如何识别空气开关的熔断电流

1，根据线路预期短路电流的计算，选择断路器的分断能力，准确计算线路的预期短路电流，是一项极其繁琐的工作。所以有一些工程上可以接受的简单计算方法:(1)对于10/0.4KV电压等级的变压器，高压侧短路容量可以认为无穷大(10KV侧短路容量一般为200~400MVA甚至更大，所以如果认为无穷大，误差小于10。(2)GB 50054-95《低压配电设计规范》第2.1.2条规定:“当短路点附近连接的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”。如果短路电流为30KA，取1%应为300A。(3)变压器阻抗电压UK表示变压器二次侧短路。当次级侧达到其额定电流时，初级侧电压是其额定电压的百分比。因此，当一次电压为额定电压时，二次电流就是其预期的短路电流。(4)变压器额定二次电流Ite=Ste/1.732U，其中Ste为变压器容量(KVA)，Ue为额定二次电压(空载电压)，10/0.4KV时Ue=0.4KV，所以简单计算变压器额定二次电流应为变压器容量X1.44 ~ 64。(5)根据(3)中Uk的定义，二次侧短路电流(三相短路)为I(3)中Uk的定义，二次侧短路电流(三相短路)为I(3)=Ite/Uk，为交流有效值。(6)在变压器容量相同的情况下，如果两相短路，I(2)= 1.732 I(3)/2 = 0.866 I(3)(7)以上计算的都是变压器出口端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。如果短路点离变压器有一定距离，就要考虑线路阻抗，这样短路电流就会减小。比如SL7系列变压器(带三芯铝线电缆)容量为200KVA。变压器出口端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。当短路点与变压器距离为100m时，短路电流I(3)降至4740 A；变压器容量为100KVA时，出口端短路电流为3616A。当距离变压器100m时，短路电流为2440A。当远离100m时，短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。因此，用户在设计时，应计算安装场所(线路)的额定电流和那里可能出现的最大短路电流。断路器按以下原则选择:断路器的额定电流In≥线路的额定电流IL；断路器的额定短路分断能力≥线路的预期短路电流因此，在选择断路器时不必留太多余量，以免造成浪费。

2.断路器的极限短路分断能力和操作短路分断能力:我国采用国际电工委员会的IEC947-2和IEC《低压开关设备和控制设备用低压断路器》的GB4048.2，对断路器的极限短路分断能力和操作短路分断能力作了如下定义:断路器的额定极限短路分断能力(Icu):根据规定的试验程序中规定的条件，排除断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；断路器的额定短路分断能力(Ics):根据规定试验程序中规定的条件，包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力。Icu极限短路分断能力的测试程序是otco。具体试验是:将线路的电流调整到预期的短路电流值(如380V，50KA)，但试验按钮未合上，被试断路器处于合闸位置。当按下试验按钮时，断路器将通过50KA短路电流，断路器将立即断开(简称O)并熄灭电弧。断路器应完好无损，并可再次闭合。t为间歇时间(休息时间)，一般为3min。此时线路处于热备用状态，断路器再次接通(简称闭合，C)再断开(O)(接通试验是考核断路器在峰值电流下的电气和热稳定性，以及动、静触头因弹跳造成的磨损)。此方案为co，断路器能完全分断和灭弧，无超出规定极限的损坏，故判定其极限分断能力试验成功；断路器短路分断能力(Icu)的测试程序是otco t co，比Icu多一个co。试验后，断路器能完全分断和熄灭电弧而不超过规定的损坏，则认为其额定短路分断能力试验通过。Icu和Ics的短路分断试验后，需要进行耐压和保护特性重新校准等试验。因为短路断开后仍承载额定电流，所以在Ics短路试验后需要进行温升的复测试验。Icu和Ics对短路或实际考核的条件不同，后者比前者更严格，难度也更大。因此，IEC947-2和GB14048.2确定Icu有四个或三个值，分别为25%、50%、75%和100%Icu(对于A类断路器)或50%和75%。断路器制造商确定的Ics值，满足上述标准规定的Icu百分比，为有效合格产品。大多数通用(框架式)断路器(并非所有规格)都具有过载长延时、短路短延时、短路瞬时动作三级保护功能，可以实现选择性保护。所以大部分干线(包括变压器的出线端子)都将其作为主(保护)开关，而塑壳断路器一般不具备短路短延时功能(只有过载长延时和短路瞬时动作两级保护)，所以只能做选择性保护。由于用法(适用性)的不同，IEC92“船用电气”建议三级保护的万能式断路器应重点考虑其短路分断能力，广泛应用于支线塑壳断路器，以保证其具有足够的极限短路能力。我们的理解是，在干线切断故障电流后更换断路器是慎重的，而干线停电会影响大量用户，所以发生短路故障时需要两个COs，要求继续承载额定电流一段时间。但在分支线路中，极限短路电流分断后，它已经完成了使命，不再能承载额定电流，可以更换新的(停电影响较小)。但无论是万能式还是塑壳式断路器，都必须具备三个重要的技术指标:Icu和Ics。两种断路器之间只有Ics值略有不同。塑壳的最小允许Ics可以是25%Icu，通用壳的最小允许Ics是50%。Ics很少=Icu，连万能箱都很少Ics=100%【国外有旋转双断(点)技术的塑壳断路器，限流性能优异，分断能力裕度大。在国内，DW45智能万能式断路器的IC为62.5% ~ 65% ICU。国际上ABB公司的F系列和施耐德的M系列只有70%左右，而国内各种新型号的塑壳断路器的Ics一般在50% ~ 75% ICU之间。一些使用断路器的设计人员根据自己计算的预期短路电流来选择断路器，将某一台断路器(该断路器的极限短路能力大于线路的预期短路电流，但运行短路分断能力低于计算电流)判定为不合格。这是一个误解。

