開關設備母線支撐知識介紹
開關設備母線支撐知識介紹
金屬鎧裝開關設備 IEEE C37.20.2
“母線支撐”來定義金屬鎧裝開關設備母線係統的特定機械強度水平。但是，該術語未用於包含金屬鎧裝開關設備主要要求的任何標準。此外，標準中沒有規定母線支撐的具體額定值。多年來，術語定義不明確的問題一直令人困惑。
適用於金屬鎧裝開關設備的原理標準是ANSI/IEEE C37.20.2-1999。由於涉及母線額定值，該標準定義了幾個額定值：
額定瞬時耐受電流——這是開關設備母線必須承受的最大均方根總（不對稱）電流，在最大偏移相位的最大周期的主要峰值處測量。驗證該額定值的測試需要至少 10 個電源頻率周期的測試持續時間。在此測試期間，最大循環中主要峰值處的峰值電流必須至少為開關設備額定短時電流的 260%。
額定峰值耐受電流——嚴格來說，這不是一個額定值，而是在上述瞬時耐受電流測試期間必須達到的峰值電流值 (260%)。
額定短時耐受電流——這是開關設備在兩秒時間內必須能夠承受的平均對稱電流。
上述額定值與開關設備組件中使用的組件的額定值有何關係？正如人們所料，評級直接相關以產生一個協調的係統。
瞬時電流和峰值耐受電流額定值——過去，標準規定了瞬時電流（均方根不對稱或均方根總電流）額定值。事實上，NEC® 490.21 (A)(4) 仍然使用“瞬時”來表示最大不對稱電流。然而，多年來，ANSI/IEEE C37 係列標準一直在從非對稱均方根電流的概念轉向峰值電流的概念。這樣做的原因是峰值電流的大小決定了施加到導體上的最大力。
由於標準理念的這種轉變，不同標準中對等效要求的表述略有不同。
對於基於“恒定 MVA”額定值的斷路器，瞬時額定值通常以 rms 不對稱安培數表示，是“關合和閉鎖”額定值。但是，關合和閉鎖額定值可能以峰值安培數表示。均方根不對稱額定值在 ANSI C37.06-1979 中列出，而峰值電流值在 ANSIC37.06-1987 中使用。
對於基於“恒定 kA”額定值的斷路器，峰值耐受電流對應於斷路器的關合和閉鎖額定值，在 ANSI C37.06-1997 或 ANSI/IEEE C37.06 - 2009 年，以峰值安培數表示。
短時電流額定值——這裏的標準一直保持一致。開關設備母線和連接的短時電流額定值必須與相關斷路器的“最大允許跳閘延遲”值相匹配，對於金屬封閉開關設備中使用的斷路器來說是兩秒。
什麽是等效評級？下表基於 1999-2000 年發布的協調標準中的“kA 級”斷路器。
“母線支撐”最常被認為是以均方根非對稱電流表示的瞬時電流，因為這等同於“瞬時”術語的曆史用法。然而，母線支撐可以用均方根非對稱電流（IST 的 155%）或峰值電流（IST 的 260%）表示，因為這兩種形式都要求開關設備總線和連接具有相同的性能
金屬封閉式電力斷路器開關設備 IEEE C37.20.1
適用於金屬封閉式電力斷路器開關設備的原理標準為ANSI/IEEE C37.20.1-2002。由於它與母線額定值有關，因此該標準定義了幾個額定值：額定短路耐受電流——這是開關設備母線在至少四個周期的測試持續時間內必須承受的對稱電流。在驗證此額定值的測試期間，峰值電流必須至少是組件中使用的最小框架尺寸斷路器的 230%（對於未熔斷器斷路器）或 216%（對於熔斷器斷路器）。
額定短時耐受電流——這是開關設備必須能夠承受兩個 0.5 秒周期的平均對稱電流，中間有 15 秒的零電流間隔。
上述額定值與開關設備組件中使用的組件的額定值有何關係？正如人們所料，評級直接相關以產生一個協調的係統：
額定峰值耐受電流——曆史上，標準沒有將峰值電流耐受額定值列為明確的額定值。相反，該性能要求已嵌入斷路器和開關設備的測試要求中，因此用戶不必擔心。當按照 ANSI C37.50（對於未熔斷電路的 230% 峰值電流，參考條款 4.9.3.3.3）進行測試時，開關設備所需的峰值耐受電流直接對應於斷路器的預期峰值電流，以及 4.9.3.3.4 對熔斷器斷路器的 216% 峰值要求）。
額定短時電流 – 開關設備要求直接對應於 ANSI C37.50（參考條款 4.10.4）中未熔斷器斷路器的短時測試要求。短時額定值不適用於熔斷器斷路器，因為熔斷器在短時測試期間不允許電流流動。
第四列中顯示的非對稱電流轉換值來自 ANSI/IEEE C37.20.1-2002 條款 5.4.4 的注釋 5。X/R 比和功率因數 (PF) 的相應值顯示在上表的第五列中。
未熔斷器 (230%) 和熔斷器斷路器 (216%) 的峰值電流要求之間的差異是由於 UL 標準（UL 248 係列）中對限流熔斷器的 X/R 要求與未熔斷器的要求不同ANSI C37.50 和 ANSI/IEEE C37.20.1 中的設備。無論母線支撐要求如何表述，都要求開關設備母線和連接具有相同的性能。
開關設備組件所需的短路耐受電流取決於組件中包含的斷路器種類。要求是開關設備組件的短路能力由組件中包含的“最差”斷路器（即“薄弱環節”）的短路能力決定。
更正式的說法：
對於沒有熔斷器斷路器的開關設備組件，額定短路耐受電流是組件中具有最低短路電流額定值的斷路器的短路電流額定值。
對於隻有熔斷器斷路器的開關設備組件，額定短路耐受電流是組件中使用的熔斷器斷路器的短路電流額定值。
對於帶有熔斷器和沒有熔斷器斷路器的開關設備組件，額定短路耐受電流是組件中具有最低短路電流額定值的沒有熔斷器斷路器的短路電流額定值。