,经过试验,断路器能完全分断、熄灭电弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格。
因此,可以看出,额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次,至于以后是否能正常接通及分断,断路器不予以保证;而额定运行短路分断能力Ics指的是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。
IEC947—2《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定:A类断路器(指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器)的Ics可以是Ics的25%、50%、75%和100%。
断路器参数
断路器参数1.极限短路分断能力Icu——在规定的试验程序和试验参数下,电器能接通和分断的短路电流能力。
试后还具有一定的介电耐压能力,但可不考虑继续承栽它的额定电流。
运行短路分断能力Ics——在规定的试验程序和试验参数下,电器能接通和分断的短路电流能力。
试后还具有一定的介电耐压能力,并且须考虑继续承栽它的额定电流。
短时耐受电流Icw——在规定的试验条件下,断路器能承载而不损坏的短时耐受电流值。
短时耐受电流Icw只适用于具有短路短延时特性的电器。
2.额定电流在600A以下,且短路电流不大时,可选用塑壳断路器;额定电流较大,短路电流亦较大时,应选用万能式断路器。
一般选用原则为:(1)断路器额定电流≥负载工作电流;(2)断路器额定电压≥电源和负载的额定电压;(3)断路器脱扣器额定电流≥负载工作电流;(4)断路器极限通断能力≥电路最大短路电流;(5)线路末端单相对地短路电流/断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流≥1.25;(6)断路器欠电压脱扣器额定电压=线路额定电压。
3.断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。
断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。
断路器有三个重要的短路电流分段能力指标,分别为:极限短路分断能力(Icu)、运行短路分断能力(Ics)和短时耐受电流(Icw)。
国内低压断路器的运行短路分断能力Ics绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。
我国国家标准GB140482规定,Ics可以是Icu数值的25%、50%、75%和100%。
设计人员在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了,有些设计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.所以在选择时应先选用Ics值。
达到Icu极限值,断路器可能被损坏,不能使用了。
4.脱扣等级规定了从冷态开始,对称的三相负载在7.2倍整定电流时,不同的脱扣等级具有不同的脱扣时间:CLASS 10A 脱扣时间为2-10SCLASS 10 脱扣时间为4-10SCLASS 20 脱扣时间为6-20SCLASS 30 脱扣时间为9-30S5.除了脱扣等级,脱扣特性也是断路器一个非常重要的指标。
断路器参数和型号
断路器参数和型号断路器参数断路器一般具有两个反映断路器短路分断能力的参数:额定极限短路分断能力leu与额定运行短路分断能力les。
额定极限短路分断能力(leu)是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,不再继续承载其额定电流的分断能力。
其试验程序为 O~t — CO具体方法是:把线路的电流调整到预期的短路电流值(例如380V, 50kA),而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置,按下试验按钮,断路器通过 50kA短路电流,断路器立即开断(O),断路器应完好,且能再合闸。
经间歇时间 t后,此时线路仍处于热备状态,断路器再进行一次接通(C)和紧接着的开断(O),(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电动和热稳定性)。
此程序即为CO断路器能完全分断,则其极限短路分断能力合格(试检后要验证脱扣特性和工频耐压)。
断路器的额定运行短路分断能力(les)是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下,经一定的试验程序,能够接通、分断的短路电流,经此通断后,还要继续承载其额定电流的分断能力,其试验程序为O — t — CO-1 — CO它比leu的试验程序多了一次 CO经过试验,断路器能完全分断、熄灭电弧,就认定它的额定运行短路分断能力合格( O— Open表示分断操作;C-Close表示闭合操作,CO-表示闭合操作后紧接着分断操作;t —表示两个相继操作之间的时间间隔,一般不小于 3分钟)。
额定运行短路分断能力les的试验条件极为苛刻(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。
我国国家标准GB14048.2规定,les可以是极限短路分断能力leu数值的25% 50% 75唏口 100%因此可以看出,额定运行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值,les是leu的一个百分数。
断路器分断能力的选择和使用
断路器分断能力的选择和使用最近几年与断路器的使用者相互磋商、探讨,并在专业刊物上阅读了一些断路器选用的文章,感到收益很大,但又觉得断路器的设计、制造者与用户之间由于沟通和宣传不够,致使用户在选择低压断路器上还存在一部分偏失。
据此,笔者拟再次论述断路器的选择和应用,以期抛砖引玉、去伪存真。
一、根据线路预期短路电流的计算,来选择断路器的分断能力。
精确的线路预期短路电流的计算是一项极其繁琐的工作。
因此便有一些误差不是很大,而工程上可以被接受的简捷计算方法:(1)、对于10/0.4KV电压等级的变压器,可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200-400MVA,甚至更大,因此按无穷大来考虑,其误差不足10%)。
