浅谈小型断路器分断试验
浅谈小型断路器分断能力改进_1
浅谈小型断路器分断能力改进发布时间：2022-05-10T09:24:05.319Z 来源：《探索科学》2022年1月下作者：胡陈键朱家逵蔡慧茂胡云霞[导读] 中小型断路器主要应用于办公室、居室和各类建筑中的照明、供电等管线及装置,容量大范围较广。
浙江人民电器有限公司胡陈键朱家逵蔡慧茂浙江乐清 325604温州长江汽车电子有限公司胡云霞浙江温州 325000摘要:中小型断路器主要应用于办公室、居室和各类建筑中的照明、供电等管线及装置,容量大范围较广,并具备过载与短路运行维护的功能,亦可用作电路在不经常性通断时使用和切换使用。
中小型断路器为我国"CCC"的强制认证产品,质量关乎千家万户,直接关乎着广大公众的身命财产安全。
由于断路器能够在电路出现危险情况时及时断开电流,从而有效地降低了危害事件的出现。
当人类看到断路器将电流断开时,就会及时检查电路,所以将断路器及时断电这一动作就会对人类产生一种警示的效果,让人类有效地处理了电路危害问题。
关键词:断路器;分断能力;改进措施目前国内大中型企业约占企业总量的百分之八,小中型企业约占企业总量的百分之二十,小微企业约占企业总量的百分之七十二。
行业内小企业数量较多,但开发创新能力相对薄弱,没有较先进的生产工艺技术装备和检验设施,员工流动大,在原料进货环节也缺乏有效的质量控制措施,质量不稳定因素较多。
小型断路器的关键安全性技术指标,主要涉及产品耐热性、抗异常发热和抗燃、温升测试及功率检测、脱扣特性、运行短路能力,而上述技术指标重点针对产品的电力安全性与防护功能二个方面的质量状况加以检验。
其中直流或限流熔断器能力越高的断路器就更能够保障线路的安全性,而在某些安全条件更多的场合对断路器分断能力的需求也是很大的。
1.小型断路器分断能力弱受国内外市场经济因素的影响,中小型断路器的分断力量通常和产品价格相挂钩,价格低的直流限流熔断器力量较弱,而产品价格高的直流限流熔断器力量较强,这也可能造成了在某些市场经济条件比较不成熟的地方,人们考虑到生产成本的影响而选用产品价格较低分断力量较弱的中小型断路器。
低压断路器的极限分断能力
低压断路器的极限分断能力低压断路器是一种用于保护电路以及电气设备的重要电器元件，其主要功能是在电路发生过载或短路时，能够迅速切断电流，以保护电气设备和人身安全。
而低压断路器的极限分断能力是衡量其性能优劣的重要指标之一。
所谓极限分断能力，指的是低压断路器在规定的条件下，能够可靠地切断电路中的电流的最大能力。
一般来说，低压断路器的极限分断能力越高，其安全性和可靠性就越好。
低压断路器的极限分断能力与其断路能力有密切关系。
断路能力是指低压断路器在短路故障发生时，能够安全切断电路中的电流的能力。
断路能力受到电路中的故障电流大小以及短路电流的持续时间等因素的影响。
而低压断路器的极限分断能力则是在不同故障电流和时间条件下，能够可靠地切断电流的最大能力。
低压断路器的极限分断能力由许多因素共同决定。
首先是断路器内部的电气结构和材料的选择。
优质的材料和合理的结构设计能够提高低压断路器的极限分断能力。
其次是断路器的额定电流和额定工作电压。
一般来说，额定电流越大，额定工作电压越高，断路器的极限分断能力也会相应提高。
此外，低压断路器的操作方式和触发机构的设计也会对其极限分断能力产生影响。
为了确保低压断路器的极限分断能力符合相关标准和要求，制造商通常会对其进行严格的测试和验证。
常见的测试方法包括短路试验、过载试验和断电试验等。
这些测试能够模拟实际使用中可能遇到的各种故障情况，以验证低压断路器在不同故障条件下的性能表现。
在实际应用中，正确选择合适的低压断路器对于保护电气设备和人身安全至关重要。
根据电路的负载特性和故障情况，合理选取具有适当极限分断能力的低压断路器，能够有效地保护电气设备免受过载和短路的危害。
同时，低压断路器的极限分断能力还需考虑电路的可靠性和安全性要求，以确保电路在故障发生时能够及时切断电流，避免进一步的损坏和危险。
低压断路器的极限分断能力是评价其性能优劣的重要指标之一。
通过合理的设计和严格的测试，低压断路器能够在不同故障条件下可靠地切断电流，保护电气设备和人身安全。
浅谈小型断路器分断试验
小型断路器分断试验众所周知-----小型断路器通断试验对于DZ47-63 C32以上的规格，做运行分断6000A 时，其产品合格率是很低的；客观上讲试验条件是相当严酷的。
从试验的结果来看主要有以下现象：1.动触头熔断2.动静触头熔焊在一起3.导弧片熔断4.灭弧罩背后击穿5.双金熔断6.操作机构熔接。
在试验波形图上的数据来看主要是：1.峰值电流过大，一般超出4000A2. 燃弧时间过长，一般超过5 ms 所以，要提高产品的合格率就要解决峰值电流过大和燃弧时间过长的问题。
要解决峰值电流过大的方案：1.提高脱扣反应速度（降低脱扣力）我们在试验中得出：脱扣力为0.4~0.55 N ，触头压力在4.5~5.5 N时比较理想（ C 40 ）要解决燃弧时间过长是比较复杂的：第一要作到如何避免产生过大的电弧第二如何让产生的电弧顺利的进入灭弧室第三选用品质优良的灭弧罩以达到良好的灭弧效果。
