负荷开关能代替断路器吗？

  昨日午休时刻，看到这一个问题，以为很容易回答，不想越写越多。一直到了现在上了早班班车，才算完成。真是始料不及。

  先说答案：负荷开关只能部分地取代断路器，其性能指标与断路器各具特点，不能一概而论。

  断路器，隔离开关，负荷开关的区别是什么？ - Patrick Zhang的回答 - 知乎

  熔断器式隔离开关就是负荷开关。它是熔断器式开关和隔离开关的综合。注意到熔断器安装在动触头的刀臂上。

  从图1中我们正真看到了什么？我们得知，这款熔断器开关中有触头，有熔断器，有壳体和操作手柄等等，唯独没有灭弧装置。

  第三个概念：对于电动机回路，它的主回路中三个主要元件负荷开关、接触器和热继电器的任务是什么？

  设想，图2中电动机的A相发生了短路，即图中的U端子，于是负荷开关的熔断器熔断。此时会怎样呢？

  由于缺相，B相和C相电流会加大到额定电流的8倍以上，电机会很快烧毁。但由于此电流小于熔断器的短路保护电流（截断电流），熔断器不会再次熔断。此时热继电器FR的缺相保护会起作用，使得接触器KM跳闸保护。

  如果我们采取某种措施，使得负荷开关的触头开断保护，是否可行？答案是否定的，因为负荷开关的触头没有灭弧罩，电弧会严重烧蚀它的触头，并使之损坏。

  事实上，负荷开关的主触头属于隔离器，它只能用于开合可忽略的电流，即空载电流，见GB/T 14048.3《低压开关设备和控制设备 第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》。

  现在，我们从负荷开关和断路器的参数来看两者的区别。方便起见，我用ABB的产品来说明：

  额定电压则与触头开距有关和内部在允许电压下不导电的材料的绝缘能力有关，它的值取决于了开关电器的介电能力和绝缘能力。标称电压的最大值叫做额定绝缘电压。

  短时耐受电流指的是开关电器内部的导电材料，在1秒钟时间内可承受的最大短路发热电流。我们把短时耐受电流又叫做开关电器的热稳定性。

  短路接通能力是指开关电器的触头流过短路电流时，由于霍姆斥力的原因，触头被斥开。斥开后霍姆力消失，触头再次闭合，然后再次斥开。在此过程中，触头间会产生电弧烧蚀。Icm指的就是触头系统可承受的最大冲击电流。由于它与电动力有关，故叫做开关电器的动稳定性。

  负荷开关和断路器都具有额定短时耐受电流参数，也都具有鄂东南短路接通能力参数。

  对于断路器而言，它既有过载保护参数，也有短路保护参数。同时，它还有额定极限短路分断能力Icu。Icu的意思是，短路电流若高于或者等于Icu，则断路器分断完成后就损坏了，必须更换。

  短路接通能力Icm与极限短路分断能力Icu之比，叫做短路电流的峰值系数n。在GB/T 14048.2《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则》中，有关于峰值系数的定义表，如下：

  从图4中我们正真看到，在时刻零发生了短路。由于短路点的阻抗很小，而短路前后电压基本不变，由此产生了短路电流的稳态值Ik。Ik又叫做短路电流的周期分量Ip。

  又因为短路瞬间系统中存在一定的电流值，它在电力变压器的绕组中产生了反向电动势，并由此出现了短路电流量的直流分量Ig，它随着系统中的电感与电阻之比的时间常数而衰减。直流分量Ig又叫做短路电流的非周期分量。

  注意：为了计算方便，在国家标准中把Ipk与IK之比叫做峰值系数n。见图3。有了峰值系数n，我们就可以绕开系统的电阻R和感抗X，用简便方法来计算短路电流。

  对于负荷开关和断路器来说，它们的短路接通能力Icm必须大于Ipk，而极限短路分断能力Icu必须大于短路电流Ik。

  我们再看ABB的某款断路器参数，会发现它的短路接通能力Icm与极限短路分断能力Icu之比，就是峰值系数n。

  我们再看负荷开关。由于负荷开关中执行短路电流开断任务的是熔断器，而熔断器切断短路电流的参数叫做截断电流Ic（也有叫做遮断电流的），所以负荷开关的开断能力就用截断电流来定义。

