電動機保護用斷路器選用

1、電動機保護用斷路器選用電動機保護用斷路器有兩種不同的使用方式，一種是將斷路器與其它開關(guān)電器（如刀開關(guān)，接觸器等）串聯(lián)后控制電動機，即斷路器只作短路、過載或欠電壓保護用，正常的操作則由其它電器承擔(dān)；另一種是指斷路器不再串聯(lián)其他開關(guān)電器即起保護作用，又作不頻繁操作開關(guān)使用。對于后一類情況，需要考慮操作條件和壽命。電動機保護用斷路器一般按下列原則來選用：1、長時間動作電流整定值應(yīng)等于電動機的額定電流值。2、用于保護籠型電動機的斷路器，其瞬間整定電流應(yīng)等于815倍電動機額定電流。至于取值大小則決定于電動機的型號、容量和起動條件。3、用于保護繞線轉(zhuǎn)子電動機的斷路器，其瞬時整定電流應(yīng)等于36倍電動機額定電

2、流。同樣，取值大小決定與電動機的型號、容量及起動條件。4、6倍長延時電流整定值的可返回時間應(yīng)大于或等于電動機實際起動時間。根據(jù)起動時負載的輕重，可選用1、2、5、8、15s中的某一值。關(guān)于斷路器選擇的幾個要點連理枝（杭州之江開關(guān)廠）一、不同的負載應(yīng)選用不同類型的斷路器最常見的負載有配電線路、電動機和家用與類似家用（照明、家用電器等）三大類。以此相對應(yīng)的便有配電保護型、電動機保護型和家用及類似家用保護型的斷路器。這三類斷路器的保護性質(zhì)和保護特性是不相同的。對配電型斷路器而言，它有A類和B類之分：A類為非選擇型，B類為選擇型。所謂選擇型是指斷路器具有過載長延時、短路短延時和短路瞬時的三段保護特性。

3、萬能式（又稱框架式）斷路器中的DW1源列、DW17（ME系列、AH系列和DW40DW4源列中大部分是B型，而DZ5、DZ15、DZ20、TOTGCM1TM30及HSM償系列和萬能式DW15DW17勺某些規(guī)格因僅有過載長延時、短路瞬時的二段保護，它們是屬于非選擇型的A類斷路器。選擇性保護，如圖1所示。當(dāng)F點短路時，只有靠近F點的QF2斷路器動作，而上方位的QF1斷路器不動作，這就是選擇性保護（由于QF1不動作，就使未發(fā)生故障的QF3QF4支路保持供電）。如果QF2和QF1都是A類斷路器，則F點發(fā)生短路，短路電流值達一定值時，QF1QF2同時動作，QF1斷路器回路及其下的支路全部停電，就不是選擇性

4、保護了。能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性保護的原因是，QF1為B類斷路器，它具有短路短延時性能，當(dāng)F點短路時，短路電流流過QF2支路，也流過QF1回路，QF2的瞬時動作脫扣器動作（通常它的全分?jǐn)鄷r間不大于0.02s）,因QF1的短延時，QF1在0.02s內(nèi)不會動作（它的短延時）0.1s或0.2、0.3、0.4s）。在QF2動作切斷故障線路時，整個系統(tǒng)就恢復(fù)了正常?？梢?，如果要達到選擇性保護的要求，上一級的斷路器應(yīng)選用具有三段保護的B型斷路器。對于直接保護電動機的電動機保護型斷路器，它只要有過載長延時和短路瞬時的二段保護性能就夠了，也就是說它可選擇A類斷路器（包括塑殼式和萬能式），DZSDZ15TQTGGM1、T

5、M30HSM1及DW1跨系列除有配電保護的性能外，它們的630A及以下規(guī)格均有保護電動機的功能。家用和類似場所的保護（過去又稱它為導(dǎo)線保護或照明保護），也是一種小型的A類斷路器，其典型產(chǎn)品有C45NPX200CHSM嘉等。配電（線路）、電動機和家用等的過電流保護斷路器，因保護對象（如變壓器、電線電纜、電動機和家用電器等）的承受過載電流的能力（包括電動機的起動電流和起動時間等）有差異，因此，選用的斷路器的保護特性也是不同的。（1）表1為配電保護型斷路器的反時限斷開特性通過電流名稱整定電流倍數(shù)約定時間/hIn63A約定不脫扣電流1.05In12約定脫扣電流1.30In12返回特性電流3.0In可返

