分断能力

断路器开关的特殊功能

分断能力是指断路器开关的一种特殊功能。有36KA、50KA等规格，断路器的分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力（往往也是价格的决定因素），与其额定电流无必然联系。一般分为极限分断能力Icu和运行分断能力Ics（很多微断不分）。国内小型断路器产品的分断能力大部分处于4.5～6kA，而且分断能力可靠性不高，制约了小型断路器的发展。

定义

分断能力是指断路器开关的一种特殊功能。有36KA、50KA等规格，断路器的分断能力是指该断路器安全切断故障电流的能力（往往也是价格的决定因素），与其额定电流无必然联系。一般分为极限分断能力Icu和运行分断能力Ics（很多微断不分），假如Icu=60KA，那么当线路中发生60KA的故障电流，断路器可以安全切断电路，而不发生触头熔接、爆炸等异常状况。注意做过极限分断的断路器不允许再用（往往失效了），必须更换。而如果Ics=60KA，分断该电流后，断路器允许合闸再使用，但应急后也须更换。很多好的断路器可以做到Icu=Ics。当然，对于Icu与Ics，国家有严格的定义与相关的试验。一些大的系统的短路电流往往会很大，很多断路器的Icu都可达100KA以上。断路器的极限短路分断能力、运行短路分断能力和短时耐受电流。额定极限短路分断能力(Icu)，是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。它的试验程序为0—t(线上)CO(“O”为分断，t为间歇时间，一般为3min，“CO”表示接通后立即分断)。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。

种类

额定运行短路分断能力(Ics)，是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力，它的试验程序为O—t（线上）CO—t(线上)CO。短时耐受电流(Icw),是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而断路器不允许脱扣的能力，Icw 是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标，它是针对B类断路器的，通常Icw的最小值是：当In≤2500A时，它为12In或5kA，而In>2500A时，它为30kA(DW45_2000的Icw为400V、50kA，DW45_3200的Icw为400V、65kA)。运行短路分断能力的试验条件极为苛刻(一次分断、二次通断)，由于试后它还要继续承载额定电流(其次数为寿命数的5%)，因此它不单要验证脱扣特性、工频耐压，还要验证温升。IEC947_2(以及1997新版IEC60947_2)和我国国家标准GB140482规定，Ics可以是极限短路分断能力Icu数值的25%、50%、75%和100%(B类断路器为50%、75%和100%，B类无25%是鉴于它多数是用于主干线保护之故)。

选择标准

选择断路器的一个重要原则是断路器的短路分断能力≥线路的预期短路电流，这个断路器的短路分断能力通常是指它的极限短路分断能力。无论A类或B类断路器，它们的运行短路分断能力绝大多数是小于它的极限短路分断能力Icu的。A类：DZ20系列Ics=50%～77%Icu，CM1系列Ics=58%～72%Icu，TM30系列Ics=50%～75%Icu，(个别产品Ics=Icu)。B类：DW15系列Ics=60%左右的Icu，(个别的如630AIcs=Icu，但短路分断能力仅400V时30kA)，DW45系列Ics=62.5%～80%Icu。不管是A类或B类断路器，只要它的Ics符合IEC947_2(或GB14048.2)标准规定的Icu 百分比值都是合格产品。

所有断路器的短路分断能力(无论是Icu还是Ics)都是周期分量有效值。在短路试验中的“C0”的C(close接通)的电流是峰值电流Ich。在试验站进行短路分断试验时，电压、短路电流(有效值)和功率因数(cos)已调整好，它的接通电流也就被确定了。接通电流试验(“C”试验)，是以峰值电流来考核触头和其他导电体承受的电动斥力和热稳定性的能力，有什么样的有效值电流(分断电流)，在其相应的功率因数下，便有什么样的峰值电流，使用者毋须去考虑峰值电流这个参数。

应用

小型断路器正朝着分断能力高、体积小和模数化的趋势发展。国内小型断路器产品的分断能力大部分处于4.5～6kA，而且分断能力可靠性不高，制约了小型断路器的发展。如何在维持现有生产工艺与技术不变的情况下，通过对小型断路器的相关结构进行优化改进来提高其分断能力及可靠性成为关注的焦点。因此，我们可以以电弧的产生机理来考虑如何通过工艺改进达到提高分断性能的目的。的机理。小型断路器在分断过程中，动静触头的接触面积逐渐减少，其接触电阻和电流密度增大导致温度升高，动静触头在高温加热下被熔融而形成液态金属桥。随着动静触头的分离，液态金属桥的温度继续升高，直到被拉断并气化形成金属蒸气，此时释放到动静触头间的金属蒸气创造了热电离的条件，在动静触头间的电子与离子碰撞会产生电离，而且原子与原子的碰撞以及热辐射都会产生电离。当所加电源高于起弧电压时就会使熔融的液态金属桥产生电弧。迅速的熄灭电弧是提高小型断路器分断性能的重要技术指标，现从以下几方面来对小型断路器的分断性能进行探讨。电弧的产生机理小型断路器在闭合和断开电路时都可能产生电弧，但是为了实际应用的需要，我们大多数情况下仅仅关注和研究小型断路器在断开电路时产生电弧。

20世纪以来，人们经历了由磁吹灭弧到气吹灭弧的认识，更加深入地研究了增大电弧运动驱动力的途径。通过设计合理的出气孔大小来保证灭弧栅内外压力差，也可以达到驱动电弧运动和冷却电弧，并且减小电弧的停滞时间，从而达到有效分断电弧的作用。出气孔面积减小有利于吹弧，但是灭弧室压力过大会导致外壳炸破等情况。此外，实践证明过度减少出气孔的面积将导致电弧的背后击穿现象，因此可适当增加出气孔的横截面积，并通过与缓冲区的配合来促进电弧的迅速熄灭。

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