低壓開關設備內斷路器分斷能力的合理應用研究

黃文俊

摘 要：隨著社會經濟持續發展，低壓配電電網建設事業持續發展，已步入嶄新的發展階段。在低壓配電電網中，斷路器是其不可或缺的關鍵性電器元件，其正確選取直接關乎電網系統的安全、穩定運行，而斷路器的分斷能力的合理應用直接關乎電網配置的經濟性。因此，文章從不同角度入手詳細探討了低壓開關設備內斷路器分斷能力的合理應用。

關鍵詞：低壓開關設備；斷路器；分斷能力；合理應用

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）30-0044-02

在新形勢下，低壓開關設備的應用日漸頻繁，必須意識到內部斷路器分斷能力合理應用的重要性。在實際應用過程中，由于受到各種主客觀因素的影響，加上配置方案、運行條件具有多樣性的特點，大大增加了斷路器額定分斷能力的選取難度，各方面存在的不斷顯現，導致選取的分斷能力不合理，嚴重影響的配電系統的安全、穩定運行，甚至發生嚴重的安全事故，造成嚴重的經濟損失。針對這種情況，相關人員，必須遵循相關的原則，對比分析各類配置方案，合理選取低壓開關設備內斷路器分斷能力，使其得到合理化應用。

1 低壓開關斷路器分斷能力的選取

在選取斷路器分斷能力中，相關人員必須遵循其基本原則，所采用的斷路器分斷能力必須大于其安裝處極易產生的三相短路電流，需要綜合分析各影響影響，明確分斷能力的類型，即極限分斷能力、運行分段能力，還要考慮其短路電流，即短路全電流有效值、最大短路沖擊電流。在選取低壓斷路器分斷能力過程中，相關人員必須全面、客觀分析其基本參數，即極限分斷能力、運行分斷能力。在標準GB 14048.2—2008《低壓斷路器》中，對這兩個基本參數的定義各不相同。

一是：極限短路分斷能力。以所規定的試驗程序為基點，低壓開關斷路器繼續承載額定電流能力的分斷能力并不包含其中，也就是在電壓、功率等試驗參數作用下，相關人員可以對短路電流值進行分斷，在分斷之后，低壓開關設備斷路器無法順利承載對應額定電流的分斷能力便是極限短路分斷能力。

二是：額定運行短路分斷能力。以所規定的試驗程序為基點，低壓開關設備斷路器的繼續承載額定電流能力被包含其中的分斷能力，也就是說借助一系列試驗參數，比如，功率，電壓，相關人員可以準確分斷對應的短路電流數值。

在分斷短路電流之后，斷路器能夠繼續承載額定電流的分斷能力便是額定運行中的短路分斷能力。

一般來說，A類斷路器額定運行短路分斷能力、額定極限短路分斷能力并不相等，前者是后者的50%～75%，而B類斷路器在60%～70%之間，也就是說在選取低壓開關斷路器分斷能力中，要明確其選取類型。以多電流類型為基點，低壓配點電網電路可以進一步簡化。對于第一級主配電網的電源斷路器來說，相關人員必須客觀分析電網配電與供電情況，要以額定運行短路分斷能力為中心進行合理化的選取。就第一級主配電網饋電B類斷路器來說，是第2級分配電網必不可少的電源進線，也需要以額定運行短路分斷能力為媒介來選擇。由于第一級主配電網中的配電A類斷路器作用于功能單一化的回路中，加上在更換斷路器過程中，不會受到停電的影響，要以額定極限短路分斷能力為中心進行合理地選擇。相應地，模擬的低壓配電網絡線路結構示意圖，如圖1所示。

2 選擇預期三相短路電流大小

在線路運行過程中，如果出現三項短路故障，短路電流會經過暫態過程，其物理量被分為兩類，即短路電流周期分量、短路電流非周期分量。就短路電流非周期分量來說，其出現的時間大都不會超過0.2 s。在線路發生短路之后，在0.01 s內，全電流會瞬間達到最大數值，被稱之為短路沖擊電流。在0.2 s之后，短路電流非周期分量將會逐漸衰減，而三相短路電流將會處于穩定狀態。其物理量便是短路電流周期分量，又被叫做短路穩態電流。

