E开关的Icu、Ics、Icw、Icm，它们的意义是什么？

问题：E开关的Icu、Ics、Icw、Icm，它们的意义是什么？  

ABB品牌的开关 EMAX空气断路器

我们来看E1和E2开关的参数：

我们看到左侧参数项中有如下几个项目符号：极数、Iu、Icu、Ics和Icw极数好理解，就是E开关主回路的触头的数量，一般是3极或者4极，它们分别使用在TN-C系统和TN-S接地系统中所谓接地系统，是指低压电网的接地形式，例如TN-C系统中变压器的中性点是直接接地的，中性线N和保护PE线合并为PEN，连同三条相线一同送到低压开关柜中。因为PEN线不得断裂，所以低压进线断路器必须采用3极开关；再例如TN-S系统中变压器的中性点也是直接接地的，但N线和PE线连同三条相线一同送到低压开关柜中。如果低压进线断路器具有四段保护，则低压进线开关和母联开关都必须采用四极开关

Iu是运行电流，也被称为额定电流，注意它的温度是40度。这个值是在IEC60947-2和GB14048.2《低压开关柜和控制柜 第二部分 低压断路器》中规定的。同样，标准还规定N极的导通能力用相排的百分位数来表达，这也就是我们看到"N极载流能力（4极）“其单位为"%Iu“的由来再看三个参数：Icu、Ics、Icw，它们的意义是： Icu：断路器的额定极限短路分断能力，注意它在做型式试验是O-t-CO的操作方式。也就是说，Icu是破坏性测试，它代表着断路器能够实现的Z大分断能力 Ics：断路器的额定运行短路分断能力，注意它在做型式试验是O-t-CO-t-CO的操作方式。也就是说，Ics是可重复性测试，它代表着断路器的可重复的短路电流分断能力 Icw：断路器的额定短时耐受电流，注意它有两个时间参数，即1秒和3秒。一般样本中都给出了1秒的值，要使用3秒的Icw时，只需要将1秒时的Icw除以√3即可现在我们来看看具体的数据。例如E1B断路器，它的Iu为800－1000－1250－1600。在这里的Z大值被称为断路器的壳体电流，即此断路器能够承受的Z大运行电流。对应于1600A的壳体电流，E1B断路器具有从800A、1000A、1250A和1600A等四个额定电流

我们接着看E1B开关的Icu、Ics和Icw，我们发现它们的值是相等的，都是42kA。请问这是为什么呢？答案很简单：说明此类开关往上一定存在一个主结构，它的三个电流是不相等的。将此主结构往小电流方向扩充派生出若干型号和规格，自然也就能实现三个短路分断能力相等的现象现在我们再来看看E1和E2有关Icu的系列，有B、N、S和L，它们分别对应于不同的分断容量。那么如何使用这些分断值呢？如果我们已经知道了电力变压器的容量Sn和阻抗电压Usr，那么计算它的短路电流Ik的方法是：变压器额定电流In=Sn/√3Up，其中Up是变压器低压侧的线电压，变压器的短路电流Ik=In/Usr。于是让断路器的Icu大于等于Ik即可

