低壓限流斷路器有兩個重要的特性曲線,在GB/T14048.1中定義為:①允通能量曲線(I2t曲線);②2、允通電流曲線(截斷電流曲線)。
如下圖所示為NSX塑殼斷路器的允通能量曲線,當預期短路電流為50kA時,NSX400斷路器分斷后限制的允通能量為2.4×106A2s。

允通能量主要用來校驗電纜或母排的熱穩定或者下級所保護的隔離開關、轉換開關等元器件的熱穩定性,主要是考核熱量。
限流斷路器的另一個重要特征是允通電流,即限流斷路器在分斷動作中達到的最大瞬時電流值,請注意允通電流(截斷電流)是瞬時值。
下圖為NSX400斷路器的允通電流曲線(限流曲線),當預期短路電流為50kA時,經過NSX400限流后的短路電流峰值為30kA。

如果是非限流型斷路器,50kA的預期短路電流對應的峰值電流為50×2.1=105kA,系數2.1來自于GB/T1408.1的表16。
當預期短路電流為65kA時,依據表16系數取2.2,計算短路電流峰值為65×2.2=143kA,所以上圖中綠色折線的每一個拐點(黃色箭頭),對應的就是短路電流峰值與短路電流有效值的比率,即表16中的系數n。

允通電流(截斷電流)是峰值,短路電流產生的電動力與允通電流的平方成正比,所以允通電流常常用來校驗母排、斷路器下級所保護的隔離開關、轉換開關等器件的動穩定。
大家注意別混淆了兩個基本概念:第一,在允通電流曲線(限流曲線)上,預期短路電流經過限流后的允通電流其實是“峰值”,不是有效值;第二,限流的前提是該斷路器能成功分斷短路電流,否則“允通能量”和“允通電流”就成了空中樓閣。
比如,某框架斷路器分斷預期短路電流50kA,由于該框架斷路器無限流能力,分斷時間為28.8ms,而且分斷過程中斷路器需要承受或接通短路電流峰值104kA,約等于50×2.1=105kA的短路電流峰值。

如果是一臺限流型塑殼斷路器,預期電流同樣是50kA,短路電流峰值為105kA,但是經過斷路器限流后實際分斷時的電流峰值最大為44.2kA,遠遠低于預期的105kA,分斷時間為11.2ms,需注意斷路器成功分斷預期短路電流之后,才會有有允通電流參數。

小結:
1、低壓斷路器“限流“的前提,首先是能成功分斷預期短路電流,分斷考核的是斷路器的滅弧能力。
2、經過限流后的允通電流(截斷電流)是瞬時值,不能作為斷路器選擇短路短路分斷能力的基準,否則會進入無限的死循環,允通電流決定了斷路器出線端母線或其他器件需要承受的電動力大小。
3、選擇斷路器短路分斷能力,需要遵循《工業與民用配電設計手冊》第四版11.3.9節:斷路器的額定運行短路分斷能力Ics或額定極限短路分斷能力Icu,不應小于被保護線路最大三相短路電流的有效值。
作者:賓昭平