低压开关设备内断路器分断能力的合理应用研究

黄文俊

摘 要：随着社会经济持续发展，低压配电电网建设事业持续发展，已步入崭新的发展阶段。在低压配电电网中，断路器是其不可或缺的关键性电器元件，其正确选取直接关乎电网系统的安全、稳定运行，而断路器的分断能力的合理应用直接关乎电网配置的经济性。因此，文章从不同角度入手详细探讨了低压开关设备内断路器分断能力的合理应用。

关键词：低压开关设备；断路器；分断能力；合理应用

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）30-0044-02

在新形势下，低压开关设备的应用日渐频繁，必须意识到内部断路器分断能力合理应用的重要性。在实际应用过程中，由于受到各种主客观因素的影响，加上配置方案、运行条件具有多样性的特点，大大增加了断路器额定分断能力的选取难度，各方面存在的不断显现，导致选取的分断能力不合理，严重影响的配电系统的安全、稳定运行，甚至发生严重的安全事故，造成严重的经济损失。针对这种情况，相关人员，必须遵循相关的原则，对比分析各类配置方案，合理选取低压开关设备内断路器分断能力，使其得到合理化应用。

1 低压开关断路器分断能力的选取

在选取断路器分断能力中，相关人员必须遵循其基本原则，所采用的断路器分断能力必须大于其安装处极易产生的三相短路电流，需要综合分析各影响影响，明确分断能力的类型，即极限分断能力、运行分段能力，还要考虑其短路电流，即短路全电流有效值、最大短路冲击电流。在选取低压断路器分断能力过程中，相关人员必须全面、客观分析其基本参数，即极限分断能力、运行分断能力。在标准GB 14048.2—2008《低压断路器》中，对这两个基本参数的定义各不相同。

一是：极限短路分断能力。以所规定的试验程序为基点，低压开关断路器继续承载额定电流能力的分断能力并不包含其中，也就是在电压、功率等试验参数作用下，相关人员可以对短路电流值进行分断，在分断之后，低压开关设备断路器无法顺利承载对应额定电流的分断能力便是极限短路分断能力。

二是：额定运行短路分断能力。以所规定的试验程序为基点，低压开关设备断路器的继续承载额定电流能力被包含其中的分断能力，也就是说借助一系列试验参数，比如，功率，电压，相关人员可以准确分断对应的短路电流数值。

在分断短路电流之后，断路器能够继续承载额定电流的分断能力便是额定运行中的短路分断能力。

一般来说，A类断路器额定运行短路分断能力、额定极限短路分断能力并不相等，前者是后者的50%～75%，而B类断路器在60%～70%之间，也就是说在选取低压开关断路器分断能力中，要明确其选取类型。以多电流类型为基点，低压配点电网电路可以进一步简化。对于第一级主配电网的电源断路器来说，相关人员必须客观分析电网配电与供电情况，要以额定运行短路分断能力为中心进行合理化的选取。就第一级主配电网馈电B类断路器来说，是第2级分配电网必不可少的电源进线，也需要以额定运行短路分断能力为媒介来选择。由于第一级主配电网中的配电A类断路器作用于功能单一化的回路中，加上在更换断路器过程中，不会受到停电的影响，要以额定极限短路分断能力为中心进行合理地选择。相应地，模拟的低压配电网络线路结构示意图，如图1所示。

2 选择预期三相短路电流大小

在线路运行过程中，如果出现三项短路故障，短路电流会经过暂态过程，其物理量被分为两类，即短路电流周期分量、短路电流非周期分量。就短路电流非周期分量来说，其出现的时间大都不会超过0.2 s。在线路发生短路之后，在0.01 s内，全电流会瞬间达到最大数值，被称之为短路冲击电流。在0.2 s之后，短路电流非周期分量将会逐渐衰减，而三相短路电流将会处于稳定状态。其物理量便是短路电流周期分量，又被叫做短路稳态电流。

