***DIN保護(hù)工作原理 ***

我們看MTZ1和NS630b斷路器參數(shù)中有一欄“集成瞬間保護(hù) ，峰值±10%”，這其實(shí)就是施耐德框架斷路器和大塑殼斷路器的DIN保護(hù)（DIN是法語(yǔ)Déclencheur INstantané的縮寫(xiě)），英文翻譯為Instantaneous self-protection release，中文翻譯見(jiàn)GB14048.2中8.3.5中的定義—— 瞬時(shí)超越脫扣器（Instantaneous Override）,也簡(jiǎn)稱HSISC 。

對(duì)于具備短時(shí)耐受電流參數(shù)的B類斷路器，瞬時(shí)脫扣器在電流大于其短時(shí)耐受電流值時(shí)動(dòng)作，這種型式的脫扣器叫 “瞬時(shí)超越脫扣器” 。

瞬時(shí)超越脫扣器只存在于Icw＜Icu的斷路器上 ，例如對(duì)于ABB Emax 2斷路器，當(dāng)故障電流小于其短時(shí)耐受電流值時(shí)，分?jǐn)鄷r(shí)間為40ms，當(dāng)故障電流大于其短時(shí)耐受電流值時(shí)，分?jǐn)鄷r(shí)間為25ms。

GE 的M-PACT Plus框架斷路器部分型號(hào)的瞬時(shí)超越脫扣電流閾值為80kA，其他廠家的斷路器提到瞬時(shí)超越脫扣器的不多。

DIN保護(hù)是斷路器的一種自我保護(hù)，對(duì)于短時(shí)耐受電流小于短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鳎绻搪冯娏餍∮谄涠搪贩謹(jǐn)嗄芰Φ谴笥谄涠虝r(shí)耐受電流參數(shù)，且瞬時(shí)保護(hù)處于關(guān)閉狀態(tài)，斷路器先承受一定時(shí)間短路電流后再分?jǐn)啵捎诙搪冯娏饕呀?jīng)超過(guò)了斷路器自身的短時(shí)耐受電流值，意味著短路電流產(chǎn)生的 熱效應(yīng)和電動(dòng)力EDW（Electrodynamic Withstand）會(huì)超出了斷路器能承受的范圍（圖8），那么出于自身保護(hù)的要求，即使短延時(shí)保護(hù)開(kāi)啟（瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉），斷路器DIN保護(hù)會(huì)快速動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間小于25毫秒。

圖8 DIN保護(hù)值與EDW關(guān)系

斷路器保護(hù)單元功能結(jié)構(gòu)如圖9，鐵芯CT提供電源給所有功能模塊，包括故障脫扣線圈的電源，電流的測(cè)量由空心CT（羅氏線圈）完成。長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)以及瞬時(shí)保護(hù)情況下的電流信號(hào)先經(jīng)過(guò)ASIC集成電流處理，再經(jīng)過(guò)微處理器MCU分析、判斷；如果電流大到一定程度，那么就直接由ASIC集成電路發(fā)出脫扣命令，即 MCR&HSISC脫扣，施耐德叫DINF&DIN保護(hù)脫扣 。

圖9 斷路器保護(hù)單元功能結(jié)構(gòu)圖

MCR叫接通分?jǐn)啾Ｗo(hù) ，當(dāng)斷路器合閘在潛在的短路故障線路上時(shí)，如果短路電流超過(guò)了斷路器的MCR保護(hù)閾值，那么斷路器會(huì)立即跳閘，也是斷路器的一種自我保護(hù)方式。

常規(guī)的三段保護(hù)脫扣和MCR&HSISC脫扣原理有明顯的區(qū)別，如圖10所示，通常P4.7為經(jīng)過(guò)MCU處理后的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)比較器比較，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，執(zhí)行脫扣動(dòng)作----常規(guī)三段保護(hù)脫扣；但當(dāng)短路電流很大達(dá)到一定程度時(shí)，不經(jīng)過(guò)MCU處理，直接由電壓比較電路后脫扣，所以脫扣時(shí)間更短-----MCR&HSISC保護(hù)脫扣。

圖10 MCR保護(hù)與HSISC保護(hù)電路圖

MCR（DINF）保護(hù)是在斷路器合閘時(shí)起作用，經(jīng)過(guò)100ms (MTZ是50ms)之后切換成HSISC（DIN）保護(hù)，DIN保護(hù)在斷路器正常運(yùn)行時(shí)，如果出現(xiàn)大于其短時(shí)耐受電流值的短路故障，DIN保護(hù)直接跳過(guò)短延時(shí)保護(hù)和瞬時(shí)保護(hù)的運(yùn)算邏輯，快速動(dòng)作切除故障。短延時(shí)保護(hù)、瞬時(shí)保護(hù)、MCR（DINF）保護(hù)、HSISC（DIN）保護(hù)之間的對(duì)比關(guān)系見(jiàn)表2。

表2 各種保護(hù)特性對(duì)比

MTZ框架斷路器只有Icw＜Icu的型號(hào)具有DIN保護(hù)功能，具體型號(hào)如表3。例如MTZ16 H2的短時(shí)耐受電流值為42kA/1s，DIN保護(hù)動(dòng)作值90/2.1≈42.8kA（有效值），系數(shù)2.1見(jiàn)表1，比其短時(shí)耐受電流值略大。

