断路器的分断能力是什么?是不是越大越好?

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断路器的分断能力是断路器的一项重要指标,是指断路器安全切断故障电流的能力,一般分为额定极限短路分断能力ICU和额定运行短路分断能力ICS。分断能力有35KA、50KA、60KA、80KA等多种规格,而国内的小型断路器其极限短路能力一般在4-6KA之间,而且分断可靠性不高。

假如ICU=50KA,那么当电路中发生50KA故障电流时,断路器可以安全的切断电路,而不会发生触头粘接、爆炸等状况,但发生极限短路分断的断路器不可以再使用。而假如IUS=50KA,当发生50KA故障电流时,断路器可以安全切断电路,在故障排除时可以再合闸使用,当然最好也是更换断路器。

选择断路器的一项重要原则就是断路器的极限短路分断能力要大于线路的预期短路电流。无论哪种断路器,它的极限短路分断能力都大于或等于其运行短路分断能力。

断路器的分断能力是否越大越好呢,那是肯定的。分断能力越大,安全性越高。例如当选择ICU为35KA时,如果线路中短路电流为20KA时为及时安全切断;但如果ICU为20KA,则短路电流为35KA时就无法断开了。虽然分断能力越大越好,但是价格也会越高,还是要根据自身使用情况在保证足够安全的前提下,经济的选择合适的断路器。




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断路器的分断能力是指该断路器能安全切断故障电流的能力(不同于额定电流)。通常分为极限分断能力Icu和运行分断能力Ics

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。

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。

简单说,一个断路器的线路上故障电流超过其极限分断能力,那么这个断路器就不能再使用了。而超过其运行分断能力,经复位后还可以继续使用。

断路器的分断能力越大当然越好,但是分断能力越高,价格越贵。结合实际性价比来说,通常50KA就满足很多低压线路使用,特殊场合则可以考虑更大分断能力,如100KA的分断能力。



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分断能力是指断路器开关的一种特殊功能,是指该断路器安全切断故障电流的能力。对于断路器来说,分断能力数值是越大越安全,但一般来说,家用断路器达到3kA以上就足够了,一些高品质断路器,比如正泰泰极NB3系列断路器,分段能力可以达到6kA,若发生漏电情况,它可以在0.1秒内快速分断电路,更安全。


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断路器的分断能力是指:该断路器安全切断故障电流的能力(往往也是价格的决定因素)。分断能力值越大,表示断路器能够切断故障电流越大,越安全。比如正泰的泰极NB3系列断路器,分断能力能够达到6KA,算是比较高能力的断路器,这样的断路器更安全,能够保障家庭用电安全。


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断路器的结构

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

断路器就是一个开关器件,能够通断电流,并且动作迅速。有的高压断路器,可以做到发出信号到分断30毫秒以内完成。


断路器结构组成

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、绝缘外壳等构成。

  • 触头

长期通过负荷电流,合闸时后接通,分闸时后断开,有动、静触头之分。触头主要成分是铜,因为铜的导电性能非常好,导电率仅次于银,铜线的导电率是1.72x10^(-8)Ω·m。纯铜耐弧性不好,通过加入钨和银来增加耐弧性。在中、高压开关有的钨的含量高达50%~80%。

  • 灭弧装置

当触头分断时,电压在一定等级时,会在动、静触头间出电弧。电弧的温度非常高长时间存在会烧蚀触头使之损坏,电弧还会形成短路。所以断路器在分断时,要求电弧时间越短越好,灭弧装置就是改变电弧生成与干预电弧使之拉长后熄灭的装置。

  • 操作机构

就是机械传动,通过改变力的方向和大小来操作触头,使之合闸或闸。操作机构因不同类型、不同种类、不同厂家而不同。

  • 脱扣装置

能够让断路器跳闸的机构,在断路器合闸时,会有一个力的平衡支点,脱扣装置就是在需要的时候,把这个支点撤走,此时传动机构会因储能弹簧的作用下弹开,实现分闸操作。

  • 绝缘外壳

它就是断路器的主体架构,担负着固定各个机构与绝缘的作用。壳架等级影响着断路器的额定电流的大小与分断能力的大小。


断路器的技术参数

1、壳架等级额定电流值

就是断路器它的外壳和内部支架等,能够承受的最大正常工作电流,壳架电流的大小影响着断路器外形尺寸结构的大小。

2、额定电流In

这个就是额定的工作电流,也是约定发热电流。

壳架等级额定电流与额定电流要明白它们的区别之处,有一个车来形容它吧,壳架等级就相当于一台车能承受多少人的重量,而不把车压坏;额定电流就相当于车上有多少个座位,能坐多少人,司机说了算。同意上几个就上几个人。这个司机就是触头容量。

3、额定工作电压Ue

正常工作的电压值,这时要注意一下,有的断路器是有输入电压要求的,有的没有要求,区别在于,断路器内部是否有电子电路或线圈。小型塑壳式断路器有低压及脱扣保护的,是需要注意额定工作电压的。

4、额定绝缘电压Ui

这个就和壳架等级额定电流有点相似,是绝缘允许最高电压值。

5、额定极限短路分断能力Icu(kA)

