低压断路器俗称自动空气开关,它能在电路发生严重故障(如过载、短路、失电压等)时,将故障电路自动切断,使串接在其后面的电气设备得到有效保护。那么低压断路器如何正确选择?Icu、Ics又应该如何应用呢。下面本文给大家详细解析一下。

一、低压断路器选择中的关键考量:Icu与Ics分断能力解析
在低压断路器的选择过程中,一个关键考量因素是其分断能力,这决定了究竟是选择Icu还是Ics。
▣ Icu与Ics的差异解析
在探讨低压断路器选择时,我们不可避免地会遇到Icu和Ics这两个术语。Icu和Ics分别代表断路器的不同短路分断能力,前者是极限情况下的两次分断能力,后者则涉及三次分断能力,适用于需要连续工作的设备。理解和掌握它们的差异对于正确选择断路器至关重要。
根据GB 14048.2-2020《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》标准:
◆ 额定极限短路分断能力(Icu):这是指断路器能够成功分断两次的最大短路电流。其试验程序为“o-t-co”,即在第一次分断后,断路器不能连续承载电流In。
◆ 额定运行短路分断能力(Ics):这表示断路器能够成功分断三次的最大短路电流。其试验程序为“o-t-co-t-co”,即经过第一次分断后,断路器需要连续承载电流In,并再次进行分断。
在上述试验中,“o”代表OPEN,即一次分断操作;“co”代表CLOSE OPEN,表示在接通操作后经过适当的间隔时间紧接着进行一次分断操作。而“t”则表示两个相继的短路操作之间的时间间隔,通常应尽可能短,但不得小于3分钟,且实际值需记录在试验报告中。
当断路器分断一次短路电流后,经过3分钟的复位时间,它处于热备状态。在此状态下,再进行一次接通和紧接着的分断操作,若断路器能完全分断,则视为试验成功。

值得一提的是,可以将Icu联想为医院的重症监护室ICU,以帮助记忆。这里的Icu指的是断路器能够承受两次极限短路分断的能力,但此后断路器将无法继续正常工作,类似于人进入ICU后的状态。而Ics表示断路器能够完成三次荷重工作,即成功分断三次短路电流。尽管此后断路器仍能保持正常工作,但其后的荷重工作能力将受到影响。

▣ 规范标准与应用
根据相关规范标准,Icu和Ics的定义如下:Icu代表断路器能够承受两次极限短路分断,但此后将无法继续正常工作;而Ics则表示断路器能够成功分断三次短路电流,并保持正常工作,但后续荷重工作能力会受影响。规范要求选择合适的分断能力以确保安全,Ics在变压器低压侧的保护上被优先采用,并根据实际需求选择合适的分断能力。这些规定有助于确保断路器的安全性能和可靠性,保障电力系统的稳定运行。
▣ 《低压配电设计规范》GB50054-2011
在进行低压配电设计时,所选取的电器元件必须符合国家现行的相关产品标准。特别强调的是,用于切断短路电流的电器必须具备在短路条件下可靠的接通和分断能力。
▣ 《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019
配电线路的短路保护应遵循以下规范:短路保护电器的分断能力必须不低于保护电器安装处的预期短路电流。
▣ 《低压开关电器的选择与安装》GB/T 16895.22-2022
533.3.2 分断能力:保护电器对于短路的分断能力,即Icu或Icn,必须不低于安装位置的预期最大短路电流。
在某些特定情境下,例如保护电器在断开短路电流后仍需保持使用功能,那么应选择具备运行短路分断能力(Ics)的保护电器。

▣ GB 16895.5-2012《低压电气装置 第4-43部分:安全防护 过电流保护》
该标准详细规定了过电流保护的相关要求和测试方法,对于确保电气系统的安全运行具有重要意义。
▣ 《工业与民用配电设计手册》
在预算允许的情况下,可以考虑选择具有较高分断能力的断路器,如Ics。但需注意,这种选择仅在短路电流出现时为其提供一次“存活机会”。一旦这个机会被利用,可以先保持供电,等待合适时机再进行维护和更换。

二、断路器分断能力选择要点:Icu与Ics的合理应用
通过上述分析,我们可以得出以下几点结论。在选择断路器时,通常优先考虑Icu > 预期最大短路电流,但对于关键负载线路,选择Ics值更高的断路器能提供更高的供电连续性保障。
具体总结如下:
1、Ics≤Icu;Ics表示断路器的运行短路分断能力,它可以是Icu的25%、50%、75%或100%。
2、断路器的短路分断能力主要指的是其极限短路分断能力Icu,这是衡量断路器性能的重要指标。

3、在选择断路器时,只要Icu能够满足防护电器安装处的预期短路电流需求,就不算违规。
4、对于保护电器在断开短路电流后仍需继续使用的场景,应依据Ics来选取合适的断路器。
5、规范中已明确规定了分断能力的下限标准,而《工业与民用配电设计手册》则倾向于推荐更高的分断能力。这可能与当前短路保护电器的分断能力显著提升有关。
在预算允许的情况下,可以考虑选择具有较高分断能力的断路器,如Ics。但需注意,这种选择仅在短路电流出现时为其提供一次“存活机会”。一旦这个机会被利用,可以先保持供电,等待合适时机再进行维护和更换。
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