37、断路器应用全解析：非标准条件下的性能与选型

断路器应用全解析：非标准条件下的性能与选型

1. 引言

断路器作为一种能接通、承载和切断电流的机械装置，有多种类型，适用于不同系统条件。在实际应用中，常遇到非标准情况，这些情况会显著影响断路器的应用。我们将重点探讨常见的非标准应用问题，为特定应用评估断路器提供实用答案。常见问题包括：
1. 过载电流与温升
2. 高 X/R 系统与电流发生器保护
3. 非 50 或 60 Hz 频率的系统
4. 电容器投切操作中电容器组的大小
5. 高 TRV 应用
6. 高海拔安装
7. 低电流、高感性负载电流切换
8. SF6 与真空断路器的选择

2. 过载电流与温升

2.1 标准条件设定

断路器的连续载流额定值基于环境温度和海拔在标准范围内的前提。环境温度日变化和季节变化大，选 40°C 作为上限，依据美国气象局报告，美国大陆环境温度很少超此值。标准最大海拔为 1000 米，全球多数应用不超此限，属标准运行条件。

海拔限制与高海拔空气密度低、对流冷却能力弱有关；环境温度直接影响设备总温度，由断路器材料特性决定。

2.2 非标准条件评估

评估断路器在非标准条件（大电流、高环境温度、高海拔）下的性能，关键是确定特定电流产生的功率通过对流和辐射损耗所需的最终温升。

对于含铁材料少的电气设备，损耗基本与电流平方成正比。但温度升高，电阻增大，若仅导体产生损耗，损耗曲线上升比平方函数稍快。多数断路器含铁部件多，涡流损耗约与电流的 1.6 次方成正比。综合考虑，取指数值 1.8 作为折衷。

断路器