【关键词】选择保护开关 短路电流 校验
在工厂供电系统的设计和运行中，不仅要考虑正常运行的情况，而且还要考虑发生故障的情况，电力系统中最严重的故障是各种形式的短路。在发生短路时，巨大的短路电流将对供配电系统中的电气装置和个人安全带来极大的危害和威胁。如: 使设备过热、烧毁设备；机械变形、扭曲、损坏; 干扰自动控制系统等等。因此，在选择电气设备保护开关时，必须充分考虑短路电流的影响，正确选择和校验保护开关，确保设备的安全运行。
在日常的规划设计工作中，部分设计者错误地认为对保护开关(指的是在开关自身所带保护元件下或外部保护设备接通跳闸电路，能自动开、断电路的)开关的选择只需满足以下两个条件即可;
1、保护开关的额定电压Ue应符合设备装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时可能出现的最大的工作电压Ug，即，Ue≥Ug
2、保护开关的额定电流Ie应大于或等于正常工作时的最大负荷电流Ig，即，Ie≥Ig
其实，保护开关的选择除满足以上两个基本条件外，还需要按短路电流的热效应和电动力效应来校验它的热稳定和动稳定; 按装置地点的三相短路容量来校验它的断流能力(遮断容量); 灵敏度的校验。这样选择的保护开关才能真正起到保护电气设备的作用。
一、按短路情况来校验稳定和热稳定
对保护开关作短路校验时，应根据最严重的情况选择短路点，并考虑系统今后的发展，但不考虑仅在操作切换时才作并列运行的电源和线路。
1、动稳定: 发生短路时，特别是流过冲击电流的瞬间，产生的电动力最大，可能导致导体变形或破坏电气设备，所以必须要求保护开关有足够承受电动力的能力，即动稳定性。
保护开关的动稳定性应该满足它的极限通过电流的有效值或峰值大于或等于三相短路情况时计算所得的短路电流的有效值或冲击值，即满足式: Ie≥Ish或ies≥ish
其中: Ish ish短路冲击电流幅值及其有效值
Ies ies设备允许通过和动稳定电流的幅值及其有效值
校验动稳定时，以三相短路作为计算依据。
2、热稳定: 发生短路时，通过导体的短路电流要比正常工作电流大许多倍，可能导致电气设备的破坏，所以必须要求保护开关有足够承受温度的能力(即: 保护开关各部件温度应不超过允许值)，即热稳定性。
满足热稳定的条件: It2≥Qk，
式中: It－保护开关允许通过的热稳定电流
ｔ－保护开关允许通过的热稳定时间
Qk－短路电流产生的热效应
校验热稳定时，应选择两相短路和三相短路中最严重的一种作为计算依据。
3、短路计算时间
校验保护开关的热稳定时，其短路计算时间的确定;
验算热稳定的计算时间tk为保护开关继电保护动作时间tpr和相应保护开关的全开断时间tab之和，即:
tk=tpr+tab
tab=tin+ta
式中: tab——保护开关全断开关时间;
tpr——后备保护动作时间;
tin——保护开关固有分闸时间;
ta——保护开关开断时电弧持续时间;
4、根据设计、运行的经验及技术规范规定，在以下情况中可不校验热稳定或动稳定:
(1)、用熔断保护的电气设备，由于其热稳定由熔断时间保证，可以不验算热稳定。
(2)、当设备采用有限流电阻的熔断器保护时，可以不验算动稳定。
二、按三相短路容量来校验断流能力
(遮断容量)
保护开关必须具备在最严重的短路状态下切断故障电流的能力。即在额定电压下允许的开断容量大于最大的短路容量。
1、当分断时间大于0.02s时，如DW系列。
Ifd.z≥Ik
式中: Ifd.z以交流电流周期分量有效值表示的极限
分断能力;
Ik被保护线路的三相短路电流周期分量有
效值。
2、当分断时间小于0.02s时，如DZ系列。
Ifd.z≥Ich
式中: Ifd.z开断电流(冲击电流有效值)，如制造厂提供的开断电流为峰值时，可按峰值校验;
Ich短路开始第一周期内的全电流有效值。
3、校验保护开关的开、断能力时，其短路计算时间的确定;
保护开关应能在最严重的情况下开、断短路电流，故开关的开、断计算时间tbr应为主保护时间tpr1和开关固有分闸时间tin之和，即:
tbr= tpr1+tin
4、为确保在切断故障时安全可靠，对设备铭牌规定的遮断容量应注意其使用条件。如将普通断路器用于高海拔地区、用于矿山井下、或用于电压等级较低的电网中时，都要降低其铭牌遮断容量。此外，当采用手动操作机构及自动重合闸装置时，因灭弧能力的下降，其遮断容量亦下降为额定值的60~70%。
5、当分断能力不够时，可采取如下措施:
(1)、利用上一级低压断路器的短路分断能力: 将上一级低压断路器的脱扣器瞬动电流整定在下一级低压断路器额定短路通断能力的80%以下。
(2)、采用低压断路器加后备熔断器: 应选择熔断器交接点的电流I小于低压断路器的额定短路通断能力的80%，当短路电路大于熔断器交接点的电流I时，应由熔断器动作。
(3)、采用限流低压断路器: 可按制造厂提供的允通电流特性或限流系数(即: 实际分断电流峰值和预期短路电流峰值之比)选择相应的产品。
三、灵敏度的校验
灵敏度是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力，保护开关的灵敏度的校验即分别校验在最小运行方式下发生两相短路及单相短路时有足够的灵敏度。
1、当发生单相短路时，必须满足以下条件:
Id(1)min / Idz.d≥KL(1)
2、当发生两相短路时，必须满足以下条件:
Id(2)min / Idz.d≥KL(2)
式中：Id(1)minId(2)min配电线路末端或电气距离最远的一台用电设备处发生单相短路或两相短路时的短路电流;
KL(1)单相短路的灵敏系数。对DZ型空气开关，取KL(1)＝1.5; 对DW型空气开关，取KL(1)＝2;
KL(2)两相短路的灵敏系数。取KL(2＝2。
以上只是对在选择保护开关时应采用短路电流进行校验的共性问题进行分析，在具体选择各种保护开关（如: 常用的SF6断路器、DW系列万能转换开关、DZ20系列开关等）时，由于各种开关的特性不同，还必须做具体的分析和研究，以确保设备的安全、可靠运行。⊙
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