斷路器的分斷能力是什麼?是不是越大越好?

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斷路器的分斷能力是斷路器的一項重要指標,是指斷路器安全切斷故障電流的能力,一般分為額定極限短路分斷能力ICU和額定運行短路分斷能力ICS。分斷能力有35KA、50KA、60KA、80KA等多種規格,而國內的小型斷路器其極限短路能力一般在4-6KA之間,而且分斷可靠性不高。

假如ICU=50KA,那麼當電路中發生50KA故障電流時,斷路器可以安全的切斷電路,而不會發生觸頭粘接、爆炸等狀況,但發生極限短路分斷的斷路器不可以再使用。而假如IUS=50KA,當發生50KA故障電流時,斷路器可以安全切斷電路,在故障排除時可以再合閘使用,當然最好也是更換斷路器。

選擇斷路器的一項重要原則就是斷路器的極限短路分斷能力要大於線路的預期短路電流。無論哪種斷路器,它的極限短路分斷能力都大於或等於其運行短路分斷能力。

斷路器的分斷能力是否越大越好呢,那是肯定的。分斷能力越大,安全性越高。例如當選擇ICU為35KA時,如果線路中短路電流為20KA時為及時安全切斷;但如果ICU為20KA,則短路電流為35KA時就無法斷開了。雖然分斷能力越大越好,但是價格也會越高,還是要根據自身使用情況在保證足夠安全的前提下,經濟的選擇合適的斷路器。




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斷路器的分斷能力是指該斷路器能安全切斷故障電流的能力(不同於額定電流)。通常分為極限分斷能力Icu和運行分斷能力Ics

Icu是指在一定的試驗參數(電壓、短路電流、功率因數)條件下,經一定的試驗程序,能夠接通、分斷的短路電流,經此通斷後,不再繼續承載其額定電流的分斷能力。

Ics是指在一定的試驗參數(電壓、短路電流和功率因數)條件下,經一定的試驗程序,能夠接通、分斷的短路電流,經此通斷後,還要繼續承載其額定電流的分斷能力。

簡單說,一個斷路器的線路上故障電流超過其極限分斷能力,那麼這個斷路器就不能再使用了。而超過其運行分斷能力,經復位後還可以繼續使用。

斷路器的分斷能力越大當然越好,但是分斷能力越高,價格越貴。結合實際性價比來說,通常50KA就滿足很多低壓線路使用,特殊場合則可以考慮更大分斷能力,如100KA的分斷能力。



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分斷能力是指斷路器開關的一種特殊功能,是指該斷路器安全切斷故障電流的能力。對於斷路器來說,分斷能力數值是越大越安全,但一般來說,家用斷路器達到3kA以上就足夠了,一些高品質斷路器,比如正泰泰極NB3系列斷路器,分段能力可以達到6kA,若發生漏電情況,它可以在0.1秒內快速分斷電路,更安全。


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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)。分斷能力值越大,表示斷路器能夠切斷故障電流越大,越安全。比如正泰的泰極NB3系列斷路器,分斷能力能夠達到6KA,算是比較高能力的斷路器,這樣的斷路器更安全,能夠保障家庭用電安全。


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斷路器的結構

斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流並能在規定的時間內關合、承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。

斷路器就是一個開關器件,能夠通斷電流,並且動作迅速。有的高壓斷路器,可以做到發出信號到分斷30毫秒以內完成。


斷路器結構組成

斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、絕緣外殼等構成。

  • 觸頭

長期通過負荷電流,合閘時後接通,分閘時後斷開,有動、靜觸頭之分。觸頭主要成分是銅,因為銅的導電性能非常好,導電率僅次於銀,銅線的導電率是1.72x10^(-8)Ω·m。純銅耐弧性不好,通過加入鎢和銀來增加耐弧性。在中、高壓開關有的鎢的含量高達50%~80%。

