1、短時耐受電流和選擇性類別
短時耐受電流Icw是指斷路器在閉合位置承受短路電流熱效應和電動力效應一定時間而不損壞的能力。
低壓斷路器要求承受短時耐受電流值之后，還能成功分斷短路電流，所以短時耐受電流參數(shù)考核了斷路器的短路耐受和短路分斷能力。
這種要求與實際應用相符合，比如某框架斷路器用于進線斷路器，瞬時保護關閉，短延時保護打開，在短路條件下該斷路器先承受短路電流一定時間，再分斷短路電流。
GB14048.2低壓斷路器標準對短時耐受電流的要求如下表3。對于額定電流小于等于2500A的斷路器，其短時耐受電流最小值可以為12In和5kA的最大者；對于額定電流大于2500A的斷路器，其短時耐受電流最小值為30kA。
按是否宣稱短時耐受電流參數(shù)，低壓斷路器可以分為：
①選擇性類別B
具有短時耐受電流及相應短延時的斷路器，B類斷路器的選擇性不一定保證一直到斷路器的短路極限分斷能力，即允許Icw≠Icu，但至少達到表3中的值。
框架斷路器基本上都屬于B類斷路器，且有的斷路器宣稱Icw=Icu=Ics，具備高耐受和高分斷的能力，這種斷路器一般可以與下級塑殼短路實現(xiàn)全選擇性。
斷路器承受短路電流期間，短路電流產(chǎn)生的熱效應和電動力效應對觸頭和導體回路的支撐件都是考驗，熱效應會導致觸頭的溫度上升，電動力會導致觸頭斥開或者支撐件變形，都會影響后續(xù)的短路分斷。
②選擇性類別A
除了B類以外的所有斷路器，可以在短路情況下通過其他方式提供選擇性。
塑殼斷路器基本上都屬于A類斷路器，熱磁式只具有熱過載和短路保護功能，電子式有的具有長延時保護、短延時保護和瞬時保護。
疑問點就在于電子式塑殼斷路器沒有短時耐受電流宣稱，為何會像框架斷路器一樣具有短路短延時保護功能呢？塑殼斷路器的短延時保護與框架斷路器的短延時保護有何區(qū)別呢？
2、框架斷路器的短延時保護
框架斷路器經(jīng)常作為一級配電的進線或出線斷路器，需要與下級塑殼斷路器實現(xiàn)選擇性配合。
在短路條件下，由于框架斷路器具備短時耐受電流參數(shù)，可以耐受一定時間的短路電流而不損壞。
通過短路延時保護設定，讓下級塑殼斷路器保護先動作，而上級框架斷路器處于“等待”狀態(tài)，直到下級斷路器將線路側(cè)故障切除，保證框架斷路器下游的其他回路的供電連續(xù)性。
以MTZ框架斷路器為例，先回顧下短時耐受電流和短路短延時保護的特性。如果是MTZ2-20-H2-Micro5.0X 2000A斷路器，其殼架電流2000A，H2代表其短路分斷能力為100kA，短時耐受電流為85kA/1s。
圖1 MTZ2 20的短時耐受電流
圖2 MTZ2 20的短延時保護
我們將其短路瞬動保護關閉，短路短延時保護電流設定為10Ir，延時時間設定為0.4s，這就意味著如果負載側(cè)發(fā)生85kA的短路故障，現(xiàn)在瞬動保護又處于關閉狀態(tài)，那么MTZ2-20斷路器會一直承受85kA的短路電流，延時0.4s后動作，實際動作時間介于0.35s~0.5s之間。
在這種情況下，下級的塑殼斷路器一般早已經(jīng)動作，從而與上級MTZ2-20斷路器實現(xiàn)時間選擇性。
3、塑殼斷路器的短延時保護
塑殼斷路器屬于A類斷路器，無短時耐受電流的宣稱。比如具有長延時保護、短路短延時保護和瞬時保護的電子式脫扣器塑殼斷路器，其短延時保護電流可以設定為10Ir，延時時間可以設定為0.4s。
不同于框架斷路器的瞬時保護可以關閉，塑殼斷路器的瞬時保護一般不可以關閉(特殊型號除外)。當短路電流超過塑殼斷路器瞬時保護設定值之后，斷路器瞬時保護動作。
瞬時保護可以關閉的塑殼斷路器，例如NSX塑殼斷路器5B電子脫扣器，其瞬時保護確實可以關閉，但不能認為它和框架斷路器一樣，當瞬時保護關閉、短延時保護打開時，如果短路電流遠遠超過短延時保護設定值10Ir(例如短路電流達到Icu級別)，框架斷路器會延時0.4s后動作，但是塑殼斷路器會立即動作。