3.断路器的电气间隙和爬电距离必须根据低压系统的绝缘配合来确定，而绝缘配合的依据是瞬时过电压限制在规定的冲击耐受电压，系统中的电器或设备产生的瞬时过电压也必须低于供电系统的规定冲击电压。因此:(1)电器的额定隔离电压应≥供电系统的额定电压；(2)电器的额定冲击耐压应≥供电系统的额定冲击耐压；(3)电器产生的瞬态过电压应≤供电系统的额定冲击耐受电压。基于以上三个原则，电器的额定冲击耐受电压(优先值)Uimp与供电系统额定电压和电器的安装类别(过电压类别)决定的最大相对地电压有很大关系:相对地电压值越大，安装类别越高[分为I(信号级)、II(负荷级)、III(配电级)、IV(功率级)]。比如相对地电压为220V，安装类别为III类时，Uimp为4.0KV如果安装类别为IV，则Uimp为6.0KV。电气产品(如断路器)的Uimp为6.0KV污染等级3或4，其最小电气间隙为5.5 mm..我厂DZ20、CM1、HSM1系列塑壳断路器电气间隙均为5.5≥8mm(安装类别III)，仅用于电源级安装。比如DZ20系列的规格在800以上，Uimp为8.0KV，电气间隙会增大到≥ 8 mm..以及产品的实际电气间隙，如HSM1系列，当Inm(框架级电流)=125A时，电气间隙为11mm，160A为16mm，250A为65438+5.5mm .至于爬电距离，GB/T14048.1《低压开关设备和电气设备通则》比如额定隔离电压为660(690)V，污秽等级为3级，产品使用的绝缘材料为ⅲA(175≤CTI < 400，CTI为绝缘材料的爬电指数)，最小爬电距离为10 mm，上面提到的塑壳断路器爬电距离大大超过规定值。综上所述，如果电气产品的电气间隙和泄漏距离满足绝缘配合的要求，设备的介质击穿就不会是由于外部过电压或线路设备本身的操作过电压造成的。GB 7251.1-1997《低压开关设备和控制设备第一部分:型式试验和部分型式试验设备》(相当于IEC 439-1: 1992)、绝缘配合要求和GB/T 65438+。一些成套电器生产厂家提出断路器接线应采用铜排，相间(空气)距离应大于12mm，有的甚至提出断路器电气间隙应大于20 mm..这个要求是不合理的，它已经超过了绝缘配合的要求。对于大电流规格，也可以适当加宽相间的空间距离，以避免短路电流发生时产生电斥力，或者增大导体在大电流下发热时的散热空间。此时无论达到12mm还是20mm，都可以由成套电器厂家自行解决，也可以请电器元件厂提供端子或带弯头的连接板(片)。一般断路器出厂时，在动力端配有备用灭弧板，以防止电弧喷出时相间短路。为了防止开断短路电流时电离分子逃逸，零灭弧的断路器也装有这种灭弧板。若无弧形隔板，可将裸铜排用绝缘胶带包裹，距离应不小于100 mm。

4.四极断路器的应用至于四极断路器的应用，目前我国还没有国家标准或法规的硬性使用要求。虽然区域四极电器(断路器)的设计规范已经出台，但关于是否安装四极电器的争论仍在继续。近年来，四极电器在一些领域的使用十分抢手，各断路器制造商也设计制造了市场上各种型号的四极断路器。笔者赞同使用与否应以能否保证供电的可靠性和安全性为标准，所以一般是:(1)TN-C系统。在TN-C系统中，N线和保护线PE合二为一(PEN线)。考虑到安全，任何时候都不允许断开笔线，所以四极断路器绝对禁用。(2)TT系统、TN-C-S系统、TN-S系统可以使用四极断路器，以保证维护人员在维护时的安全，但在TN-C-S、TN-S系统中，断路器的N极只能接N线，不能接PEN或PE线；(3)在安装双电源开关的地方，由于系统中所有的中性线(N线)都是相连的，为了保证所开关电源开关(断路器)的检修安全，必须采用四极断路器；(4)对于进入住宅的单相总开关，应选用N极双极断路器(维修时作为隔离开关)。(5)应使用380/220V系统的剩余电流保护器(漏电断路器)，中性线必须穿过保护器的零序电流互感器(芯)，防止中性线穿过，使220V负荷产生漏电流而误动作。此时应选择中性线的四极或两极剩余电流保护器。