经大量的试验对比，我们发现提高通断试验的合格率与常规的动作特性试验合格率存在着一定的矛盾。
要找出这两者之间的平衡点是很关键的。
我们得出当----- 1.限制峰值电流在 3000 A 以下 2. 控制燃弧时间在3ms 以内产品合格的成功率最高。
目前我们最困难的是没有“超高速的摄像设备”无法试验比对找出理想的“引弧” “吸弧”“吹弧”“灭弧”设计工艺和机构；DZ47-63 C63产品经过我们不断改进内部结构，C63产品可以做到运行分断6000A，我们把峰值电流控制在4500 A 以下 ,燃弧时间在3ms-7ms之间，焦耳积分在68000A²S以下。
所以根据我们目前掌握的试验工艺数据来看，C63也只能做到合格率80 %左右。
真诚希望有这方面的专家来指点我们！！“PTC低压断路器限流技术”的研究1 引言传统的低压断路器，当触头分开后，通过熄灭分断过程产生的电弧来分断故障电流，所以分断过程中100％的能量由分断电弧消耗，这种方法影响了断路器分断能力的提高。
断路器的分断能力和短时耐受电流
断路器的分断能力和短时耐受电流短时耐受电流（I c w）,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，I c w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I c w的最小值是：当I n≤2500A时，它为12I n或5k A，而I n＞2500A时，它为30k A（D W45_2000的I c w为400V、50k A，D W45_3200的I c w为400V、65k A）。
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。
I E C947_2（以及1997新版I E C60947_2）和我国国家标准G B140482规定，I c s可以是极限短路分断能力I c u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。
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极限短路分断能力I c u的。
A类：D Z20系列I c s＝50%～77%I c u，C M1系列I c s＝58%～7 2%I c u，T M30系列I c s＝50%～75%I c u，（个别产品I c s＝I c u）。
B类：D W15系列I c s＝60%左右的I c u，（个别的如630A I c s＝I c u，但短路分断能力仅400V时30k A），D W45系列I c s＝62.5%～80%I c u。
不管是A类或B类断路器，只要它的I c s符合I E C947_2（或G B14048.2）标准规定的I c u百分比值都是合格产品。
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。
浅析断路器的极限短路分断能力
摘要：选择不同类型短路分断能力的断路器来适应不同的线路预期短路电流（当I在相同的情况时）的需要断路器的选用原则是：断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流。
关键词：断路器要点配电线路1、不同的负载应选用不同类型的断路器最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用（照明、家用电器等）三大类。
以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。
这三类断路器的保护性质和保护特性是不相同的。
对配电型断路器而言，它有A类和B类之分：A类为非选择型，B类为选择型。
所谓选择型是指断路器具有过载长延时、短路短延时和短路瞬时的三段保护特性。
万能式（又称框架式）断路器中的DW15系列、DW17（ME）系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和万能式DW15、DW17的某些规格因仅有过载长延时、短路瞬时的二段保护，它们是属于非选择型的A类断路器。
选择性保护。
当F点短路时，只有靠近F点的QF2断路器动作，而上方位的QF1断路器不动作，这就是选择性保护（由于QF1不动作，就使未发生故障的QF3、QF4支路保持供电）。
如果QF2和QF1都是A类断路器，则F点发生短路，短路电流值达一定值时，QF1、QF2同时动作，QF1断路器回路及其下的支路全部停电，就不是选择性保护了。
能够实现选择性保护的原因是，QF1为B类断路器，它具有短路短延时性能，当F点短路时，短路电流流过QF2支路，也流过QF1回路，QF2的瞬时动作脱扣器动作（通常它的全分断时间不大于0.02s），因QF1的短延时，QF1在0.02s内不会动作（它的短延时≥0.1s或0.2、0.3、0.4s）。
在QF2动作切断故障线路时，整个系统就恢复了正常。