再看上图中将E开关作为隔离开关使用时的参数中出现了Icw和Icm，为什么呢？

我们已经知道，断路器对应的标准是IEC60947-2和GB14048.2，而隔离开关对应的标准是IEC60947-3和GB14048.3《低压开关设备和控制设备 第3部分：开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器》。我们来看看标准对隔离开关的参数有何种说法：2.1：（机械）开关  switch（mechanical）在正常电路条件下（包括规定的过载工作条件），能够接通、承载和分断电流，并在规定的非正常电路条件下（例如短路），能在规定时间内承载电流的一种机械开关电器。2.2：隔离器  disconnector在断开状态下能符合规定的隔离功能要求的机械开关电器。注：1.此定义与IEV 441-14-05的区别在于指的是隔离功能而不是隔离距离。2.如分断或接通的电流可忽略，或隔离器的每一极的接线端子两端的电压无明显变化时，隔离器能够断开和闭合电路。隔离器能承载正常电路条件下的电流，也能在一定时间内承载非正常电路条件下的电流（短路电流）。4.3.6.1 额定短时耐受电流（Icw）开关、隔离器或隔离开关的额定短时耐受电流是制造厂规定的，在8.3.5.1试验条件下，电器能够短时承受而不发生任何损坏的电流值。短时耐受电流值不得小于12倍Z大额定工作电流。除非制造厂另有规定，通电持续时间应为1 s。对于交流额定短时耐受电流值是指交流分量有效值，并且认为可能出现的Z大峰值电流不会超过此有效值的n倍。系数n按照GB14048.1-2008中表16的规定值。4.3.6.2 额定短路接通能力（Icm）开关或隔离开关的额定短路接通能力是制造厂规定的，在额定工作电压，额定频率（如果有的话）和规定的功率因素（或时间常数）下，电器的短路接通能力值，该值用Z大预期电流峰值来表示。对于交流，功率因素、预期电流峰值与有效值间的关系应符合GB 14048.1-2008中表16的规定。本条不适合用AC-20或DC-20电器。有了这些标准文本的说明，我们来看看其中两项关键参数：一项是Icw，一项是Icm隔离开关不能分断短路电流，但它必须要承受短路电流的冲击，所以它必须要有Icw这个参数。还是因为隔离开关不能分断短路电流，它还必须承受变压器产生的Z大电流——冲击短路电流峰值Ipk的电动力冲击，这种承受能力就是用Icm来表达的断路器的Icw、Icu、Icm之间有何种关系呢？我们来看下图：

Icw又被称为允通电流，它表征了断路器对于短路电流的热稳定性，它的大小与短路电流在*周波内的有效值大小有关冲击短路电流峰值Ipk是短路电流的Z大值，它是短路电流的周期分量和非周期分量在短路后10毫秒时的迭加，它在数值上被IEC60947.1定义为峰值系数乘以短路电流，而峰值系数在短路电流为30kA以下时取2.0，在30～50kA取2.1，在50kA以上取2.2。我们知道，断路器分断短路电流的Z短时间是13～30毫秒。这段时间足以让冲击短路电流峰值Ipk流过断路器。断路器要能够承受短路电流的电动力作用，它就必须能够承受Ipk的冲击。为此，IEC60947-2和GB14048.2《低压开关设备和控制设备 第2部分：低压断路器》标准中规定，Icm=2.2Icu所以，当取断路器的额定极限分断能力Icu等于变压器的短路电流Ik时，因为变压器的冲击短路电流峰值总是小于或者等于2.2倍的Ik，又因为断路器的短路接通能力Icm=2.2Icu，所以断路器就能够有效地抵御冲击短路电流峰值Ipk产生的电动力冲击，也就是断路器的动稳定性

对于E1B/MS开关，我们来校核它的Icw和Icm： 已知E1B/MS的Icw(1S)是42kA，将这个值除以√3，得到42/1.732=24.25kA，这个结果与表中的36kA不符。为什么呢？道理很简单，说明E1和E2开关往上一定存在原型开关，这台原型开关的值是标准的，往下的派生产品却各有各的特点。这样处理的好处是： 1）小电流规格的E开关使用面更宽，更灵活，更具有竞争性 2）小电流规格的E开关相对原型开关并不是简单地降容，而是做了某些技术调整。由此我们可以看出，E开关的每一款规格都具有它的个性和特点，由此也看出ABB在制作断路器方面的工艺和设计水平再看Icm，它的值等于88.2，我们同时还知道Icw等于42kA，于是有：n=88.2/42=2.1

现在看的更清楚了，由于这里是用断路器来作为隔离开关，它不具有分断能力，所以它用Icw作为参考值了我们来核实一下：E1N/MS的Icw＝50kA，它的Icm=105，n=2.1；E2N/MS的Icw＝55kA，它的Icm=121，n=2.2；E2S的Icw＝65kA，它的Icm=143，n=2.2。*符合国家标准由Emax断路器样本中的这些数据，我们可以推测出原型断路器应当是E2B，用它向下派生和向上派生

问题：