于穎 李超

摘要：某型動(dòng)車組在運(yùn)營過程中發(fā)生，IDU報(bào)交流配電箱斷路器脫扣，無空調(diào)相關(guān)故障，斷電復(fù)位無效，導(dǎo)致主控轉(zhuǎn)換。經(jīng)檢查，由于客室區(qū)域的插座使用不當(dāng)造成短路，導(dǎo)致斷路器越級(jí)脫扣。通過分析邏輯保護(hù)圖和對(duì)上下級(jí)電路的負(fù)載特性進(jìn)行技術(shù)分析，通過優(yōu)化斷路器的型號(hào)，使其上下兩級(jí)動(dòng)作特性的配合，可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)脫扣，經(jīng)線上運(yùn)行驗(yàn)證工況良好。

關(guān)鍵詞：短路;斷路器;脫扣;技術(shù)分析

中圖分類號(hào)：U266? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）02-0121-02

0? 引言

斷路器的選型是電路保護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，當(dāng)下級(jí)斷路器的分?jǐn)嗄芰π∮谄浒惭b處預(yù)期短路電流時(shí)，在該段線路的上一級(jí)應(yīng)裝設(shè)具有所需分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲?，通過上下兩級(jí)動(dòng)作特性的配合，實(shí)現(xiàn)安全可靠地電路的設(shè)計(jì)需求。

1? 故障現(xiàn)象

某動(dòng)車組01車主控，司機(jī)室不出風(fēng)，IDU報(bào)01車交流配電箱斷路器33-F01（分支母線）脫扣，交流電器柜內(nèi)斷路器33-F03（客室插座總空開）和33-F40（分區(qū)插座）脫扣，無空調(diào)相關(guān)故障，斷電復(fù)位無效，測(cè)量QF51（司機(jī)室空調(diào)400V進(jìn)線）無三相交流電，后端至00車主控，維持運(yùn)行。

2? 故障模擬及原因分析

2.1 模擬故障重現(xiàn)

圖1為出現(xiàn)故障車型的斷路器的保護(hù)邏輯框圖。

在試驗(yàn)臺(tái)模擬插座短路能否出現(xiàn)三級(jí)保護(hù)斷路器33-F40不脫扣而母線一級(jí)保護(hù)斷路器33-F01越級(jí)脫扣。（圖1）

使用試驗(yàn)工裝模擬插座短路，在三級(jí)保護(hù)斷路器33-F40的進(jìn)線端使用示波器進(jìn)行峰值取樣，如圖2所示。

重復(fù)三十幾次抓取短路電流的峰值，只有三級(jí)保護(hù)斷路器33-F40脫扣，而一二級(jí)保護(hù)斷路器33-F01和33-F03并沒有脫扣，峰值電流一直穩(wěn)定在200A左右，持續(xù)時(shí)間約3ms。

2.2 理論分析

母線斷路器33-F01的額定電流為63A，脫扣特性為C特性;插座斷路器33-F40的額定電流為10A，脫扣特性為C特性。（圖3）

由圖3可知表1、表2。

從表1、表2兩個(gè)表數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，當(dāng)線路電流達(dá)到100A時(shí)，對(duì)于10A斷路器來說，（100/10=）10In屬于磁脫扣，在0.1s內(nèi)就脫扣了，而對(duì)于63A斷路器來說，（100/63=）1.59In僅屬于熱脫扣，理論上50s左右才會(huì)脫扣。

從模擬短路試驗(yàn)來看，短路峰值電流維持在200A左右，而對(duì)于63A斷路器來說，（200/63=）3.17In僅屬于熱脫扣，理論上5s左右才會(huì)脫扣。

即便線路電流達(dá)到了63A斷路器的磁脫扣指標(biāo)，那也會(huì)依照從小到大優(yōu)先級(jí)順序，先讓10A斷路器脫扣的。

2.3 解決方案

對(duì)于客室區(qū)域的插座使用不當(dāng)，導(dǎo)致斷路器越級(jí)脫扣的故障，根據(jù)試驗(yàn)和理論狀態(tài)下的脫扣特性分析，降低客室插座斷路器33-F40的容量沒意義，只能進(jìn)一步增大分支母線斷路器33-F01的脫扣耐受指標(biāo)，將斷路器33-F01的磁脫扣特性由C提高到D特性。通過優(yōu)化斷路器的型號(hào)，使其上下兩級(jí)動(dòng)作特性的配合，實(shí)現(xiàn)安全可靠地電路的設(shè)計(jì)需求。

經(jīng)過近一年的的線上運(yùn)行驗(yàn)證，未發(fā)生之前類似故障。

3? 結(jié)論

偶發(fā)的客室區(qū)域的插座使用不當(dāng)，導(dǎo)致斷路器越級(jí)脫扣的故障，通過試驗(yàn)和理論狀態(tài)下的脫扣特性分析，將母線斷路器33-F01的磁脫扣特性提高，優(yōu)化斷路器的選型，線上運(yùn)行工況良好。

斷路器的脫扣特性還受環(huán)境溫度以及排列情況的影響，相應(yīng)指標(biāo)會(huì)有所降低，因此在選型時(shí)應(yīng)加大余量，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳亦兒.低壓斷路器熱脫扣器的設(shè)計(jì)分析[J].科技風(fēng)，2017（13）：154.

[2]張小石.低壓斷路器選型若干問題的討論[J].電氣應(yīng)用，2010，03.

[3]王根亮.低壓斷路器的選型與應(yīng)用[J/OL].工業(yè)A，2016，11.