可见，如果要达到选择性保护的要求，上一级的断路器应选用具有三段保护的B 型断路器。
对于直接保护电动机的电动机保护型断路器，它只要有过载长延时和短路瞬时的二段保护性能就够了，也就是说它可选择A类断路器（包括塑壳式和万能式），DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配电保护的性能外，它们的630A及以下规格均有保护电动机的功能。
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)。
小型断路器分断过程动态仿真分析和试验验证
小型断路器作为低压开关电器的一种$除了 接通和断开电路的基本功能外$还具备过载和短 路保护线路的功能& 热磁式小型断路器主要由操 作机构%电磁机构%触头系统%延时脱扣系统%灭弧 系统和外壳等几部分组成& 某小型断路器结构示 意图如图 " 所示&
图 "!小型断路器结构示意图
电器与能效管理技术!"#$%&'#$
检测与试验
小型断路器分断过程动态仿真 分析和试验验证
张晓芳!袁!博!周燕海!赵质胜 厦门宏发开关设备有限公司福建 厦门!'+"$%"
摘!要 提出一种结合有限元分析软件 ,3><>与多体动力学分析软件 ,U,+W 联 合仿真断路器分断过程的方法& 首先利用 ,3><>计算短路电流下电磁机构中动铁心的 电磁力及动静触头系统间的洛伦兹力$而触头间的利用经验公式计算触头间的 FA8J 力& 然后将计算结果导入 ,U,+W$仿真分析小型断路器的短路分断过程$同时可以获 得动铁心的运动速度与位移$触头的运动位移以及操作机构解扣时间等& 最后$利用 高速摄影对小型断路器的短路分断过程的相关参量进行测试& 结果表明仿真与测试 的准确度大于 $&$为小型断路器操作 机 构 的 快 速 设 计 和 优 化 分 析 提 供 了 可 靠 的 帮助&
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小型断路器分断能力的改善提升
小型断路器分断能力的改善提升摘要:断路器是电力系统的重要组成部分,它在整个电网运行中具有非常关键作用,其分断能力可以反映出设备能否安全可靠地工作。
随着社会经济水平不断提高和电气自动化技术迅速发展。
微型设备也逐渐被广泛应用于生产生活当中;而分式变压器作为一种新型变流装置也得到了广泛应用;由于我国对智能化微机控制方面研究较少且缺乏相应理论体系与知识等问题导致我国大型断路器存在故障率高、可靠性差,运行效率低等问题。
为了解决这些问题,我们需要对小型断路器进行有效的分断研究。
关键词：小型断路器，分断能力，改善引言：断路器是电力系统中的重要设备,它在电网供电和负荷中心,连接各种用户,对整个工业生产起着至关重要的作用。
然而随着社会经济发展速度越来越快以及人们生活质量水平提高后对于电气控制提出了更高要求与挑战。
由于小型断路器具有结构紧凑性好、体积小巧轻且安装方便和维修容易,所以在实际运行中得到广泛应用;然而,由于其工作环境复杂,且它的制造费用较高,所以在小型断路器分断装置中对分切器进行设计是一个非常重要而且有意义。
一、概述（一）断路器的类型根据断路器的作用来分,可以分为以下几种类型:(1)专用型断路器。
它是利用特殊结构和电气装置来连接固定在电路板上的各种接触点。
如隔离开关、分流电抗等;其工作原理为通过改变灭弧电流大小从而使触头动作而达到控制线路运行目的,并能实现不同情况下操作时的自动切换功能,是一种最基本也被广泛使用到电力系统中不可或缺的部分。
(2)组合型断路器。
其基本原理是利用分流电抗来控制灭弧电流的大小,从而实现线路中各个开关之间的转换。
根据不同类型断路器,它具有以下特点:①专用性;②通用性③灵活适应性等。
(3)分流电抗控制电路。
它是利用了分压装置,使其具有一定的电压调节作用。
通过分流电抗控制电路,可以使断路器在不同情况下的操作变得更加灵活。
其最大特点是使用了开关式分断装置。
（二）断路器的发展断路器的发展与改善,是为了保证电力系统稳定运行,提高经济效益。
断路器试验介绍
断路器试验简介
常用术语
断路器 能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的 时间内承受和开断异常回路条件（如短路条件）下的电流的机械开关 装置。
E1，E2级断路器 一种断路器，在其预期的使用寿命期间，主回路中开断用的零件不
要维修，其他零件只需很少的维修（具有延长的电寿命的断路器）。 注：很少的维修是指润滑，如果适用时，补充气体及清洁外表面；本定 义仅适用于额定电压3.6kV及以上、40.5kV及以下的配电断路器。
试验电流施加的时间应该等于额定短路持续时间，最长不大于额定 时间的10%。
断路器试验简介
试验现场
提供电流 出线短接
断路器试验简介
密封试验
密封试验的目的是证明绝对漏气率F不超过允许漏气率FP的规定值。
装有机械开关装置的开关设备和控制设备的密封试验应该在开关的合、 分闸位置上分别进行，除非漏气率与主触头的位置无关。 通常，只允许以累计漏气量的测量来计算漏气率。 密封试验应该与相关标准中要求做的试验一起进行，一般在机械操作试 验前和后、或在极端温度下的操作试验过程中进行。 对气体的开关设备的开关设备和控制设备进行密封试验是为了确定密封 压力系统的预期工作寿命。
