斷路器小電流開斷知識分享

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令人驚訝的是，在電力工程領域，老“問題”需要多長時間才能消失。這些老“問題”之一是中壓斷路器在切換低電流時的開斷時間。真空斷路器的開斷時間會不會隨著有效電流值變小而增加，但盡管如此，在這個問題變得毫無意義之後，乐鱼官网仍繼續看到詳細說明。

早期版本的ANSI/IEEE中壓斷路器標準認識到，可用的空氣磁開斷技術難以應對切換過程中的小電流。因此，標準允許斷路器在小電流下具有比額定開斷時間更長的開斷時間。ANSI/IEEE C37.04-1979在第5.7條中對此進行了討論，如下（不包括額外信息）：

額定開斷時間

斷路器的額定開斷時間是額定控製電壓下跳閘電路通電與斷開操作時所有極主電路開斷之間的最大允許間隔，並且等於額定最大電壓下所需對稱開斷能力的25%或更多。

在額定最大電壓下，當負載低於所需非對稱開斷能力的25%時，電路應開斷，但開斷所需的時間可能比額定開斷時間大50%（對於5和8周期斷路器），而對於三個周期及以下的斷路器，則為一個周期。

在特定負荷下，閉合-斷開操作的開斷時間不得超過額定開斷時間，對於5和8周期斷路器，超過一個周期，對於三個周期及以下的斷路器，超出1/2周期。

這些早期的標準反映了當時“最先進”的空氣磁開斷技術的物理特性。在空氣磁斷路器中，電弧由兩個力的組合驅動進入滅弧室。最重要的是與滅弧室相關的滅弧線圈中產生的電磁力。該力與電流大小有關，因此在大電流下，該力非常高。另一方麵，在小電流下，電磁力接近於零。

因此，需要另一種技術，當要開斷的電流較小時，使電弧移動到滅弧室中。空氣磁斷路器包含一個充氣係統，利用觸點打開時產生的氣流將電弧推向滅弧室。當然，緩衝器的力相對較低，這導致在非常低小的電流下開斷時間顯著延長。

標準允許在額定非對稱開斷電流的25%以下的任何操作中增加開斷時間。高開斷容量的空氣磁斷路器（5 kV，350 MVA和15 kV，1000 MVA）通常需要創造性的工程設計，以滿足標準允許的延長開斷時間。

許多谘詢工程師和其他專家都意識到了這種延長的開斷時間。也可能是由於極低電流切換的困難，一些製造商經曆了開斷故障。無論如何，詳細的規範要求開始出現，旨在確保所提供的產品適用於切換所有電流，無論是非常高的短路電流還是非常低的負載電流。此類規範條款的一個例子是：

斷路器應能夠開斷滯後20%至滯後80%範圍內的感應負載調整功率因數，電流值在斷路器連續額定電流的2%至100%範圍內。對於打開操作，這些負載應在不超過額定開斷時間的情況下開斷2.5個周期，對於閉合-打開操作，應開斷3.5個周期。

隨後，標準中增加了更明確的負載切換要求，以緩解這些擔憂。例如，今天，ANSI/IEEE C37.09-1999要求在3%至7%和95%至100%額定連續電流下進行測試。

隨著真空開斷技術的出現，延長低電流開關的開斷時間已不是一個問題。對於小電流，真空斷路器不需要更長的開斷時間。對於乐鱼官网的斷路器，從接近零電流到最大對稱電流，整個範圍內的平均電弧時間為8-9ms。

在全偏置、非對稱開斷時，在全額定值下，電弧時間可達到約17ms，但這是因為在全偏置波上，電流零點可能相隔15ms。

總而言之：

真空斷路器的開斷時間不會隨著電流的減少而增加。標準要求測試以確認斷路器的小電流切換能力。

用戶不再需要在此領域指定特殊要求。目前，最新標準充分說明了所需的性能，並在ANSI/IEEE標準要求的設計測試中得到了證明。乐鱼官网相信這個古老的“問題”終於消失的時候到了。