限流斷路器兩個(gè)重要特征
1、允通電流
允通電流，也叫截?cái)嚯娏?，是指斷路器或熔斷器在分?jǐn)鄤?dòng)作中達(dá)到的最大瞬時(shí)電流值；當(dāng)我們計(jì)算母排之間或者動(dòng)靜觸頭之間電動(dòng)力的時(shí)候，會(huì)采用電流的瞬時(shí)值，且與瞬時(shí)值的平方成正比，所以允通電流的現(xiàn)實(shí)意義是用來校驗(yàn)低壓電器或載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定。
2、允通能量I2t值
允通I2t值，也叫允通能量，是指電流的平方在給定時(shí)間內(nèi)的積分。
很明顯，允通能量值跟熱相關(guān)，通常用來校驗(yàn)低壓電器或載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。
對(duì)于非限流型斷路器(如普通框架斷路器)，其峰值短路電流與預(yù)期短路短路電流的比值遵循GB/T14048.1中的表16。
例如，對(duì)于預(yù)期短路電流為50kA的回路，如果是非限流型斷路器，根據(jù)上表查到峰值系數(shù)為2.1，所以預(yù)期短路峰值電流為50*2.1=105kA。如果是限流型斷路器，其預(yù)期短路電流峰值經(jīng)過“限流”后，只有38kA左右(NSX630為例)，如下圖：
有人會(huì)問，斷路器的限流曲線是怎么來的呢？答案：當(dāng)然是試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果！
在文章《從示波圖看懂?dāng)嗦菲鞯亩搪诽匦浴芬晃闹校岬椒窍蘖鲾嗦菲骱拖蘖鲾嗦菲髟诙搪贩謹(jǐn)鄷r(shí)的試驗(yàn)波形圖。
例如下面三張圖展示的是非限流斷路器在短延時(shí)下的短路分?jǐn)嘣囼?yàn)波形圖，預(yù)期短路電流為50kA，預(yù)期短路電流峰值為105kA（峰值系數(shù)為2.1)。
短路分?jǐn)噙^程中，示波器抓取到A相短路峰值電流最大為104kA，B相的I2t值為1.07GA2S。
說明對(duì)于非限流型斷路器，如果系統(tǒng)的預(yù)期短路電流峰值是多少，那么斷路器就要硬扛多少；熱量累積理論上也等于預(yù)期短路電流的平方與斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間的乘積，都靠斷路器自身來承受。
限流斷路器的短路分?jǐn)嘣囼?yàn)波形圖，預(yù)期短路電流為150kA，預(yù)期短路電流峰值為330kA(峰值系數(shù)為2.2)。
短路分?jǐn)噙^程中，示波器抓取到的通斷時(shí)間為8.05ms，B相短路峰值電流最大為12.2kA，僅僅相當(dāng)于未限流情況下的3.7%(即12.2kA/330kA)，電動(dòng)力將大大降低，降低至原來的0.14%(電動(dòng)力與電流瞬時(shí)值的平方成正比)，A相的允通能量I2t值為318kA2S。
NSX塑殼斷路器的限流原理，是依靠電流流過U型觸頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電動(dòng)斥力，加上雙旋轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭設(shè)計(jì)、以及產(chǎn)氣材料受到電弧高溫氣化后氣體體積膨脹直接推動(dòng)活塞機(jī)構(gòu)動(dòng)作于跳閘，追求“快速”分?jǐn)唷?/span>
GV2電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器的限流原理，是利用自身的回路電阻來限流，相對(duì)簡單粗暴，但限流效果更直接。
由于GV2斷路器回路電阻無公開資料，我們以另一品牌電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器公開的回路電阻值為例來說明，其阻值如下表，可以看到0.11~0.16A電流檔的斷路器回路電阻約為59Ω，而34~40A電流檔的斷路器的回路電阻約為3mΩ，回路電阻值相差巨大。
增大斷路器回路電阻的方式固然可以降低短路電流，實(shí)現(xiàn)限流的效果，但是我們不要忘了，電流通過電阻會(huì)產(chǎn)生額外的功耗，會(huì)導(dǎo)致斷路器溫度過高。
你所擔(dān)心的，正是斷路器設(shè)計(jì)人員要考慮的，一方面要合理利用電阻的限流作用，另一方面要考慮斷路器溫升在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，斷路器的溫升要遵循下表：
所以，越是小電流檔的斷路器，通過增大回路電阻實(shí)現(xiàn)限流的效果明顯，越是大電流檔的斷路器，由于溫升的限制，無法再通過增大回路電阻來獲得高分?jǐn)嗪统錾南蘖髂芰Α?/span>
有了上述關(guān)于限流斷路器的基礎(chǔ)知識(shí)，我們知道了限流斷路器的主要功能是限制預(yù)期短路電流在回路中產(chǎn)生的“熱”和“電動(dòng)力”。
那它限制的這些熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有什么幫助？在什么情況下，我們會(huì)利用斷路器的限流能力呢？帶著這些疑問，我們留到下一期……