只要線路中出現(xiàn)的短路電流超過(guò)其短時(shí)耐受電流值，瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉（不關(guān)閉時(shí)只要達(dá)到瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，斷路器瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作），此時(shí)即使短延時(shí)保護(hù)開(kāi)啟，那么最終是斷路器DIN保護(hù)快速動(dòng)作，而不是按短延時(shí)保護(hù)延時(shí)一定時(shí)間再動(dòng)作，與下級(jí)斷路器的極限選擇性電流等于其短時(shí)耐受電流為42kA。

表3 具有DIN保護(hù)功能的MTZ斷路器型號(hào)

• Part 5 、* **** B類斷**********路器（Icw＜Icu）與A類斷路器之間的選擇性

實(shí)際應(yīng)用中，出線斷路器大多是塑殼斷路器（A類），進(jìn)線斷路器一般是框架斷路器（B類），前面已經(jīng)討論過(guò)B類斷路器（Icw=Icu）與A類斷路器之間的選擇性，如果進(jìn)線斷路器Icw＜Icu，那么它與塑殼斷路器的選擇性如何呢？

以MTZ1 06~16H1/H2/H3框架斷路器（H2/H3型號(hào)的Icw＜Icu）與NSX100-630塑殼斷路器為例（圖11），從表3中查到二者之間可以實(shí)現(xiàn)完全選擇性（T代表Total discrimination）。

假如低壓配電系統(tǒng)預(yù)期短路電流為50kA，查詢塑殼斷路器NSX100-630的限流曲線，短路電流50kA在未限流的情況下其峰值為50*2.1=105kA（峰值），經(jīng)過(guò)NSX斷路器限流后其峰值35kA/30kA/20kA/19kA（圖12），而MTZ106-10 H2的DIN 保護(hù)動(dòng)作值為90kA（峰值）, 所以二者可以實(shí)現(xiàn)完全選擇性。

圖11 MTZ1 06~16H1/H2/H3與NSX100-630選擇性

圖12 NSX斷路器限流曲線

• Part 6 、總結(jié)* ****

** 對(duì)于低壓斷路器，在分?jǐn)唷⒔油ǘ搪饭收蠒r(shí)首先要保證自身的短路分?jǐn)唷⒔油芰κ欠駶M足，例如其短路分?jǐn)嗄芰σ笥诰€路預(yù)期短路電流，短路接通能力要大于預(yù)期短路電流峰值，這樣才能成功分?jǐn)嗷蚪油A(yù)期短路故障，而不會(huì)造成斷路器自身?yè)p壞。**

同樣的道理，斷路器分?jǐn)鄷r(shí)也要考慮是瞬時(shí)分?jǐn)噙€是先耐受短路電流一定時(shí)間后再分?jǐn)啵矔r(shí)分?jǐn)嗲闆r下（瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作）斷路器承受短路電流的時(shí)間十幾個(gè)毫秒到幾十個(gè)毫秒，而耐受幾百毫秒時(shí)間短路電流再分?jǐn)啵ǘ萄訒r(shí)保護(hù)動(dòng)作），短路電流熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)對(duì)斷路器觸頭和導(dǎo)電回路要求更苛刻，這時(shí)候要看斷路器是否具備耐受一定時(shí)間短路電流后再分?jǐn)嗟哪芰Γ炊虝r(shí)耐受電流參數(shù)。

對(duì)于框架斷路器（B類），Icw=Icu情況下延時(shí)分?jǐn)嗟扔谄涠虝r(shí)耐受電流值的短路電流，斷路器可以在先保證自身安全的情況下成功分?jǐn)喽搪冯娏鳎辉贗cw＜Icu情況下，短路電流大于其短時(shí)耐受電流值且延時(shí)分?jǐn)啵瑫?huì)造成斷路器分?jǐn)嗍。栽谶@種情況下，其瞬時(shí)超越脫扣器（如果有）快速動(dòng)作可以保證斷路器自身安全的同時(shí)切斷短路故障。

低壓進(jìn)線斷路器（B類）短時(shí)耐受電流參數(shù)的選擇可以大致參考以下幾種情況：

1、選擇Icw=Icu且下級(jí)斷路器為A類，瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉且短延時(shí)保護(hù)開(kāi)啟，那么兩臺(tái)斷路器之間容易實(shí)現(xiàn)完全選擇性；

2、選擇Icw＜Icu且下級(jí)斷路器為B類，瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉且短延時(shí)保護(hù)開(kāi)啟，那么兩臺(tái)斷路器之間的選擇性極限電流為上級(jí)斷路器的短時(shí)耐受電流值Icw，因?yàn)槿绻搪冯娏鞲哂跀嗦菲鞯腎cw，斷路器出于自我保護(hù)，其瞬時(shí)超越脫扣（如果有）會(huì)動(dòng)作（施耐德稱DIN保護(hù)動(dòng)作）；

3、選擇Icw＜Icu且下級(jí)為A類限流型塑殼斷路器，上級(jí)斷路器瞬時(shí)保護(hù)關(guān)閉時(shí)，理論上可以通過(guò)比較限流后的短路電流峰值與上級(jí)斷路器的瞬時(shí)超越脫扣動(dòng)作值（施耐德稱DIN保護(hù)值）的大小，來(lái)判斷是否能滿足完全選擇性，但由于同一配電系統(tǒng)中存在不同廠家的斷路器，限流特性和瞬時(shí)超越脫扣動(dòng)作值（DIN保護(hù)值）不一樣，為避免越級(jí)跳閘或同時(shí)跳閘，需慎重校驗(yàn)斷路器之間的選擇性，或直接參考廠家提供的選擇性配合表。