應(yīng)急照明EPS柜內(nèi)斷路器越級(jí)跳閘故障分析

生安邦?王秀娟

摘 要 斷路器用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，是低壓配電系統(tǒng)中使用最廣泛的一種的保護(hù)電器。在地鐵低壓配電系統(tǒng)中，低壓斷路器的選用關(guān)系到幾乎地鐵各個(gè)專(zhuān)業(yè)末端設(shè)備的供電，其中地鐵應(yīng)急照明系統(tǒng)中的應(yīng)急照明EPS柜作為火災(zāi)及其他特殊工況下的主要照明供電單元有著極為重要的地位，本文通過(guò)對(duì)應(yīng)急照明EPS柜內(nèi)斷路器越級(jí)跳閘故障的研究分析了EPS柜中分配電回路中上下級(jí)斷路器的分?jǐn)嗲€如何影響的斷路器的分?jǐn)嘈阅?，并結(jié)合地鐵中應(yīng)急照明負(fù)荷的特點(diǎn)對(duì)EPS柜內(nèi)的配電回路斷路器的選用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 斷路器 ;脫扣曲線;越級(jí)跳閘;應(yīng)急照明

1故障概況

地鐵站設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明配電室內(nèi)EPS柜中疏散標(biāo)志燈回路斷路器與上級(jí)應(yīng)急照明斷路器發(fā)生跳閘，導(dǎo)致除了發(fā)生短路故障的疏散標(biāo)志燈回路外，未發(fā)生短路故障的應(yīng)急照明回路燈具也全部熄滅。其中因發(fā)生故障的地鐵車(chē)控室照明燈具全部為應(yīng)急照明回路供電，導(dǎo)致車(chē)控室在這次短路故障中照明燈具全部熄滅而影響車(chē)控室的正常工作。后經(jīng)查明此，次短路故障的發(fā)生原因?yàn)槭枭?biāo)志燈因燈具內(nèi)部受潮短路導(dǎo)致疏散標(biāo)志燈回路斷路器跳閘。同時(shí)其上級(jí)斷路器發(fā)生越級(jí)跳閘進(jìn)而導(dǎo)致其他未發(fā)生故障的應(yīng)急照明回路失電[1]。

2故障分析

取斷路器應(yīng)滿足被保護(hù)設(shè)備的特性要求，在低壓電力系統(tǒng)中為了達(dá)到高效可靠的電路系統(tǒng)的保護(hù)性能，必須要考慮保護(hù)電器之間的相互配合，若電路中發(fā)生短路故障，合理的電路保護(hù)設(shè)置應(yīng)該為僅在發(fā)生短路故障的回路上的斷路器保護(hù)動(dòng)作，而上級(jí)斷路器不動(dòng)作從而避免短路故障的波及面的擴(kuò)大導(dǎo)致未發(fā)生故障的其他電器失電。斷路器的脫扣特性曲線反應(yīng)的是斷路器在規(guī)定運(yùn)行條件下脫扣器脫扣時(shí)間與預(yù)期電流的函數(shù)線。下圖為此次故障中IC65N/H系列斷路器的脫扣曲線。圖中綠色部分為斷路器的脫扣特性曲線帶，在特性曲線帶的左側(cè)是不脫扣區(qū)域，此區(qū)域一般為此斷路器接通的用電回路正常閉合承載電流的工作范圍。在脫扣曲線帶右側(cè)及上方是脫扣區(qū)域，屬于電路的非正常工況狀態(tài)，斷路器應(yīng)可靠地分?jǐn)噙^(guò)載電流或者短路電流。脫扣特性曲線帶左邊黑色曲線為過(guò)載脫扣曲線，脫扣特性曲線帶右邊黑色曲線為瞬時(shí)脫扣曲線。由于圖中縱坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為電流坐標(biāo)，由此脫扣特性曲線帶橫縱坐標(biāo)特點(diǎn)可以得出，圖中垂直于橫坐標(biāo)的綠色區(qū)域部分同一電流值對(duì)應(yīng)的時(shí)間范圍跨度是最大的。

此次發(fā)生跳閘的斷路器分別為疏散標(biāo)志燈回路斷路器施耐德IC65H 1P C16A和上級(jí)應(yīng)急照明回路斷路器施耐德IC65H 3P C25A。經(jīng)查上述兩個(gè)斷路器型號(hào)分別為A9F28325和A9F28110，為同一系列C型斷路器。根據(jù)《施耐德IC65系列小型斷路器產(chǎn)品手冊(cè)》技術(shù)參考資料中IC65N/H系列斷路器脫扣曲線如下。

C型斷路器的脫扣曲線為（5-10）In，其中過(guò)載脫扣曲線線與瞬時(shí)脫扣曲線線之間綠色區(qū)域脫扣特性曲線帶實(shí)際上也是過(guò)載脫扣和短路瞬時(shí)脫扣之間的脫扣誤差帶，此范圍帶IC65H 1P C16A型斷路器為90A～160A，而IC65H 3P C25A型斷路器為125A～250A。兩斷路器的較大脫扣動(dòng)作時(shí)間（0.001s～5s）誤差范圍的區(qū)域發(fā)生重疊，當(dāng)回路通過(guò)125A～160A的電流時(shí)上下兩級(jí)斷路器就存在同時(shí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。這也是此次EPS柜內(nèi)斷路器越級(jí)跳閘故障發(fā)生的主要原因。

3處理方法

經(jīng)過(guò)核查該跳閘回路配電系統(tǒng)圖發(fā)現(xiàn)，此次跳閘的斷路器施耐德IC65H 1P C16A的控制的回路設(shè)計(jì)負(fù)荷為站廳層設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明SM1-S3回路，其負(fù)荷僅為0.4kW。根據(jù)回路電流計(jì)算公式，功率（P）=電流*電壓*公路因數(shù)（COSα）*1.732?？梢杂?jì)算回路負(fù)載的計(jì)算電流Ijs=1.732*（0.3kW÷380V）÷cosα≈1.7A，根據(jù)《施耐德電氣配電產(chǎn)品選型手冊(cè)》計(jì)算電流不超過(guò)40A的可選用施耐德IC65H系列的，具體選型查手冊(cè)8-16，8-17，8-18，I>1.25 Ijs =1..25* 1.7=2.125A。若選用施耐德同系列斷路器IC65H 1P C10A能夠滿足回路的用電功率要求，并將大大拉開(kāi)上下級(jí)兩斷路器存在較大脫扣動(dòng)作時(shí)間誤差在0.01s～5s范圍的區(qū)域的間隔，從而降低越級(jí)跳閘故障的發(fā)生概率，故可將此回路斷路器改用同系列IC65H 1P C10A型斷路器。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本次EPS應(yīng)急照明配電柜內(nèi)斷路器越級(jí)跳閘故障的分析我們發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)階段可以根據(jù)配電線路負(fù)載的形式和負(fù)載的大小，結(jié)合擬選用品牌的斷路器的規(guī)格型號(hào)對(duì)應(yīng)的斷路器的脫扣曲線，合理選取斷路器的規(guī)格大小以最大程度的降低越級(jí)跳閘故障發(fā)生的概率。對(duì)于既有低壓配電回路也可以參照此次斷路器的選用方法，對(duì)在實(shí)際的生產(chǎn)生活使用中經(jīng)常存在越級(jí)跳閘故障的回路查明上下級(jí)斷路器脫扣曲線特性和回路負(fù)載功率，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下合理選取規(guī)格大小更為合適的斷路器替換掉存在較大越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)的斷路器以避免同類(lèi)越級(jí)跳閘故障的再次發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] GB14048.2-2001.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.