  • 滅弧裝置

當觸頭分斷時,電壓在一定等級時,會在動、靜觸頭間出電弧。電弧的溫度非常高長時間存在會燒蝕觸頭使之損壞,電弧還會形成短路。所以斷路器在分斷時,要求電弧時間越短越好,滅弧裝置就是改變電弧生成與干預電弧使之拉長後熄滅的裝置。

  • 操作機構

就是機械傳動,通過改變力的方向和大小來操作觸頭,使之合閘或閘。操作機構因不同類型、不同種類、不同廠家而不同。

  • 脫扣裝置

能夠讓斷路器跳閘的機構,在斷路器合閘時,會有一個力的平衡支點,脫扣裝置就是在需要的時候,把這個支點撤走,此時傳動機構會因儲能彈簧的作用下彈開,實現分閘操作。

  • 絕緣外殼

它就是斷路器的主體架構,擔負著固定各個機構與絕緣的作用。殼架等級影響著斷路器的額定電流的大小與分斷能力的大小。


斷路器的技術參數

1、殼架等級額定電流值

就是斷路器它的外殼和內部支架等,能夠承受的最大正常工作電流,殼架電流的大小影響著斷路器外形尺寸結構的大小。

2、額定電流In

這個就是額定的工作電流,也是約定發熱電流。

殼架等級額定電流與額定電流要明白它們的區別之處,有一個車來形容它吧,殼架等級就相當於一臺車能承受多少人的重量,而不把車壓壞;額定電流就相當於車上有多少個座位,能坐多少人,司機說了算。同意上幾個就上幾個人。這個司機就是觸頭容量。

3、額定工作電壓Ue

正常工作的電壓值,這時要注意一下,有的斷路器是有輸入電壓要求的,有的沒有要求,區別在於,斷路器內部是否有電子電路或線圈。小型塑殼式斷路器有低壓及脫扣保護的,是需要注意額定工作電壓的。

4、額定絕緣電壓Ui

這個就和殼架等級額定電流有點相似,是絕緣允許最高電壓值。

5、額定極限短路分斷能力Icu(kA)

GB14048.2《低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器》是這樣描述的“Icu 為按規定的試驗程序所規定條件,不包括斷路器繼續承載其額定電流能力的分斷能力。“

即為線路斷路器可以安全切斷電路的最大電流。當線路中發生的故障電流大於極限短路分斷電流時,斷路器將不能可靠切斷電路,將發生觸頭熔接、爆炸等異常狀況。發生過極限分斷的斷路器不允許再用,必須更換。

6、額定運行短路分斷能力Ics(kA)

GB14048.2《低壓開關設備和控制設備 低壓斷路器》是這樣描述的”Ics 為按規定的試驗程序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。“

即為斷路器可以安全切斷線路的短路電流,並且能夠在次安全運行的電流值。發生過額定運行短路分斷的斷路器允許再用,但需要檢查觸頭情況,應急後也須更換。

斷路器的極限短路分斷能力和額定運行短路分斷能力是指該斷路器安全切斷故障電流的能力,與其額定電流無必然聯繫,分斷能力是指斷路器開關的一種特殊功能。

7、極數

這個簡單就是斷路器有幾個接線端,有二極、三極、四極之分,簡稱2P、3P、4P。

這裡要強調一下,四極的有一極是N極,按規範要求在三相四線制中零線不可分斷,所以四極斷路器N極內部,斷路器斷開後也是是連通的,所以在接線時,一定要注意N極只能接零線,不可心接任何相線,否則,在斷路器分閘時N極下端將帶電,發生觸電事故。這一點切記,切記,切記 。

通過以上的介紹,大家已經對斷路器有一個初步的瞭解了,那麼我們說一說,哪些因素斷路器的短路分斷能力。

影響斷路器的短路分斷能力的因素

影響斷路器的短路分斷能力的因素主要觸頭材質,溫度,觸頭壓力,滅弧介質等多種因素決定的。

  • 觸頭材質

觸頭主要材質是銅,但是銅的耐弧性不好,容易因電弧燒蝕而熔化粘連,因此在銅裡面加入了鎢,能夠提高觸頭的耐燒蝕性,其實就是增加了觸頭的耐高溫特性。

鎢的熔點高達3400多攝氏度,大家對鎢可能不瞭解,但是對白熾燈泡一定了解,燈泡裡的燈絲就是用鎢做成的,具有極強的耐高壓特性。觸頭的材質影響著短路分斷能力,但不是主要因素。

