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摘要：對成套產品設計以及中低壓斷路器性能進行分析，主要對斷路器載流量、保護性能、短路特性進行闡述。基于相關實例，分析斷路器載流量因素，為成套產品設計及應用中低壓斷路器提供依據。

關鍵詞：斷路器；載流量；保護性能

引言

隨著對斷路器及其成套設備研究的深入，其應用呈現智能化的特點，被廣泛地應用到通信領域中。作為成套設備的核心器件，制造地區斷路器的企業，并沒有提供詳細的技術數據，如溫升、功耗參數，同時部分設計人員缺乏經驗和能力，沒有充分認識斷路器的保護性能，使得這一器件的應用達不到預期目標。為了保證中低壓斷路器在成套產品的應用，需要全面了解該器件的各項性能影響因素。

1影響低壓斷路器性能的因素

所謂載流量是斷路器允許通過的最大電流，也被稱為額定電流。當短路在特殊環境下運行，如溫度過高，就需要根據實際情況調低工作電流，使斷路器更好地適應高溫環境。額定電流值需要調整多少，需要根據斷路器產品設計以及應用的條件考慮。成套設備規定的額定電流，即主開關斷路器最大工作電流，與斷路器的額定電流并不一定相等。通過斷路器接線端子溫升，能夠發現其載流量。國標中對于載流量有嚴格規定，即成套設備中溫升限制不大于70K，由于載流量的溫升限制，斷路器的性能未能完全發揮出來。同時過低的載流量也會限制斷路器的利用率。過高的載流量致使成套設備器件溫度升高，破壞產品的絕緣[1]。斷路器設置的保護性能，主要分為短時延時保護、欠電壓保護等，斷路器視為成套設備的核心器件，在通、斷電操作中發揮作用，是保護電路安全的重要器件。因此斷路器保護性能，也是判斷其性能的重要參考指標，當斷路器過載長延時保護，超過器件本身設置的額定電流，則會自動斷開電路，限制額定電流的系數。通常成套產品應用，其載流量設置會相對降低，這是考慮到斷路器過載保護性能整定值、實際載流量的關聯性，避免回路過載時不能及時脫扣造成的損失。所謂短路特性，它與保護性能一樣是斷路器的性能和安全指標，當電路發生短路事故時，斷路器能否自動斷開電路，是保障整個電力系統安全的關鍵。所以成套產品的設計及應用是為了保證設備運行安全，要充分考慮斷路器的短路特性是否符合運行環境的需求。斷路器的短路特性體現在多個方面，受到安裝方式、空間限制以及拉合閘容易程度等條件影響。例如，在高海拔地區斷路器的短路特性會受到一些影響，由于空氣稀薄使得滅弧時間延長，在運行過程中觸頭嚴重燒毀，通斷能力因此降低。同樣空間大小也會對短路特性造成影響，斷路器斷開過程會產生大量的能量，釋放過程會破壞柜體結構，導致設備損壞，嚴重影響使用功能。因此將斷路器應用到成套設備中，需要對其短路特性進行測試，確保其性能符合運行要求，防止設備損壞造成的損失。

2斷路器載流量影響因素

載流量影響主要體現在電流經過導體回路產生的焦耳熱，熱量通過熱傳導、熱輻射向外傳遞能量，部分能量被斷路器或其他介質吸收，溫度升高后自產熱量與吸收熱量保持平衡。隨著斷路器溫升的不斷提升，其運行性能不能保持穩定的狀態，因此著重分析斷路器載流量顯得尤為重要。斷路器額定電流使接線端溫度超過相關限值，根據GB140482—2008中條款7.2.2.1對于環境溫度的要求，需要降低斷路器的承載電流，從而將接線端溫度控制在合理范圍內。應用在成套設備中，由于柜體空間較小，對于IP防護等級也有相應的要求，為了避免斷路器運行環境溫度高于限定條件，需要適當降低其載流量。對某萬能式斷路器進行分析，發現隨著環境溫度升高，同一殼架等級電流下最大的斷路器會適當降容。斷路器在降容后，發現環境溫度對斷路器載流量的影響程度較低，同時降容后載流量與額定電流比值，隨環境溫度升高而降低，根據不同規格斷路器的測試結果，其載流量都有所降低，區別在于降低的幅度。在不同環境溫度下，不同規格的斷路器降容系數相對接近，在45℃時降容系數為100%，60℃降時容系數為90%。當環境溫度達到50℃時，降容系數的額定電流為95%，隨著環境溫度升高每5K，降容系數均降低2.5%。根據測試可以判定，環境溫度升高會影響斷路器的載流量，不同規格的斷路器降容幅度有所差異。為了更好地在成套產品中應用斷路器，需要廠家提供詳細的環境溫度降容系數參考表，提供設備安裝和應用的依據。斷路器的安裝方式有型式、接線，前者又可細分為抽屜式、固定式；后者可細分為前后水平、后垂直兩種。同樣以某萬能式斷路器為測試對象，在采用抽屜式的安裝方式，輸入/輸出的電阻比固定式大，功率損耗也比固定式高。當斷路器環境溫度超過50℃，型式與接線兩種安裝方式，對于斷路器載流量的影響程度有所差異。采用固定式前后水平、抽屜式垂直、抽屜式前后水平，這三種斷路器安裝方式，在55~60℃范圍內，降容曲線表現為基本平行的趨勢，隨著溫度每增加5K，降容系數降低2.7%。斷路器安裝型式不同，在不同電流規格下功率損耗有較大的差異，抽屜式比固定式大，前者的溫升也比后者的高。斷路器環境溫度較高時，關于載流量的表現，抽屜式明顯比固定式小，接線方式不一也是載流量差異的重要因素。通常塑料殼斷路器有水平、垂直安裝方式兩種，根據國標的要求以及溫升試驗，斷路器采用垂直安裝；但在成套開關設備柜中應用，則采用水平安裝。至于采用哪種安裝方式，需要根據廠家提供的技術參數以及應用環境綜合考慮而定[3]。影響斷路器載流量除了上述因素之外，還有其他因素，如母排材質中銅的含量使得電阻率有所差異，呈現的母排導電能力也有所不同，造成母排功率的功率損耗，繼而影響到斷路器的溫升和載流量。此外，母排表面鍍銀、涂黑等操作，也會影響其導電率，為防止母排氧化以及減小功率損耗，需要對母排進行涂黑，實現高效散熱，將斷路器溫升控制在合理范圍內。

3結語

斷路器在成套產品中的設計及應用，需要對載流量、保護性能、短路特性進行考慮，確定技術參數后，再以合理的安裝方式應用到對應環境中，保證在運行過程中保持穩定的載流量、溫升等，確保斷路器發揮應有作用。

參考文獻

[1]高三陽.低壓斷路器的選擇、整定、校驗與應用[J].現代建筑電氣，2018（10）：49-53.

[2]葛世偉，王興利，楊紅藝，等.低壓電器在三相四線系統“斷零”保護中的應用[J].電工技術，2018（14）：30-31；34.

[3]程曦，賓昭平.低壓開關柜內母線短路電動力對斷路器的影響[J].電器與能效管理技術，2018（13）：75-80.

作者:黃震 單位:鎮江大全伊頓電器有限公司