(2)、GB50054-95《低压配电设计规范》中的2.1.2条规定:“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响”。
若短路电流为30KA,取其1%,应是300A,电动机的总功率约在160KW左右,且是同时启动使用时,此时计入的反馈电流应是6.5∑In。
(3)、变压器的阻抗电压UK(%)表示变压器副边短接(路),原边慢慢增加电压,当副边电流达到其额定电流时,原边电压为其额定电压的百分值。
因此当原边电压为额定电压时,副边电流就是它的预期短路电流。
阻抗电压(Impedance Voltage)是将变压器的二次绕组短路,使一次绕组电压慢慢加大,当二次绕组的短路电流达到额定电流时,一次绕组所施加的电压(短路电压)与额定电压的比值百分数。
阻抗电压(Impedance Voltage)UK(%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。
同容量的变压器,阻抗电压(Impedance Voltage)小的成本低,效率高,价格便宜,另外运行时的压降及电压变动率也小,电压质量轻易得到控制和保证,因此从电网的运行角度考虑,希望阻抗电压(Impedance Voltage)小一些好。
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用户在设计、选择低压断路器的短路分断能力时,应遵循的基本原则是:断路器的额定短路分断能 力线路可能出现(预期)的短路电流。 国际电工委员会IEC947-2和我国等效采用IEC的GB14048.2《低压开关设备和控制设备低压断路器》 标准规定的短路分断能力有两种:额定极限短路分段能力Icu和额定运行短路分段能力Ics。 1、定义:额定极限短路分段能力Icu为按规定的试验程序所规定条件,不包括断路器继续承载其额定 电流能力的分段能力;额定运行短路分段能力Ics为按规定的试验程序所规定条件,包括断路器继 续承载其额定电流能力的分段能力。 Icu的试验程序为o t co, Ics的试验程序为o t co t co。Ics比Icu的试验程序多了一次 co。经过试验程序, 能完全分断,熄灭电弧,并无超出规定的损伤,被认为Icu试验通过,而Ics的合格标准,除与Icu 相同外,还要增加温升和5%寿命次数的接通、断开额定电压、额定电流的试验,Ics试验条件更苛 严。 2、Icu和Ics的关系:Icu和Ics的都是断路器的一项重要技术性能指标。从实际情况出发,根据线路保护 的需要和断路器的不同结构, IEC947-2和GB14048.2确定的Ics有4个或3个值,分别是25%、50%、 75%和100%Icu(对A类断路器,即塑料外壳式),或50%、75%和100%Icu(对B类断路器,即万能 外壳式或称框架式)。断路器制造厂确定其产品的Ics值,凡符合上面标准规定的Icu百分值都是有 效的、合格的产品。 万能式断路器的绝大部分(不是所有规定)都是有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保 护功能,能实现选择性保护。因此大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主(保护) 开关,而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动的二段保护功 能),不能作选择性保护,他们只能使用于支路。 由于使用(适用)的情况不同,IEC92《船舶电气》标准建议:具有三段保护的万能式断路器,偏 重于它的Ics,而大量使用于分支线路的塑壳式断路器,应确保它有足够的Icu。原因:主干线切除 故障电流后更换新断路器要慎重,主干线停电时间较久要影响一大片用户的用电,所以发生短路 故障时要有2个co,并且还要求继续承载一段时间的额定电流;而使用于支路的仅有二段保护的 断路器,在经过极限短路的分断和再次的接通分断后,已完成其使命,已不再承载额定电流,可 以更换新的(更换时停电的区域仅限于支路,因此影响较小),而它的Ics就可以小于极限短路电 流。Ics在两类断路器上规定值也有所不同,塑壳式最小允许的Ics是25%Icu,而万能式的Ics最小是 50%Icu。Ics=Icu的断路器是很少的,即使是万能式,也很少有Ics=100%Icu【有一种采
就是说:1、母线厚度相对时: 当KYN28-12型产品选用TMY100*10距离1400以内可不加支撑,超过1400必须加支撑; 当KYN28-12型产品选用TMY80*8距离1200以内可不加支撑,超过1200必须加支撑; 2、母线宽度相对时: 当KYN28-12型产品选用TMY100*10距离700以内可不加支撑,超过700必须加支撑; 当KYN28-12型产品选用TMY80*8距离500以内可不加支撑,超过500必须加支撑;
用旋转双分断(点)技术的塑壳式断路器,它的限流性能极好,短路分断能力的裕度很大,可以 做到Ics=Icu,但价格很高】。我国的DW15型万能式断路器Ics=(60% - 75%)Icu,DW45智能型万 能式断路器Ics=(62.5% - 65%)Icu,国际上ABB公司的F系列,施耐德公司的M系列Ics也不过达到 70%左右的Icu。而塑壳式断路器,国内各种新型号的Ics大多数在(50% - 75%)Icu之间。有些厂 商的广告或样本中称它的断路器Ics=Icu,如果不是限流型,则是有水分的。选用它,最可靠、最 严肃的办法是向他们索取Ics=Icu的试验证书或型式试验报告。 一台容量为1600kVA的变压器,其副边的额定电流为2312A,阻抗电压百分数uK取6%,最大预期 短路电流应为38.5kA,做保护用的断路器额定短路分断电流应为40kA,若选DW15-2500Y的2500A 或DW45-3200的2500A做主开关是能胜任的。由于现代的动力中心的变压器与配电柜相距很近, 甚至安装在一起,因此即使是支路,额定电流在100A,它的预期短路电流也是很大的。因此,也 要求线路中的塑壳断路器的短路分断能力380V、40kA。 有文章断定某一新型塑壳式断路器(壳架等级电流160A,Icu380、50kA,Ics380V、35kA)不能选用, 理由是它的Ics仅35kA,小于线路预期电流38.5kA。这是一种误解。该型号断路器使用于支路,即 使通过支路的短路电流为3此判断塑壳式断 路器能否胜任某一线路保护开关,是看它的Icu能否大于线路的预期短路电流。而它的Ics即使小一 点,也无碍于它的作用的发挥。因为短路事故多种多样,例如两相短路(其短路电流为三相短路 值的二分之根号三),或者离电源较远的地方,如50m、100m,即使是三相短路,由于阻抗的原 因,三相短路时,事故电流大约是50% - 60%的三项最大预期值。