Ur kV(有效值)
kV(有效值)
通用值
断口
额定雷电冲击耐受电压
Up k
10
12
20
18
20
40
23 46
7.2
20
25
40
23
28
60
46 70
12
28
32
60
42*
48*
75
70 85
95
110
24
小型断路器分断能力的改善提升
小型断路器分断能力的改善提升，安德利集团有限公司 325604摘要：断路器在电力系统中占据十分重要的地位，断路器的分断能力是保证电网安全、平稳运行的关键，小型断路器凭借其体积小、结构紧凑、易于安装等优势，已经普遍运用到人们的生活、生产中，对促进我国经济及社会发展具有十分重要的意义。
随着社会的不断发展，人们对电力的需求不断增长，电力系统的运行方式也越来越复杂，对小型断路器分断能力的要求越来越高，基于此，本文针对影响断路器的分断能力的因素展开探究，并提出改善小型断路器分断能力的措施，以期能够为推动我国电力发展提供借鉴。
关键词：小型断路器；分断能力；改善措施引言：小型断路器又被称为微型断路器，适用于交流50/60Hz、额定电压230/400V，额定电流至63A线路的过载和短路保护作用，主要用于工业、商业、高层及民用住宅等各种场所，也可作为线路中不频繁操作转换之用。
小型断路器具备结构先进、外观小巧、分断能力强等特点，国内的小型断路器的分断能力大部分处于4.5-6kA，分断能力的可靠性比较低，严重制约了小型断路器的发展。
如何改善小型断路器的分断能力是当下面临的一项严峻挑战。
一、小型断路器分断能力分断能力作为断路器的重要功能之一，在电路系统中一旦出现短路或超负荷现象，断路器能够自动辨别电路安全风险，及时切断故障电流，从而保证线路安全的能力。
断路器的分断能力通常包括分断能力和运行分断能力，其分断能力越高，线路的安全越能够得到保障，且断路器的分断能力越高，价格也就越高。
在对断路器进行选择过程中，应该坚持极限短路分断能力大于线路预期短路电流的原则，根据负载不同应该选择不同类型的断路器。
目前，我国的断路器分断能力可靠性比较低，严重阻碍了小型断路器的发展。
二、影响断路器分断能力的主要因素断路器主要由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器及绝缘外壳等构成，而分断能力往往受到触头材质、结构强度、分断时间、灭弧介质等因素的影响。
小型断路器分断能力改进措施论文
小型断路器分断能力改进措施论文断路器是可用来分配电能，对电源中的线路和电动机等实行保护，当它们在线路中发生严重的过载或者短路，以及过欠压等故障时能自动的切断电源，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
小型断路器主要用于工业、商业、高层和民用住宅等各种场所。
分断能力是断路器开关的一种功能，主要是能够在电路发生危险时及时切断电流保证线路平安的一种能力。
分断能力越高的断路器越有利于保证线路的平安，在一些平安性要求较高的场所对断路器分断能力的要求也是极高的。
3.1生产不够标准化目前我国小型断路器的生产大都是小企业经营，没有形成品牌化，标准化的生产。
所以在断路器的维修方面会面临因制造标准不同，在维修时难以迅速解决问题，可能会导致事情处理不当的难题。
一个物品的标准化生产，并不是意味着让它消失特色，而是统一生产标准以便在处理问题时可以灵活应对，只有这样才能够让小型断路器适用社会的开展需求。
3.2分断能力弱受我国经济因素的影响，小型断路器的分断能力往往与价格相挂钩，价格低的分断能力弱，价格高的分断能力强，这就可能导致在一些经济相对不兴旺的地区，人们考虑到本钱的因素而选择价格较低分断能力较弱的小型断路器。
同时和国外的其他国家相比较，我国的小型断路器存在着分断能力弱的特点，所以我国的小型断路器在市场竞争中处于劣势，竞争能力较弱，难以在国际市场中融入。
3.3警报能力弱我国小型断路器在断电后没有任何警报或预警声音的发出，所以当有危险情况发生时，人们很难觉察到，进而错失了解决问题的最正确时机。
央视曾经报道过一个小区的电动车在晚上充电时，因为接触不良而导致车棚内失火，在晚上发生火灾时没有任何的警报发生，人们又处在熟睡阶段，火势没有得到遏制，造成了宏大财产的损失。
3.4维修困难小型断路器的维修问题是我们要面对的重大问题，在一些农村地区村民们居住较为分散，一个村甚至几个村的维修人员只有一个，同时农村人口对于小型断路器的维修不够重视，当小型断路器出现断电行为时，有的人可能会去检查一下电路中出现的问题，但大部分人却不以为然，继续把开关翻开强制电路工作，这不仅会减少电路的使用寿命，还可能会导致危险事故的发生。
小型断路器分断能力提高中应关注要素
小型断路器分断能力提高中应关注要素摘要：小型断路器作为一种配电电器，虽然体积较塑料外壳式断路器小很多，但是在实际使用过程中，其起到作用对于用户而言，要远远大于塑料外壳式断路器。
生产企业在生产过程中，往往通过试验验证设计思路后，对于后续改进存在弊端。
