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如何选择小型直流断路器的短路分断能力

浏览:发布日期:2017-11-06 13:55[ 返回上页 ]

如何选择小型直流断路器的短路分断能力

 

如何选择小型直流断路器的短路分断能力?

由于小型直流断路器是安装于电路的末端,会碰到各种短路故障,因此GB10963标准通过对小型直流断路器的定型等试验,规定了短路条件下的低电流(500A)、1500A电流、额定运行短路分断能力、极限短路分断能力等试验。额定运行短路分断能力在极限短路分断能力为≤6000A时,与极限短路分断能力有相同的值。在现有规格中,所说的短路分断能力是指极限短路分断能力Icu(也是运行短路分断能力Ics)。符合GB10963标准的小型直流断路器,其额定短路分断能力规定为:In在1~40A时为6000A;In在50A、63A时为4000A。在同一个机壳内,将短路分断能力分为两档的原因是:

小型直流断路器作短路保护瞬时动作的是一种电磁铁,它的铁芯和衔铁(动铁芯)对各种电流规格都是一样的,只是电磁铁系统的线圈的线径和匝数不同而已。电磁铁是电流型,可将衔铁吸向铁芯,从而使直流断路器脱扣的电磁吸力F是和它的磁势IW成正比的(I为电流值,W为线圈的匝数)。额定电流越小,要达到一定值的IW,线圈匝数就需要增加(反之电流大匝数就可以少一些),匝数越多,线圈的阻抗越大;另外小型直流断路器的过载长延时脱扣器是采用热双金属元件直接通电发热(50A、60A采用电阻材料发热,将热量传给双金属元件),使之膨胀、弯曲的直热式或傍热式。热源是I2R,电流越大,电阻越少,反之电流越小,电阻越大。额定电流在1~40A时其线圈匝数比50A、60A多,双金属元件的材料电阻率也大,总的进出线的阻抗大(电流规格大,总的进出线阻抗相对要小),阻抗大限制了短路电流,电阻大使得功率因cosψ大,这都有助于开断短路电流时电弧的熄灭。因此,1~40A阻抗大,限流作用大,短路分断电流大;而50A、63A是采用发热电阻材料通电发热,传给双金属元件发热电阻材料的电阻率很小,限流小,分断电流就小。尽管有些工程计算线路短路电流时,把直流断路器本身的阻抗忽略了,但其实是不应该忽略的,忽略了它计算电流偏大,计算电流偏大,而且使直流断路器失去了它的限流作用。

从大量使用小型直流断路器的场所来看,电源变压器的容量并不大,绝大部分在630KV·A及以下(如200kV·315kV·A、400kV·A、500kV·A),除非是较大的居民区或商业集中区,变压器容量可达到1000~1600kV·A,尽管电源容量大,但到电路的末端,发生的短路故障电流也是有限的。

对于江苏人民电气公司TX7-63Z系列小型直流断路器选用时,其额定电流应≥线路的计算电流,额定短路分断能力必须≥线路的预期短路电流。而任何工程设计者应对其负载线路可能出现的预期短路电流进行计算。按照上述的变压器容量和小型直流断路器安装处后面与电源变压器的距离以及线路的截面积,线路的长短,相间的距离(三相时取平均距离)等,可以算出线路的电阻和电抗,再根据有关资料,算出变压器的电阻和电抗。

小型直流断路器短路电流的大小,在规定的工作电压下,是取决于变压器功率(容量)和阻抗电压。但是不同的短路点的短路电流值,还去决定于敷设的电缆、电线(或铜排)的阻抗。电缆(或电线、铜排)越长,阻抗越大,该短路点的短路电流便越小(即衰减作用越大)。

小型直流断路器.jpg

 


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