  图5中举了一个例子：短路电流是50kA，熔断器的额定电流是100A，我们从横坐标的50kA处往上与100A曲线的交点处，往左在纵坐标处查得截断电流Ic，Ic大约等于11kA，说明熔断器和负荷开关，它的实际短路动作电流就是11kA。

  注意看图5中100A熔断器的曲线，它一直向左侧延伸，并与周期分量的峰值相交，交点在横坐标中值是7kA。这说明，当短路电流大于7kA后，熔断器具有限流能力，而小于7kA时，熔断器的分断能力具有不确定性，原因与熔断器的熔断时间有关。

  2）负荷开关的本质其实是隔离器加熔断器，因此它不能带载拉闸，防止电弧伤害操作者和设备。当需要拉闸时，首先要用接触器开断负载，然后在空载条件下拉开负荷开关；

  3）负荷开关的熔断器实施短路保护时，一般是某相先熔断。由于首开相熔断后，另外两相的电流会加大，我们把此电流叫做转移电流。转移电流会对负荷开关的触头及熔体产生很大的冲击。

  同时，电动机会出现缺相运作时的状态，很容易烧毁电机。此时就要依靠热继电器和接触器来执行缺相保护。如果是断路器，会发生以上问题吗？我来对比一下：

  由于电动机控制主回路中热继电器的任务就是执行过载保护，它与断路器的过载保护重复。因此在实际线路中，用于电动机控制主回路的断路器一般都会采用单磁的，即取消过载保护的断路器。由此可见，采用单磁断路器与采用负荷开关，在此方面是一致的。

  所谓隔离功能，指的是在开断状态下，我们能明确地看到它的断点，并能用锁扣（也可以是挂锁）来锁定开关电器。在这一点上，负荷开关能做到，而最常见的固定式断路器做不到，只有抽出式断路器能轻松实现此功能。

  图7中，我们正真看到断路器是单磁的，它的作用与熔断器类似。另外，注意到整个电路安装在电动机抽屉内，电路的一次回路和二次回路都有接插符号，可见当电动机抽屉抽出后，它具有明确的断点。因此，图7中的断路器上方可不必安装隔离开关。

  如果图7的电动机控制回路中没有接插符号，也即属于固定式的安装，则断路器之前一定得安装隔离开关。如此一来，还不如直接用负荷开关更便利便捷。

  例如电动机堵转保护、电动机绕组超温保护、电动机过载和短路保护、电动机相不平衡保护、电动机空载保护和重载保护、电动机失压重启功能等等。利用电动机型断路器很容易实现，而负荷开关则望尘莫及。

  我们从图6中看到，负荷开关熔芯的截断电流开断容量在50kA以上是很容易实现的，但对于断路器来说却很难，即便实现，其成本很高。因此，当系统短路容量大于50kA后，采用负荷开关比断路器更具优势。

  负荷开关的熔芯熔断后，需要换新的，运行成本比断路器高，操作也相对麻烦。主要是这些，等想到后再补充。

  长篇大论懒得写了，起码有一点题主忽略了，断路器能关合预期短路电流，即当系统中存在严重故障时，短路器能强行投入。当然，投入以后也自然可以依据继电保护的系统的信号立即开断。这一点负荷开关加熔断器的配置是做不到的。

  电力系统中很多短路故障其实都是短时的，比如线路某处的弧光接地，为维护电网的稳定性及供电的可靠性，必须做到在故障时断开故障电路，故障消失后迅速恢复供电。熔断器能切除短路电流，但是要恢复供电就麻烦了。

  ：主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能。>

  能够开断、承载正常回路条件下的电流并能在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。具有过载、短路和欠电压保护功能，有保护线路和电源的能力。>

  负荷开关是介于隔离开关和断路器之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。>

  负荷开关、隔离开关和断路器都是用来闭合和切断电路的电器，但是它们在电路中所起的作用不同：①断路器可以切断负荷电流和短路电流，

  ③隔离开关则不能切断负荷电流，更不能切断短路电流，只能用来切断电压或允许的小电流。

  绝大部分情况下负荷开关不可以替代断路器，主要是负荷开关不具备断开短路电流的能力，但是能安全的切合负载电流和一定的过载电流。

  但是可以在功率不大或者不太重要的场合，可以用负荷开关代替价格昂贵的断路器，以此来降低配电装置的成本。（仅切断负荷电流）

  负荷开关就是运行设备带轻载的时候分闸，但是其分断能力是不足的，不能带满载分断