以短路电流为例，A类与B类断路器的分断工作时间各不相同，如果动作时间不低于0.02 s，相关人员必须要客观分析短路电流的非周期分量，而三相短路电流就是对应短路电流周期过分量的有效数值。如果动作时间不超过0.02 s，相关人员必须客观分析短路电流对应的非周期分量，也就是说，三相短路电流就是短路冲击电流。在低压电网运行过程中，短路电流周期分量的有效数值和短路冲击电流存在某种关系。

3 明确低压开关断路器安装位置三相短路电流周期 分量的有效值

在明确其有效值过程中，相关人员必须对其进行必要的计算。在计算过程中，相关人员需要先准确计算出短路位置上方的电阻总和与电抗总和，并计算出短路位置上方的总阻抗，便能得出三相短路短路电流周期分量的有效值。

需要注意的是：在计算过程中，相关人员必须要清楚短路点处的具体情况，电路上级电网运行情况，电路运行中变压器、连接导体、电流互感器线圈、过电流线圈等运行情况，确保计算结果更加准确。这种计算方法属于理论计算法，比较繁杂，极易出错，计算准确率不高。在计算其有效值中，相关人员可以采用一种简单化的估算方法，不需要花费大量的时间，准确率也比较高，能够更好地了解断路器安装位置处三相短路电流的周期分量，进行相关操作。在估算过程中，相关人员要借助断路器安装处短路电流公式，计算出安装出三相短路电流。

在此基础上，全面、客观分析上级短路电流、和下级相连的导体规格、型号等，准确估算出下级的短路电流。结合相关表格，准确分析电网运行过程中，某点上、下两级短路电流的关系数值，分别估算出上级电路电流、连接线路的总长度，估算出在上级短路电流所对应的交叉出电流数值，再准确估算下级短路位置的短路电流，便可以得出安装位置处三相短路电流周期分量的有效值。

4 变压器并联供电中分断能力方面的具体要求

在低压电网供电场所运行过程中，由于受到各种因素的影响，比如，负荷持续增加，不得不使用两台以上变压器，则需要将其并联起来，而不是串联，提高电网运行中的供电容量，降低电网运行中故障发生率，确保其处于安全、稳定运行中。

由于这种电网供电配置方法具有其优势，被广泛应用到众多低压电网供电场所中，发挥着举足轻重的作用。但在应用过程中，在选取电源断路器分断能力、分路开关分断能力中，需要综合考虑相关的影响因素。

4.1 主断路器分断能力

在电网运行过程中，如果断路器，即QF1或者QF2的出线位置处，B1和B2出现短路故障问题，断路器的分断能力一定不能小于三相短路电流。如果断路器的QF1或者QF2进线端位置的A1或者A2出现短路故障问题，断路器的分断能力一定不能小于所规定的短路电流数值。换句话说，在采用两台以上变压器中，其QF1或者QF2处的分断能力要以较大预期电路电流为基点，进行合理化地选取，避免主断路器运行中频繁出现故障问题。

4.2 分路断路器分断能力

在电网运行中，如果断路器QF3出线端口出现短路故障问题，如果不需要考虑线路上、下两级的阻抗力，那么，断路器该处流过的短路电流便是两处电流的总和。

在计算该处电流中，相关人员可以借助一路进线查附表，便能准确找到C1位置的短路电流数值，将两个短路电流相加，便能得出低压开关断路器QF3出线端口的短路电流，再根据相关规定，按照断路器短路电流分析方法，选取合理的断路器分断能力。两台变压器并联运行接线结构示意图，如图2所示。

5 结 语

总而言之，在应用低压开关设备过程中，相关人员必须根据相关规定，严格遵循相关原则，从不同角度入手进行合理化的计算，合理选取断路器分断能力，促使断路器得到更好地应用，降低故障发生率，确保电网运行更加安全、稳定，降低电网运行成本，提高其运营效益，促进新时期电网事业健康持续发展。

参考文献：

[1] 谢炜.熔断器与断路器在低压配电系统中应用的比较[J].电气应用，

2013，02：16-22.