本文利用长期的试验数据积累，以生产企业角度出发，对提高小型断路器分断指标就进行分析，便于企业进行后续提高。
关键词：小型断路器分断指标试验验证1概述小型断路器目前执行标准为GB/T10963.1-2020，该标准于2021年6月1日正式实施。
小型断路器主要是用来保护建筑物的线路设施的过电流及类似用途。
该产品需要设计成供未受过训练的人员使用，并且无需维修。
小型断路器目前按照瞬时脱扣不同分为3个类型：B 型，3~5倍额定电流瞬时动作，一般用于纯阻性负载和低压照明回路，常用于住户的配电箱，保护家用电器和人身安全，目前使用较少；C型，5~10倍额定电流，需在0.1s内脱扣，常用于保护配电线路以及具有较高接通电流的照明线路；D型，10~20倍额定电流，主要应用于电器瞬时电流较大的环境，一般家庭较少使用，适用于高感性负载和较大冲击电流的用电系统。
小型断路器除了具备将超过自身额定电流数倍过载电流有效分断外，自身还具备将超过额定电流数十倍甚至上百倍的短路故障电流进行有效分断的能力，用以保证末端用电设备的安全有效运行。
2行业现状由于GB/T 10963.1-2020要求产品额定电压不超过440V（相间），额定电流不超过125A，额定短路能力不超过25000A，所以企业在标准固定的要求范围内进行设计、改进、提升等问题上仍然存在困境。
主要存在问题包括：外观美化、体积越来越小、配件小型化、试验指标逐渐提高、改进困难；企业之间为了生产不断增加自身产品卖点所带来的提高性困境；由行业竞争带来的不断成本是上升等等问题。
比如：额定电压为400V，三极，额定电流为32A的一款小型断路器来说，整个行业的分断指标存在3000A、4500A、6000A、7500A等诸多指标。
关于低压断路器分断能力的详解
关于低压断路器分断能力的几个概念极限短路分断能力(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0.0 5、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。
低压断路器的电流参数摘要：本文分析低压断路器的各个电流参数的概念，提出选择低压断路器时就标定的电流参数和标定方法。
断路器是配电系统中主要的保护电器之一，也是功能最完善的保护电器，其主要作用是作为短路、过载、接地故障、失压以及欠电压保护。
根据不同需要，断路器可配备不同的继电器或脱扣器。
脱扣器是断路器总体的一个组成部分，而继电器，则通过与断路器操作机构相连的欠电压脱扣器、分励脱器来控制断路器。
低压断路器一般由脱扣器来完成其保护功能。
标明低压断路器电流特性的参数很多，容易混淆不清。
在设计文件中，常常在标明断路器的电流值时，不说明电流值的意义，给定货造成混乱。
要完整准确的选择断路器，清楚地标定断路器的各个电流参数是必要的。
1 断路器的额定电流参数国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》GBl4048.2—94(等效采用IEC947—2)对断路器的额定电流使用两个概念，断路器的额定电流1n和断路器壳架等级额定电流1nm，并给出如下定义：——断路器的额定电流1n，是指脱扣器能长期通过的电流，也就是脱扣器额定电流。
小型断路器检验实验指导
小型断路器检验实训项目：小型断路器检验一、实训目的《小型断路器检验实训》是在《电器结构与装配》课程中进行的，是对所学内容的总结与应用。
其主要任务是通过DZ47小型断路器、TZL18漏电断路器的特性试验，提高学生的试验能力、查阅和使用国家标准的能力以及分析问题与解决问题的能力。
学生能够达到以下教学目标：应知部分：1、掌握DZ47断路器的两段式保护特性、规格和主要技术参数；2、掌握TZL18漏电断路器的规格和主要技术参数；3、熟悉DZ47断路器、TZL18漏电断路器相关的国家标准；4、了解DZ47断路器、TZL18漏电断路器相关的理论知识；应会部分：1、具备DZ47断路器的延时特性和瞬时特性的试验能力；会定性描绘两段式保护特性的曲线；2、具备TZL18漏电断路器动作值的试验能力；3、具备应用国家标准GB10963的选用能力；4、具备对试验设备的使用技能。
5、会对试品给出判断。
二、实训线路及原理1.GDS-2-63（SGDX-60-2）瞬时特性试验台介绍1.1设备慨述GDS-2-63瞬时特性试验台是根据GB10963.1—2005《家用及类似场所用过电流保护断路器》有关标准和用户特殊要求而研制的一种专业为小型断路器瞬时动作特性校验的智能试验台。
它由智能控制器、升流器、稳流器、计时器、显示仪表等组成。
该设备采用高速DSP数据处理器，通用软件PID原理进行调整，‘采用标准通讯接口，可通过电脑传送或接收数据进行分析处理，又可单独进行设定，是对断路器进行瞬时动作特性试验的专用设备。
1.2设备功能该设备能完成GB10963.1-2005中9.10.2断路器瞬时脱扣和触头正确断开试验；即从冷态开始，对所有极通以等于5IN的电流，断开时间应不小于0.1S；然后再从冷态开始对所有极通以10IN的电流，断开时间应该在不小于0.1S的时间内脱扣。
