断路器的额定极限和额定运行短路分断能力

一、断路器的额定极限和额定运行短路分断能力

用户在设计、选择低压断路器的短路分断能力时，应遵循的基本原则是：断路器的额定短路分断能力³线路可能出现（预期）的短路电流。

国际电工委员会IEC947 - 2和我国等效采用IEC的GB14048。2《低压开关设备和控制设备 低压断路器》标准规定的短路分断能力有两种；额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。

1。 Icu和Ics的定义

分别定义如下：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；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。

Icu 的试验程序为o t co；Ics的试验程序为o t co t co。Ics比Icu的试验程序多了一次co。经过程序试验，能完全分断，熄灭电弧,并无超出规定的损伤，被认为Icu试验通过，而Ics的合格标准，除 与Icu相同外，还要增加温升和5％寿命次数的接通、断开额定电压、额定电流的试验，Ics试验条件更苛严。

2。 Icu和Ics的关系

Icu和Ics都是断路器的一项重要技术性能指标。从实际情况出发,根据线路保护的需要和断路器的不同结构，IEC947 — 2和GB14048。2确定的Ics有4个或3个值，分别是25%、50％、75％和100％Icu（对A类断路器，即塑料外壳式）,或50%、75%和 100％Icu（对B类断路器，即万能式或称框架式）。断路器制造厂确定其产品的Ics值，凡符合上面标准规定的Icu百分值都是有效的、合格的产品。

万 能式断路器的绝大部分（不是所有规格）都是有过载长延时、短路短延时和短路瞬动的三段保护功能，能实现选择性保护.因此大多数主干线（包括变压器的出线 端）都采用它作主（保护)开关，而塑壳式断路器一般不具备短路短延时功能(仅有过载长延时和短路瞬动的二段保护），不能作选择性保护，它们只能使用于支 路.

由于使用（适用）的情况不同，IEC92《船舶电气》标准建议：具有三段保护的万能式断路器，偏重于它的Ics,而大量使用 于分支线路的塑壳式断路器，应确保它有足够的Icu.笔者对此的理解是：主干线切除故障电流后更换新断路器要慎重，主干线停电时间较久要影响一大片用户的 供电,所以发生短路故障时要求有2个co，并且还要求继续承载一段时间的额定电流；而使用于支路的仅有二段保护的断路器,在经过极限短路电流的分断和再次 的接通分断后,已完成其使命，它不再承载额定电流，可以更换新的（更换时停电的区域仅限于支路，因此影响较小），而它的Ics就可小于极限短路电流。 Ics在两类断路器上规定值也有所不同，塑壳式最小允许的Ics是25%Icu，而万能式的Ics最小是50%Icu。Ics = Icu的断路器是很少的，即使是万能式，也很少有Ics = 100％Icu [有一种采用旋转双分断（点）技术的塑壳式断路器,它的限流性能极好，短路分断能力的裕度很大，可以做到Ics = Icu，但价格很高］。我国的DW15型万能式断路器Ics =（60％ ～ 75%)Icu，DW45智能型万能式断路器Ics =(62。5％ ~ 65%)Icu,国际上ABB公司的F系列,施耐德公司的M系列Ics也不过达到70%左右的Icu.而塑壳式断路器，国内各种新型号的Ics大多数在 （50％ ~ 75％）Icu之间.有些厂商的广告或样本中称它的断路器Ics = Icu，如果不是限流型，则是有水分的。选用它，最可靠、最严肃的办法是向他们索取Ics = Icu的试验证书或型式试验报告。

3。 Icu和Ics的选用

一台容量为1600kVA的变压器，其副边的额定电流为2312A，阻抗电压百分数uK取6%，最大预期短路电流应为38。5kA，作保护用的断路器额 定短路分断能力应是³40kA，若选DW15

— 2500Y的2500A或DW45 - 3200的2500A作主开关是能胜任的。由于现代的动力中心的变压器与配电柜相距很近，甚至安装在一起，因此即使是支路,额定电流在100A，它的预期

短路电流也是很大的。因此，也要求线路中的塑壳断路器的短路分断能力应达到380V、40kA。

有文章断定某一新型塑壳式断路器 （壳架等级电流160A，Icu380V、50kA，Ics380V、35kA）不能选用，理由是它的Ics仅35kA，小于线路预期电流38。5kA。 这是一种误解。该型号断路器使用于支路,即使通过支路的短路电流为38.5kA,但此断路器Icu大50kA，完全可以胜任。因此判断塑壳式断路器能否胜 任某一线路保护开关，是看它的Icu能否大于线路的预期短路电流。而它的Ics即使小一点,也无碍于它的作用的发挥。因为短路事故多种多样,例如两相短路 （其短路电流为三相短路值的二分之根号三)，或者离电源较远的地方，如50m、100m,即使是三相短路，由于阻抗的原因，三相短路时，事故电流大约是 50% ～

60%的三相最大预期值.

