[科普中國(guó)]-分?jǐn)嗄芰?

分?jǐn)嗄芰κ侵笖嗦菲鏖_關(guān)的一種特殊功能。目前有36KA、50KA等規(guī)格，斷路器的分?jǐn)嗄芰κ侵冈摂嗦菲靼踩袛喙收想娏鞯哪芰Γㄍ彩莾r(jià)格的決定因素），與其額定電流無必然聯(lián)系。一般分為極限分?jǐn)嗄芰cu和運(yùn)行分?jǐn)嗄芰cs（很多微斷不分）。國(guó)內(nèi)小型斷路器產(chǎn)品的分?jǐn)嗄芰Υ蟛糠痔幱?.5～6kA，而且分?jǐn)嗄芰煽啃圆桓?，制約了小型斷路器的發(fā)展。

分?jǐn)嗄芰Χx分?jǐn)嗄芰κ侵笖嗦菲鏖_關(guān)的一種特殊功能。目前有36KA、50KA等規(guī)格，斷路器的分?jǐn)嗄芰κ侵冈摂嗦菲靼踩袛喙收想娏鞯哪芰Γㄍ彩莾r(jià)格的決定因素），與其額定電流無必然聯(lián)系。一般分為極限分?jǐn)嗄芰cu和運(yùn)行分?jǐn)嗄芰cs（很多微斷不分），假如Icu=60KA，那么當(dāng)線路中發(fā)生60KA的故障電流，斷路器可以安全切斷電路，而不發(fā)生觸頭熔接、爆炸等異常狀況。注意做過極限分?jǐn)嗟臄嗦菲鞑辉试S再用（往往失效了），必須更換。而如果Ics=60KA，分?jǐn)嘣撾娏骱?，斷路器允許合閘再使用，但應(yīng)急后也須更換?，F(xiàn)在很多好的斷路器可以做到Icu=Ics。當(dāng)然，對(duì)于Icu與Ics，國(guó)家有嚴(yán)格的定義與相關(guān)的試驗(yàn)。一些大的系統(tǒng)的短路電流往往會(huì)很大，現(xiàn)在很多斷路器的Icu都可達(dá)100KA以上。斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰?、運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰投虝r(shí)耐受電流。額定極限短路分?jǐn)嗄芰?Icu)，是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)(電壓、短路電流、功率因數(shù))條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?。它的試?yàn)程序?yàn)?—t(線上)CO(“O”為分?jǐn)?，t為間歇時(shí)間，一般為3min，“CO”表示接通后立即分?jǐn)?。試檢后要驗(yàn)證脫扣特性和工頻耐壓。1

分?jǐn)嗄芰Φ姆N類額定運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰?Ics)，是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)(電壓、短路電流和功率因數(shù))條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏鳎?jīng)此通斷后，還要繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?，它的試?yàn)程序?yàn)镺—t（線上）CO—t(線上)CO。短時(shí)耐受電流(Icw),是指在一定的電壓、短路電流、功率因數(shù)下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力，Icw 是在短延時(shí)脫扣時(shí)，對(duì)斷路器的電動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的考核指標(biāo)，它是針對(duì)B類斷路器的，通常Icw的最小值是：當(dāng)In≤2500A時(shí)，它為12In或5kA，而In>2500A時(shí)，它為30kA(DW45_2000的Icw為400V、50kA，DW45_3200的Icw為400V、65kA)。運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼?yàn)條件極為苛刻(一次分?jǐn)?、二次通?，由于試后它還要繼續(xù)承載額定電流(其次數(shù)為壽命數(shù)的5%)，因此它不單要驗(yàn)證脫扣特性、工頻耐壓，還要驗(yàn)證溫升。IEC947_2(以及1997新版IEC60947_2)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB140482規(guī)定，Ics可以是極限短路分?jǐn)嗄芰cu數(shù)值的25%、50%、75%和100%(B類斷路器為50%、75%和100%，B類無25%是鑒于它多數(shù)是用于主干線保護(hù)之故)。2

分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇標(biāo)準(zhǔn)選擇斷路器的一個(gè)重要原則是斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流，這個(gè)斷路器的短路分?jǐn)嗄芰νǔＪ侵杆臉O限短路分?jǐn)嗄芰?。無論A類或B類斷路器，它們的運(yùn)行短路分?jǐn)嗄芰^大多數(shù)是小于它的極限短路分?jǐn)嗄芰cu的。A類：DZ20系列Ics=50%～77%Icu，CM1系列Ics=58%～72%Icu，TM30系列Ics=50%～75%Icu，(個(gè)別產(chǎn)品Ics=Icu)。B類：DW15系列Ics=60%左右的Icu，(個(gè)別的如630AIcs=Icu，但短路分?jǐn)嗄芰H400V時(shí)30kA)，DW45系列Ics=62.5%～80%Icu。不管是A類或B類斷路器，只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Icu 百分比值都是合格產(chǎn)品。

