工业控制柜中的短路可在几毫秒内释放大量能量。该控制柜能否安全承受该故障，取决于其短路电流额定值，即 SCCR。本文将解释 SCCR 的含义、北美对该要求的来源、为什么一个薄弱组件会限制整个控制柜的额定值，以及在现有控制柜中更换组件时需要注意哪些事项。
SCCR 的含义
短路电流额定值是指在规定电压下，当由其指定的过电流保护装置保护时，组件、装置或完整控制柜在不产生火灾或触电危险的情况下所能承受的最高预期故障电流。它以千安（kA，有效值对称）和电压共同表示，例如“480 V 时为 10 kA”。
SCCR 经常与另外两个值混淆。它们回答的是不同的问题：
| 术语 | 适用对象 | 所提供的信息 |
|---|---|---|
| 可用故障电流 | 安装中的某一点 | 电源在电源端短路故障时可提供给该点的电流。它取决于变压器、导线和上级系统。 |
| 中断额定值（IR、AIC） | 熔断器和断路器 | 保护装置在额定电压下可安全中断的最高故障电流。 |
| 短路电流额定值（SCCR） | 组件、装置、控制柜、机器 | 在指定保护装置切断故障时，设备所能承受的最高故障电流。 |
基本规则很简单：设备在安装地点系统电压下的 SCCR 必须等于或高于可用故障电流。
标记的 SCCR 必须至少等于可用故障电流（示例值）。
要求的来源
- NEC 第 409 条（工业控制柜）要求在控制柜上标记其 SCCR，并且不允许将其安装在可用故障电流高于该额定值的地方。
- NEC 第 670 条（工业机械）将相同理念应用于机器铭牌。
- UL 508A包含一个补充条款（最近版本中为补充条款 SB），其中规定了确定控制柜 SCCR 的认可方法。
- 加拿大：《加拿大电气规范》和 CSA C22.2 第 286 号标准对控制柜和装置应用了类似原则。
条款和款项编号在不同版本之间会发生变化，因此请务必查看您所在司法管辖区采用的当前版本。
最薄弱的组件决定控制柜的额定值
控制柜动力电路中的每个组件都需要有自己的额定值，包括：
- 隔离开关和支路电路保护装置；
- 熔断器座；
- 接触器、电机启动器和过载继电器；
- 手动电机启动器和电机保护器；
- 接线端子、配电块和母线；
- 变频器和固态控制器。
在基本方法中，控制柜的 SCCR 是这些动力电路组件中最低的额定值。即使一个控制柜的主隔离开关额定值为 65 kA，由于一个驱动器或配电块的存在，其控制柜额定值仍可能最终为 5 kA。
| 动力电路组件 | 示例额定值 |
|---|---|
| 主隔离开关 | 65 kA |
| 支路断路器 | 25 kA |
| 接触器 + 过载继电器（配合指定的断路器） | 10 kA |
| 配电块 | 10 kA |
| 变频器 | 5 kA |
| 控制柜 SCCR（最低值） | 5 kA |
仅为示意值，并非任何特定产品的额定值。
为了提高控制柜的额定值，设计者用具有更高额定值的组件替换限制性组件，或者使用制造商已记录为更高值的组合。该方法还对馈线电路中的限流熔断器和断路器，以及控制变压器有规定，有时可以提高下游组件的有效额定值。这些调整仅适用于标准中描述的确切条件；请查看当前版本，而不是凭经验法则应用。
当控制电路与动力电路分离时（例如通过控制变压器），控制电路的处理方式与动力电路不同。这里再次，标准描述了哪些组件被计入其中。
根据基本方法，额定值最低的动力组件决定控制柜 SCCR（示例值）。
标准故障额定值和高故障额定值
产品标准为每个电机控制器分配一个取决于其尺寸的最低短路测试等级。这通常被称为标准故障（或低故障）额定值。它比较保守，在许多工业现场，可用故障电流远高于此。
因此，制造商为许多设备发布了高故障额定值。高故障额定值始终与特定的保护装置相关联，通常以“在 J 型熔断器保护下，480 V 时为 X kA，最大 Z A”或“在 ... 型断路器保护下”的形式表示。如果现场的保护装置不符合该描述，则高故障额定值不适用。
组合额定值
组合额定值适用于共同评估的一组设备：例如特定的断路器或熔断器、接触器和过载继电器。该额定值仅对列出的组合有效。更改断路器类型、熔断器等级、最大熔断器尺寸甚至接触器尺寸都可能取消该额定值的依据。
北美有两种结构值得一提，因为它们经常出现在围绕手动电机启动器制造的老旧设备上：
- E 型——一种自保护组合电机控制器，通常是带有线侧适配器或提供所需间距的接线端子的手动电机启动器。
- F 型——与接触器组合的 E 型设备。
两者都取决于制造商发布的组合和电压额定值，这些可能带有斜杠额定值，仅限于实心接地瓦型系统。我们关于手动电机启动器的文章解释了这些设备的应用方式。
1 型和 2 型协调
IEC 60947-4-1 增加了一个第二个问题：故障后启动器的状态如何？对于1 型协调，启动器不得危及人员或安装，但之后可能需要维修或更换。对于2 型协调，它必须保持适合继续使用；如果接触器可以轻松分离，则接受接触器的轻微焊接。
更换现有控制柜中的组件
- 以同类替换：相同制造商、相同完整零件号，包括后缀。
- 如果没有完全相同的零件，请查看制造商的 SCCR 和组合表以确认替换件，并保持相同的保护装置类型、等级和最大尺寸。
- 在检查对额定值的影响之前，不要更改熔断器等级（例如从 J 型改为 RK5 型）或断路器类型。
- 阅读控制柜铭牌和图纸：标记的 SCCR 是基于原始组件的承诺。
- 如果更改影响了额定值，请让控制柜制造商或合格的工程师进行审查并更新文档。
对电气设备的工作必须由合格人员按照适用的电气规范和制造商的说明进行。
关键要点
- SCCR 是在特定电压下的千安承受额定值；中断额定值属于熔断器和断路器。
- 设备的 SCCR 必须满足或高于安装地点的可用故障电流。
- 在基本方法中，额定值最低的动力电路组件决定控制柜 SCCR。
- 高故障额定值和组合额定值仅在制造商指定的保护装置和组件中有效。
- 更换零件时，保持相同的零件号，或在安装前核实发布的额定值。
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