为何塑壳断路器有短延时保护却无短时耐受电流功能

2026年09月10日 11:23:09 来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台阅读量：6

很多低压断路器用户，对框架断路器具备短时耐受电流和短延时保护功能是可以理解，但是对于塑壳断路器，特别是限流型塑壳断路器无短时耐受电流，却有短延时保护功能存在疑惑。

1、短时耐受电流和选择性类别
短时耐受电流Icw是指断路器在闭合位置承受短路电流热效应和电动力效应一定时间而不损坏的能力。

低压断路器要求承受短时耐受电流值之后，还能成功分断短路电流，所以短时耐受电流参数考核了断路器的短路耐受和短路分断能力。

这种要求与实际应用相符合，比如某框架断路器用于进线断路器，瞬时保护关闭，短延时保护打开，在短路条件下该断路器先承受短路电流一定时间，再分断短路电流。

GB14048.2低压断路器标准对短时耐受电流的要求如下表3。对于额定电流小于等于2500A的断路器，其短时耐受电流最小值可以为12In和5kA的者；对于额定电流大于2500A的断路器，其短时耐受电流最小值为30kA。

按是否宣称短时耐受电流参数，低压断路器可以分为：
①选择性类别B
具有短时耐受电流及相应短延时的断路器，B类断路器的选择性不一定保证一直到断路器的短路极限分断能力，即允许Icw≠Icu，但至少达到表3中的值。

框架断路器基本上都属于B类断路器，且有的断路器宣称Icw=Icu=Ics，具备高耐受和高分断的能力，这种断路器一般可以与下级塑壳短路实现全选择性。

断路器承受短路电流期间，短路电流产生的热效应和电动力效应对触头和导体回路的支撑件都是考验，热效应会导致触头的温度上升，电动力会导致触头斥开或者支撑件变形，都会影响后续的短路分断。

②选择性类别A
除了B类以外的所有断路器，可以在短路情况下通过其他方式提供选择性。

塑壳断路器基本上都属于A类断路器，热磁式只具有热过载和短路保护功能，电子式有的具有长延时保护、短延时保护和瞬时保护。

疑问点就在于电子式塑壳断路器没有短时耐受电流宣称，为何会像框架断路器一样具有短路短延时保护功能呢？塑壳断路器的短延时保护与框架断路器的短延时保护有何区别呢？

2、框架断路器的短延时保护
框架断路器经常作为一级配电的进线或出线断路器，需要与下级塑壳断路器实现选择性配合。

在短路条件下，由于框架断路器具备短时耐受电流参数，可以耐受一定时间的短路电流而不损坏。

通过短路延时保护设定，让下级塑壳断路器保护先动作，而上级框架断路器处于“等待”状态，直到下级断路器将线路侧故障切除，保证框架断路器下游的其他回路的供电连续性。

以MTZ框架断路器为例，先回顾下短时耐受电流和短路短延时保护的特性。如果是MTZ2-20-H2-Micro5.0X 2000A断路器，其壳架电流2000A，H2代表其短路分断能力为100kA，短时耐受电流为85kA/1s。

图1 MTZ2 20的短时耐受电流

图2 MTZ2 20的短延时保护

我们将其短路瞬动保护关闭，短路短延时保护电流设定为10Ir，延时时间设定为0.4s，这就意味着如果负载侧发生85kA的短路故障，现在瞬动保护又处于关闭状态，那么MTZ2-20断路器会一直承受85kA的短路电流，延时0.4s后动作，实际动作时间介于0.35s~0.5s之间。

在这种情况下，下级的塑壳断路器一般早已经动作，从而与上级MTZ2-20断路器实现时间选择性。

3、塑壳断路器的短延时保护
塑壳断路器属于A类断路器，无短时耐受电流的宣称。比如具有长延时保护、短路短延时保护和瞬时保护的电子式脱扣器塑壳断路器，其短延时保护电流可以设定为10Ir，延时时间可以设定为0.4s。

不同于框架断路器的瞬时保护可以关闭，塑壳断路器的瞬时保护一般不可以关闭(特殊型号除外)。当短路电流超过塑壳断路器瞬时保护设定值之后，断路器瞬时保护动作。

瞬时保护可以关闭的塑壳断路器，例如NSX塑壳断路器5B电子脱扣器，其瞬时保护确实可以关闭，但不能认为它和框架断路器一样，当瞬时保护关闭、短延时保护打开时，如果短路电流远远超过短延时保护设定值10Ir(例如短路电流达到Icu级别)，框架断路器会延时0.4s后动作，但是塑壳断路器会立即动作。