6、回時間/s5812注：可返回特性：考慮到配電線路內(nèi)有電動機群，由于電動機僅是其負載的一部分，且一群電動機不會同時起動，故確定為3In（In為斷路器的額定電流，子IL,IL為線路額定電流），對斷路器進行t驗，當(dāng)試驗電流為3In時保持5s（In40A時），8s（40AIn250A時），然后將電流返回至In,斷路器應(yīng)不動作，這就是返回特性。（2）表2為電動機保護型斷路器的反時限斷開特性通過電流名稱整定電流倍數(shù)約定時間約定不脫扣電流1.0In2h約定脫扣電流1.2In2h1.5In*7.2In*注：*按電動機負載性質(zhì)可以選2、4、8、12min之內(nèi)動作，一般的選24min。*7.2In也是一種可返回特

7、性，它必須躲過電動機的起動電流（57倍In）,Tp為延時時間，按電動機的負載性質(zhì)可選動作時間Tp為2sTp010s、4sT產(chǎn)10s、6sTpw20s和9sTp030s,一般選用2sTp010s或4sTp010s。（3）配電保護型的瞬動整定電流為10|n（誤差為20%,In為400A及以上規(guī)格，可以在51n和101n中任選一種（由用戶提出，制造廠整定）；電動機保護型的瞬動整定電流為12|n,一般設(shè)計時In可以等于電動機的額定電流。（4）表3為家用和類似場所用斷路器的過載脫扣特性脫扣器型式斷路器的脫扣器額定電流In通過電流規(guī)定時間（脫扣或不脫扣極限時間）預(yù)期結(jié)果B、CD1h不脫扣632hB、CD6

8、31.45In632hB、CD321s120sB所有值3In0.1s不脫扣C5InD10InB所有值5In510|n,D型脫扣電流1050|n。用戶可根據(jù)保護對象的需要，任選它們中的一種。（5）B類斷路器的短路短延時特性DW1理斷路器：3101n（二為1600A時，Inm為殼架等級電流），361n（Inm為2500A4000A時），短延時時間為0.2或0.5s。ME斷路器：312In,短延時時間00,3s可調(diào)。DW4理斷路器：0.4151n,短延時時間0.1、0.2、0.3和0.4s可調(diào)。在進行工程設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的負載對象來選擇不同保護特性（如上所述）的斷路器，以免因選用不當(dāng)造成嚴(yán)重后果。

9、在實踐中最容易混淆的是電動機負載保護誤選為配電保護型或家用保護型。小型斷路器（MCB也有電動機保護型，如天津梅蘭日蘭的C45A詹，它們的保護特性應(yīng)符合表2。二、選擇不同類型短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鱽磉m應(yīng)不同的線路預(yù)期短路電流（當(dāng)I在相同的情況時）的需要斷路器的選用原則是：斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γ┚€路的預(yù)期短路電流。假設(shè)某電源（SL710/0.4KV變壓器）的容量為1600kVA二次電流為2312A,其出線端5m處的短路電流為42.96kA。某一支路的額定電流為125A,由于此支路離變壓器很近，如在10m處，則此支路的斷路器需要考慮采用HSM1_125超塑殼式斷路器（它的極限短路分?jǐn)嗄芰?00V、5

10、0kA）。但是離變壓器50m處，由于匯流排等的電阻和電抗值影響，50m處的短路電流已經(jīng)降到34.5kA,而100m處，降為28.8kA。對此就可選擇HSM1_125建塑殼式斷路器（它的極限短路分?jǐn)嗄芰?00V、35kA）?，F(xiàn)在國內(nèi)許多斷路器生產(chǎn)廠家，對同一殼架等級電流的短路分?jǐn)嗄芰Ψ譃镋、S、MH、L（杭州之江開關(guān)廠的HSM保列）或GL、MH（常熟開關(guān)廠的CM1系列）或SH、RU（天津低壓電器公司的TM30系列）等級別。其中，E為經(jīng)濟型，S為標(biāo)準(zhǔn)型，M為中短路分?jǐn)嘈?，H為高分?jǐn)嘈?，L為限流型，C為經(jīng)濟型，L為低分?jǐn)嘈?；M為高分?jǐn)嘈?，H為超高分?jǐn)嘈?；S為標(biāo)準(zhǔn)型，H為高分?jǐn)嘈?，R為限流型，U為超

