我看到知乎上很多关于断路器降容的提问，大概总结了一下大概是下面三方面：
1、断路器为什么要降容；2、我们需要在在什么情况下降容；3、降容系数是多少？
就这几个问题，我来为知友们逐步分析断路器“降容”这个话题。
首先，我们分析一下断路器在安装使用时的使用环境和条件：
断路器厂商会在安装使用说明书的显著位置提示产品的使用环境和条件，其中两条为：“正常工作范围-5℃~+40 ℃，24小时内平均温度不能超过+35℃”、“安装地点海拔不超过2000m，如超过2000m请降容使用”。
图1 产品使用环境说明标识
我们从国标GB/T 14048.1第6.1.1及6.1.2中找到了相关条款：
<6.1.1 周围空气温度>周围空气温度不超过+40℃，且其24h内的平均温度值不超过+35℃，周围空气温度的下限为-5℃。
对不具备有外壳的电器，周围空气温度是指存在其周围的空气温度，对具有外壳的电器，周围空气温度是指外壳周围的空气温度。
注1：对于使用在周围空气温度高于+40℃（例如在锻压车间、锅炉房、热带国家）或低于—5℃（例如—25℃，该要求是按GB 7251.1对于户外的低压或成套开关设备和控制设备提出的）的电器应根据有关产品标准（如适用时）或根据制造商和用户的协议进行设计和使用，制造商样本中给出的数据可以代替上述协议。
注2：有关产品标准应明确某些型式的电器（例如：断路器或启动器的过载继电器）的周围空气温度
<6.1.2 海拔>安装地点的海拔不超过2000m。
注：对用于海拔高于2000m的电器，需要考虑到空气冷却作用和介电强度的下降，对用于上述条件下运行的电气设备应根据制造商和用户的协议进行设计和使用。
接下来，我们以国标解释为基准点，围绕使用条件和使用环境来分析断路器的降容使用情况。
图2 断路器产品较恶劣的使用环境
首先大家需要理解的是，所谓“降容”不是断路器额定电流的降容，而是断路器实际使用电流的降容，我们常讲的降容系数应该是该电流与额定电流的比值。
使用条件我们量化的结果是温度这个指标，而使用环境我们主要从介电性能来展开讲述。温度和介电这两个指标几乎包含了关于断路器降容具体解释。
一、以温度为变量，需分析的几种降容情况：
1、断路器本身所处周围环境温度影响
配电柜安装在室外，夏季温度较高：当环境温度超过40℃，特别是断路器在封闭的狭小空间时（如充电桩柜体），当环境温度较高，散热不好，断路器过载特性会改变。
一般情况下我们会取一定的降容系数，来确保断路器基本性能的稳定，对于环境温度变化而导致的降容系数，我们从实验室中测得了一些对应数据，具体参见下表：
表1 德力西电气CDM6SEV部分电流降容系数表
2、开关或设备的防护等级导致
有安装经验的电工应该都有这样的经验，同样的环境条件下，运行一段后柜门打开状态柜内断路器温度明显低于关闭状态。同样柜门关闭时，柜内有无通风条件，也会导致温度的明显变化。当环境温度不变，断路器温度越高，温升越高。
我们接下来了解下防护等级和温升的概念。
所谓防护等级，指的是开关或设备的防水防尘性能，也即开关或设备的IP等级。显然防护等级越高，开关设备安装的柜体越密闭，当然开关设备的散热变差，自然温升就要升高了。由此，我们引入了一个温升的概念。
图3 开关设备安装的密闭柜体
温升，即为断路器工作温度与环境温度差（温升的单位是开尔文K）。实际上，由于热量的传导和辐射性能降低，IP等级越高断路器端子（达到热平衡后，端子的温升水平几乎代表了断路器的温升水平）的温升就越高。一般情况下，我们建议配电的安装防护等级为IP31。
在较高防护等级情况下，我们有两种调节方式。一方面，从断路器设计角度出发，我们可以通过断路器本省的材料或镀层的改进来改变。断路器接线端子的材质一般为铜，表面有可能仅作抛光处理，也可能镀锡、镀镍或者镀银。根据这几种不同的情况，GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备 第2部分：断路器》规定如下：
表2 接线端子的温升极限（见7.2.2.1和8.3.3.3.4）
