客户经常会提出这样一个疑问:电动机回路发生了短路故障,断路器成功跳闸,但是接触器为什么还是粘连了?是不是产品质量不够硬?
首先,我们来回顾下电动机回路的元器件配置,一般来讲有两元器件方案:断路器+接触器,或三元器件方案:断路器+接触器+热继电器。
断路器在回路中的作用是提供短路保护或过载保护(无热继电器时)。接触器作为控制元器件没有任何的保护功能,但是与热继电器配合可以分断从额定电流到堵转电流级别的过电流。
短路情况下,断路器跳闸是必然,否则就有可能是断路器选型不当,或者断路器保护灵敏度不合适。
电动机回路的断路器一般是塑壳断路器或者专用的电动机保护断路器,二者都属于限流型断路器。限流之后的电动力和热量对应断路器允通电流(下图中)和允通能量(下图右)。
因为电流流过载流导体会产生电动力和热量,电动力与电流峰值的平方成正比,即与允通电流的平方成正比,电流产生的热量就是经过限流之后的允通能量I²t值。
故障发生时断路器会分断,但是无论断路器分断速度有多么快、限流能力有多么强悍,回路中的接触器作为控制元器件,在断路器分断短路电流期间,它和电缆一样需要被动地承受断路器限流之后的电动力和热量。
假如断路器的限流能力特别强,限制的电动力和热量在接触器正常承受的范围内,触头就不会发生熔焊。
比如下图两种断路器,在预期短路电流70kA的情况下,左边断路器A限流后的允通能力I²t值为6×105A2s,右边断路器B限流后的允通能力I²t值为0.3×105A2s,二者限流后的热量相差20倍,所以B断路器对应的接触器触头熔焊的风险更低。
又或者断路器限流能力一般,但是接触器规格特别大,耐受电动力的能力和耐热能力就会相应提高,触头熔焊的风险就会越低。比如,下图左边为9A接触器,右边为80A接触器,二者无论在外形体积、银点大小、触头压力、耐受电流参数等方面,后者的抗熔焊能力更强。
分析到这里,我们大概明白了,短路情况下如果要保证接触器不熔焊,要么是断路器的限流能力特别强,要么是接触器的规格变大,从外部或内部两个方面保证接触器不熔焊。
从产品标准的角度,其实已经考虑了断路器与接触器在短路情况下的配合,在GB/T14048.4中称之为协调配合。短路情况下,断路器成功分断,接触器和热继电器按损坏程度宣称1类或2类协调配合。
宣称“1类”协调配合时:断路器分断后,允许接触器触头粘连,允许热继损坏,接触器和热继更换才可运行。
宣称“2类”协调配合时:断路器分断后,允许接触器触头可分离的轻微粘连,不允许热继损坏,无需更换器件,故障排除后可运行,回路供电连续性高.
所以从产品标准的角度已经考虑短路情况下接触器熔焊还是不熔焊的情况,厂家也可以提供短路情况下接触器不熔焊的元器件配置,见下图。
需要提前说明的是,短路条件下断路器、接触器和热继电器之间协调配合,一般是由同一个厂家宣称并通过试验验证,不同厂家之间的产品则无法保证。
通过上面的分析,如果下次还有人问你短路时断路器已动作,为何接触器还是粘连的问题,你该知道怎么解释了吧。
作者:宾昭平
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