11、高分?jǐn)嘈?。以HSM1_12翌塑殼斷路器為例，E型的極限短路分?jǐn)嗄芰?00V、15kA,S型為400V、25kA,M型為400V、35kA,H型為400V、50kA。它們的價格也相差很大，如以E型為1,則S型為1.2,M型為1.4,H型為2,即購買一臺H型的斷路器的錢，可以購買二臺E型。用戶在設(shè)計選用時，不必人為地加上所謂保險系數(shù)，以免造成浪費。三、關(guān)于斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰?、運行短路分?jǐn)嗄芰投虝r耐受電流極限短路分?jǐn)嗄芰Γ▅cu）,是指在一定的試驗參數(shù)（電壓、短路電流、功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰ΑＫ脑囼灣绦驗?/p>

12、0t（線上）C0（“0”為分?jǐn)?，t為間歇時間，一般為3min,C0表示接通后立即分?jǐn)啵?。試檢后要驗證脫扣特性和工頻耐壓。運行短路分?jǐn)嗄芰Γ▅cs）,是指在一定的試驗參數(shù)（電壓、短路電流和功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，還要繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?，它的試驗程序?t（線上）C0-1（線上）C。短時耐受電流（|cW，是指在一定的電壓、短路電流、功率因數(shù)下，忍受0.05、0.1、0.25、0.5或1s而斷路器不允許脫扣的能力，|州是在短延時脫扣時，對斷路器的電動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的考核指標(biāo)，它是針對B類斷路器的，通常|cw的最小值是：當(dāng)|n02500A時

13、，它為121n或5kA,而|n2500A時，它為30kA（DW45_2000的|cw為400V、50kA,DW45_3200的|cw為400V、65kA）o運行短路分?jǐn)嗄芰Φ脑囼灄l件極為苛刻（一次分?jǐn)?、二次通斷），由于試后它還要繼續(xù)承載額定電流（其次數(shù)為壽命數(shù)的5%）,因此它不單要驗證脫扣特性、工頻耐壓，還要驗證溫升。|EC947_2（以及1997新版|EC60947_2）和我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB140482規(guī)定，|cs可以是極限短路分?jǐn)嗄芰n1數(shù)值的25%50%75騎口100%（B類斷路器為50%75噴口100%,B類無25%是鑒于它多數(shù)是用于主干線保護之故）。上文提到的選擇斷路器的一個重要原則

14、是斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γ┚€路的預(yù)期短路電流，這個斷路器的短路分?jǐn)嗄芰νǔＪ侵杆臉O限短路分?jǐn)嗄芰Αo論A類或B類斷路器，它們的運行短路分?jǐn)嗄芰^大多數(shù)是小于它的極限短路分?jǐn)嗄芰cu的。A類：DZ20系歹U1cs=50吐77%cu,CM1系列1cs=58372%|cu,TM30系歹U1cs=50%-75%cu,（個別產(chǎn)品1cs=1cu）。B類：DW1源列Ics=60/右的Icu,（個別的如630AIcs=Icu,但短路分?jǐn)嗄芰H400V時30kA）,DW4源列Ics=62.5%80%匚。不管是A類或B類斷路器，只要它的Ics符合IEC947_2（或GB14048.2）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1n百分比值都是