1.3设备参数1.3.1输入电能参数电压：AC380(1±10%)V;频率：50HZ±1HZ;试验台容量：3KVA1.3.2输出电能参数输出电流：25A、50A、150A、300A、750A、1500A分档连续可调，直接显示电流有效值。
小型断路器分断能力的改进
作者简介： 俞尚宇 （1979-） ， 男， 天津人， 供职于铁道第三 勘察设计院集团有限公司城市轨道交通设计研究分院， 硕士， 研究方向： 隧道与地下工程。 （责任编辑： 周加转）
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的机理。 小型断路器在分断过程中，动静触头的接触面 积逐渐减少，其接触电阻和电流密度增大导致温度 升高，动静触头在高温加热下被熔融而形成液态金 属桥。随着动静触头的分离，液态金属桥的温度继 续升高，直到被拉断并气化形成金属蒸气，此时释 放到动静触头间的金属蒸气创造了热电离的条件， 在动静触头间的电子与离子碰撞会产生电离，而且 原子与原子的碰撞以及热辐射都会产生电离。当所 加电源高于起弧电压时就会使熔融的液态金属桥产 生电弧。 迅速的熄灭电弧是提高小型断路器分断性能的 重要技术指标，现从以下几方面来对小型断路器的 分断性能进行探讨。
当－5℃＜t≤－3℃时，洞口段设长度不小于 100m的保温水沟。 当－10℃＜t≤－5℃时，洞口段设长度不小于 500m的保温水沟。 当－15℃＜t≤－10℃时，洞口段设长度不小 于300m的中心深埋水沟或防寒泄水洞，设置长度不 小于100m的保温盲沟，设置长度不小于1000m的保 温水沟，设置中心深埋水沟或防寒泄水洞段，洞内 水沟侧壁不再设置泄水孔。 当t≤－15℃时，洞口段设长度不小于500m的 中心深埋水沟或防寒泄水洞，设置长度不小于500m 的保温盲沟，设置长度不小于2000m的保温水沟， 设置中心深埋水沟或防寒泄水洞段，洞内水沟侧壁 不再设置泄水孔。
弧的产生机理来考虑如何通过工艺改进达到提高分 断性能的目的。
1 电弧的产生机理
小型断路器在闭合和断开电路时都可能产生电 弧，但是为了实际应用的需要，我们大多数情况下 仅仅关注和研究小型断路器在断开电路时产生电弧
3.3 洞内排水设计
微型断路器灭弧系统对短路分断能力影响的研究
微型断路器灭弧系统对短路分断能力影响的研究
董爱丽
【期刊名称】《电工电气》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】短路分断能力是微型断路器(MCB)的一项重要的技术指标,影响该指标的因素很多。
通过对分断试验样机烧蚀的情况——动触头引弧板顶部电弧停滞时间长、烧蚀严重及灭弧栅片未被有效利用进行分析,结合理论提出优化方案并进行试验验证,得出优化引弧板设计、灭弧室设计以及出气口结构有利于缩短电弧停滞时间,加快电弧的引弧速度,提高栅片切弧利用率,以增加电弧电压,进而提高MCB的分断性能。
【总页数】5页(P50-54)
【作者】董爱丽
【作者单位】北京北元电器有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM561
【相关文献】
1.触头灭弧系统增容提高塑壳断路器短路分断能力的研究
2.小型断路器灭弧结构对短路分断能力的影响
3.微型断路器短路分断能力改进研究
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小型断路器的额定短路分断能力.doc
选用低压断路器时应特别注意其分断能力摘要：讨论了低压断路器短路分断能力的选择，极限短路分断能力与运行短路分断能力的区别。
关键词：低压断路器；分断能力；极限短路分断能力；运行短路分断能力中图分类号：TM56 文献标识码：BWhen Choosing Low—voltage Breaker，Its Breaking CapacityShould be Specially Paid Attention toZHANG Wen—rong(Hebei Energy Institute of Vocation and Technology，Tangshan 063004，China) Abstract：The selection of breaking capacity of short circuit of a low—voltage breaker and difference between breaker capacity of liminting short circuit and brecaking capacity of running short circuit are discussed in the paperKey Words：low—voltage breaker;breaking capacity;breaking capacity of limition short circuit;breaking capactity of running short circuit1 概述低压断路器又称自动空气开关，是一种自动切断电路故障的保护电器，在电路中主要起短路和过载保护作用，它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压时自动跳闸。
