两级断路器同时跳闸的原因分析及解决办法

李桢

【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。%Aiming at the problem of simultaneous tripping of upstream and downstream circuit breaker in power supply System for PLC,analyze the character of upstream and downstream circuit breaker,find the cause of the problem with circuit breaker tripping curves, gives the solution, and the design proposal of upstream and downstream circuit breaker were put forward. 【期刊名称】《仪器仪表用户》 【年(卷),期】2016(000)001 【总页数】3页(P59-61)

【关键词】断路器;跳闸;原因;解决 【作 者】李桢

【作者单位】中国石化股份有限公司 茂名分公司化工分部，广东 茂名 525000 【正文语种】中 文

2#聚丙烯装置挤压机的PLC柜是从日本JSW（JAPAN STEEL WORKS）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C65N C32。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。 1.1 NF30-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。 1.2 C65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，实现短路电流值的目的。

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，C65N C32产品符合IEC608（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-CS 2P 10AT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。

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C65N C系列断路器，因此，我们决定用C65N C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。

MCCBM的存在是多余的，本次改造取消了这一级。

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(Selection Miniature Circuit Breaker，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。

【相关文献】

[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.