電涌保護器(SPD)與后備保護斷路器的配合研究

1、 電涌保護器（電涌保護器（SPD）和后備保護）和后備保護斷路器的配合研究斷路器的配合研究問題提出問題提出已有的研究成果已有的研究成果Slide 410/350沖擊電流波形沖擊電流波形Slide 5沖擊電流波形沖擊電流波形v I級級沖擊電流沖擊電流Iimp沖擊電流沖擊電流Iimp由其峰值，電荷量由其峰值，電荷量Q和比能量和比能量 W/R參數(shù)來確定參數(shù)來確定。沖擊試驗電流的沖擊試驗電流的峰值峰值應(yīng)應(yīng)在在50s內(nèi)達到，電荷量內(nèi)達到，電荷量Q轉(zhuǎn)移應(yīng)在轉(zhuǎn)移應(yīng)在5ms內(nèi)內(nèi)發(fā)生，比能量發(fā)生，比能量 W/R 應(yīng)在應(yīng)在5ms內(nèi)釋放。內(nèi)釋放。Iimp在在50s50s內(nèi)內(nèi)kAkAQ Q在在5ms5ms內(nèi)內(nèi)AsAsW

2、/RW/R在在5ms5ms內(nèi)內(nèi)kJ/kJ/2020101010010010105 525255 52.52.56.256.252 21 11 11 10.50.50.250.25注：沖擊試驗符合上述參數(shù)的可能方法注：沖擊試驗符合上述參數(shù)的可能方法之一之一IEC 62305IEC 62305中規(guī)定的中規(guī)定的10/35010/350波形波形允差：允差：Iimp 10%Q-10%/+20%W/R -10%/+45%Q= Iimpa 其中其中a=510-4sW/R= Iimp2b 其中其中b=2.510-4sSlide 68/20波形放電電流波形放電電流Slide 7定義定義 v Maxium wit

3、hstand current (IMW)MCB能夠連續(xù)耐受能夠連續(xù)耐受三次沖擊都不動作，再增加一個步長（如三次沖擊都不動作，再增加一個步長（如2kA)即動作的沖擊電流即動作的沖擊電流（ 8/20 s波形或波形或10/350 s波形）。波形）。 v 15 shots withstand current (I15)MCB能夠耐受能夠耐受15次次沖擊的最大電涌電流（沖擊的最大電涌電流（8/20 s波形）。波形）。 Slide 8C65H-C型型MCB的沖擊耐受性能的沖擊耐受性能 與與 II級級 SPD 配合配合8/20s下的下的IMW (kA)I15 (kA)In優(yōu)選值優(yōu)選值 （kA)額定電流額定電

4、流10A14.224 10.6441016A22.176 14.1301020A22.906 20.3061025A30.142 24.1721540A38.04125.11115 50A33.14425.0621563A34.71625.13815100A59.91235.32730125A59.90640.71730MCB對對8/20s電涌的耐受水平電涌的耐受水平隨著額定電流的提高而提高的趨隨著額定電流的提高而提高的趨勢，但是并不是每一級勢，但是并不是每一級MCB都嚴(yán)都嚴(yán)格滿足。對于格滿足。對于50A 和和63 A的的MCB，雖然它們的額定電流大于，雖然它們的額定電流大于40A，但是它們的

5、，但是它們的IMW卻小于卻小于40A的的MCB。 Slide 9C65H-C型型MCB與熔斷器的比較與熔斷器的比較MCB和熔斷器的單次沖擊耐受值和熔斷器的單次沖擊耐受值 IMW MCB 和熔斷器的和熔斷器的15次耐受值次耐受值I15 1. MCB的的IMW 比熔斷器的單次沖擊耐受電流要大。這說明比熔斷器的單次沖擊耐受電流要大。這說明MCB具有更好的電涌耐受具有更好的電涌耐受性能。性能。 2. 對于較小的額定電流，對于較小的額定電流，MCB的的I15 要大于熔斷器，但是這種優(yōu)勢隨著額定電流的要大于熔斷器，但是這種優(yōu)勢隨著額定電流的增加而減小。對于增加而減小。對于125A的額定電流，的額定電流，M

6、CB和熔斷器具有相當(dāng)?shù)暮腿蹟嗥骶哂邢喈?dāng)?shù)?5次沖擊耐受電次沖擊耐受電流。流。 Slide 10不同分?jǐn)嗄芰吞匦郧€不同分?jǐn)嗄芰吞匦郧€MCB的比較的比較 選擇中等分?jǐn)嗄芰Γㄟx擇中等分?jǐn)嗄芰Γ?kA） N系列中的系列中的B，C，D曲線曲線MCB，橫，橫向比較同一分?jǐn)嗄芰?，不同特性曲線的向比較同一分?jǐn)嗄芰?，不同特性曲線的MCB的沖擊耐受能力。的沖擊耐受能力。選擇高分?jǐn)嗄芰Γㄟx擇高分?jǐn)嗄芰Γ?0kA） H系列中的系列中的C曲線曲線MCB，與，與N系列的系列的C曲線結(jié)果相比較，從而縱向比較同一特性曲線，不同分?jǐn)嗄芰η€結(jié)果相比較，從而縱向比較同一特性曲線，不同分?jǐn)嗄芰CB的沖擊耐受能力。的沖擊耐