选用低压断路器时除了应满足额定电压、额定电流、安装条件、保护性能及操作方式的要求外，还应特别注意其分断能力的校验。
2 低压断路器的分断能力及其校验低压断路器的分断能力是指在保证断路器不受到任何损坏的前提下，能够分断的最大短路电流值。
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小型断路器分断试验众所周知-----小型断路器通断试验对于DZ47-63 C32以上的规格，做运行分断6000A 时，其产品合格率是很低的；客观上讲试验条件是相当严酷的。
从试验的结果来看主要有以下现象：1.动触头熔断2.动静触头熔焊在一起3.导弧片熔断4.灭弧罩背后击穿5.双金熔断6.操作机构熔接。
在试验波形图上的数据来看主要是：1.峰值电流过大，一般超出4000A2. 燃弧时间过长，一般超过5 ms 所以，要提高产品的合格率就要解决峰值电流过大和燃弧时间过长的问题。
要解决峰值电流过大的方案：1.提高脱扣反应速度（降低脱扣力）我们在试验中得出：脱扣力为0.4~0.55 N ，触头压力在4.5~5.5 N时比较理想（ C 40 ）要解决燃弧时间过长是比较复杂的：第一要作到如何避免产生过大的电弧第二如何让产生的电弧顺利的进入灭弧室第三选用品质优良的灭弧罩以达到良好的灭弧效果。
经大量的试验对比，我们发现提高通断试验的合格率与常规的动作特性试验合格率存在着一定的矛盾。
要找出这两者之间的平衡点是很关键的。
我们得出当----- 1.限制峰值电流在 3000 A 以下 2. 控制燃弧时间在3ms 以内产品合格的成功率最高。
目前我们最困难的是没有“超高速的摄像设备”无法试验比对找出理想的“引弧” “吸弧”“吹弧”“灭弧”设计工艺和机构；DZ47-63 C63产品经过我们不断改进内部结构，C63产品可以做到运行分断6000A，我们把峰值电流控制在4500 A 以下 ,燃弧时间在3ms-7ms之间，焦耳积分在68000A²S以下。
所以根据我们目前掌握的试验工艺数据来看，C63也只能做到合格率80 %左右。
真诚希望有这方面的专家来指点我们！！“PTC低压断路器限流技术”的研究1 引言传统的低压断路器，当触头分开后，通过熄灭分断过程产生的电弧来分断故障电流，所以分断过程中100％的能量由分断电弧消耗，这种方法影响了断路器分断能力的提高。
一种抑制电弧的新方法近年来受到人们的广泛关注，这就是利用一种正温度系数的材料PTC（positive temperature efficient）元件，让他与传统的低压断路器组合起来，在分断短路电流时，把分断能量中的大部分通过PTC元件转换成热能，而小部分由开断电弧承担，这样可以减轻低压断路器的负担，大幅度提高其分断能力。
早在20世纪90年代初，ABB公司首次用聚合物PTC材料与微型断路器组合作为电动机启动器用。
近年来，PTC元件与低压断路器组合以提高断路器的分断能力受到人们的重视：Brice等设计了一种应用PTC材料的固态断路器，施奈德公司提出一种应用金属PTC元件的新型单极断路器。
2 PTC简介PTC元件（热敏电阻）的电阻—温度特性是其最大特点，这种材料在温度上升到材料居里温度点时（正温度特性的起点称为居里点），其阻值会以指数形式陡然增加，从而对电路中的电流进行限制和保护。
其典型的电阻—温度特性曲线如图1示。
图1 PTC电阻—温度特性曲线有机高分子PTC 热敏电阻则采用特殊处理的聚合树脂(polymer)及分布在里面的导电粒子(carbon black)组成，具有质软、常温电阻率低等优点,现已成为PTC 材料开发研制的热点，被称为“可重复使用的保险丝”(reset-able fuse)，该类产品是符合IEEE-1394 标准的解决过流保护的理想器件。
有机高分子PTC 热敏电阻在正常状态下，聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构内，构成链状导电通路，呈现低阻状态。
电路上流经PTC 热敏电阻所产生的热能小，不会改变晶体结构。
当电路发生过载或短路时，流经PTC 热敏电阻所产生的大电流产生的热量使得树脂融化，体积迅速增大，导电通路被拉断，形成高阻状态，回路电流迅速减小，达到短路或过载电流保护目的。
上述过程是可逆的，因而它适合作为“可重复使用的保险丝”这样一种限流装置。
3 国外低压断路器 PTC 限流技术的应用1999年，ABB公司向市场推出一种称为PROLIMTM（Protection Limitation）的保护限流器，它是一种导电聚合物PTC元件，专门用于和微型断路器组合，其限流方案如图2。
图2 串联PTC电阻限流断路器结构原理图技术参数如下：额定电压： Ue＝400， 500V；额定电流： Ie＝25， 36A；最大短路电流： Ik＝50KA；最高环境温度：55℃；每相功率损耗： 3～4W；限流值：当预期电流为50KA时，限流峰值为6KA；反应时间： 0.5ms（电流50KA）与微型断路器组合后的整个分断时间： 2.5ms。