通过上表我们看到，裸铜接线端子温升为60K，镀锡接线端子的温升为65K，镀镍或者镀银接线端子的温升为70K。如果加上环境温度40度，则裸铜接线端子的温度是100摄氏度，镀锡铜接线端子的温度是105度，而镀镍铜接线端子的温度是110度。我们可以通过这些改善来温升。
另一方面，从客户使用角度，通过电流的降容我们将发热的源头改善。从Q=I²Rt可看出电流与发热量呈平方的关系，相对于电缆的内阻或其他因素，电流的影响程度是最大的，电流降下来后导体的散热量明显减少。
二、以介电性能为变量，需分析的几种情况
1、高海拔地区断路器的降容
海拔升高后，断路器的介电性能影响较大，根据GB/T14597-2010《电工产品不同海拔的气候环境条件》，我们整理了标准中与本文相关的参数得到下表，再结合相关电气参数的变化来具体说明：
表3 电工产品不同海拔的气候环境条件
通过上表我们可推算出两个规律：海拔每上升1000米，年平均气压下降约10 kPA；海拔每上升1000米，日平均空气温度降低约5℃。
那么，高海拔下的断路器为什么要降容使用呢？
1）海拔高度增加后，结合上表可知空气压力逐渐降低，断路器的电气间隙和爬电距离变化较大从而降低了绝缘性能，断路器更容易被击穿。空气的绝缘能力与击穿特性关系如下图，因而产品的额定绝缘电压和最大额定工作电压都要降低；
图4 电弧击穿放电情况
2）空气压力和密度的降低，使得灭弧时间延长，触头烧蚀严重。另外产品承受过电压的水平降低，通断能力水平也降低，电气寿命会减少；
3）因为高海拔地区空气稀薄，空气密度降低使散热的对流作用减弱，温升就会升高。尽管海拔升也会导致气温下降从而部分补偿由海拔升高对电气温升的影响，但是该作用不足以抵消温升的增加。
因此，在高海拔下，要保证断路器正常工作，就需要对产品进行降容（这里的降容既包含电流的降容，也包含电压的降容），断路器具体的降容系数，我们可参照下表（表中数据均在实验室中得出）：
表4 高海拔降容系数表
2、进出线反接导致的断路器降容
对于单断点的断路器，我们规定只允许电缆从电源端接入，从负载端接出。为了大家更好的理解正反接线的区别，我们从分断时电弧弧根的运动方式来分析。
图5 正接线与反接线时电弧的运动方式
上图均为断路器动静触头、灭弧室在灭弧过程的简化图。其中左侧是正常的接线方式，上部代表静触头（阴极），下部代表动触头（阳极）。右侧是下进线方式，上部代表静触头（阳极），下部代表动触头（阴极）。
我们来分解电弧运动的整个过程：
图2-1、2-4：动、静触头由闭合到开始分断，触头间出现电弧；
图2-2、2-5：触头距离加大，电弧被拉长，电弧在电场力的作用下向灭弧室方向弯曲；
图2-3：电弧弧根已经离开触头，向灭弧室方向快速运动；
图2-6：电弧的阳极区离开触头，而阴极区却滞留在动触头上；图2-7经过一段时间，滞留在阴极上的电弧才离开触头，再向灭弧室方向运动。
我们分别分析左右两种接线方式。左侧正常接线（上进下出）情况，我们看到电弧被磁场力给顺利地推到灭弧罩中去了，即使阳极有台阶问题也不大；对于右侧下进线（下进上出）方式，我们看到电弧的阴极弧根越过台阶显得缓慢困难。因为阴极的是失去电子的正离子，它的质量大，故而越过台阶存在困难。
另一方面，当电弧产生通过灭弧罩进入灭弧室，会遇见各种台阶。当电弧在遇见台阶时，阴极电弧弧根要从台阶下方沿着灭弧罩爬到台阶上方再继续前进，而阳极电弧弧根则直接越过，于是电弧会出现停滞情况。
对于具体的断路器来说，如果采取下部进线，则电弧弧根运动的迟滞现象就更加明显和突出。也就是说如果断路器的进线方向为上进线，对应的触头是静触头，则当触头打开时，不管阴极在静触头还是动触头，电弧都能相对顺利地进入灭弧室。同时，介电性能也更好；反过来，断路器的进线方向为下进线，对应的触头是动触头，则电弧进人灭弧室的时间会比前者要迟滞，介电性能会略差。
当然，我们我们以上分析是基于单断点的断路器，如果是双断点结构，则不存在此种情况。对于单断点断路器，最好不要采取下进线，如果一定要下进线，则必须降容。推荐的降容系数为0.8。还存在另外一种情况，对于剩余漏电断路器，由于存在线路板，我们需要调整部分电子原器件，以适应下进线带来的其他影响。
图6 不同断路器产品对比
