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【摘要】：根据具体实例，阐述短路额定值在电器装置的重要应用，通过对短路额定值的介绍和掌握，有利于正确应用IEC低压开关设备和控制设备，也有利于电器装置电路设计师理解和应用额定值，更好的应用于电路设计工作，避免不必要成本的增加。
【关键词】：低压开关设备和控制设备；短路额定值；保护装置
中图分类号：TM564文献标识码： A 文章编号：
前言
现实工作中，对各种装置中短路额定值的准确理解和应用，是电路设计师设计电路的基础。一方面可以避免零部件选用不当的短路保护，另一方面最大限度的发挥装置性能。我国低压设备标准IEC 60947和IEC 60439一般涵盖零部件和成套装置的短路额定值，明确了设备在既定的时间内电流峰值，及超出串联电路电流保护装置限制电流时对装置保护的能力。
1、装置参数、特性介绍
1.1 短路参数规定：
短路额定值：有电器制造商确定，在规定的电流和时间内，输入连接点到输出端点所允许的最大短路电流。
潜在短路电流ICP：电路短路中，假定电压U固定不变，连接线中对交流电所起的阻碍作用（阻抗）可以忽略的理想状态下的电流。
峰值短路电流IP：潜在短路电流瞬时可能最大值。
对称短路分断电流Ib：电器开关在先断开瞬间的潜在短路电流所对称的一个交流电流分量周期内的数值。
稳定状态下短路电流Ik：潜在短路电流在瞬变现象结束后，所能维持的有效值。
其它定义：短路保护器（SCPD），通过分断短路电流来保护电器在短路时受到损害的电器。
1.2 低压成套装置特性
诸如开关柜、配电屏等低压成套装置，输入端和输出端间的进线、连线性能由制造商确保，当装置连接到电路系统时，其短路额定值不应低于系统连接点最大预期短路电流，并需符合IEC60439标准。
IEC60439标准装置短路额定值术语规定：
(1)额定短时耐受电流Icw
成套装置电路在额定电流和时间情况下，电器承受范围内，对电器没有损害的短时电流有效值。
(2)额定峰值耐受电流Ipk
额定电流和时间条件下，装置所能承载的最大电流有效值。
(3)额定限制短路电流
额定电流和时间条件下，短路保护器在正常运行中所能成熟的可能短路电流
2、电器开关特性
考虑开关在电路系统的实际作用，应根据其自身保护和对电路短路保护作用综合分析。
2.1 开关电器——自身保护
关于短路自身保护可分为两种情况：
（1）不存在短路操作，只有承载或过载操作中，需要有规定的短路额定值，额定短时耐受电流、额定限制短路电流和额定短路闭合能力。
（2）承载、过载和短路操作都存在
1）电路系统中电路分断常规是由熔断器分断完成，分断能力以下的自身保护取决于熔断器的组合单元，并须符合IEC60947-3标准，开关电器应有一个。
2）短路电流过大，超出额定分断能力，短路保护器发挥储备保护作用。
3)在IEC60947-4-1标准下，将开关电器、接触器、半导体控制器，过载保护看作一个整体，整体考虑装置确定额定值，在额定限制短路电流水平以下的自身保护。
4) CPS——保护开关电器（除手柄以外能运作的装置，手动操作工具作为不必要条件），正常工作中能够承载过载操作下，规定内短路情况下的闭合和分断电流。符合IEC60947-6-2规定，具有在额定短路值下的自身保護能力。
2.2 用作SCPD的开关电器
（1）熔断器组合装置作为短路保护器（SCPD）
熔断器关系到熔断器组合装置的分断短路功能的实现，根据IEC60269-1规定，其特性如下：
特定电压下，所能分断的可能电流值取决于熔断体的分断能力。
熔断体在分段过程中最大瞬时电流值称为截断电流。
短路条件下，电流平方在动作时间内的允通能量即为熔断体的焦耳积分（I2t），熔断体I2t特性如下图1所示（横坐标允通电流/Ka，纵坐标为允通能量/ A 2s）：
（Icp4=10Icp3=100Icp2=1000Icp1，Icp1=0.1kA）
（2）符合IEC60947-2的断路器作为SCPD
MCCB、ACB在IEC60947-2标准下实现短路分断功能，其特性如下：
① ：断路器所能成功断开的预期最大电流峰值。
② ：规定电压下，断路器一次能成功断开或闭合操作下的预期电流有效值，额定值要大于或等于接入点潜在短路电流。以常规组合中短路保护器为例，如图2
—交接电流—非限流断路器(N) —限流断路器(L)
③ ：规定电压下，断路器一次或两次能成功断开或闭合操作下的预期电流有效值。根据标准规定的固定比率/为25%、5 0%、75%或100%。值普遍应用于电路短路后，确保装置继续运作的情况。
④ ：满足实验条件下短时电流有效值，安装有延时脱扣器的断路器，一定要明确规定值，并且短时时间规定不同的同台断路器，也不相同，如：0.2，0.5。所有在IEC 60947-2标准下断路器，均存在，。
3、产品特性实际应用举例
3.1 电线
IEC60364规定了关于对电线保护装置：
，（为电线材质系数，为根据产品上标明的数值截面积）在满足上述公式、无延时装置情况下，短路保护器均能对电路起到完全保护作用。
