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接触器与马达综合保护器配合能分断单相接地故障电流吗?

2025年02月02日 17:13:49      来源:云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:140

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在电动机控制与保护的三元器件方案中,通常会选择单磁断路器作为电动机的短路保护器件,接触器作为电动机的控制保护器件,热继电器作为过载和缺相保护器件。
 
电动机回路的的三元器件与两元器件

图1  电动机回路的的三元器件与两元器件


有的时候,为了实现更高级的保护功能和通讯功能,会用马达综合保护器来替代热继电器。


马达综合保护器及其配件

图2 马达综合保护器及其配件


马达综合保护器除了具有热继电器的过载和缺相保护功能外,还具备三相不平衡、逆序、堵转、长起动、单相接地、过欠电流、接地故障等保护功能,同时还具有通讯功能,可以实时监控电动机的运行状态。


马达综合保护器的接地故障保护功能

图3 马达综合保护器的接地故障保护功能


当供电线路末端发生单相接地故障时,TN-S系统里会考虑能否用断路器的瞬动保护兼做接地故障保护,如果保护灵敏度不满足则考虑用短延时保护实现;如果灵敏度还不满足,则考虑采用带接地故障保护功能的断路器。


TN系统单相接地故障

图4 TN系统单相接地故障


在三元器件方案中,为了躲过电动机起动瞬间的冲击电流,单磁断路器的瞬时保护整定值通常在13/14倍以上,IE3/4高效电动机回路可能在16倍以上,此时如果供电线路过长,线路末端发生接地时故障电流较低,不足以让断路器瞬动保护动作。


断路器瞬动保护躲过电机冲击电流

图5 断路器瞬动保护躲过电机冲击电流


如果单磁断路器不满足,那么能否采用电子式瞬动保护来满足呢?当然可以考虑,因为单磁式断路器一般无短延时保护功能,但是电子式瞬动保护断路器,一般还具备短延时保护功能,可以校验接地故障保护灵敏度,或者考虑带接地故障保护的断路器。


单磁断路器的磁保护范围

图6 单磁断路器的磁保护范围


瞬动保护断路器的短延时和瞬时保护

图7 瞬动保护断路器的短延时和瞬时保护


实际工程项目中,出于成本、保护功能重叠等因素,且考虑到马保本身已经具备接地故障保护功能,可以通过马达综合保护器断开接触器线圈的供电,让接触器断开接地故障电流。


但是有人提出疑问:接触器具备分断接地故障电流的能力吗?


在图5中,为了躲过电动机起动瞬间的冲击电流,断路器的磁脱扣电流或瞬时保护整定值一般为13倍或16倍电动机的额定电流。


如果线路末端的单相接地故障电流大于13倍或16倍电动机额定电流,则单磁断路器动作。


如果线路末端的单相接地故障电流低于13倍或16倍电动机额定电流,则断路器不动作,此时通过马达综合保护器检测接地故障电流,断开接触器线圈,接触器分断接地故障电流,所以接触器需要分断的电流大概为电动机额定电流16倍或以下。


在接触器产品标准GB/T14048.4中,接触器需要考核额定接通和分断能力,至少能接通12倍其额定电流,至少能分断8.5倍其额定电流。


表1 接触器的额定接通和分断能力测试


接触器的额定接通和分断能力测试

在接触器的样本上我们也经常可以看到其额定接通和分断能力,比如LC1G205~620接触器的额定接通能力为13倍,额定分断能力为8.5倍其额定电流,与GB/T14048.4要求相符。




图7 接触器的额定接通和分断能力


对于一些小电流接触器,其额定接通和分断能力,会高于产品标准要求,比如LC1D09接触器,其额定接通和额定分断能力都为250A,是其额定电流的27倍多。


因此,对于采用马达综合保护器实现接地故障保护的电动机回路,当单磁断路器的磁保护整定值比较高导致保护灵敏度不够,此时接触器配合马达综合保护器分断接地故障电流,需要校验接触器的额定分断能力,至少是等于断路器磁脱扣或瞬动保护整定电流值,以保证接触器能成功分断单相接地故障电流。


从接触器产品标准的角度,其额定分断能力至少为8.5倍额定电流,如果需要更高的分断能力,可以乘以相应的系数放大接触器电流档,来满足分断能力要求。

作者:宾昭平






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