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为何总空开跳闸后下级断路器才跳闸

2024/3/23 3:39:57 分类:电工基础 
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最近在客户端发生一起电动机堵转时,下级14A的GV2电动机保护断路器和上级32A总空开都跳闸的现象,但令客户费解的是,从系统监控的动作顺序看,总空开跳闸700毫秒之后,GV2断路器跳闸。

客户怀疑产品特性有问题并要求解释,并分析是产品本身原因还是选型不当。


从客户提供的信息看,上级断路器为iC65N-32A-D微断,额定电流32A,D型曲线。


下级断路器为GV2ME16C电动机保护型断路器,其过载保护整定范围9A~14A,现场实际整定值为14A,磁脱扣电流为341A±20%。



断路器跳闸前,系统监控到电动机有堵转现象,堵转电流为91A,由于iC65N-32A-D微断的磁保护是D型曲线,其磁脱扣电流范围为10In~14In,即320A~448A。


GV2ME16C的磁保护电流为341A±20%,都远远高于堵转电流,所以首先排除断路器磁保护动作,确定是过载保护动作。


iC65微断和GV2ME断路器都属于热磁式断路器,过载保护都是基于双金属片在过载电流发热弯曲后推动脱扣机构动作,下图为二者的内部结构:



虽然二者都是热磁式断路器,但由于保护对象不同,所以遵循的产品标准不一样,前者遵循GB/T10963.1,而后者遵循的是GB/T14048.4,最终反映到过载保护特性上也是不同,保护特性差异见下表:



我们用施耐德在线选择性曲线软件,校验iC65N-32A-D(蓝色曲线)和GV2ME16C(红色曲线)之间的选择性,会发现在91A左右的过电流处,两款断路器都会动作,二者之间并无选择性。



至于为何出现总空开跳闸700ms之后下级电动机保护断路器才动作?其实也很好解释。


首先,由于在这个电流段上下级断路器本身并与选择性,谁先谁后也无法确定,有可能上级总空开热保护先动,也有可能上级总空开热保护后动。


再者过载保护靠的是双金属片发热动作,双金属片动作具有热惯性,并不像电子式脱扣器可以返回。


当堵转电流流过双金属片时,两款断路器内的双金属片都开始弯曲到脱扣位置且不可返回。


微断的双金属片会直接推动脱扣机构,但GV2电动机保护断路器内部还需要经过差动推板、热补偿金属片后再推动脱扣机构,也就是说当双金属片弯曲都已经到达脱扣位置时,断路器内部机构的动作时间差异也会决定动作快慢。


总结一点,双金属片在堵转电流的热效应下弯曲到脱扣位置且“不可返回”很重要,断路器内部动作机构差异导致动作时间差异也很重要。


接下来便是选择合适的断路器并校验其选择性了,因为电动机保护断路器不能改变,所以客户提出放大上级总空开的建议,比如上级选择40A的D型微断时,选择性仍不满足。



进一步放大电流档63A时,上下级断路器在反时限保护区域仍有部分交叉,但此时已经不能靠放大上级断路器的电流档来实现选择性,因为总回路的计算电流是固定的,一味放大会导致总空开所保护的回路的过载保护失效。



最终我们按施耐德“Complementary Technical Information”文件推荐客户选择NSXm塑壳断路器作为上级断路器,由于NSXm的过载保护整定值可调,可以整定40A左右满足总开关的过载保护要求,又可以与下级GV2ME16C在反时限区域满足选择性要求,一举多得。



上下级断路器曲线如下图:



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