3.2 低压成套装置的短路保护
（1）开关柜控制中心预期短路电流用有效值表示
① 当低压开关柜电动控制中心的额定短时耐受电流，大于预期短路电流水平，则需要限制在所承载的短路时间范围内。这是通过开关柜控制中心输入点的短时继电器整定而实现的。
② 当低压开关柜电动控制中心的额定限制短路电流，大于预期短路电流水平时，则只需要求特定短路保护器。（使用制造商规定的至关重要，如：额定电流较高的熔断体的熔断器不能替换熔断器）
（2）母排树状系统(BTS)
① 当母排树状系统(BTS) 额定短时耐受电流，大于预期短路电流水平，则需要限制在所承载的短路时间范围内，这是通过上游短路继电器的延时而实现的。
② 当BTS的小于预期短路电流，大于时，则只需确定串入母排树状馈电装置的短路保护器，可以通过比较截断电流和焦耳积分特性与型式试验参数，检测是否适合。
图3 根据型式试验求得限制额定短路电流
a）IEC60479-2标准下型式实验，峰值耐受电流=（2.2为标准下峰值和有效值比值）。时，通过发热效应看=120
b) IEC60439-2下型式实验，68时耐受允通能量=（）=
时=，可得出，该系统有短路保护。
3.3 接触器和起动器的短路保护
（1）接触器和起动器需要与SCPD协调配合才能达到短路保护，具体型式如下：
a）1型配合下，在出现短路情况下，接触器或启动器不修理或更换，不能继续使用，但不会对人身或设备造成损害。
b）2型配合下，在出现短路情况下，接触器或启动器仍可继续使用，但允许触头熔断，对人身或设备不会造成损害。（此时需要生产上说明维修方法）
3.4 IEC 60898-1和IEC 61009-1下短路保护
IEC 60898-1标准下家用装置用断路器（MCB）及IEC 61009-1标准下剩余电流动作断路器（RCBO）作为短路保护。MCB或RCBO既有一个额定短路能力，又有一个运行分断能力。在额定电压下，用来分析预期电流有效值，包括一次分断/闭合操作。能分断预期电流，包括两次分断和一次闭合/分断操作。在MCB和RCBO中均有标志，并且应高于安装点的MCB或RCBO中预期电流。
【参考文献】
IEC 60364 Low-voltage electrical installations[S].
IEC 60947-1 Low-voltage switchgear and controlgear—Part 1：General rules[S].
IEC 60947-2 Low-voltage switchgear and controlgear—Part 2：Circuit-breakers[S].
【关键词】：低压开关设备和控制设备；短路额定值；保护装置
中图分类号：TM564文献标识码： A 文章编号：
前言
现实工作中，对各种装置中短路额定值的准确理解和应用，是电路设计师设计电路的基础。一方面可以避免零部件选用不当的短路保护，另一方面最大限度的发挥装置性能。我国低压设备标准IEC 60947和IEC 60439一般涵盖零部件和成套装置的短路额定值，明确了设备在既定的时间内电流峰值，及超出串联电路电流保护装置限制电流时对装置保护的能力。
1、装置参数、特性介绍
1.1 短路参数规定：
短路额定值：有电器制造商确定，在规定的电流和时间内，输入连接点到输出端点所允许的最大短路电流。
潜在短路电流ICP：电路短路中，假定电压U固定不变，连接线中对交流电所起的阻碍作用（阻抗）可以忽略的理想状态下的电流。
峰值短路电流IP：潜在短路电流瞬时可能最大值。
对称短路分断电流Ib：电器开关在先断开瞬间的潜在短路电流所对称的一个交流电流分量周期内的数值。
稳定状态下短路电流Ik：潜在短路电流在瞬变现象结束后，所能维持的有效值。
其它定义：短路保护器（SCPD），通过分断短路电流来保护电器在短路时受到损害的电器。
1.2 低压成套装置特性
诸如开关柜、配电屏等低压成套装置，输入端和输出端间的进线、连线性能由制造商确保，当装置连接到电路系统时，其短路额定值不应低于系统连接点最大预期短路电流，并需符合IEC60439标准。
IEC60439标准装置短路额定值术语规定：
(1)额定短时耐受电流Icw
成套装置电路在额定电流和时间情况下，电器承受范围内，对电器没有损害的短时电流有效值。
(2)额定峰值耐受电流Ipk
额定电流和时间条件下，装置所能承载的最大电流有效值。
(3)额定限制短路电流
额定电流和时间条件下，短路保护器在正常运行中所能成熟的可能短路电流
2、电器开关特性
考虑开关在电路系统的实际作用，应根据其自身保护和对电路短路保护作用综合分析。
2.1 开关电器——自身保护
关于短路自身保护可分为两种情况：
（1）不存在短路操作，只有承载或过载操作中，需要有规定的短路额定值，额定短时耐受电流、额定限制短路电流和额定短路闭合能力。
（2）承载、过载和短路操作都存在