15、合格產(chǎn)品。用戶在設(shè)計選用時只要符合斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Γ┚€路預(yù)期短路電流就能滿足要求了，對線路本身來說，例如上面舉例的變壓器容量為1600kVA的線路，可能出現(xiàn)的短路電流約為43kA,它是僅計算離變壓器距離為5m且把刀開關(guān)、互感器和斷路器的內(nèi)阻均看成零來計算的（短路電流因此比實際情況偏大）。這種短路的機率極小。在選用斷路器時，只要它的極限短路分?jǐn)嗄芰?3kA,譬如50kA就足夠了。經(jīng)過“0”一次、“C0一次就完成了它的使命，必須更換新的斷路器，而運行短路分?jǐn)嗄芰?，例如?0%勺I匚，也達到25kA,它既可以實現(xiàn)一次分?jǐn)啵瓮〝啵ㄔ?5kA短路電流時）故障電流然后還要承載其額定電流，任務(wù)是

16、非常艱巨的。有些使用者認(rèn)定要按斷路器的運行短路分?jǐn)嗄芰Γ↖cs）線路預(yù)期短路電流來設(shè)計，其實是一種誤解，也是不必要的。r1圖2有些制造廠的樣本里宣傳，它的產(chǎn)品Ics=ICU，如確實，說明它的ICU指標(biāo)有裕度，如不確實，說明它有水份，不可全信，而且ICS=ICU 的斷路器，其售價要高很多，不合算。國外幾十年來盛行一種級聯(lián)（cascade）保護（也稱后備保護），如圖2所選QF2斷路器的極限短路分?jǐn)嗄芰π∮谄渚€路的預(yù)期短路分?jǐn)嗄芰Γɡ缇€路額定電流為250A,而預(yù)期短路電流為50kA）,則QF2選擇的是HSM1_250SW路器（Icu為400V、35kA）,當(dāng)F處出現(xiàn)線路短路（短H電流達50kA）時

17、，由QF1（設(shè)QF1處的額定電流為400A,QF1選HSM1_400H其ICJ為400V、65kA）和QF2一起分?jǐn)啵琎F2僅承受一部分短路電流的分?jǐn)?，其余部分由QF1承擔(dān)），而對QF2處線路絕大部分小于35kA的故障電流，就由QF2來承擔(dān)。這種級聯(lián)保護也有一定的條件，譬如鄰近的支路不是重要負載（因為一旦QF1跳閘QF3回路也停電），同時QF1的瞬動整定值與QF2的瞬定值也要協(xié)調(diào)等，這種級聯(lián)保護主要目的也是為了節(jié)約投資。應(yīng)提到的是，所有斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Γo論是ICU還是ICS）都是周期分量有效值。在短路試驗中的“C0的C（close接通）的電流是峰值電流|ch。在試驗站進行短路分?jǐn)嘣囼灂r，

18、電壓、短路電流（有效值）和功率因數(shù)（cos）已調(diào)整好，它的接通電流也就被確定了。接通電流試驗（C試驗），是以峰值電流來考核觸頭和其他導(dǎo)電體承受的電動斥力和熱穩(wěn)定性的能力，有什么樣的有效值電流（分?jǐn)嚯娏鳎?，在其相?yīng)的功率因數(shù)下，便有什么樣的峰值電流，使用者毋須去考慮峰值電流這個參數(shù)。為幫助使用者了解，現(xiàn)將峰值電流與周期分量有效值電流列于表4。短路分?jǐn)嚯娏鱅c（周期分量有效值）/kA功率因數(shù)cos峰值系數(shù)接通電流（峰值電流）Ic1.50.951.411.4Ic1.5Ic3.00.91.421.421c3.0Ic4.50.81.471.47Ic4.5Ic6.00.71.531.53Ic6.0Ic100.51.701.701c10Ic200.32.02.0Ic20Ic500.22.22.2Ic峰值電流（沖擊電流）ich=kch（根號）2Ic,Ic為周期分量有效值，kch為沖擊系數(shù)1kch2,kchX2為峰值系數(shù)。四、四極斷路器的選用對于下列情況，有必要選用四極斷路器：1、有雙電源切換要求的系統(tǒng)必須選用四極斷路器，以滿足整個系統(tǒng)的維護、測試和檢修時的隔離需要；2、住宅每戶單相總開關(guān)應(yīng)選用帶N極的二極開關(guān)（可用四極斷路器）；3、剩余電流動作保護器（漏電開關(guān)），必須保證所保護的