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[问题探讨] 热磁脱扣和电子脱扣相比,动作时间与精度有何差异?

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发表于 2016-3-24 18:19:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 bzp4891 于 2016-3-24 18:20 编辑

朋友提的一个问题,觉得挺有代表性的。
热磁脱扣和电子脱扣相比,动作时间与精度有何差异?热磁脱扣会比电子式脱口快吗?二者的精度都是20%吗?
以NSX100塑壳断路器为例,我选择了两种脱扣器,做了两条曲线,瞬动保护整定电流都为800A,如下图所示,与大家一起探讨分析。
NSX100 电子式脱扣曲线.jpg
NSX100 热磁式脱扣曲线.jpg
电子脱扣曲线与热磁脱扣曲线对比.jpg
发表于 2016-3-28 12:10:33 | 显示全部楼层

   当预期短路电流小于能量脱扣电流时,就瞬时脱扣而言,热磁脱扣的全分断时间(短路开始到短路电流为零的时间)应该小于电子脱扣器全分断时间。尤其对有限流特性的施耐德的塑壳断路器。

   热磁脱扣的磁脱扣的电动力计算公式,据文献称有:洛伦兹力、麦克斯韦应力法、虚位移法。按麦克斯韦应力法可知,电动斥力与流过的电流产生的磁场大小有关。对交流电流来说,大小是按正弦变化(有过零过程),电动斥力也与正弦变化有关的。当短路时还与非正弦量有关,即最大电动斥力出现在第一个周波前3/4=15ms时间内(与短路时的相位角有关---有文献称作触动时间),而以后的瞬时值将会变小(非周期量变小所至)。所以脱扣在15ms内触动不成功,以后将永远无法触动断路器脱扣。所以加上动触头分断运动及灭弧时间约5ms,全分断时间一般20ms。

   还要注意:磁脱扣在触动时段内,随着电流瞬时值由小变大过程,动触头的电动斥力已在起作用,离触动门限值已渐渐接近。而电子脱扣是不到到门限值,是不会开始动作的,永远落后于磁脱扣的动触头的动作。

   以上是无限流情况,有限流不同了,“依靠限流型保护装置的快速分断.....”。如果预期短路电流大小达到三级限流所需值时,全分断时间(短路电流存在时间)约为5ms,这是电子脱扣器是达不到的。
淋浴、喷水池、下雨等电击致人死亡事故不时见诸报端,本专辑意在汇总相关信息,引起大家的关注,解析、挖掘事故背后的原因,提出可行应对措施,从设计源头把关,避免类似事故的再次发生。
发表于 2016-3-30 11:55:58 | 显示全部楼层
  举一个具体例子。短路脱扣对比。

  NSX200 短路脱扣整定,都为5In=1000A。
  磁脱扣门限值,误差取上限120%x1000=1200A,换算成瞬时值为1.414x1200=1697A;
  电子脱扣门限值,取下限85%x1000=850A,换算成瞬时值为1.414x1200=1203A;

  上述二只断路器串接,加一从预期零开始的4kA,峰值5656A的短路电流。因为瞬时值与峰值关系为 i=i峰sinΦ,用反函数从而可求得Φ。求得达到上述2种电流的相位角分别为17.5度和12.3度。从正弦曲线图可知,90度电角度为5ms,所以17.5度和12.3度电角度换算成时间,分别为0.97ms和0.68ms,相差为0.31ms。

  从上述可知,电子脱扣器脱扣指令在850A时先发出,但必须在0.31ms内,完成启动旋转电机,使动触头到达脱离接触的临界点,才能与磁脱扣同时起脱扣作用。否则磁脱扣器的断路器先跳闸。

  当磁脱扣门限值上误差变小,或电子脱扣下误差变小,或二者都变化,那相差时间更短,磁脱扣更先跳闸。

  所以,结合电子脱扣器的最大分断时间50ms,磁脱扣动作时间将小于电子脱扣时间。

点评

取下限85%x1000=850A,换算成瞬时值为1.414x1200=1203A;请教入门者这个是怎么计算出来的,谢谢答复。  发表于 2017-6-26 10:30
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 楼主| 发表于 2016-3-25 10:59:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 bzp4891 于 2016-3-25 11:01 编辑
治学以诚 发表于 2016-3-25 10:01
1.长延时情况下(过载);不能依靠曲线确定。对给定的两个断路器,一个电子脱扣,一个热磁脱扣,两者快慢是 ...