所有斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?無論是Icu還是Ics)都是周期分量有效值。在短路試驗(yàn)中的“C0”的C(close接通)的電流是峰值電流Ich。在試驗(yàn)站進(jìn)行短路分?jǐn)嘣囼?yàn)時(shí)，電壓、短路電流(有效值)和功率因數(shù)(cos)已調(diào)整好，它的接通電流也就被確定了。接通電流試驗(yàn)(“C”試驗(yàn))，是以峰值電流來考核觸頭和其他導(dǎo)電體承受的電動(dòng)斥力和熱穩(wěn)定性的能力，有什么樣的有效值電流(分?jǐn)嚯娏?，在其相應(yīng)的功率因數(shù)下，便有什么樣的峰值電流，使用者毋須去考慮峰值電流這個(gè)參數(shù)。

分?jǐn)嗄芰Φ膽?yīng)用在目前狀況下，小型斷路器正朝著分?jǐn)嗄芰Ω?、體積小和模數(shù)化的趨勢(shì)發(fā)展。國(guó)內(nèi)小型斷路器產(chǎn)品的分?jǐn)嗄芰Υ蟛糠痔幱?.5～6kA，而且分?jǐn)嗄芰煽啃圆桓撸萍s了小型斷路器的發(fā)展。如何在維持現(xiàn)有生產(chǎn)工藝與技術(shù)不變的情況下，通過對(duì)小型斷路器的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)來提高其分?jǐn)嗄芰翱煽啃猿蔀殛P(guān)注的焦點(diǎn)。因此，我們可以以電弧的產(chǎn)生機(jī)理來考慮如何通過工藝改進(jìn)達(dá)到提高分?jǐn)嘈阅艿哪康摹５臋C(jī)理。小型斷路器在分?jǐn)噙^程中，動(dòng)靜觸頭的接觸面積逐漸減少，其接觸電阻和電流密度增大導(dǎo)致溫度升高，動(dòng)靜觸頭在高溫加熱下被熔融而形成液態(tài)金屬橋。隨著動(dòng)靜觸頭的分離，液態(tài)金屬橋的溫度繼續(xù)升高，直到被拉斷并氣化形成金屬蒸氣，此時(shí)釋放到動(dòng)靜觸頭間的金屬蒸氣創(chuàng)造了熱電離的條件，在動(dòng)靜觸頭間的電子與離子碰撞會(huì)產(chǎn)生電離，而且原子與原子的碰撞以及熱輻射都會(huì)產(chǎn)生電離。當(dāng)所加電源高于起弧電壓時(shí)就會(huì)使熔融的液態(tài)金屬橋產(chǎn)生電弧。迅速的熄滅電弧是提高小型斷路器分?jǐn)嘈阅艿闹匾夹g(shù)指標(biāo)，現(xiàn)從以下幾方面來對(duì)小型斷路器的分?jǐn)嘈阅苓M(jìn)行探討。電弧的產(chǎn)生機(jī)理小型斷路器在閉合和斷開電路時(shí)都可能產(chǎn)生電弧，但是為了實(shí)際應(yīng)用的需要，我們大多數(shù)情況下僅僅關(guān)注和研究小型斷路器在斷開電路時(shí)產(chǎn)生電弧。

20世紀(jì)以來，人們經(jīng)歷了由磁吹滅弧到氣吹滅弧的認(rèn)識(shí)，更加深入地研究了增大電弧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的途徑。通過設(shè)計(jì)合理的出氣孔大小來保證滅弧柵內(nèi)外壓力差，也可以達(dá)到驅(qū)動(dòng)電弧運(yùn)動(dòng)和冷卻電弧，并且減小電弧的停滯時(shí)間，從而達(dá)到有效分?jǐn)嚯娀〉淖饔?。出氣孔面積減小有利于吹弧，但是滅弧室壓力過大會(huì)導(dǎo)致外殼炸破等情況。此外，實(shí)踐證明過度減少出氣孔的面積將導(dǎo)致電弧的背后擊穿現(xiàn)象，因此可適當(dāng)增加出氣孔的橫截面積，并通過與緩沖區(qū)的配合來促進(jìn)電弧的迅速熄滅。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)