7、受能力。v B型曲線：型曲線：3 和和 5 In 小短路小短路v C型曲線：型曲線：5 和和 10 In 高短路高短路 電流的控制和保護電流的控制和保護v D 型曲線：型曲線：10 - 14 In分?jǐn)嗄芰Γ悍謹(jǐn)嗄芰Γ?BCNSlide 12結(jié)果：從整個趨勢來看，最大沖擊耐受能力和結(jié)果：從整個趨勢來看，最大沖擊耐受能力和15次沖擊耐受能力次沖擊耐受能力BCDN系列下系列下B,C,D曲線曲線IMW和和I15的比較的比較IMWI15Slide 13MCB在在10/350沖擊下的耐受能力沖擊下的耐受能力MCB對對10/350s電涌的耐受水電涌的耐受水平隨著額定電流的提高而提高。平隨著額定電流的提高而提

8、高。但是提高的幅度卻比預(yù)期的小很但是提高的幅度卻比預(yù)期的小很多。對于額定電流為多。對于額定電流為125A的的MCB，最大耐受電流，最大耐受電流IMW也只也只有有4kA。如果把這種。如果把這種MCB用在用在I級級SPD之前，之前，4kA的電涌耐受水的電涌耐受水平將遠(yuǎn)小于實際安裝的大部分平將遠(yuǎn)小于實際安裝的大部分SPD的的Ipeak值。此時，就很難值。此時，就很難實現(xiàn)實現(xiàn)SPD和和MCB的配合。的配合。 與與 I級級 SPD 配合配合10/350s下的下的IMW優(yōu)選值優(yōu)選值 額定電額定電流流Ipeak (kA)Q (As)Ipeak (kA)Q (As)10A/16A/20A/25A/40A/50

9、A1.0510.42810.563A2.0590.82921100A3.0881.28421125A4.1141.74021Slide 14MCB在沖擊下的脫扣機理研究在沖擊下的脫扣機理研究Slide 15v 磁脫扣線圈斷裂磁脫扣線圈斷裂v 線圈和靜觸頭松脫線圈和靜觸頭松脫v 觸頭磨損觸頭磨損MCB沖擊后損壞的原因沖擊后損壞的原因靜觸頭靜觸頭動觸頭動觸頭斷口斷口Slide 16試驗過程中發(fā)現(xiàn)，造成試驗過程中發(fā)現(xiàn)，造成MCB脫扣機構(gòu)動作的脫扣機構(gòu)動作的原因主要是由于動靜觸頭間的電動斥力，試原因主要是由于動靜觸頭間的電動斥力，試驗證明：嘗試將磁鐵取走后對驗證明：嘗試將磁鐵取走后對MCB進行沖擊進行

10、沖擊試驗，發(fā)現(xiàn)試驗，發(fā)現(xiàn)MCB的脫扣機構(gòu)也還是動作了，的脫扣機構(gòu)也還是動作了，說明了導(dǎo)致說明了導(dǎo)致MCB在沖擊電流下動作的主要原在沖擊電流下動作的主要原因并不是完全由于電磁力造成的。因并不是完全由于電磁力造成的。分析可得，動靜觸頭在沖擊電流通過時會產(chǎn)分析可得，動靜觸頭在沖擊電流通過時會產(chǎn)生的電動斥力，而且在觸頭間由于電流線的生的電動斥力，而且在觸頭間由于電流線的收縮而產(chǎn)生霍姆力，這兩個力的作用都使動收縮而產(chǎn)生霍姆力，這兩個力的作用都使動靜觸頭快速分開，因此都有助于推動脫扣機靜觸頭快速分開，因此都有助于推動脫扣機構(gòu)的動作。構(gòu)的動作。沖擊電流下的脫扣機理沖擊電流下的脫扣機理Slide 171. 不同特性曲線和分?jǐn)嗄芰Φ牟煌匦郧€和分?jǐn)嗄芰Φ腗CB可通過可通過8/20沖擊沖擊電流的試驗，基本可以與大部分電流的試驗，基本可以與大部分T2級的級的SPD配合配合用作后備保護元件；用作后備保護元件；2. MCB在在10/350波形沖擊電流下的耐受性能十分波形沖擊電流下的耐受性能十分有限，無法和有限，無法和T1級的級的SPD形成后備保護的有效配形成后備保護的有效配合，建議修改標(biāo)準(zhǔn)條款；合，建議修改標(biāo)準(zhǔn)條款；3. MCB在沖擊電流下的脫扣動作不是主要依靠電磁在沖擊電流下的脫扣動作不是主要依靠電磁力，而是主要依靠電動斥力；力