真空断路器的低频（>16Hz）应用

项目要求：

额定电压：7.2kV

额定绝缘电压(kV)：42

额定频率：27Hz

相数：三相

额定电流：1600A

额定工频 1min 耐受电压：20kV

控制电源：AC220V

额定短路开断电流(kA)：20

极间距(mm)：150

项目要求使用频率27Hz，对于真空断路器低频应用，主要参数要求如下：

短路开断能力：

在额定频率（20%）下进行，因此50 Hz或60 Hz的测试可以覆盖这两个频率。对于较低的频率，可能需要降低真空断路器的开断能力。基于对伊顿断路器进行的一系列实际测试以及对这些测试数据和真空断路器物理特性的分析，发现伊顿断路器的电流开断极限与频率的平方根成正比。下表提供了必须应用于各种频率下断路器中断电流的降额系数。

开断电流降容系数

 If=I60√(f/60)，频率范围 16 2/3Hz <= f < 50 Hz计算所得：60 Hz =1；25 Hz =0.65；16 Hz=0.52；12 Hz=0.45

对于上面项目要求的27Hz，如采用国内50Hz断路器。计算降容系数=√(27/50)=0.73，因此20/0.73=27.2kA因此可以选用31.5kA真空断路器。

也可以按照27Hz比25Hz要大，因此按照25Hz的短路开断降容系数计算：

20/0.65=30.77kA 因此可以选用31.5kA真空断路器。

额定连续电流

连续电流：导体的交流电阻，以及在给定电流下的热损失，随着频率的增加而增加。ANSI标准要求在不低于额定频率的频率下进行连续电流测试。这些标准实际上允许在非常低的频率（如25 Hz）下分配更高的连续电流额定值。

由于电路导体的有效电阻在较低频率下较小，因此可以在一定程度上增加通过电路的连续电流。真空断路器在低于60 Hz的频率下运行时的标称电流额定值如下。

1200A@ 60Hz  =1243A@ 50Hz =1410A@ 25Hz  =1519A@ 16Hz =1589A@ 12Hz

2000A@ 60Hz   =2075A@ 50Hz =2374A@ 25Hz  =2573A@ 16Hz =2703A@ 12Hz

2500A@ 60Hz  =2597A@ 50Hz  =2985A@ 25Hz  =3248A@ 16Hz =3421A@ 12Hz

3000A@ 60Hz  =3119A@ 50Hz =3597A@ 25Hz  =3923A@ 16Hz =4139A@ 12Hz

对于上面项目要求的27Hz，1600A额定电流，因此按照25Hz的增容系数计算：

1410/1243=1.13；1600/1.13=1410A因此可以选用1500/1600A真空断路器。

额定短时电流、关合电流和耐受电流

短时间内不需要降额，在较低频率下关闭和锁定电流。

工频和雷电冲击耐受电压额定值

工频耐受性：虽然该额定值最好通过在额定频率下进行测试来证明，但ANSI/IEEE C37.09允许在额定频率±20%下进行测试。这允许50 Hz测试建立60 Hz额定值，反之亦然。由于电压电平是相同的，与频率无关，并且电压的上升率随着频率的增加而增加，因此高频测试比低频测试稍微严重一些。因此，在60Hz下测试的设备在任何较低的频率下都是令人满意的。

雷电冲击BIL：由于BIL额定值是指承受直流脉冲的能力，因此电力系统频率对开关设备的BIL额定值无影响。

因此较低频率不需要降额。

电流互感器、电压互感器、继电器和仪表

必须单独验证每个设备在额定频率以外的频率下的应用。