劉懷念+張瑞

摘 要：確定電器產(chǎn)品的電氣間隙，必須依據(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時(shí)過(guò)電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓，而系統(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓也必須低于電源系統(tǒng)規(guī)定的沖擊電壓。

關(guān)鍵詞：低壓斷路器；選擇；使用

最近幾年，與不少斷路器的使用者相互磋商、探討，并在專業(yè)刊物上閱讀了一些斷路選用的文章，感到收益很大，但又覺(jué)得斷路器的設(shè)計(jì)、制造者與它的用戶之間由于溝通、交流和宣傳不夠，致使電器產(chǎn)品的用戶在選擇低壓斷路器上還存在一部分偏失。據(jù)此，筆者擬再次論述斷路器的選擇和應(yīng)用，以期拋磚引玉、去偽存真。

一、按線路預(yù)期短路電流的計(jì)算來(lái)選擇斷路器的分?jǐn)嗄芰_的線路預(yù)期短路電流的計(jì)算是一項(xiàng)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(jiǎn)捷計(jì)算方法

（一）對(duì)于10/0.4KV電壓等級(jí)的變壓器，可以考慮高壓側(cè)的短路容量為無(wú)窮大（10KV側(cè)的短路容量一般為200～400MVA甚至更大，因此按無(wú)窮大來(lái)考慮，其誤差不足10%）。

（二）GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的2.1.2條規(guī)定：“當(dāng)短路點(diǎn)附近所接電動(dòng)機(jī)的額定電流之和超過(guò)短路電流的1%時(shí)，應(yīng)計(jì)入電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響”，若短路電流為30KA，取其1%，應(yīng)是300A，電動(dòng)機(jī)的總功率約在150KW，且是同時(shí)啟動(dòng)使用時(shí)此時(shí)計(jì)入的反饋電流應(yīng)是6.5∑In。

（三）變壓器的阻抗電壓UK表示變壓器副邊短接（路），當(dāng)副邊達(dá)到其額定電流時(shí)，原邊電壓為其額定電壓的百分值。因此當(dāng)原邊電壓為額定電壓時(shí)，副邊電流就是它的預(yù)期短路電流。

（四）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(shí)Ue=0.4KV因此簡(jiǎn)單計(jì)算變壓器的副邊額定電流應(yīng)是：1.44～.50Se。

（五）按（3）對(duì)Uk的定義，副邊的短路電流（三相短路）為I（3）對(duì)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。

（六）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(jì)算均是變壓器出線端短路時(shí)的電流值，這是最嚴(yán)重的短路事故。如果短路點(diǎn)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(dǎo)線為三芯鋁線電纜），容量為200KVA，變壓器出線端短路時(shí)，三相短路電流I（3）為7210A。短路點(diǎn)離變壓器的距離為100m時(shí)，短路電流I（3）降為4740A；當(dāng)變壓器容量為100KVA時(shí)其出線端的短路電流為3616A。離變壓器的距離為100m處短路時(shí)，短路電流為2440A。遠(yuǎn)離100m時(shí)短路電流分別為0m的65.74%和67.47%。所以，用戶在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算安裝處（線路）的額定電流和該處可能出現(xiàn)的最大短路電流。因此，在選擇斷路器上，不必把余量放得過(guò)大，以免造成浪費(fèi)。

二、斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?/p>

IEC947-2和GB4048.2，對(duì)斷路器極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰ψ髁巳缦碌亩x：斷路器的額定極限短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cu）：按規(guī)定的試驗(yàn)程序所規(guī)定的條件，不包括斷路器繼續(xù)承載其額定電流能力的分?jǐn)嗄芰?；斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）：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?。極限短路分?jǐn)嗄芰cu的試驗(yàn)程序?yàn)镺TCO。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，斷路器能完全分?jǐn)?、熄滅電弧，并無(wú)超出規(guī)定的損傷，就認(rèn)定它的額定進(jìn)行短路分?jǐn)嗄芰υ囼?yàn)通過(guò)。Icu和Ics短路分?jǐn)嘣囼?yàn)后，還要進(jìn)行耐壓、保護(hù)特性復(fù)校等試驗(yàn)。由于運(yùn)行短路分?jǐn)嗪螅€要承載額定電流，所以Ics短路試驗(yàn)后還需增加一項(xiàng)溫升的復(fù)測(cè)試驗(yàn)。Icu和Ics短路或?qū)嶋H考核的條件不同，后者比前者更嚴(yán)格、更困難，因此IEC947-2和GB14048.2確定Icu有四個(gè)或三個(gè)值，分別是25%、50%、75%和100%Icu（對(duì)A類斷路器即塑殼式）或50%、75%、100%Icu（對(duì)B類斷路器，即萬(wàn)能式或框架式）。斷路器的制造廠所確定的Ics值，凡符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu百分值都是有效的、合格的產(chǎn)品。萬(wàn)能式斷路器，絕大部分都具有過(guò)載長(zhǎng)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）都采用它作主開(kāi)關(guān)，因?yàn)橹鞲删€切除故障電流后更換斷路器要慎重，主干線停電要影響一大片用戶，所以發(fā)生短路故障時(shí)要求兩個(gè)CO，而且要求繼續(xù)承載一段時(shí)間的額定電流，因此萬(wàn)能式斷路器偏重于它的Icu值；而使用在支路上的塑殼式斷路器，經(jīng)過(guò)極限短路電流的分?jǐn)嗪驮俅蔚暮稀⒎趾?，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?。?，一般只注重其Ics值。但是，無(wú)論是萬(wàn)能式或塑殼式斷路器，都有必須具備Icu和Ics這兩個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。只有Ics值在兩類斷路器上表現(xiàn)略有不同，塑殼式的最小允許Ics可以是25%Icu，萬(wàn)能式最小允許Ics是50%Icu，有些斷路器應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員，按其所計(jì)算的線路預(yù)期短路電流選擇斷路器時(shí)，以斷路器的額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?lái)衡量，由此判定某種斷路器（此斷路器的極限短路能力大于線路預(yù)期短路電流，而運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰t低于計(jì)算電流）為不合格。這是一個(gè)誤解。

三、斷路器的電氣間隙與爬電距離確定電器產(chǎn)品的電氣間隙

必須依據(jù)低壓系統(tǒng)的絕緣配合，而絕緣配合則是建立在瞬時(shí)過(guò)電壓被限制在規(guī)定的沖擊耐受電壓，而系統(tǒng)中的電器或設(shè)備產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓也必須低于電源系統(tǒng)規(guī)定的沖擊電壓。

四、四極斷路器的應(yīng)用關(guān)于四極斷路器的應(yīng)用

目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程還沒(méi)有對(duì)是否使用做出硬性的規(guī)定，雖然地區(qū)性四極電器的設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)出臺(tái)，但安裝與不安裝四極電器的爭(zhēng)論還在進(jìn)行中，某些地區(qū)的使用近年來(lái)出現(xiàn)一窩蜂的趨勢(shì)，各斷路器制造廠也紛紛設(shè)計(jì)，制造各種型號(hào)的四極斷路器投放市場(chǎng)。筆者同意一種意見(jiàn)，就是用或不用應(yīng)以是否能確保供電的可靠性、安全性為準(zhǔn)。