ABB品牌的開關(guān) EMAX空氣斷路器

　　我們來看E1和E2開關(guān)的參數(shù)：

　　我們看到左側(cè)參數(shù)項中有如下幾個項目符號：極數(shù)、Iu、Icu、Ics和Icw

　　極數(shù)好理解，就是E開關(guān)主回路的觸頭的數(shù)量，一般是3極或者4極，它們分別使用在TN-C系統(tǒng)和TN-S接地系統(tǒng)中

　　所謂接地系統(tǒng)，是指低壓電網(wǎng)的接地形式，例如TN-C系統(tǒng)中變壓器的中性點是直接接地的，中性線N和保護PE線合并為PEN，連同三條相線一同送到低壓開關(guān)柜中。因為PEN線不得斷裂，所以低壓進線斷路器必須采用3極開關(guān);再例如TN-S系統(tǒng)中變壓器的中性點也是直接接地的，但N線和PE線連同三條相線一同送到低壓開關(guān)柜中。如果低壓進線斷路器具有四段保護，則低壓進線開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)都必須采用四極開關(guān)

　　Iu是運行電流，也被稱為額定電流，注意它的溫度是40度。這個值是在IEC60947-2和GB14048.2《低壓開關(guān)柜和控制柜 第二部分 低壓斷路器》中規(guī)定的。同樣，標準還規(guī)定N極的導(dǎo)通能力用相排的百分位數(shù)來表達，這也就是我們看到”N極載流能力(4極)“其單位為”%Iu“的由來
 

　　再看三個參數(shù)：Icu、Ics、Icw，它們的意義是：

　　Icu：斷路器的額定極限短路分斷能力，注意它在做型式試驗是O-t-CO的操作方式。也就是說，Icu是破壞性測試，它代表著斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)的Z大分斷能力

　　Ics：斷路器的額定運行短路分斷能力，注意它在做型式試驗是O-t-CO-t-CO的操作方式。也就是說，Ics是可重復(fù)性測試，它代表著斷路器的可重復(fù)的短路電流分斷能力

　　Icw：斷路器的額定短時耐受電流，注意它有兩個時間參數(shù)，即1秒和3秒。一般樣本中都給出了1秒的值，要使用3秒的Icw時，只需要將1秒時的Icw除以√3即可
 

　　現(xiàn)在我們來看看具體的數(shù)據(jù)。例如E1B斷路器，它的Iu為800-1000-1250-1600.在這里的Z大值被稱為斷路器的殼體電流，即此斷路器能夠承受的Z大運行電流。對應(yīng)于1600A的殼體電流，E1B斷路器具有從800A、1000A、1250A和1600A等四個額定電流

　　我們接著看E1B開關(guān)的Icu、Ics和Icw，我們發(fā)現(xiàn)它們的值是相等的，都是42kA。請問這是為什么呢?答案很簡單：說明此類開關(guān)往上一定存在一個主結(jié)構(gòu)，它的三個電流是不相等的。將此主結(jié)構(gòu)往小電流方向擴充派生出若干型號和規(guī)格，自然也就能實現(xiàn)三個短路分斷能力相等的現(xiàn)象

　　現(xiàn)在我們再來看看E1和E2有關(guān)Icu的系列，有B、N、S和L，它們分別對應(yīng)于不同的分斷容量。那么如何使用這些分斷值呢?如果我們已經(jīng)知道了電力變壓器的容量Sn和阻抗電壓Usr，那么計算它的短路電流Ik的方法是：變壓器額定電流In=Sn/√3Up，其中Up是變壓器低壓側(cè)的線電壓，變壓器的短路電流Ik=In/Usr。于是讓斷路器的Icu大于等于Ik即可
 

　　再看上圖中將E開關(guān)作為隔離開關(guān)使用時的參數(shù)中出現(xiàn)了Icw和Icm，為什么呢?

　　我們已經(jīng)知道，斷路器對應(yīng)的標準是IEC60947-2和GB14048.2.而隔離開關(guān)對應(yīng)的標準是IEC60947-3和GB14048.3《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第3部分：開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)及熔斷器組合電器》。我們來看看標準對隔離開關(guān)的參數(shù)有何種說法：

　　1、(機械)開關(guān)  switch(mechanical)

　　在正常電路條件下(包括規(guī)定的過載工作條件)，能夠接通、承載和分斷電流，并在規(guī)定的非正常電路條件下(例如短路)，能在規(guī)定時間內(nèi)承載電流的一種機械開關(guān)電器。

　　2、隔離器  disconnector

　　在斷開狀態(tài)下能符合規(guī)定的隔離功能要求的機械開關(guān)電器。

　　注：此定義與IEV 441-14-05的區(qū)別在于指的是隔離功能而不是隔離距離。

　　如分斷或接通的電流可忽略，或隔離器的每一極的接線端子兩端的電壓無明顯變化時，隔離器能夠斷開和閉合電路。隔離器能承載正常電路條件下的電流，也能在一定時間內(nèi)承載非正常電路條件下的電流(短路電流)。

