斷路器的分段能力對於斷路器來說極其重要,那麼什麼是分段能力?又如何來選擇斷路器的分段能力?中國電器交易網將為你一一揭曉。
方法/步驟
斷路器的分段能力對於斷路器來說極其重要,那麼什麼是分段能力?又如何來選擇斷路器的分段能力?中國電器交易網將為你一一揭曉。
分斷能力是指斷路器開關的一種特殊功能。斷路器的分斷能力是指該斷路器安全切斷故障電流的能力(往往也是價格的決定因素),與其額定電流無必然聯絡。一般分為極限分斷能力Icu和執行分斷能力Ics(很多微斷不分),假如Icu=60KA,那麼當線路中發生60KA的故障電流,斷路器可以安全切斷電路,而不發生觸頭熔接、爆炸等異常狀況。注意做過極限分斷的斷路器不允許再用(往往失效了),必須更換。而如果Ics=60KA,分斷該電流後,斷路器允許合閘再使用,但應急後也須更換。現在很多好的斷路器可以做到Icu=Ics。當然,對於Icu與Ics,國家有嚴格的定義與相關的試驗,當然以上只是中國電器交易網對於分段能力的簡單介紹。
下面進入正題如何選擇斷路器的分斷能力,中國電器交易網經過詳細的調查選擇斷路器的分斷能力有兩種方法:
一.按線路預期短路電流的計算來選擇斷路器的分斷能力
精確的線路預期短路電流的計算是一項極其繁瑣的工作,因此便有一些誤差不很大而工程上可以被接受的簡捷計算方法:
1.對於10/0.4KV電壓等級的變壓器,可以考慮高壓側的短路容量為無窮大(10KV側的短路容量一般為200~400MVA甚至更大,因此按無窮大來考慮,其誤差不足10%)。
2.GB50054-95《低壓配電設計規範》的2.1.2條規定:“當短路點附近所接電動機的額定電流之和超過短路電流的1%時,應計入電動機反饋電流的影響”,若短路電流為30KA,取其1%,應是300A,電動機的總功率約在150KW,且是同時啟動使用時此時計入的反饋電流應是6.5∑In。
3.變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接(路),當副邊達到其額定電流時,原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當原邊電壓為額定電壓時,副邊電流就是它的預期短路電流。
4.變壓器的副邊額定電流=Se/1.732U式中Se為變壓器的容量(KVA),Ue為副邊額定電壓(空載電壓),在10/0.4KV時Ue=0.4KV因此簡單計算變壓器的副邊額定電流應是:1.44~.50Se。
5.按(3)對Uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為I(3)對Uk的定義,副邊的短路電流(三相短路)為I(3)=Ie/Uk,此值為交流有效值。
6.在相同的變壓器容量下,若是兩相之間短路,則I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)以上計算均是變壓器出線端短路時的電流值,這是最嚴重的短路事故。如果短路點離變壓器有一定的距離,考慮到線路阻抗,短路電流將減小。例如SL7系列變壓器(配導線為三芯鋁線電纜),容量為200KVA,變壓器出線端短路時,三相短路電流I(3)為7210A。短路點離變壓器的距離為100m時,短路電流I(3)降為4740A;當變壓器容量為100KVA時其出線端的短路電流為3616A。離變壓器的距離為100m處短路時,短路電流為2440A。遠離100m時短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。所以,使用者在設計時,應計算安裝處(線路)的額定電流和該處可能出現的最大短路電流。並按以下原則選擇斷路器:因此,在選擇斷路器上,不必把餘量放得過大,以免造成浪費。
二、斷路器的極限短路分斷能力和執行短路分斷能力
在IEC947-2和GB4048.2中對斷路器極限短路分斷能力和執行短路分斷能力作了如下的定義:斷路器的額定極限短路分斷能力(Icu):按規定的試驗程式所規定的條件,不包括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力;斷路器的額定執行短路分斷能力(Ics):按規定的試驗程式所規定的條件,包括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力。
極限短路分斷能力Icu的試驗程式為OTCO。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,被試斷路器處於合閘位置,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)並熄滅電弧,斷路器應完好,且能再合閘。T為間歇時間(休息時間),一般為3min,此時線路處於熱備狀態,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定性和動、靜觸頭因彈跳的磨損)。此程式即為CO。斷路器能完全分斷,熄滅電弧,並無超出規定的損傷,就認定它的極限分斷能力試驗成功;斷路器的執行短路分斷能力(Icu)的試驗程式為OTCOTCO,它比Icu的試驗程式多了一次CO。經過試驗,斷路器能完全分斷、熄滅電弧,並無超出規定的損傷,就認定它的額定進行短路分斷能力試驗通過。Icu和Ics短路分斷試驗後,還要進行耐壓、保護特性覆校等試驗。由於執行短路分斷後,還要承載額定電流,所以Ics短路試驗後還需增加一項溫升的複測試驗。據中國電器交易網瞭解Icu和Ics短路或實際考核的條件不同,後者比前者更嚴格、更困難,因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個或三個值,分別是25%、50%、75%和100%Icu(對A類斷路器即塑殼式)或50%、75%、100%Icu(對B類斷路器,即萬能式或框架式)。斷路器的製造廠所確定的Ics值,凡符合上述標準規定的Icu百分值都是有效的、合格的產品。
萬能式斷路器,絕大部分都具有過載長延時、短路短延時和短路瞬動的三段保護功能,能實現選擇性保護,因此大多數主幹線(包括變壓器的出線端)都採用它作主開關,因為主幹線切除故障電流後更換斷路器要慎重,主幹線停電要影響一大片使用者,所以發生短路故障時要求兩個CO,而且要求繼續承載一段時間的額定電流,因此萬能式斷路器偏重於它的Icu值;而使用在支路上的塑殼式斷路器,經過極限短路電流的分斷和再次的合、分後,已完成其使命,它不再承載額定電流,可以更換新的(停電的影響較小),一般只注重其Ics值。但是,無論是萬能式或塑殼式斷路器,都有必須具備Icu和Ics這兩個重要的技術指標。只有Ics值在兩類斷路器上表現略有不同,塑殼式的最小允許Ics可以是25%Icu,萬能式最小允許Ics是50%Icu,有些斷路器應用的設計人員,按其所計算的線路預期短路電流選擇斷路器時,以斷路器的額定執行短路分斷能力來衡量,由此判定某種斷路器(此斷路器的極限短路能力大於線路預期短路電流,而執行短路分斷能力則低於計算電流)為不合格。這是一個誤解。