断路器负载电流的安全选择数据和计算公式(2)

2、定时限短路保护特性

对于断路器的定时限短路保护断开特性根据国家标准GB14048.2第8.3.3.1.2条规定短路条件下的断开
短路脱扣器（见4.7.1）的动作应在脱扣器短路整定电流的80％和120％下进行验证。
当试验电流等于短路整定电流的80％时，脱扣器应不动作，
当试验电流等于短路整定电流的120％时，脱扣器应动作：
——对于瞬时脱扣器，应在0.2 s内动作；
——对于定时限脱扣器，应在等于制造厂规定的延时时间的2倍的时间间隔内动作。
此外，定时限脱扣器应符合8.3.3.1.4的要求。

导出的断路器定时限短路保护安全负载电流计算公式如下：
最低极限负载电流为大于、等于：约定不动作电流除以约定动作电流、再乘以断路器的额定电流，即

IL＞0.8n/1.2nIr；IL＞0.8/1.2Ir；IL＞2/3Ir；IL＞67%Ir

最高极限负载电流为：小于断路器的约定动作电流，即＜1.2Ir

注：因为如果等于或大于断路器的约定动作电流，则定时限保护将立即起控，完成脱扣动作。

式中：n为整定电流的倍数，Ir为断路器的额定电流，nIr为整定电流，通常为Ir的整数倍，一般取2，4，6，8，10，12，20……，IL为线路或负载设备的额定电流。

例如：一台额定电流为1,000A的断路器，根据公式IL＞0.8/1.2Ir计算得到负载设备的最低极限电流为667A，而要使断路器脱扣保护动作，其最低脱扣动作电流为大于额定电流的1,000A的0.8倍，即800A。

以下验算负载设备的最低极限电流667A的1.2倍Ir是否大于800A，667A×1.2=800.4A，大于断路器脱扣保护动作的最低极限电流800A。

即当负载设备的额定电流小于断路器额定电流的67%时，断路器已经失去对该负载设备的短路保护能力。因为此时即使这个负载设备的实际电流已经超过其额定电流IL的过电流倍数，断路器仍处于约定不动作电流的范围内，因此，断路器不会进入脱扣保护状态，此时的断路器仅有开关功能，而没有保护功能，这对输电线路和用电设备的安全是极其危险的！

无论是反时限过载保护特性，还是定时限短路保护特性，在最低极限负载电流和最高极限负载电流之间，就是断路器的安全负载电流范围，也就是安全保护区。

负载设备的最低极限额定电流等于断路器的约定不动作电流比较约定动作电流，再乘以断路器的额定电流，也就是负载设备的最低极限额定电流=断路器的约定不动作电流/约定动作电流×额定电流。

过载保护范围由约定不动作电流至反时限约定动作电流段组成，他的最低极限额定电流也可以用额定电流比较实际过载保护范围计算得到，既nIL＞1.05Ir；IL＞Ir/（1.3－1.05）

短路保护范围由定时限约定不动作电流至约定动作电流段组成，他的最低极限额定电流也可以用额定电流比较实际短路保护范围计算得到，即

IL＞0.8n/1.2nIr；IL＞0.8/1.2Ir；IL＞2/3Ir；IL＞67%Ir

如果已知负载的额定电流IL，计算断路器的最高极限额定电流只需把上面的公式变通一下即可，对于反时限过载保护，断路器的最高极限额定电流为：Ir=1/ IL=1/0.81≈1.23 IL，即已知负载额定负载电流的1.23倍，断路器的最低极限额定电流等于已知负载的额定电流IL；

对于定时限短路保护，断路器的最高极限额定电流为：Ir=1/IL=1/0.67≈1.49 IL，即已知负载额定负载电流的1.49倍，断路器的最低极限额定电流等于已知负载的额定电流IL。

断路器额定电流选择计算公式是在按预期的最大负载电流来选择断路器额定电流的基础上，给出断路器最低保护极限电流，选择原则是负载的额定电流在断路器的额定电流至最低保护极限电流之间的任意值上，这就是选择断路器大小的基本原则和依据。

通过“断路器额定电流选择计算公式”计算出的断路器最低保护极限电流，按此最低保护极限电流选择或整定断路器的额定电流，能保证最小负载电流时也在断路器的安全保护动作范围之内，使断路器真正起到安全保护的作用。