二、请各位指教,额定短路接通能力主要是考核一个什么指标？一般在选择时也不经常涉及

以下是对《请各位指教,额定短路接通能力》的回复：

断路器，主要用于对电路出现短路电流的保护，当电路中出现短路时，立即断开电路,保护负载的安全。断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额定运 行短路分断能力两种。国标《低压开关设备和控制设备低压断路器》（GB14048.2—94）对断路器额定极限短路分断能力和额定运行短路分断能力作了如 下的解释：

（1)断路器的额定极限短路分断能力（Icn）：按规定的实验程序所规定的条件,不包括断路器继续承载其额定电流能力的分断能力；

（2）断路器的额定运行短路分断能力(Icn):按规定的实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;

(3)额定极限短路分断能力(Icn）的试验程序为O—t-CO。

其具体试验是:把线路的电流调整到预期的短路电流值（例如380V ，50kA），而试验按钮未合,被试断路器处于合闸位置，按下试验按钮，断路器通过50kA短路电流，断路器立即开断（open简称O),断路器应完好， 且能再合闸。t为间歇时间，一般为3min，此时线路仍处于热备状态，断路器再进行一次接通（close简称C)和紧接着的开断（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.断路器能完全分断，则其极限短路分断能力合格。

（4）断路器的额定运行短路分断能力(Icn)的试验程序为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合格。

因此，可以看出,额定极限短路分断能力Icn指的是低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后 是否能正常接通及分断，断路器不予以保证；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。IEC947-2 《低压开关设备和控制设备低压断路器》标准规定：A类断路器（指仅有过载长延时、短路瞬动的断路器）的Ics可以是Ics的25％、50％、75％和 100％.B类断路器（有过载长延时、短路短延时、短路瞬动的三段保护的断路器)的Ics可以是Ics的50%、75％和100％。因此可以看出,额定运 行短路分断能力是一种比额定极限短路分断电流小的分断电流值，Ics是Icu的一个百分数。

一般来说，具有过载长延时、短路短延时和短路瞬动三段保护功能的断路器,能实现选择性保护，大多数主干线(包括变压器的出线端)都采用它作主保护开关。不 具备短路短延时功能的断路器（仅有过载长延时和短路瞬动二段保护），不能作选择性保护，它们只能使用于支路.IEC92《船舶电气》指出：具有三段保护的 断路器,偏重于它的运行短路分断能力值，而使用于分支线路的断路器，应确保它有足够的极限短路分断能力值. 无论是哪种断路器，虽然都具备 Icu和Ics这两个重要的技术指标。但是,作为支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。现在出现的较普遍的偏颇是宁取大,不取正合 适,认为取大保险。但取得过大，会造成不必要的浪费(同类型断路器，其H型-高分断型,比S型-普通型的价格要贵1。3倍～1。8倍)。因此支线上的断路 器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。而对于干线上使用的断路器,不仅要满足额定极限短路分断能力的要求,同时也应该满足额定运行短路分断能力的 要求,如果仅以额定极限短路分断能力Icu来衡量其分断能力合格与否，将会给用户带来不安全的隐患。

漏电保护器（漏电保护开关)是一种电气安全装置.将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。其分断原理和上面是一样的。

浅析断路器的极限短路分断能力（2） 作者:——— 文章来源:慧聪网

三、 浅析断路器的极限短路分断能力

3、关于断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流

极限短路分断能力 （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。它的试验程序为0—t(线上）C0（“0”为分断,t为间歇时间,一般为3min，“C0”表示接通后立即分断）.试检后要验证脱扣特性和 工频耐压.

运行短路分断能力（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，它的试验程序为0—t（线上）C0—t(线上)C0。

短时耐受电流(Icw)，是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，忍受0.05、0。1、0.25、0。5或1s而断路器不允许脱扣的能力，Icw 是在短延时脱扣时,对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，它是针对B类断路器的，通常Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或 5kA,而In＞2500A时，它为30kA(DW45_2000的Icw为400V、50kA，DW45_3200的Icw为400V、65kA）。

运行短路分断能力的试验条件极为苛刻（一次分断、二次通断)，由于试后它还要继续承载额定电流（其次数为寿命数的5%)，因此它不单 要验证脱扣特性、工频耐压，还要验证温升。IEC947_2(以及1997新版IEC60947_2）和我国国家标准GB140482规定，Ics可以是 极限短路分断能力Icu数值的25%、50％、75％和100%(B类断路器为50%、75%和100％,B类无25%是鉴于它多数是用于主干线保护之 故)。

上文提到的选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流,这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。

无论A类或B类断路器,它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的.A类:DZ20系列Ics＝50％～77%Icu,CM1系列Ics＝58％～72%Icu，TM30系列Ics＝50％～75％Icu，(个别产品Ics＝Icu）.

B类：DW15系列Ics＝60％左右的Icu，（个别的如630AIcs＝Icu，但短路分断能力仅400V时30kA），DW45系列Ics＝62.5％～80%Icu。

不管是A类或B类断路器，只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)标准规定的Icu百分比值都是合格产品。

用户在设计选用时只要符合断路器的极限短路分断能力≥线路预期短路电流就能满足要求了，对线路本身来说，例如上面举例的变压器容量为1600kVA的线路,可能出现的短路电流约为43kA,它是仅计算离变压器距离为5m. 这种短路的机率极小。在选用断路器时,只要它的极限短路分断能力＞43kA,譬如50kA就足够了。经过“0”一次、“C0"一次就完成