两级断路器同时跳闸原因及解决办法

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摘要：针对PLC柜上下两级断路器同时跳闸的问题，对上下两级断路器的特性进行了分析，利用断路器的脱扣曲线找到了问题原因，给出了解决的办法，并对上下两级断路器的设计提出了建议。

关键词：断路器；跳闸；原因；解决

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1671-1041(2016)01-0059-03

2#聚丙烯装置挤压机的PLC柜是从日本JSW（JAPANSTEELWORKS）公司成套引进的，用于实现对挤压机的常规控制和安全联锁。PLC柜配电断路器采用空气断路器（空气开关），是低压断路器，配置情况见表1，MCCBM是上级断路器，MCCB01～MCCB12为下级断路器。在MCCBM的上级还有一个断路器，编号为S6，是装置总承包设计院设计的Schneider公司的产品，型号为C65NC32。使用过程中，由于负载短路，MCCB11与S6同时出现跳闸，导致挤压机停车。笔者对不同类型空气开关的特性进行了分析，最终查明并解决了问题。

1两级断路器工作原理简介

1.1NF30-CS断路器NF30-CS断路器由开关机构、自动脱扣装置（带手动脱扣按钮）、触点、消弧装置、接线端子及塑壳组成，自动脱扣装置采用液压磁式，见图1。过流时，线圈磁力大于弹簧力，线圈靠近磁极片，吸引电枢并且驱动脱扣条，硅油的粘性使动作延时。如果过流现象严重，在不经过动芯的情况下可立即吸引电枢，驱动脱扣条。1.2C65小型断路器C65小型断路器是一种限流型断路器，见图2。断路器的限流功能主要靠触头排斥快速分断原理实现的。当供电线路出现短路并超过限流值时，断路器跳闸电磁执行机构快速推（拉)动触头，产生电弧，建立电弧电压，增加了动静触头间的瞬时阻抗，实现限制短路电流值的目的。

2两级断路器同时跳闸原因分析

由MCCB11（NF30-CS）与S6（C65）两个断路器的工作原理可知，MCCB11断路器的负载线路过流时，可能会延时脱扣，而S6断路器的负载线路过流时，立即脱扣。查Schneider公司产品手册，C65NC32产品符合IEC60898（GB10963）标准，其脱扣（跳闸）曲线见图3。由图可知，断路器瞬时磁脱扣动作范围为（5～10）In（In为断路器的额定工作电流，32A），即160A～320A。查MITSUBISKI公司产品手册，NF30-CS2P10AT产品符合IEC60947-2（GB14048.2）标准，其脱扣（跳闸）曲线见图4。由图可知，瞬时磁脱扣动作范围为（7～18）In（In为断路器的额定工作电流，10A），即70A～180A。可见，短路电流大于160A的情况下，可能造成S6、MCCB11两级断路器同时瞬时跳闸。

3解决办法

从上述原因分析，若上、下级的断路器都采用同种类型的断路器，使上级断路器的额定电流大于下级断路器的额定电流，即可解决问题。对装置整体的设计来说，采用的是C65NC系列断路器，因此，我们决定用C65NC系列断路器对挤压机PLC柜的断路器进行改造。首先，用钳形电流表检测装置正常运行时断路器的负载电流，见表2。断路器的额定电流要大于负载正常工作的电流，还要满足负载启动尖峰电流的要求[1]。因此，对负载做了启动测试，MCCB12的负载中含变压器设备，启动过程中10A的断路器出现过载，用16A的断路器测试，能正常启动，最终断路器容量选择见表3。[1][2][3]

4结束语

成套引进PLC机柜中的断路器应与装置整体设计采用的断路器选用同一类型，若选用不同类型的断路器，要根据相应的瞬时脱扣电流范围和脱扣曲线计算，使干线断路器的瞬时脱扣电流大于支线断路器瞬时脱扣电流至少2倍[2]。国内外一些厂家推出了一种选择性小型断路器(SelectionMiniatureCircuitBreaker，SMCB)，可在下级断路器支路发生短路时，上级的SMCB在3～6ms内不脱扣，若下级断路器发生故障而不能分断短路电流，则SMCB短延时10～300ms动作切断短路电流[3]。SMCB用在配电的干线上可避免上下两级断路器同时跳闸。

参考文献：

[1]陆德民,张振基,黄步余.石油化工自动控制设计手册[M].3版.北京:化学工业出版社,2013.

[2]周懋忠,吕明伦,刘一笑,等.SH/T3082-2003石油化工仪表供电设计规范[S].北京:中国石化出版社,2004.

[3]龚骏昌,黄开,薛涵.SMCB在终端配电系统中的应用探讨[J].低压电器,2013(4):50-54.

作者：李桢 单位：中国石化股份有限公司