對于NSX塑殼斷路器，在瞬時保護關閉、短延時保護打開情況下，只要短路電流超過25倍斷路器額定電流，短路電流產(chǎn)生的電動力足以讓旋轉(zhuǎn)觸頭斥開，斥開產(chǎn)生的電弧引燃靜觸頭側(cè)的產(chǎn)氣材料，分斷單元內(nèi)的氣壓迅速升高，推動氣動脫扣機構(gòu)直接跳閘，這便是“能量脫扣”的工作原理。
瞬時保護可以關閉的塑殼斷路器，當短路電路遠超過短延時保護整定電流之后，斷路器如何動作是需要提前知道的，千萬別指望限流型塑殼斷路器像框架斷路器一樣可以“硬扛”短路電流一定時間。
限流型塑殼斷路器要求的是動作快，所以觸頭彈簧壓力會比較小，有利于在電動力作用下快速斥開；
短時耐受電流要求斷路器能“硬扛”短路電流一定時間，不能被電動力輕易斥開，所以觸頭彈簧壓力比較大。
塑殼斷路器的瞬時脫扣電流一般為10~12倍其額定電流In，為了保證瞬時脫扣動作之前，斷路器觸頭系統(tǒng)不會斥開，觸頭斥開電流Io至少滿足下面關系式：Io＞(10~12)In
要滿足以上關系式，必須按照觸頭回路的結(jié)構(gòu)，合理選擇觸頭壓力。用于電動機回路的塑殼斷路器，其瞬時保護脫扣電流要躲過電動機起動瞬間的沖擊電流。
上海電器科學研究所曾經(jīng)對52臺電動機進行測試，發(fā)現(xiàn)電動機在實際使用中，其直接起動電流的第一個峰值是額定電流峰值的8倍以下為少數(shù)，8~12倍占極大多數(shù)，個別電動機起動電流的第一個峰值是其額定電流峰值的13倍以上。
說明：I1m為第一個波的峰值；I2m為起動電流的第3-4個波的峰值；I3m為起動電流波的中間部分分波的峰值；I4m為起動電流波衰減至穩(wěn)態(tài)電流之前部分分波的峰值。
基于電動機的起動特性，所以用于電動機回路的塑殼斷路器，其瞬時保護脫扣值比配電保護斷路器更高，一般為13~14In。
在斷路器設計上，為了保證斷路器觸頭在瞬時保護動作前或電動機起動瞬間不斥開，定型試驗時會摸底斷路器的觸頭斥開電流，這個斥開電流值一定會比瞬時保護最大整定電流值高，也比電動機沖擊電流值高。
斷路器的短時耐受電流要求短路主觸頭一定不能斥開，所以比斥開電流值低的臨界電流，其實就是塑殼斷路器的“短時耐受電流”。
GB14048.2斷路器標準規(guī)定，額定電流小于等于2500A的斷路器，其短時耐受電流至少要等于12In或5kA之間的最大值，所以：屬于A類的塑殼斷路器可以具備一定的短延時，只不過其短時耐受電流小于表3的要求。
塑殼斷路器的“短時耐受電流”宣稱值不高甚至不宣稱，不會像框架斷路器那樣可以做到Icw=Icu，但是塑殼斷路器本身具備的“短路耐受電流”能力，可以保證與下級斷路器有一定的選擇性配合。
4、總結(jié)
①框架斷路器由于自身結(jié)構(gòu)特點和功能要求，其短時耐受電流值比較高，甚至可以做到與短路分斷能力相等，通過短路短延時保護與下級塑殼斷路器的實現(xiàn)全選擇性或局部選擇性的要求。
②塑殼斷路器的主要作用是快速切斷回路故障，一般為限流型斷路器，觸頭彈簧壓力小，在電動力的作用下快速斥開從而實現(xiàn)限流的目的。
③限流型斷路器具有一定的“短時耐受電流”能力，受制于觸頭結(jié)構(gòu)的原因其耐受電流值不高，一般比瞬時保護電流值或電動機起動沖擊電流值高，以保證在瞬時保護動作前或電動機起動瞬間觸頭處于閉合狀態(tài)。
④限流型塑殼斷路器的短延時保護電流通常為10~12倍其額定電流，不同于框架斷路器的瞬時保護可以關閉，塑殼斷路器的瞬時保護一般不可以關閉，所以短路電流超過瞬時保護整定值之后，斷路器立即動作，而不是像框架斷路器一樣延時一定時間后再動作。
⑤瞬時保護可以關閉的塑殼斷路器，需要注意它必須具備類似NSX“能量脫扣”或“瞬時超越脫扣”的保護功能(相當于自我保護功能)，否則一旦瞬時保護關閉，短延時保護打開延時，當短路電流遠超過短延時保護設定值，斷路器該如何動作需要講明白，避免潛在風險。
作者：賓紹平
