如何選擇合適的電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器？

工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版 第12.1.5.3節(jié) 關(guān)于電動(dòng)機(jī)低壓斷路器的選擇中闡述如下：

1）當(dāng)采用斷路器作為短路保護(hù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)主回路應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)用低壓斷路器。其瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的動(dòng)作電流與長(zhǎng)延時(shí)脫扣器動(dòng)作電流之比（以下簡(jiǎn)稱瞬時(shí)過(guò)電流倍數(shù)）宜為14倍左右或10~20倍可調(diào)。

2）僅用作短路保護(hù)時(shí)，即在另外裝過(guò)載保護(hù)電器的常見(jiàn)情況下，宜采用只帶瞬動(dòng)脫扣器的低壓斷路器，或把長(zhǎng)延時(shí)脫扣器作為后備過(guò)電流保護(hù)。

3）兼做電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，即在沒(méi)有其他過(guò)載保護(hù)電器的情況下，低壓斷路器應(yīng)裝有瞬動(dòng)脫扣器和長(zhǎng)延時(shí)脫扣器，且必須為電動(dòng)機(jī)保護(hù)型。

過(guò)電流脫扣的整定電流如下：

4）瞬時(shí)脫扣器的整定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的2~2.5倍，本節(jié)取2.2倍；

5）長(zhǎng)延時(shí)脫扣器用作電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)時(shí)，其整定電流應(yīng)接近但不小于電動(dòng)機(jī)的額定電流，且在7.2倍整定電流下的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間。

以施耐德斷路器為例，前面提到的只具有短路保護(hù)功能的NSX400-630 Micrologic 1.3、NSX100/250 MA和NS80H以及GV2L/GV3L都可以滿足第1）和第2）項(xiàng)，由于只具有短路保護(hù)功能，所以需要另外安裝熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)元器件。

兼具短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)功能的熱磁式GV2ME/GV2P/GV3P和電子式NSX100-630 Micrologic 1.3/2.3/6.3-M都可以滿足第1）和第3）項(xiàng)。

試舉一列，如下圖所示低壓配電系統(tǒng)，10/0.4kV配電變壓器容量Sn為1250kVA, 阻抗電壓百分比Uk為4%，負(fù)載側(cè)有1臺(tái)額定電壓380V的YX3系列鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，功率Pm為15kW，效率η為95%，功率因數(shù)cosθ為0.85，電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)離變壓器距離很近忽略電纜對(duì)短路電流的影響，為該電動(dòng)機(jī)選擇合適的斷路器。

第1步 估算預(yù)期短路電流：Ik=Sn/(√3 U)÷uk=1250/(√3×0.4)÷0.04≈45kA，用于選擇斷路器短路分?jǐn)嗄芰Γ?/p>

第2步 計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定電流：Im=P/(√3×U×cosφ×η)=15/(√3×0.38×0.85×0.95)≈28A（有效值），用于選擇斷路器額定電流和過(guò)載保護(hù)整定電流；

第3步 查詢電動(dòng)機(jī)資料，YX3系列電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為Iq=224A（有效值），起動(dòng)電流與額定電流之比為Iq/Im=224/28=8；

第4步 估算電動(dòng)機(jī)接通電流峰值：Ipk=2×Iq=2×224=448A（峰值），根據(jù)參考文獻(xiàn)《電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器的正確選用》，由于斷路器瞬時(shí)脫扣電流或磁脫扣電流是以有效值表達(dá)，所以脫扣電流值需要大于448/√2=317A，即11.3Im，以避免起動(dòng)過(guò)程中瞬時(shí)保護(hù)或磁保護(hù)誤動(dòng)作。

第5步 選擇電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器：選擇具有過(guò)載和短路保護(hù)功能的熱磁式電動(dòng)機(jī)斷路器GV2ME32C，其短路分?jǐn)嗄芰?00kA(增加限流模塊GV1L3) 大于Ik，熱脫扣整定范圍24~32A，磁脫扣電流416±20%，最小脫扣電流值332A大于電動(dòng)機(jī)的接通電流317A(有效值)。

選擇具有過(guò)載和短路保護(hù)功能的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器NSX100N-Micrologic2.2-M，N代表短路分?jǐn)嗄芰?0kA(大于Ik)，額定電流In選擇50A，長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)Ir整定范圍為25~50A，選擇最接近電動(dòng)機(jī)額定電流28A的一檔30A，短延時(shí)保護(hù)整定電流Isd最大為12倍Ir（360A）,延時(shí)時(shí)間20-60ms之間，瞬動(dòng)保護(hù)脫扣電流設(shè)定值Ii為固定的750A（15In），都可以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)接通電流峰值。

選擇只具有短路保護(hù)功能的NS80HMA50，H代表短路分?jǐn)嗄芰?0kA(大于Ik)，MA代表磁脫扣器，50A為磁脫扣器額定電流，瞬動(dòng)保護(hù)整定電流選7In（350A）,可以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)接通電流峰值。過(guò)載保護(hù)選用LRD3353熱繼電器，保護(hù)整定范圍23~32A，可將熱保護(hù)脫扣電流整定在29A，接近但不小于電動(dòng)機(jī)額定電流。

總結(jié)

綜上所述，電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器可以分為只具有短路保護(hù)功能和兼具過(guò)載及短路保護(hù)功能2種類型，前者的脫扣器為電磁式或電子式，后者的脫扣器為熱磁式或電子式。

1.電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器與配電斷路器的共同點(diǎn)是都遵循GB14048.2 低壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)別在于電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器的過(guò)載保護(hù)特性需滿足GB14048.4 接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器標(biāo)準(zhǔn)中過(guò)載繼電器脫扣級(jí)別要求，過(guò)載保護(hù)特性與熱繼電器一致。

2.D型微型斷路器由于其瞬時(shí)脫扣電流閾值可以躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流峰值，常用于電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)，但不能提供合適的過(guò)載保護(hù)，需另外配置熱繼電器。

3.電動(dòng)機(jī)保護(hù)斷路器在7.2倍電流下的返回時(shí)間需大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間，以避免起動(dòng)過(guò)程長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作，其瞬時(shí)保護(hù)整定值需大于電動(dòng)機(jī)接通電流峰值，以避免起動(dòng)過(guò)程中短路瞬時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作。