  • 結構強度

短路電流遠遠超過正常運行電流。當短路電流流過導電體時,它會產生巨大的熱量,會對導電結構產生巨大的電動力。所以結構強度就是至關重要了,這也是影響著短路電流分斷能力直接因素。

  • 分斷時間

在斷路器分斷時間影響著短路分斷能力,分斷的越迅速,短路電流存在的時間越短,造成的破壞也就變小。這個就要由儲能彈簧來實現的,彈簧的彈性勢能越大,分斷時間也就越短。當然了由於斷路器尺寸及結構限制,儲能彈簧不可能做得非常大。

  • 滅弧能力

滅弧裝置的滅弧能力也是影響著短路電路分斷能力,它的作用是儘可能減小短路電流分斷時產生的電弧,所產生的熱應力。

極限短路電流分斷能力與運行短路電流分斷能力的測試方法

  • 額定極限短路分斷能力測試程序為O-t-CO。

說明一下,字母O是英文單詞open(打開)的簡稱,代表斷路器在短路發生時分閘斷開的狀態;字母t是英文單詞time(時間)的簡稱,代表間隔時間;字母CO是close和open的簡稱,代表斷路器通過間隔時間以後在一次合閘緊接著又分閘的過程。

  • 極限短路電流分斷能力測試步驟:

電流發生器預設一個短路電流值(例如380V,30KA),斷路器在線路中是合閘狀態的,按鈕試驗啟動按鈕,斷路器將通過30KA的短路電流,斷路器立即跳閘(Open簡稱O),斷路器這時應該不能出現問題的完好的,必須能再次合閘。經過t的間隔時間,一般為3分鐘,斷路器仍接在測試迴路中等待下一步的操作,斷路器再進行一次接通短路電流(close簡稱C)和緊接著又跳開(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。此程序即為CO。斷路器能守好分斷,則其極限短路分斷能力合格。

  • 額定運行短路分斷能力(Icn)的測試程序為O-t-CO-t-CO。

它比Icn的試驗程序多了一次CO,經過試驗,斷路器能完全分斷,熄滅電弧,就認定它的額定運行短路分斷能力OK。

因此,可以看出,額定極限短路分斷能力Icn指的是低斷路器在分斷了斷路器下口出線端最大三相短路電流後,還能夠正常運行並再分斷一次與上次同樣的短路電流,為的是穩定迅速的切斷故障電流,切斷故障後不考慮斷路器還能不能使用。。而額定運行短路分斷能力Ics指的是斷路器在其出線端最大三相短路電流發生時,可多次正常分斷,也就是切斷短路電流之後斷路需要保證能夠在次正常使用。

總結:

通過以上對斷路的結構、參數、和短路電流分斷能力的介紹,我們能夠知道了斷路器的基本性能。也知道了斷路器短路電流分斷能力是為了切斷短路故障電流的能力。

影響分斷能力的主要因素是結構強度、分斷時間、觸頭材質、滅弧。這裡面結構強度和分斷時間,會因為選材和斷路器空間結構受到限制。

斷路器的使用時,短路電流分斷能力當然是越大越好的,但是這是以增加設計成本為代價的,在應用場合允許的情況下,是不需要非常大的短路電流分斷能力的,比如線路比較細的時候,供電容量比較小的時候。

短路電流分斷能力,是考核斷路器性能一個重要指標。我們選型應用時,要根據電路特點,及線路容量選擇相應分斷能力的斷路器。

短路電流分斷能力的大小是與配電容量成正比關係的。

以上就是我對”斷路器的分斷能力是什麼?是不是越大越好?“的分析,希望對大家有所幫助,如果覺得有所收穫,請關注礦山電氣小東,並轉發讓更多的人看到,謝謝。

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看電流,不是越大越好


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