應急照明EPS柜內斷路器越級跳閘故障分析

生安邦?王秀娟

摘 要 斷路器用來接通和分斷負載電路，是低壓配電系統中使用最廣泛的一種的保護電器。在地鐵低壓配電系統中，低壓斷路器的選用關系到幾乎地鐵各個專業末端設備的供電，其中地鐵應急照明系統中的應急照明EPS柜作為火災及其他特殊工況下的主要照明供電單元有著極為重要的地位，本文通過對應急照明EPS柜內斷路器越級跳閘故障的研究分析了EPS柜中分配電回路中上下級斷路器的分斷曲線如何影響的斷路器的分斷性能，并結合地鐵中應急照明負荷的特點對EPS柜內的配電回路斷路器的選用進行了分析。

關鍵詞 斷路器 ;脫扣曲線;越級跳閘;應急照明

1故障概況

地鐵站設備區應急照明配電室內EPS柜中疏散標志燈回路斷路器與上級應急照明斷路器發生跳閘，導致除了發生短路故障的疏散標志燈回路外，未發生短路故障的應急照明回路燈具也全部熄滅。其中因發生故障的地鐵車控室照明燈具全部為應急照明回路供電，導致車控室在這次短路故障中照明燈具全部熄滅而影響車控室的正常工作。后經查明此，次短路故障的發生原因為疏散標志燈因燈具內部受潮短路導致疏散標志燈回路斷路器跳閘。同時其上級斷路器發生越級跳閘進而導致其他未發生故障的應急照明回路失電[1]。

2故障分析

取斷路器應滿足被保護設備的特性要求，在低壓電力系統中為了達到高效可靠的電路系統的保護性能，必須要考慮保護電器之間的相互配合，若電路中發生短路故障，合理的電路保護設置應該為僅在發生短路故障的回路上的斷路器保護動作，而上級斷路器不動作從而避免短路故障的波及面的擴大導致未發生故障的其他電器失電。斷路器的脫扣特性曲線反應的是斷路器在規定運行條件下脫扣器脫扣時間與預期電流的函數線。下圖為此次故障中IC65N/H系列斷路器的脫扣曲線。圖中綠色部分為斷路器的脫扣特性曲線帶，在特性曲線帶的左側是不脫扣區域，此區域一般為此斷路器接通的用電回路正常閉合承載電流的工作范圍。在脫扣曲線帶右側及上方是脫扣區域，屬于電路的非正常工況狀態，斷路器應可靠地分斷過載電流或者短路電流。脫扣特性曲線帶左邊黑色曲線為過載脫扣曲線，脫扣特性曲線帶右邊黑色曲線為瞬時脫扣曲線。由于圖中縱坐標為時間坐標，橫坐標為電流坐標，由此脫扣特性曲線帶橫縱坐標特點可以得出，圖中垂直于橫坐標的綠色區域部分同一電流值對應的時間范圍跨度是最大的。

此次發生跳閘的斷路器分別為疏散標志燈回路斷路器施耐德IC65H 1P C16A和上級應急照明回路斷路器施耐德IC65H 3P C25A。經查上述兩個斷路器型號分別為A9F28325和A9F28110，為同一系列C型斷路器。根據《施耐德IC65系列小型斷路器產品手冊》技術參考資料中IC65N/H系列斷路器脫扣曲線如下。

C型斷路器的脫扣曲線為（5-10）In，其中過載脫扣曲線線與瞬時脫扣曲線線之間綠色區域脫扣特性曲線帶實際上也是過載脫扣和短路瞬時脫扣之間的脫扣誤差帶，此范圍帶IC65H 1P C16A型斷路器為90A～160A，而IC65H 3P C25A型斷路器為125A～250A。兩斷路器的較大脫扣動作時間（0.001s～5s）誤差范圍的區域發生重疊，當回路通過125A～160A的電流時上下兩級斷路器就存在同時跳閘的風險。這也是此次EPS柜內斷路器越級跳閘故障發生的主要原因。

3處理方法

經過核查該跳閘回路配電系統圖發現，此次跳閘的斷路器施耐德IC65H 1P C16A的控制的回路設計負荷為站廳層設備區應急照明SM1-S3回路，其負荷僅為0.4kW。根據回路電流計算公式，功率（P）=電流*電壓*公路因數（COSα）*1.732。可以計算回路負載的計算電流Ijs=1.732*（0.3kW÷380V）÷cosα≈1.7A，根據《施耐德電氣配電產品選型手冊》計算電流不超過40A的可選用施耐德IC65H系列的，具體選型查手冊8-16，8-17，8-18，I>1.25 Ijs =1..25* 1.7=2.125A。若選用施耐德同系列斷路器IC65H 1P C10A能夠滿足回路的用電功率要求，并將大大拉開上下級兩斷路器存在較大脫扣動作時間誤差在0.01s～5s范圍的區域的間隔，從而降低越級跳閘故障的發生概率，故可將此回路斷路器改用同系列IC65H 1P C10A型斷路器。

4結束語

通過對本次EPS應急照明配電柜內斷路器越級跳閘故障的分析我們發現，在設計階段可以根據配電線路負載的形式和負載的大小，結合擬選用品牌的斷路器的規格型號對應的斷路器的脫扣曲線，合理選取斷路器的規格大小以最大程度的降低越級跳閘故障發生的概率。對于既有低壓配電回路也可以參照此次斷路器的選用方法，對在實際的生產生活使用中經常存在越級跳閘故障的回路查明上下級斷路器脫扣曲線特性和回路負載功率，在滿足設計要求的情況下合理選取規格大小更為合適的斷路器替換掉存在較大越級跳閘風險的斷路器以避免同類越級跳閘故障的再次發生。

參考文獻

[1] GB14048.2-2001.低壓開關設備和控制設備[S].北京：中國標準出版社，2001.