从用户端角度确定低压成套开关设备额定电流

来源：本站整理作者：佚名 2016-07-26 08:30:10

摘要：GB 7251. 1-2013中规定“一条电路的额定电流可低于安装在这条电路中（根据各自的器件标准）的额定电流”，但是低于多少标准值并未给出。结合日常检验工作案例，分析了过度降容法确定低压成套开关设备和控制设备额定电流存在的弊端，从用户端的角度提出确定低压成套开关设备和控制设备额定电流应采用“额定分散系数X调整系数X断路器的额定电流”的方法，从而保证了低压成套开关设备和控制设备过载保护功能的有效实施。

0 引言
低压成套开关设备和控制设备广泛应用于额定电压交流不超过1000V，直流不超过1 500V的供电、配电场所，如小区配电房用的固定式开关柜、动力柜、家用配电箱等。随着科技的不断进步和发展，人们对低压成套开关设备的性能要求也更加严苛，新版的G B 7251. 1-2013《低压成套开关设备和控制设备第一部分：总则》（以下简称G B 7251. 1-2013）和G B 7251. 12-2013《低压成套开关设备和控制设备第2部分：成套电力开关和控制设备》己于2015年1月13日正式实施。其中GB 7251. 1-2013中5.3.2定义：“一条电路的额定电流是该电路在正常工作条件下能够独立承载的电流值”。标准针对此条又增加了注1：该条电路的额定电流可低于安装在这条电路中（根据各自的器件标准）的额定电流；注2：由于确定额定电流的因素复杂，因此无法给出标准值。根据此定义及注解，结合低压成套开关设备和控制设备检验过程中遇到的案例，分析过度降容法确定额定电流存在的弊端，从用户端角度提出确定低压成套开关设备和控制设备额定电流的方法。

    1 过度降容法确定额定电流的弊端
    GB 7251. 1-2013标准明确了一条电路的额定电流可以小于这条电路元器件（木文以只有断路器从月户端居度磅定溉压成套开关没备颇定L流的配电路为例）的额定电流，至于小于到什么程度，标准没有给出。低压成套设备制造商一般采用降容法确定低压成套设备中分支电路额定电流，这样做的目的是降低元器件之间的互相影响，保证温升不超过标准的规定。但是如果降容过了度，就无法保证低压成套设备的过载保护功能了，下面介绍过度降容法确定额定电流的弊端。在某温升试验中遇到的一台GBL动力柜，其系统图见图1。

    其中：InA为成套设备的额定电流；In为断路器额定电流；Inc为分支电路的额定电流。
    由于标准对“一条电路的额定电流（Inc）”写明了“由于确定额定电流的因素复杂，因此无法给出标准值”。此制造商为了保证所生产的成套设备能够顺利通过温升试验，采用了过度降容的方法确定额定电流，如图1所示动力柜的两条分支电路用塑壳开关的额定电流是100 A，但是设备制造商实际宣称的该电路额定电流为50A。按图1进行温升试验，结果是该动力柜各部位温升值均未超过标准规定的允许值，即这台动力柜通过了温升试验。但是，从用户端的角度来看，这台成套设备的使用是有问题的。假设用户使用图1所示的动力柜，由于电路的额定电流已由设备制造商给出，用户端也根据制造商给定的额定电流配备电缆，相应的电缆选型如下：动力柜进线电缆选用VV-3X50 mm2（修止后载流量为135 A）；动力柜出线电缆选用VV-3X16 mm2（修正后载流量为66 A）。
    线路正常运行时，这台动力柜所应有的保护功能和配套的电缆肯定没问题。但是当电路所带负载过负荷运行时，由于断路器选型过大，它则失去了应有的过载保护功能，这必然导致负载和电缆长时间过负荷运行，最后烧坏负载和电缆，甚至引发火灾，造成重大事故。
    导致此现象的原因在于设备制造商为保证此台动力柜顺利通过检验而采取了标准允许的“一条电路的额定电流可以小于这条电路元器件（如断路器）的额定电流”，而且采用过度降容的方法确定额定电流。虽然这台动力柜通过了检验，但是从用户端看根本无法使用类似过度降容的动力柜。换句话说，这样一台动力柜，除了应付检验之外，实际情况中根本没有使用意义。
    众所周知，供配电线路中最常用的元器件就是断路器，断路器的作用不仅是接通、承载以及分断电路电流，还具有过电流、欠压、短路等保护功能。断路器降容使用主要影响的是过流保护功能，本文以配电线路末端保护带反时限过电流断开脱扣器的断路器为例，说明断路器是如何对线路或设备过载运行提供保护的。
    根据G B 14048. 2-2008《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》和《工业与民用配电设计手册》，配电用断路器的反时限过电流断开脱扣器整定电流规定如表1所示。

    根据表1，反时限过电流断开脱扣器的约定脱扣电流为断路器额定电流的1.30倍，这里可认为断路器的整定电流即为断路器的额定电流，据此计算，图1中100 A断路器的约定脱扣电流为130 A、而相应的50 A断路器的约定脱扣电流为65A，由此可见断路器额定电流的增大就意味着约定脱扣电流的增加。在电气设计中，配电线路用电力电缆的选型通常都是根据计算电流配置的，一旦出现线路过负荷运行，而断路器因选型过大而不跳闸，此配电线路必然长期过负荷运行直到烧毁、出现故障，断路器也失去了过负荷保护的功能。显然，图1所示动力柜中的两条分支电路就会产生上述情况。
    因此，GB 7251. 1-2013中5.3.2的注1有些欠缺。该注只规定了该条电路的额定电流可低于安装在这条电路中（根据各自的器件标准）的额定电流，没有规定一个限值，而标准给予的解释是“由于确定额定电流的因素复杂，因此无法给出标准值”。