1）电路系统中电路分断常规是由熔断器分断完成，分断能力以下的自身保护取决于熔断器的组合单元，并须符合IEC60947-3标准，开关电器应有一个。
2）短路电流过大，超出额定分断能力，短路保护器发挥储备保护作用。
3)在IEC60947-4-1标准下，将开关电器、接触器、半导体控制器，过载保护看作一个整体，整体考虑装置确定额定值，在额定限制短路电流水平以下的自身保护。
4) CPS——保护开关电器（除手柄以外能运作的装置，手动操作工具作为不必要条件），正常工作中能够承载过载操作下，规定内短路情况下的闭合和分断电流。符合IEC60947-6-2规定，具有在额定短路值下的自身保護能力。
2.2 用作SCPD的开关电器
（1）熔断器组合装置作为短路保护器（SCPD）
熔断器关系到熔断器组合装置的分断短路功能的实现，根据IEC60269-1规定，其特性如下：
特定电压下，所能分断的可能电流值取决于熔断体的分断能力。
熔断体在分段过程中最大瞬时电流值称为截断电流。
短路条件下，电流平方在动作时间内的允通能量即为熔断体的焦耳积分（I2t），熔断体I2t特性如下图1所示（横坐标允通电流/Ka，纵坐标为允通能量/ A 2s）：
（Icp4=10Icp3=100Icp2=1000Icp1，Icp1=0.1kA）
（2）符合IEC60947-2的断路器作为SCPD
MCCB、ACB在IEC60947-2标准下实现短路分断功能，其特性如下：
① ：断路器所能成功断开的预期最大电流峰值。
② ：规定电压下，断路器一次能成功断开或闭合操作下的预期电流有效值，额定值要大于或等于接入点潜在短路电流。以常规组合中短路保护器为例，如图2
—交接电流—非限流断路器(N) —限流断路器(L)
③ ：规定电压下，断路器一次或两次能成功断开或闭合操作下的预期电流有效值。根据标准规定的固定比率/为25%、5 0%、75%或100%。值普遍应用于电路短路后，确保装置继续运作的情况。
④ ：满足实验条件下短时电流有效值，安装有延时脱扣器的断路器，一定要明确规定值，并且短时时间规定不同的同台断路器，也不相同，如：0.2，0.5。所有在IEC 60947-2标准下断路器，均存在，。
3、产品特性实际应用举例
3.1 电线
IEC60364规定了关于对电线保护装置：
，（为电线材质系数，为根据产品上标明的数值截面积）在满足上述公式、无延时装置情况下，短路保护器均能对电路起到完全保护作用。
3.2 低压成套装置的短路保护
（1）开关柜控制中心预期短路电流用有效值表示
① 当低压开关柜电动控制中心的额定短时耐受电流，大于预期短路电流水平，则需要限制在所承载的短路时间范围内。这是通过开关柜控制中心输入点的短时继电器整定而实现的。
② 当低压开关柜电动控制中心的额定限制短路电流，大于预期短路电流水平时，则只需要求特定短路保护器。（使用制造商规定的至关重要，如：额定电流较高的熔断体的熔断器不能替换熔断器）
（2）母排树状系统(BTS)
① 当母排树状系统(BTS) 额定短时耐受电流，大于预期短路电流水平，则需要限制在所承载的短路时间范围内，这是通过上游短路继电器的延时而实现的。
② 当BTS的小于预期短路电流，大于时，则只需确定串入母排树状馈电装置的短路保护器，可以通过比较截断电流和焦耳积分特性与型式试验参数，检测是否适合。
图3 根据型式试验求得限制额定短路电流
a）IEC60479-2标准下型式实验，峰值耐受电流=（2.2为标准下峰值和有效值比值）。时，通过发热效应看=120
b) IEC60439-2下型式实验，68时耐受允通能量=（）=
时=，可得出，该系统有短路保护。
3.3 接触器和起动器的短路保护
（1）接触器和起动器需要与SCPD协调配合才能达到短路保护，具体型式如下：
a）1型配合下，在出现短路情况下，接触器或启动器不修理或更换，不能继续使用，但不会对人身或设备造成损害。
b）2型配合下，在出现短路情况下，接触器或启动器仍可继续使用，但允许触头熔断，对人身或设备不会造成损害。（此时需要生产上说明维修方法）
3.4 IEC 60898-1和IEC 61009-1下短路保护
IEC 60898-1标准下家用装置用断路器（MCB）及IEC 61009-1标准下剩余电流动作断路器（RCBO）作为短路保护。MCB或RCBO既有一个额定短路能力，又有一个运行分断能力。在额定电压下，用来分析预期电流有效值，包括一次分断/闭合操作。能分断预期电流，包括两次分断和一次闭合/分断操作。在MCB和RCBO中均有标志，并且应高于安装点的MCB或RCBO中预期电流。
【参考文献】
IEC 60364 Low-voltage electrical installations[S].
IEC 60947-1 Low-voltage switchgear and controlgear—Part 1：General rules[S].
IEC 60947-2 Low-voltage switchgear and controlgear—Part 2：Circuit-breakers[S].