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如何解读施耐德NSX塑壳断路器的脱扣曲线
发布时间:2023-06-07        浏览次数:1659        返回列表
工作中常被客户问到怎么看施耐德NSX塑壳断路器样本中的脱扣曲线,一张图上面密密麻麻全是线段和数字,这些线段和数字的含义是什么?它们之间有什么关系?如何去看懂脱扣曲线里的这些信息?今天我就带大家详细分析下NSX脱扣曲线背后的信息,希望有助于广大设计师们更好地理解断路器的保护特性。

在解读脱扣曲线前,我们先了解下NSX塑壳断路器Micrologic电子脱扣单元的命名规则(如表1),以NSX250-Micrologic 6.2E 为例,***个数字6代表具有LSIG保护功能,即具备长延时保护L、短路短延时保护S、瞬时保护I和接地故障保护G,第二位数字2代表断路器的壳架电流范围,第三位字母E代表多功能电能表,第四位字母缺省代表配电保护,如果为M则代表电动机保护型(Motor)。
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表1  NSX Micrologic电子脱扣单元命名规则


断路器样本中给出的NSX250-Micrologic 6.2E脱扣曲线见图1和图2 ,图1包含了长延时保护的电流整定范围Ir=90~250A,长延时保护的时间整定范围(即6Ir对应的脱扣时间范围)tr=0.5~16s;短路短延时保护的电流整定范围Isd=1.5~10Ir,短路短延时保护的时间整定范围tsd=0.1~0.4s,以及短延时保护选择定时限(I²t OFF)或反时限(I²t ON)的曲线走向;短路瞬时保护的电流整定范围Ii=1.5~12In,以及能量脱扣门槛值30In,动作时间<10ms。
 
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1  NSX250 Micrologic 6.2E脱扣曲线

图2包含了接地故障保护的电流整定范围Ig=0.4~1.0In(In=40A)和Ig=0.2~1.0In(In>40A),以及选择定时限(I²t OFF)或反时限(I²t ON)情况下的曲线走向,需要特别说明的是图1和图2给出的是NSX250断路器所有可设定保护曲线集合,汇总了所有电流整定和时间整定的可能性,而实际应用中,当断路器的保护整定参数设定好之后,只会出现两条曲线所包含的范围。
 
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图2 接地故障保护曲线

一、长延时保护整定
Micrologic 6.2E长延时保护电流整定和脱扣时间整定见图3,其中In为电子脱扣器的额定电流,对于壳架电流为250A的NSX250塑壳断路器,可以安装额定电流为40/100/160/250A共4种电子脱扣器。Io为长延时保护整定电流粗调值,对于电子脱扣器其整定范围为0.4~1.0倍In ,Ir为长延时保护整定电流的微调值,是以Io为基准进行调整。长延时保护的延时时间tr是以6Ir电流下对应的脱扣时间作为基准进行调整。
 
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图3 电子脱扣单元长延时保护整定

在电子脱扣单元面板上,长延时保护整定如图4,先将可调旋钮上的指针旋转到Ir=100A档或其他电流档位(粗调,实际是选择粗调电流值Io=100A),再通过按键在LCD显示屏中将Ir继续按1A为调节单位调到所需要的电流值(微调),对于Io=100A小可调到90A,延时时间tr同样需要通过LCD显示屏的按键来设定。
 
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图4 脱扣器面板长延时保护整定界面

例如我们选择tr=8s,意味着当线路侧过载电流为6Ir时,长延时保护的动作时间tr为6.4~8秒之间(延时时间***度0~-20%),也意味着当线路侧过载电流为1.5Ir时,长延时保护动作时间tr为160~200秒之间(延时时间***度0~-20%),当线路侧过载电流为7.2Ir时,长延时保护动作时间tr为4.4~5.5秒(延时时间***度0~-20%)。如果我们想知道任意过载电流下的的动作时间(假定已选择6Ir电流tr=8s为基准),大致可以按I²t =K作为常数来估算对应过载电流下的的动作时间,例如当过载电流为3Ir时,对应的动作时间大概为25.6~32s左右(考虑延时时间***度0~-20%)。
         以NSX250N-Micrologic6.2E-2503P断路器脱扣曲线为例(图5),长延时保护整定电流Ir=200A,选择长延时保护时间tr=8s,短延时保护为定时限(I²t OFF),整定电流Isd=1600A,短延时时间tsd=0.4s,瞬时保护整定值Ii=3000A。
 
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图5   长延时保护脱扣曲线

对于遵循GB14048.2标准的NSX250塑壳断路器,其反时限过电流保护动作特性需满足表2要求,即当电流为1.05Ir时2h内不能动作,电流为1.3Ir时2h内一定动作。如果断路器在1.05Ir电流下2小时不动作,由于断路器已经达到热平衡,后面通电时间再长也不会动作,所以图5中1.05Ir直线对应的左边区域为长延时保护不动作区域;1.3Ir直线对应的右边区域为长延时保护一定动作区域,动作时间范围介于电流轴垂直线(过载电流对应的垂直线)与上下两条曲线相交的两个点;如果过载电流处于1.05Ir与1.3Ir之间的区域,长延时保护有可能动作也有可能不动作。
 
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表2  反时限过电流动作特性

对于这一点有很多工程师不理解,我们以双金属片作过载保护的断路器为例来说明,断路器制造过程中由于每批次双金属片材料特性、零件尺寸不可能完全一致,所以对于相同型号相同电流规格的断路器,双金属片在电流焦耳效应下弯曲达到热平衡但不会让脱扣机构动作的临界电流,有可能是1.05Ir,也有可能是1.15Ir或者其他小于中1.3Ir的电流值(1.3Ir必须动作)。
比如热保护动作灵敏度高的断路器,在1.05Ir电流下2h达到热平衡后不动作,后将电流慢慢上升至1.07Ir,断路器可能马上就动作;而热保护动作灵敏度低的断路器,在1.05Ir电流下2h达到热平衡后不动作,将电流隔一段时间按5%增加到接近1.3Ir的电流值,有可能才会动作,也就是说让断路器双金属片受热弯曲但不会让脱扣机构动作所需的临界电流值不一样,这个电流值可能介于1.05Ir和1.3Ir之间,前提是1.3Ir电流时一定动作,这也是为什么当电流介于1.05Ir与1.3Ir之间时,长延时保护有可能动作也有可能不动作的原因。
 
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