以短路電流為例，A類與B類斷路器的分斷工作時間各不相同，如果動作時間不低于0.02 s，相關人員必須要客觀分析短路電流的非周期分量，而三相短路電流就是對應短路電流周期過分量的有效數值。如果動作時間不超過0.02 s，相關人員必須客觀分析短路電流對應的非周期分量，也就是說，三相短路電流就是短路沖擊電流。在低壓電網運行過程中，短路電流周期分量的有效數值和短路沖擊電流存在某種關系。

3 明確低壓開關斷路器安裝位置三相短路電流周期 分量的有效值

在明確其有效值過程中，相關人員必須對其進行必要的計算。在計算過程中，相關人員需要先準確計算出短路位置上方的電阻總和與電抗總和，并計算出短路位置上方的總阻抗，便能得出三相短路短路電流周期分量的有效值。

需要注意的是：在計算過程中，相關人員必須要清楚短路點處的具體情況，電路上級電網運行情況，電路運行中變壓器、連接導體、電流互感器線圈、過電流線圈等運行情況，確保計算結果更加準確。這種計算方法屬于理論計算法，比較繁雜，極易出錯，計算準確率不高。在計算其有效值中，相關人員可以采用一種簡單化的估算方法，不需要花費大量的時間，準確率也比較高，能夠更好地了解斷路器安裝位置處三相短路電流的周期分量，進行相關操作。在估算過程中，相關人員要借助斷路器安裝處短路電流公式，計算出安裝出三相短路電流。

在此基礎上，全面、客觀分析上級短路電流、和下級相連的導體規格、型號等，準確估算出下級的短路電流。結合相關表格，準確分析電網運行過程中，某點上、下兩級短路電流的關系數值，分別估算出上級電路電流、連接線路的總長度，估算出在上級短路電流所對應的交叉出電流數值，再準確估算下級短路位置的短路電流，便可以得出安裝位置處三相短路電流周期分量的有效值。

4 變壓器并聯供電中分斷能力方面的具體要求

在低壓電網供電場所運行過程中，由于受到各種因素的影響，比如，負荷持續增加，不得不使用兩臺以上變壓器，則需要將其并聯起來，而不是串聯，提高電網運行中的供電容量，降低電網運行中故障發生率，確保其處于安全、穩定運行中。

由于這種電網供電配置方法具有其優勢，被廣泛應用到眾多低壓電網供電場所中，發揮著舉足輕重的作用。但在應用過程中，在選取電源斷路器分斷能力、分路開關分斷能力中，需要綜合考慮相關的影響因素。

4.1 主斷路器分斷能力

在電網運行過程中，如果斷路器，即QF1或者QF2的出線位置處，B1和B2出現短路故障問題，斷路器的分斷能力一定不能小于三相短路電流。如果斷路器的QF1或者QF2進線端位置的A1或者A2出現短路故障問題，斷路器的分斷能力一定不能小于所規定的短路電流數值。換句話說，在采用兩臺以上變壓器中，其QF1或者QF2處的分斷能力要以較大預期電路電流為基點，進行合理化地選取，避免主斷路器運行中頻繁出現故障問題。

4.2 分路斷路器分斷能力

在電網運行中，如果斷路器QF3出線端口出現短路故障問題，如果不需要考慮線路上、下兩級的阻抗力，那么，斷路器該處流過的短路電流便是兩處電流的總和。

在計算該處電流中，相關人員可以借助一路進線查附表，便能準確找到C1位置的短路電流數值，將兩個短路電流相加，便能得出低壓開關斷路器QF3出線端口的短路電流，再根據相關規定，按照斷路器短路電流分析方法，選取合理的斷路器分斷能力。兩臺變壓器并聯運行接線結構示意圖，如圖2所示。

5 結 語

總而言之，在應用低壓開關設備過程中，相關人員必須根據相關規定，嚴格遵循相關原則，從不同角度入手進行合理化的計算，合理選取斷路器分斷能力，促使斷路器得到更好地應用，降低故障發生率，確保電網運行更加安全、穩定，降低電網運行成本，提高其運營效益，促進新時期電網事業健康持續發展。

參考文獻：

[1] 謝煒.熔斷器與斷路器在低壓配電系統中應用的比較[J].電氣應用，

2013，02：16-22.