低压断路器所遵循的国家标准是GB 14048.2《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》,对应的国际电工委员会标准是IEC 60947-2。以下回答中,所有的断路器参数均符合GB 14048.2的规定。
断路器的技术参数有两大类,第一类用于线路保护,第二类用于保护断路器自身。
第一类参数中最重要的就是额定电流In,过载长延时保护门限L参数电流I1,短路短延时保护门限S参数电流I2,短路瞬时保护门限I参数电流I3。
第二类参数中最重要的就是短时耐受电流Icw,运行短路分断能力Ics,极限短路分断能力Icu,短路接通能力Icm。
Icw又叫做断路器的热稳定性,它表征了断路器抵御短路电流热冲击的能力,所以此参数既有电流值,也有时间。对于低压断路器,它的短时耐受电流Icw对应的时间长度为1秒和3秒,一般为1秒。
热稳定性考核的对象一般是断路器内部的触头导电排,以及接线端子。
Ics是运行短路分断能力。我们首先把断路器闭合(CLOSE),然后通以短路电流,断路器实施了保护执行开断操作(OPEN)。接着等待一段时间后,我们再把断路器闭合(CLOSE),然后断路器打开(OPEN)。在这个过程中,出现了两个CO,它表征了断路器在开断完短路电流后能够继续使用的能力。
Icu是极限短路分断能力,它只有一个CO,并且开断完短路电流后,断路器就损坏了。
Icm是断路器的短路接通能力,它表征了断路器能够承受的最大短路电流值,且不管断路器是否损坏。Icm又叫做断路器的动稳定性。
断路器的动稳定性与断路器各极间的短路电动作用力有关,与触头间的短路电动斥力也有关。
以下把这几个参数用不等号连在一起,如下:
I1≤Ie<I2<I3<Icw≤Ics≤Icu<Icm
再次提醒,从Icw往左,属于断路器保护线路的参数,其中的额定电流Ie,也属于断路器自身的参数。从Icw往右,包括Icw自身,都属于断路器保护它自身的参数。
我们看下图:
图1:断路器的安秒特性
图1中的LSI和G,就是断路器的第一类参数,其中G保护参数用于执行单相接地故障保护的。
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现在,我们就可以回答题主的问题了。
我们看题主的问题:“断路器的短路容量为什么越大越好,越大的话系统如果短路电流小于断路器的不是就断不了吗?”,这段话中错误颇多,我来解析一下,顺便回答题主的问题。
我们看到,题主并不了解断路器的第一类参数和第二类参数。我估计,题主把断路器的短路接通能力Icm当成什么短路容量了,再把第二类参数硬生生地套到第一类参数中。
断路器的短路接通能力越大,它的动稳定性也就越大。根据GB14048.2,我们知道动稳定性与热稳定性之比就是短路电流的峰值系数n。
我们看下图:
图2:短路电流的各种分量之间的关系
图2是短路电流,其中Ip是短路电流的周期分量,它是系统电压作用在极小的短路阻抗上产生的。Ig是短路电流的非周期分量,它是变压器在短路期间把绕组储存的磁场能释放出来形成的,它是一个逐渐衰减的量。Ip与欧姆定律有关,而Ig则与楞次定律有关。
注意看图2,Ip和Ig在短路后0.01秒时叠加产生了冲击短路电流峰值Ipk,而短路电流的稳态值Ish就等于Ip。并且,Ipk与Ip的比值就是峰值系数n。
我们在选用断路器时,必须让Icm大于Ipk。由于Icm/Icw=n,而Ipk/Ip=n,所以有:断路器的短时耐受电流Icw必然大于短路电流稳态值Ip。
可见,断路器的Icm越大,说明断路器自身抵御短路电流电动力冲击和热冲击的能力越高。至于断路器的线路保护能力,由于断路器的短路瞬时保护参数I3小于断路器的热稳定性Icw,可见题主的疑问根本就不存在。
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