对于NSX塑壳断路器，在瞬时保护关闭、短延时保护打开情况下，只要短路电流超过25倍断路器额定电流，短路电流产生的电动力足以让旋转触头斥开，斥开产生的电弧引燃静触头侧的产气材料，分断单元内的气压迅速升高，推动气动脱扣机构直接跳闸，这便是“能量脱扣”的工作原理。

瞬时保护可以关闭的塑壳断路器，当短路电路远超过短延时保护整定电流之后，断路器如何动作是需要提前知道的，千万别指望限流型塑壳断路器像框架断路器一样可以“硬扛”短路电流一定时间。

限流型塑壳断路器要求的是动作快，所以触头弹簧压力会比较小，有利于在电动力作用下快速斥开；

短时耐受电流要求断路器能“硬扛”短路电流一定时间，不能被电动力轻易斥开，所以触头弹簧压力比较大。

塑壳断路器的瞬时脱扣电流一般为10~12倍其额定电流In，为了保证瞬时脱扣动作之前，断路器触头系统不会斥开，触头斥开电流Io至少满足下面关系式：Io＞(10~12)In

要满足以上关系式，必须按照触头回路的结构，合理选择触头压力。用于电动机回路的塑壳断路器，其瞬时保护脱扣电流要躲过电动机起动瞬间的冲击电流。

上海电器科学研究所曾经对52台电动机进行测试，发现电动机在实际使用中，其直接起动电流的个峰值是额定电流峰值的8倍以下为少数，8~12倍占极大多数，个别电动机起动电流的个峰值是其额定电流峰值的13倍以上。

说明：I1m为个波的峰值；I2m为起动电流的第3-4个波的峰值；I3m为起动电流波的中间部分分波的峰值；I4m为起动电流波衰减至稳态电流之前部分分波的峰值。

基于电动机的起动特性，所以用于电动机回路的塑壳断路器，其瞬时保护脱扣值比配电保护断路器更高，一般为13~14In。

在断路器设计上，为了保证断路器触头在瞬时保护动作前或电动机起动瞬间不斥开，定型试验时会摸底断路器的触头斥开电流，这个斥开电流值一定会比瞬时保护整定电流值高，也比电动机冲击电流值高。

断路器的短时耐受电流要求短路主触头一定不能斥开，所以比斥开电流值低的临界电流，其实就是塑壳断路器的“短时耐受电流”。

GB14048.2断路器标准规定，额定电流小于等于2500A的断路器，其短时耐受电流至少要等于12In或5kA之间的值，所以：属于A类的塑壳断路器可以具备一定的短延时，只不过其短时耐受电流小于表3的要求。

塑壳断路器的“短时耐受电流”宣称值不高甚至不宣称，不会像框架断路器那样可以做到Icw=Icu，但是塑壳断路器本身具备的“短路耐受电流”能力，可以保证与下级断路器有一定的选择性配合。

4、总结
①框架断路器由于自身结构特点和功能要求，其短时耐受电流值比较高，甚至可以做到与短路分断能力相等，通过短路短延时保护与下级塑壳断路器的实现全选择性或局部选择性的要求。

②塑壳断路器的主要作用是快速切断回路故障，一般为限流型断路器，触头弹簧压力小，在电动力的作用下快速斥开从而实现限流的目的。

③限流型断路器具有一定的“短时耐受电流”能力，受制于触头结构的原因其耐受电流值不高，一般比瞬时保护电流值或电动机起动冲击电流值高，以保证在瞬时保护动作前或电动机起动瞬间触头处于闭合状态。

④限流型塑壳断路器的短延时保护电流通常为10~12倍其额定电流，不同于框架断路器的瞬时保护可以关闭，塑壳断路器的瞬时保护一般不可以关闭，所以短路电流超过瞬时保护整定值之后，断路器立即动作，而不是像框架断路器一样延时一定时间后再动作。

⑤瞬时保护可以关闭的塑壳断路器，需要注意它必须具备类似NSX“能量脱扣”或“瞬时超越脱扣”的保护功能(相当于自我保护功能)，否则一旦瞬时保护关闭，短延时保护打开延时，当短路电流远超过短延时保护设定值，断路器该如何动作需要讲明白，避免潜在风险。

作者：宾绍平

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