我们将范围缩小:
1.我没有选择ACB和MCB的原因是:框架断路器现在大多数都是电子脱扣器,微断几乎都是热磁式,唯有塑壳断路器既有热磁脱扣器又有电子脱扣器,所以此次我们以塑壳断路器为主;
2.一般配电塑壳断路器磁保护不会超过10倍In,电子式瞬时保护不会超过15倍In,5kA对于200A以下NSX来说超过25倍In就会进入能量脱扣范围,不在此次谈论范围之内。

我们先以具体的例子谈论,后续问题再发散,不知诚版觉得我的建议可好?
发表于 2016-3-25 08:11:46 | 显示全部楼层
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发表于 2016-3-25 08:13:40 | 显示全部楼层
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发表于 2016-3-25 08:25:47 | 显示全部楼层
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发表于 2016-3-25 08:25:56 | 显示全部楼层
精度上不是电子的高过热磁的吗?

点评

是的,以瞬动保护曲线为例,热磁式的为±20%,而电子式的为±15%,从前面的曲线对比图也可以看出来,电子式的曲线范围窄。  发表于 2016-3-25 10:13
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发表于 2016-3-25 08:30:10 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2016-3-25 09:15:10 | 显示全部楼层
我想对比的是:
1.长延时情况下(过载);
2.瞬动保护情况下(短路);
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发表于 2016-3-25 10:01:35 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2016-3-25 10:51:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 bzp4891 于 2016-3-25 10:55 编辑
治学以诚 发表于 2016-3-25 08:11
以400安的线看,电子的是30-40秒动作。
热的是20-60秒动作。

1.对比二者的过载曲线,看起来热磁脱扣的曲线要陡,虽然热磁脱扣器的的下限值为20s,即有可能会比电子脱扣器的先动作,但脱扣是时间范围,所以不确定具体脱扣时间,无法比较快慢。
2.但如果从电缆的损伤的角度,对比电子式脱扣和热磁式脱扣,前者显然比后者好,因为电子脱扣器长延时保护时间范围窄,I2t热效应相对少些。
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 楼主| 发表于 2016-3-25 11:10:43 | 显示全部楼层
树欲静而风不止 发表于 2016-3-25 08:25
精度上不是电子的高过热磁的吗?

以NSX塑壳断路器为例,热磁式磁保护精度±20%,电子式瞬时保护精度±15%,如图所示:
NSX热磁式磁保护精度.jpg
NSX电子式短路瞬时保护精度.jpg
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 楼主| 发表于 2016-3-25 12:46:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 bzp4891 于 2016-3-25 12:53 编辑
治学以诚 发表于 2016-3-25 08:30
实际上,楼主可能是在问,比如短路电流10KA时,那个快。
就我个人的认识。
电磁的动作要快。电磁互生,

如果仅仅以NSX100为例,无论热磁脱扣器还是电子脱扣器,短路电流10kA(100倍In)情况下,动作时间都是小于10ms,因为NSX塑壳断路器只要短路电流超过25倍的In,就是由独立于热磁/电子脱扣器的能量脱扣,此脱扣是由于断路器内部的POM材料被短路电流气化,产生气体压力直接作用于压力脱扣机构,施耐德称之为Reflex 能量脱扣,reflex在英文的意思是神经反射。
121.jpg
122.jpg
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发表于 2016-3-25 14:55:40 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2016-3-25 15:43:14 | 显示全部楼层
客制化曲线------什么东东?

私人订制吗?
发表于 2016-3-25 16:39:10 | 显示全部楼层
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