ABB公司嵌入了PTC聚合物的S620微型断路器，分断能力由6KA提高到50KA。
施奈德公司应用PTC新型断路器，其线路原理如图3所示。
它由两组触头组成，辅助触头与一PTC串联后与主触头并联。
图3 主、辅触头PTC电阻限流断路器结构原理图当发生短路时，短路磁性板结构动作，断开主触头并使主触头上的电弧熄灭。
这时电流仅能通过辅助触头和串联的PTC，PTC温度急剧上升。
由于PTC效应，PTC 限制短路电流并消耗大部分分断能量，最后由辅助触头断开电路。
4 国内低压断路器PTC限流技术的应用据了解，国内许多生产厂家目前都在关注PTC的限流技术应用，但还没有见到正式产品出现于市场。
摘要：目前我们在设计变压器低压侧出线系统时，大量采用塑壳断路器，国内外目前生产的塑壳断路器大多是能够快速开断而有限流作用的，而在配电开关的选择性配合上往往忽略了断路器或熔断器组成选择性好的保护配合。
下面本人根据自己的实践经验浅谈一下塑壳断路器在线路发生短路时的限流作用及配电开关的选择性配合。
关键词：道路照明低压断路器限流配电开关一、断路器的限流作用众所周知，电路故障为短路时，其短路电流的大小与短路发生的时间有关。
短路发生后，有一个暂态冲击短路电流。
在最严重的情况下，冲击短路电流峰值将接近于短路电流周期分量和非周期分量峰值的叠加。
短路电流从零迅速上升到峰值的时间是在短路发生后半周波（10ms）的时刻，因此断路器要起到限制短路电流和通过能量的作用，必须快速断开也就是说，在短路电流上升未达到峰值之前（10ms之内）断开。
短路电流持续时间包括三部分：一是电流上升至整定电流的时间；二是断路器的固有动作时间；三是断路器开始分断燃弧至断弧时间。
要起到限流作用一般要求断路器的固有动作时间缩短到3ms之内。
限流断路器的快速动作是利用短路电流所产生的电动力作为推动断路器触头快速动作的力。
断路器固有动作时间后即触头斥开后（此时断路器并未完全断开）电弧即出现，利用电弧电阻的迅速增加限制短路电流的上升至断弧。
全部断开时间一般为10ms左右。
目前国内外生产的塑壳断路器常说明其产品有限流能力，但限流能力应有具体指标，只有运用这些指标，通过设计的实际计算，才能在工程中具体使用，限流性能一般可用下述两个指标予以衡量。
①用分断时的最大通过电流值与预期短路电流峰值相比较来说明短路电流被抑制到什么程度。
②用分断时的最大通过能量与预期短路电流同时通过的能量相比较来说明短路能量被抑制到什么程度，这两个指标一般都用表格曲线来表示（略）。
二、配电断路器选择性保护的重要性和实际解决方案断路器保护动作的选择性是十分重要的，断路器分为A、B两类：A类为非选择型，B类为选择型。
设计中除变压器出线断路器外常用的是A类断路器，以下简称（断路器）。
在设计中线路保护全部采用断路器，断路器之间的动作是非选择性的，如果不采取措施是很难实现断路器保护选择性的。
当发生短路故障时串联安装的断路器上、下级都会动作于跳闸或越级跳闸，此时的越级跳闸可能是下级断路器故障拒动，或者是由于制造上的离散性而产生的，同时也是断路器构造上的缺陷之一。
对于断路器当采用放大级数的作法来达到有选择性作法时，即无法保证达到选择性的配合又会造成较大的浪费。
如果采用熔断器和断路器组合的方法会起到较好的保护配合效果。
即在变压器的出线处保护采用B类断路器（智能型）而变电所低压配电屏出线处保护采用熔断器进行线路保护而在配电箱内根据不同的被保护用电设备的类型选用断路器或熔断器组成选择性好的保护配合，提高选择性。
有些设计人员在设计、使用中仅认为选用断路器才是正确的、先进的，选用了熔断器就是落后的，殊不知全部采用断路器作保护，将造成无选择保护措施在现实中运行，危险隐患非常大，应当引起设计者重视。
由于断路器的选择比较方便，制商给出了选择的表格，设计者选择比较普遍，而对于采用熔断器、断路器的保护动作曲线进行比对才能确定好整定值、熔断器的基础依据，需要引起我们重视，准确计算用户短路电流，确定保护电流的短路分断能力，接近实际的预期短路电流值，不必选择过高短路分断能力的保护电器，来减少不必要资金浪费。
三、选择性配合保护和后备保护在同一机构中的实现首先要明确保护、后备保护的定义，在配电系统中的串联保护电器，就存在保护电器分为上，下级位置的配备，当下级保护电器发生过载，短路，单相接地等故障时，发生拒动的情况，上级保护电器要动作，保护发生故障线路的安全。
所谓选择性配合保护，简单说就是在下一级保护电器的保护范围内发生短路，过电流故障时应该由该保护电器动作，上一级保护电器不动作，而当该保护电器拒动时，上一级保护电器才动作，要分范围和有先后次序要求。
一般情况下，保护电器安装在被保护线路首端，到配电箱处未端出线再装设保护电器，首端的保护电器就是配电箱末端保护电器的后备保护，也就是说上级断路器就是下一级短路器的后备保护。
因此在进行配电设计时要根据项目的不同情况来考虑配电方案，应做到考虑周到，优化简化配电系统的保护装置，提高系统的可靠性，杜绝危险隐患，这也是我们工作宗旨。