7.1  概述

国际电工委员会的IEC标准和我国国家标准按使用类别把断路器分为A类和B类两种。其中A类断路器在短路情况下，无明确指明具有选择性保护功能。而B类断路器则明确指明具有选择性保护功能。为了获得选择性保护，B类断路器具有三段保护特性，即过载、短路短延时和短路瞬时。

如图7-1所示，即与A类相比多了短路短延时的一个特征区间，图中Δt是其延时时间。表征这个特性的一个重要参数是短时耐受电流I_cw，它是指在规定的使用和性能条件下，在闭合位置上断路器在指定短时间内所能承受的短路电流，它是考核在此短时间内，断路器是否能承受短路电流的电动应力和热应力所产生的破坏作用。IEC60947-2和国标GB14048.2规定额定短时耐受电流相应的短延时应不小于0.05s，优选值为0.05-0.1-0.25_-0.5-1 s。其值不应小于表7-1所示的相应值。

图7-1 B类断路器的保护特性

表7-1 额定短时耐受电流最小值

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一般B类断路器的极限短路分断能力I_cu大于运行短路分断能力I_cs，而后者又大于短时耐受电流I_cw。近年来由于断路器性能的提高，有的B类断路器已能做到I_cw=I_cu=I_cs，这样可扩大选择性的区域。由于B类断路器通常作为配电电路的主开关，一般框架断路器（万能式断路器）和大规格塑壳断路器属于B类断路器。

为了保证在短路电流作用下，断路器的动稳定性和热稳定性，IEC60947-2和国标GB14048.2对低压断路器的短时耐受电流试验做了严格规定，例如对I_cw<I_cs的断路器规定了如下试验程序见表7-2。

表7-2 额定段时耐受电弧试验程序

从上述试验程序来看，断路器在经受短时耐受电流试验后，还要通过温升、绝缘性能，特别是在最大I_cw条件下的分断能力，这说明被设计的断路器必须具有充分的承受机械和热应力的能力。对于I_cw=I_cs=I_cu的B类断路器则试验程序更为严格。

为了保证断路器动稳定和热稳定性，必须对B类断路器的电动斥力和在电动斥力作用下的瞬态温度场进行仿真，并计算短时耐受电流。这一章以国产DW45系列框架断路器为研究对象，介绍动、热稳定的仿真方法和分析结论。