关于短路灵敏度校验的两点思考

2020/7/5 23:01:40 人评论 次浏览 分类:电工基础  文章地址://www.e-cumulus.com/tech/3194.html

GB 50054-2011第6.2.4条规定“当短路保护电器为断路器时,被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”,电力仪表在本文分享短路电流计算的不确定性和MCB、MCCB脱扣试验的不同两个方面吴斌自己的看法。

《低压配电设计规范》GB 50054-2011第6.2.4条规定“当短路保护电器为断路器时,被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”,这条要求就是我们熟悉的短路灵敏度校验的规范依据。其条文解释是这样的“按照现行国家标准《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》GB 14048.2 的规定,断路器的制造误差为±20%,再加上计算误差、电网电压偏差等因素,故规定被保护线路末端的短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。”


从条文解释可以看出,之所以将校验的倍数规定为脱扣器整定电流的1.3倍,主要是为了躲开断路器的制造误差。举例说明,如果一个瞬时脱扣器的整定电流为1000A,那么要保证线路末端的最小短路电流至少为1300A,才能100%确保当线路发生任何短路故障时,这个断路器的瞬时脱扣器都能动作。这是因为断路器的瞬时脱扣器整定值虽然标明为1000A,但由于制造标准允许其有±20%的误差,假设具体到某台断路器正好是最大的正误差,那么这台具体断路器的瞬时脱扣器整定值就会是1200A,此时如果线路上的短路电流在1000~1200A之间的话,就无法保证能瞬时脱扣了,有可能满足不了规范要求的故障切除时间,比如5s或0.4s。


那么是不是对于所有的情况,都必须按照1.3倍来确定呢?笔者有两点看法如下:


1、短路电流计算的不确定性

在电气设计中进行的低压侧短路电流计算,得到的都是一个近似值,在计算过程中存在太多的不确定因素或假设条件,比如变压器高压侧的短路容量、变压器阻抗、线路电阻值选取的工作温度、以及被我们忽略的电弧阻抗,接触阻抗、线路容抗等等。但是这些被忽略的因素或假设条件都遵循一个基本原则,就是会导致计算结果趋于保守,也就是说偏大,所以在大部分情况下,比如确定断路器的分断能力、校验动热稳定时,采用这些结果数据在工程上都不会带来问题。但是如果将这些数据用于校验灵敏度则可能会产生不利影响。由于计算结果偏大,在某些情况下可能会导致校验通过,实际上却可能存在问题。

举例说明如下:假设某个断路器的瞬时脱扣器整定值标定为1000A,实际存在20%的正偏差,即实际脱扣电流值为1200A,其线路末端最小短路电流实际值为1182A,但由于前述原因导致的计算误差,最终计算出的短路电流值为1182*1.1=1300A(假设计算误差为10%),那么可以看到,这种情况可以通过短路灵敏度校验,倍数正好是1.3倍,但是由于实际的最小短路电流虽然很接近但还是小于实际脱扣电流值,这样能否保证瞬时脱扣还是得打个问号。如果有厂家的朋友希望可以描述一下这种情况下的断路器动作情况。


2、MCB、MCCB脱扣试验的不同

低规6.2.4条的条文解释很清楚的表达了其依据是GB 14048.2,根据GB 14048.2制造的MCCB断路器,其短路瞬时脱扣的误差范围是±20%。根据其8.3.3.1.2条
短路脱扣器的动作应在脱扣器短路整定电流的80%和120%下进行验证:
当试验电流等于短路整定电流的80%时,脱扣器应不动作,电流持续时间为:对于瞬时脱扣器为0.2s……;
当试验电流等于短路整定电流的120%时,脱扣器应动作,对于瞬时脱扣器应在0.2内。
从上述条款看出,对于MCCB来说,制造标准未要求在80-120%之间的短路整定电流值时做验证试验,能够确定的只是如果短路电流大于瞬时脱扣器整定电流的1.2倍,脱扣器被要求必须于0.2s以内动作。

但低规的6.2.4条条文解释中并没有谈到MCB的情况,笔者认为这是一处遗漏。


MCB微型断路器符合GB 10963.1的制造标准,在这本标准内同样有一个对瞬时脱扣器的要求,其5.3.5条要求如下图。


其脱扣特性由GB 10963.1的8.6.1条做出要求,具体试验要求详下表7。可以看到,对于MCB来说,其制造标准要求断路器上通过的电流大于5In(或10In、20In)时,必须在0.1s之内脱扣。

断路器时间-电流动作特性
由此可见,相对于MCCB、ACB,MCB的瞬时脱扣并没有一个允许的误差范围,它本身规定的就是一个范围值。举例说明,对于C曲线MCB来说,其瞬时脱扣范围是>5~10In(含10In),这意味着在5~10In范围之内,MCB都有可能瞬时脱扣,而一旦>10In,则肯定会瞬时脱扣。


基于以上看法,笔者认为对于MCB保护的线路而言,在校验短路灵敏度时,只需要保证被保护线路末端的短路电流大于MCB瞬时脱扣器整定电流的最大值即可,不需要再考虑1.3的倍数。举例说明,一个C曲线20A的断路器保护的线路,线路末端的最小短路电流≥10×20=200A,即可保证短路灵敏度,而不是必须≥260A。
作者:吴斌,湖南省建筑设计院有限公司

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