GB14048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》是这样描述的“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。“

即为线路断路器可以安全切断电路的最大电流。当线路中发生的故障电流大于极限短路分断电流时,断路器将不能可靠切断电路,将发生触头熔接、爆炸等异常状况。发生过极限分断的断路器不允许再用,必须更换。

6、额定运行短路分断能力Ics(kA)

GB14048.2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》是这样描述的”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。“

即为断路器可以安全切断线路的短路电流,并且能够在次安全运行的电流值。发生过额定运行短路分断的断路器允许再用,但需要检查触头情况,应急后也须更换。

断路器的极限短路分断能力和额定运行短路分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力,与其额定电流无必然联系,分断能力是指断路器开关的一种特殊功能。

7、极数

这个简单就是断路器有几个接线端,有二极、三极、四极之分,简称2P、3P、4P。

这里要强调一下,四极的有一极是N极,按规范要求在三相四线制中零线不可分断,所以四极断路器N极内部,断路器断开后也是是连通的,所以在接线时,一定要注意N极只能接零线,不可心接任何相线,否则,在断路器分闸时N极下端将带电,发生触电事故。这一点切记,切记,切记 。

通过以上的介绍,大家已经对断路器有一个初步的了解了,那么我们说一说,哪些因素断路器的短路分断能力。

影响断路器的短路分断能力的因素

影响断路器的短路分断能力的因素主要触头材质,温度,触头压力,灭弧介质等多种因素决定的。

  • 触头材质

触头主要材质是铜,但是铜的耐弧性不好,容易因电弧烧蚀而熔化粘连,因此在铜里面加入了钨,能够提高触头的耐烧蚀性,其实就是增加了触头的耐高温特性。

钨的熔点高达3400多摄氏度,大家对钨可能不了解,但是对白炽灯泡一定了解,灯泡里的灯丝就是用钨做成的,具有极强的耐高压特性。触头的材质影响着短路分断能力,但不是主要因素。

  • 结构强度

短路电流远远超过正常运行电流。当短路电流流过导电体时,它会产生巨大的热量,会对导电结构产生巨大的电动力。所以结构强度就是至关重要了,这也是影响着短路电流分断能力直接因素。

  • 分断时间

在断路器分断时间影响着短路分断能力,分断的越迅速,短路电流存在的时间越短,造成的破坏也就变小。这个就要由储能弹簧来实现的,弹簧的弹性势能越大,分断时间也就越短。当然了由于断路器尺寸及结构限制,储能弹簧不可能做得非常大。

  • 灭弧能力

灭弧装置的灭弧能力也是影响着短路电路分断能力,它的作用是尽可能减小短路电流分断时产生的电弧,所产生的热应力。

极限短路电流分断能力与运行短路电流分断能力的测试方法

  • 额定极限短路分断能力测试程序为O-t-CO。

说明一下,字母O是英文单词open(打开)的简称,代表断路器在短路发生时分闸断开的状态;字母t是英文单词time(时间)的简称,代表间隔时间;字母CO是close和open的简称,代表断路器通过间隔时间以后在一次合闸紧接着又分闸的过程。

  • 极限短路电流分断能力测试步骤:

电流发生器预设一个短路电流值(例如380V,30KA),断路器在线路中是合闸状态的,按钮试验启动按钮,断路器将通过30KA的短路电流,断路器立即跳闸(Open简称O),断路器这时应该不能出现问题的完好的,必须能再次合闸。经过t的间隔时间,一般为3分钟,断路器仍接在测试回路中等待下一步的操作,断路器再进行一次接通短路电流(close简称C)和紧接着又跳开(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。断路器能守好分断,则其极限短路分断能力合格。

  • 额定运行短路分断能力(Icn)的测试程序为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OK。

因此,可以看出,额定极限短路分断能力Icn指的是低断路器在分断了断路器下口出线端最大三相短路电流后,还能够正常运行并再分断一次与上次同样的短路电流,为的是稳定迅速的切断故障电流,切断故障后不考虑断路器还能不能使用。。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,也就是切断短路电流之后断路需要保证能够在次正常使用。

总结:

通过以上对断路的结构、参数、和短路电流分断能力的介绍,我们能够知道了断路器的基本性能。也知道了断路器短路电流分断能力是为了切断短路故障电流的能力。

影响分断能力的主要因素是结构强度、分断时间、触头材质、灭弧。这里面结构强度和分断时间,会因为选材和断路器空间结构受到限制。

断路器的使用时,短路电流分断能力当然是越大越好的,但是这是以增加设计成本为代价的,在应用场合允许的情况下,是不需要非常大的短路电流分断能力的,比如线路比较细的时候,供电容量比较小的时候。

短路电流分断能力,是考核断路器性能一个重要指标。我们选型应用时,要根据电路特点,及线路容量选择相应分断能力的断路器。

短路电流分断能力的大小是与配电容量成正比关系的。

以上就是我对”断路器的分断能力是什么?是不是越大越好?“的分析,希望对大家有所帮助,如果觉得有所收获,请关注矿山电气小东,并转发让更多的人看到,谢谢。

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