根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下: TMY 25KA 31.5KA 40KA 63KA 80KA 系统母线50*6 60*6 80*6 或60*8 80*10 100*10 接地母线50*5 50*6 50*8 80*8 80*10 有人采用:S=I ∝ √t kjf 103/165;kjf:集肤效应系数 - TMY取1.15计算结果偏大,建议采用以上计算。 [注:式中103为10的三次方] 3、根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离) 原则:作用在母线上的作用应力kg/cm ≦母线允许应力; 公式:Δjs=1.76L2ich2*10-3/aW ≦ Δy; Δy=1400(Cu).700(Al)。式中:L为母线支撑间距(cm);a为相 间距离(cm);W为矩形母线截面系数;ich 根据上式导出:LMAX= √1400aw 103/1.76ich2= √0.795*106aw/ich 矩形母线截面系数:1、母线宽度相对时:W=0.167b2h;100*10=1.67;80*8=0.855 2、母线厚度相对时: W=0.167bh2;100*10=1.67;80*8=8.55 其中:b(cm):母线宽度,h(cm):母线厚度 所以:对于31.5KA系统,TMY 100*10 母线厚度相对时,假定a=28cm(中置柜),则 LMIN== √0.795*106aw/ich=240(cm)=2400mm; 对于31.5KA系统,TMY 80*10 母线厚度相对时,假定a=28cm,则 LMIN== √0.795*106aw/ich=1700mm; 对于40KA系统,TMY 100*10 母线厚度相对时,假定a=28cm,则 LMIN== √0.795*106aw/ich=1900mm; TMY 80*10 母线厚度相对时,假定a=28cm,则 LMIN== √0.795*106aw/ich=1370mm; 各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]
母线厚度相对时 母线宽度相对时 母线三角排列时(估算) TMY 100*10 TMY 80*8 TMY 100*10 TMY 80*8 TMY100 *10 TMY80*8 理论值 推荐值 理论值 推荐值 理论值 推荐值 理论值 推荐值 理论值 推荐值 理论值 推荐值 31.5 2400 1800 1700 1400 750 700 550 500 1300 1200 950 800 40 1900 1400 1370 1200 610 600 430 400 1050 1000 750 700
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断路器的额定短时耐受电流能力Icw和额定短路合闸能力(峰值)Icm
1、定义: 热稳定电流是老的称呼,现称额定短时耐受电流(IK):在规定的使用和性能条件下,在规定的短时 间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。额定短时耐受电流的标准值应 当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。注:R10系 列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积。 动稳定电流是老的称呼,现称额定峰值耐受电流(IP):在规定的使用和性能条件下,开关设备和控 制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定 短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间(tk)8]:开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s 和4s。 2、根据额定短时耐受电流来确定导体横截面积:GB3906[附录D]中公式:S=I/a √(t/Δθ)。式中:I为额 定短时耐受电流;a为材质系数,铜为13,铝为8.5;t为额定短路持续时间; Δθ为温升(K),对 于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取215K。 则:25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)* √4/215=260mm² 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)* √4/215=330mm² 40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)* √4/215=420mm² 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)* √4/215=660mm² 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)* √4/215=840mm² 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7%=225mm² 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=3300*86.7%=287mm² 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7%=370mm² 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7%=580mm² 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7%=730mm²