　　1、 額定短時耐受電流(Icw)

　　開關(guān)、隔離器或隔離開關(guān)的額定短時耐受電流是制造廠規(guī)定的，在8.3.5.1試驗條件下，電器能夠短時承受而不發(fā)生任何損壞的電流值。

　　短時耐受電流值不得小于12倍Z大額定工作電流。除非制造廠另有規(guī)定，通電持續(xù)時間應(yīng)為1 s。

　　對于交流額定短時耐受電流值是指交流分量有效值，并且認為可能出現(xiàn)的Z大峰值電流不會超過此有效值的n倍。系數(shù)n按照GB14048.1-2008中表16的規(guī)定值。

　　2、 額定短路接通能力(Icm)

　　開關(guān)或隔離開關(guān)的額定短路接通能力是制造廠規(guī)定的，在額定工作電壓，額定頻率(如果有的話)和規(guī)定的功率因素(或時間常數(shù))下，電器的短路接通能力值，該值用Z大預(yù)期電流峰值來表示。

　　對于交流，功率因素、預(yù)期電流峰值與有效值間的關(guān)系應(yīng)符合GB 14048.1-2008中表16的規(guī)定。

　　本條不適合用AC-20或DC-20電器。
 

　　有了這些標準文本的說明，我們來看看其中兩項關(guān)鍵參數(shù)：一項是Icw，一項是Icm

　　隔離開關(guān)不能分斷短路電流，但它必須要承受短路電流的沖擊，所以它必須要有Icw這個參數(shù)。還是因為隔離開關(guān)不能分斷短路電流，它還必須承受變壓器產(chǎn)生的Z大電流——沖擊短路電流峰值Ipk的電動力沖擊，這種承受能力就是用Icm來表達的

　　斷路器的Icw、Icu、Icm之間有何種關(guān)系呢?我們來看下圖：

　　Icw又被稱為允通電流，它表征了斷路器對于短路電流的熱穩(wěn)定性，它的大小與短路電流在*周波內(nèi)的有效值大小有關(guān)

　　沖擊短路電流峰值Ipk是短路電流的Z大值，它是短路電流的周期分量和非周期分量在短路后10毫秒時的迭加，它在數(shù)值上被IEC60947.1定義為峰值系數(shù)乘以短路電流，而峰值系數(shù)在短路電流為30kA以下時取2.0.在30～50kA取2.1.在50kA以上取2.2.

　　我們知道，斷路器分斷短路電流的Z短時間是13～30毫秒。這段時間足以讓沖擊短路電流峰值Ipk流過斷路器。斷路器要能夠承受短路電流的電動力作用，它就必須能夠承受Ipk的沖擊。為此，IEC60947-2和GB14048.2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分：低壓斷路器》標準中規(guī)定，Icm=2.2Icu

　　所以，當取斷路器的額定極限分斷能力Icu等于變壓器的短路電流Ik時，因為變壓器的沖擊短路電流峰值總是小于或者等于2.2倍的Ik，又因為斷路器的短路接通能力Icm=2.2Icu，所以斷路器就能夠有效地抵御沖擊短路電流峰值Ipk產(chǎn)生的電動力沖擊，也就是斷路器的動穩(wěn)定性
 

　　對于E1B/MS開關(guān)，我們來校核它的Icw和Icm：

　　已知E1B/MS的Icw(1S)是42kA，將這個值除以√3.得到42/1.732=24.25kA，這個結(jié)果與表中的36kA不符。為什么呢?道理很簡單，說明E1和E2開關(guān)往上一定存在原型開關(guān)，這臺原型開關(guān)的值是標準的，往下的派生產(chǎn)品卻各有各的特點。這樣處理的好處是：

　　1)小電流規(guī)格的E開關(guān)使用面更寬，更靈活，更具有競爭性

　　2)小電流規(guī)格的E開關(guān)相對原型開關(guān)并不是簡單地降容，而是做了某些技術(shù)調(diào)整。由此我們可以看出，E開關(guān)的每一款規(guī)格都具有它的個性和特點，由此也看出ABB在制作斷路器方面的工藝和設(shè)計水平

　　再看Icm，它的值等于88.2.我們同時還知道Icw等于42kA，于是有：n=88.2/42=2.1

　　現(xiàn)在看的更清楚了，由于這里是用斷路器來作為隔離開關(guān)，它不具有分斷能力，所以它用Icw作為參考值了

　　我們來核實一下：E1N/MS的Icw=50kA，它的Icm=105.n=2.1;E2N/MS的Icw=55kA，它的Icm=121.n=2.2;E2S的Icw=65kA，它的Icm=143.n=2.2.*符合國家標準

　　由Emax斷路器樣本中的這些數(shù)據(jù)，我們可以推測出原型斷路器應(yīng)當是E2B，用它向下派生和向上派生