应急照明EPS柜内断路器越级跳闸故障分析

生安邦?王秀娟

摘 要 断路器用来接通和分断负载电路，是低压配电系统中使用最广泛的一种的保护电器。在地铁低压配电系统中，低压断路器的选用关系到几乎地铁各个专业末端设备的供电，其中地铁应急照明系统中的应急照明EPS柜作为火灾及其他特殊工况下的主要照明供电单元有着极为重要的地位，本文通过对应急照明EPS柜内断路器越级跳闸故障的研究分析了EPS柜中分配电回路中上下级断路器的分断曲线如何影响的断路器的分断性能，并结合地铁中应急照明负荷的特点对EPS柜内的配电回路断路器的选用进行了分析。

关键词 断路器 ;脱扣曲线;越级跳闸;应急照明

1故障概况

地铁站设备区应急照明配电室内EPS柜中疏散标志灯回路断路器与上级应急照明断路器发生跳闸，导致除了发生短路故障的疏散标志灯回路外，未发生短路故障的应急照明回路灯具也全部熄灭。其中因发生故障的地铁车控室照明灯具全部为应急照明回路供电，导致车控室在这次短路故障中照明灯具全部熄灭而影响车控室的正常工作。后经查明此，次短路故障的发生原因为疏散标志灯因灯具内部受潮短路导致疏散标志灯回路断路器跳闸。同时其上级断路器发生越级跳闸进而导致其他未发生故障的应急照明回路失电[1]。

2故障分析

取断路器应满足被保护设备的特性要求，在低压电力系统中为了达到高效可靠的电路系统的保护性能，必须要考虑保护电器之间的相互配合，若电路中发生短路故障，合理的电路保护设置应该为仅在发生短路故障的回路上的断路器保护动作，而上级断路器不动作从而避免短路故障的波及面的扩大导致未发生故障的其他电器失电。断路器的脱扣特性曲线反应的是断路器在规定运行条件下脱扣器脱扣时间与预期电流的函数线。下图为此次故障中IC65N/H系列断路器的脱扣曲线。图中绿色部分为断路器的脱扣特性曲线带，在特性曲线带的左侧是不脱扣区域，此区域一般为此断路器接通的用电回路正常闭合承载电流的工作范围。在脱扣曲线带右侧及上方是脱扣区域，属于电路的非正常工况状态，断路器应可靠地分断过载电流或者短路电流。脱扣特性曲线带左边黑色曲线为过载脱扣曲线，脱扣特性曲线带右边黑色曲线为瞬时脱扣曲线。由于图中纵坐标为时间坐标，横坐标为电流坐标，由此脱扣特性曲线带横纵坐标特点可以得出，图中垂直于横坐标的绿色区域部分同一电流值对应的时间范围跨度是最大的。

此次发生跳闸的断路器分别为疏散标志灯回路断路器施耐德IC65H 1P C16A和上级应急照明回路断路器施耐德IC65H 3P C25A。经查上述两个断路器型号分别为A9F28325和A9F28110，为同一系列C型断路器。根据《施耐德IC65系列小型断路器产品手册》技术参考资料中IC65N/H系列断路器脱扣曲线如下。

C型断路器的脱扣曲线为（5-10）In，其中过载脱扣曲线线与瞬时脱扣曲线线之间绿色区域脱扣特性曲线带实际上也是过载脱扣和短路瞬时脱扣之间的脱扣误差带，此范围带IC65H 1P C16A型断路器为90A～160A，而IC65H 3P C25A型断路器为125A～250A。两断路器的较大脱扣动作时间（0.001s～5s）误差范围的区域发生重叠，当回路通过125A～160A的电流时上下两级断路器就存在同时跳闸的风险。这也是此次EPS柜内断路器越级跳闸故障发生的主要原因。

3处理方法

经过核查该跳闸回路配电系统图发现，此次跳闸的断路器施耐德IC65H 1P C16A的控制的回路设计负荷为站厅层设备区应急照明SM1-S3回路，其负荷仅为0.4kW。根据回路电流计算公式，功率（P）=电流*电压*公路因数（COSα）*1.732。可以计算回路负载的计算电流Ijs=1.732*（0.3kW÷380V）÷cosα≈1.7A，根据《施耐德电气配电产品选型手册》计算电流不超过40A的可选用施耐德IC65H系列的，具体选型查手册8-16，8-17，8-18，I>1.25 Ijs =1..25* 1.7=2.125A。若选用施耐德同系列断路器IC65H 1P C10A能够满足回路的用电功率要求，并将大大拉开上下级两断路器存在较大脱扣动作时间误差在0.01s～5s范围的区域的间隔，从而降低越级跳闸故障的发生概率，故可将此回路断路器改用同系列IC65H 1P C10A型断路器。

4结束语

通过对本次EPS应急照明配电柜内断路器越级跳闸故障的分析我们发现，在设计阶段可以根据配电线路負载的形式和负载的大小，结合拟选用品牌的断路器的规格型号对应的断路器的脱扣曲线，合理选取断路器的规格大小以最大程度的降低越级跳闸故障发生的概率。对于既有低压配电回路也可以参照此次断路器的选用方法，对在实际的生产生活使用中经常存在越级跳闸故障的回路查明上下级断路器脱扣曲线特性和回路负载功率，在满足设计要求的情况下合理选取规格大小更为合适的断路器替换掉存在较大越级跳闸风险的断路器以避免同类越级跳闸故障的再次发生。

参考文献

[1] GB14048.2-2001.低压开关设备和控制设备[S].北京：中国标准出版社，2001.