低压断路器的选择依据（低压断路器的选择性配合白皮书）

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作者：程曦

施耐德电气低压断路器产品应用专家

6 限流断路器与能量选择性

NSX、CVS 系列塑壳断路器分断单元具有独特专利设计的双旋转触头，在限流时多串联一段电弧，并且静触头采用 U 型结构通过洛伦磁力增加触头的斥开，相比单断点拍合式的断路器具备更加优异的限流特性。同时，内部搭载独有的 Reflex 能量脱扣系统，借助触头斥开后产生高能量的电弧汽化分断单元内部高分子材料，当能量汽化高分子材料在脱扣气腔内产生足够压力时，将直接推动“活塞”机构完成脱扣，在小于半波时间（10ms）内完成故障电流分断，这就是 Reflex 能量脱扣。

Reflex 能量脱扣作为独立的脱扣装置，相比电子脱扣器省去了测量、运算、比较和脱扣线圈动作环节，相比热磁式断路器也缩短了脱扣动作传动链，所以脱扣动作更快。不仅大幅限制了短路电流的峰值和允通能量，同时通过能量脱扣快速动作进一步减小允通能量。

触头斥开未必能够触发能量脱扣，触头斥开是能量脱扣的必要而非充分条件，也就说只有触头先斥开产生串联电弧开始限流，并且限流的同时串联电弧产生的能量足够才能触发能量脱扣。脱扣的能量与短路电流斥开产生的电弧能量有关，动静触头斥开的阈值与触头之间的压力有关，触头压力又与断路器的额定电流有关，因此，能量脱扣的阈值相应地由断路器的额定电流 In 决定。

“

能量脱扣作为一种特殊的脱扣方式，独立于断路器正常的过载、短路短延时和瞬动脱扣保护，类似于电流不可调的瞬动保护，但与常规保护由脱扣器动作推动机构脱扣不同，能量脱扣由断路器分断单元直接动作推动机构脱扣。常规的瞬动脱扣固有延时 ≥10ms，全分段时间 ≤50ms，电流整定阈值≤15In，而能量脱扣阈值为 25In，脱扣电流高于瞬动保护阈值，分断时间 <10ms，电流和时间均不可调，如图 6.2 所示，绿色区域为 NSX 断路器的能量脱扣区域

图 6.2 断路器能量脱扣范围 - 绿色区域

”

由前面 5.2 节分析可知，超出上级耐受能力（瞬动保护或者后备保护）之后的选择性通过时间 - 电流特性曲线比对或者理论计算已经无法判断。而 NSX、CVS 系列塑壳断路器的能量脱扣作为一种独立的脱扣方式，对于超过上级耐受之后依然可通过上下级断路器的能量脱扣实现选择性。

在下级下游发生短路故障时，上下级虽然同时检测到故障电流，但上下级限流以后的短路电流产生的能量仅能触发下级断路器能量脱扣，而不足以触发上级能量脱扣。因为下级额定电流较小而限流能力更强，即使上级断路器触头斥开限流，但上级触头斥开产生的能量不足以引起上级能量脱扣，更重要的是，即使上级触头斥开时从实际电流角度衡量上级断路器的瞬动保护会动作脱扣，但因下级的能量脱扣全分断时间小于上级瞬动的固有动作时间，下级能量脱扣以小于上级瞬动固有动作时间的速度快速切除故障，这样，上级的瞬动脱扣因实际故障电流持续时间不足而来不及脱扣，上级的能量脱扣因短路产生的能量不足也无法脱扣，因此对于下级下游的故障只有下级能量脱扣而跳闸，从而实现了串联上下级断路器之间的能量选择性。

能量脱扣也未必一定能够实现全选择性，如果短路电流足够大，即使经过上下级限流，在上下级触头均斥开产生的能量就足以引起上下级断路器同时能量脱扣，此时也将失去能量选择性。在上下级断路器额定电流之比 ≥2.5 倍时，通过能量脱扣可以实现全选择性，因为经上下级限流以后的故障电流仅能够让下级能量脱扣但不足以导致上级能量脱扣。

图 6.3 断路器时间、电流、能量选择性

因此，能量选择性是由于短路以后上下级断路器额定电流的差异，使得同一短路电流在上下级触头斥开各自产生能量，但产生的能量仅能使下级脱扣，而不足以使上级脱扣，从而可以实现选择性。在上下级断路器额定电流之比 ≥2.5 倍时，通常能量脱扣可实现全选择性。

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