曾处理过一起电动机保护断路器GV2ME16与微断iC65N32过载保护选择性的案例,详细分析过程见:为何总空开跳闸后下级断路器才跳闸。
近期另一个客户疑问:电动机回路上级断路器为D32的某品牌微断,下级选用的是施耐德LRD32热继电器,整定值24A。运行过程中上级32A微断跳闸了,客户问下级热继电器整定值小,为何没有先动作,可能性原因有哪些?
本来这次断路器跳闸,从直观的角度已经没有分析的必要,但是想到最近接二连三的遇到类似问题,可能在客户端有一些价值。
由于其他品牌的微断信息暂无法呈现,只能借助施耐德iC65N-D32微断和热继电器LRD32展开讨论。
首先,从产品标准的角度,无论哪家的微型断路器,其过载保护特性和磁保护特性都遵循GB/T10963.1标准。
对于D32微断,其额定电流为32A,过载保护特性是1.13倍In(In=32A),1小时内不能动作,1.45倍In在1小时内动作;D32的磁保护曲线是D型,意味着小于10In时磁保护不会动作,大于14In时磁保护一定动作,介于10In和14In之间时,有可能热保护有可能磁保护。
对于热继电器LRD32,其产品标准是GB/T14048.4,过载保护特性是1.05倍Ir(Ir=24A)两小时内不动作,当过载电流为1.2倍Ir时,两小时内必然动作,无磁保护功能。
接着,我们看看二者的外观,如下图所示,iC65N-D32微断的额定电流为32A,过载保护不可调,LRD32热继电器的过载保护整定值是可调的,整定范围23~32A。
最后,我们通过二者的曲线特性分析客户疑问:为何上级32A微断跳了,下级整定值为24A的热继电器却没有动作,可能性原因有哪些?
如下图所示,红色代表D32微断,蓝色代表LRD32(整定值24A),二者在反时限区域大部分都是重叠的,所以,从曲线上看没有选择性可言。
例如,当过载电流为100A时,二者都会动作,虽然看起来D32的曲线(红色)在LRD32曲线(蓝色)下方,意味着前者有可能先动作,但是二者在该区域是重叠的,实际无法确定谁先谁后。
因此客户的疑问,存在两种情况:
1、过载区域,从曲线上看微断有可能先动作;
2、超过D32D磁脱扣电流上限14*32=448A的故障电流,一定是微断先动作,因为热继电器LRD32无短路保护功能;
由于微断和热继电器都具有过载保护功能,特性还不一样,所以不能只是通过其额定电流或整定电流的大小,来判断谁应该先跳还是后跳,因为在保护整定电流相近的情况下,二者本来就没有选择性。
单个电动机回路同时配置热继电器和热磁式微断,在过载保护功能上是重叠的。
针对该案例,如果客户需要在断路器或者热继电器动作时,区分过载保护还是短路保护,只需要把电动机回路的断路器换成只有磁保护功能的单磁断路器,热继电器仍然保留。
例如选择iC60L-MA或者iC65L-MA或者GV2LM型单磁断路器,搭配热继电器用于电动机回路。
热继电器负责电动机的过载保护,单磁断路器负责短路保护。
这几种单磁断路器的磁脱扣电流不可调,但是其磁脱扣电流比较高,有助于躲过电动机起动瞬间的冲击电流。
例如iC60L-MA或者iC65L-MA的磁脱扣电流为12In±20%,GV2LM的磁脱扣电流为16In±20%,后者更加适用于起动电流更高的IE3/IE4高效电机。
结语:案例相对比较简单,结论也比较明确,本文的目的在于如果有选择性需求,在设计阶段初期就应该对上下级元器件的特性非常清晰,避免到了运行阶段保护动作后才开始分析其选择性,劳心又劳力。
作者:宾昭平