О селективности предохранителей и автоматических выключателей
Правильный выбор параметров электрических аппаратов обеспечивает селективность защиты электрической сети. Селективность или, проще говоря, избирательность защиты делает возможным срабатывание аппаратов на каждом конкретном участке защиты. Это уменьшает ущерб при авариях, так как отключается только защищаемая цепь, а остальные параллельные ветви остаются в работе.
На базе предохранителей селективность защиты реализуется довольно легко: далее в статье будет рассмотрен этот принцип. Избирательность защиты может быть достигнута также и в комбинациях с другими защитными устройствами, например, с автоматическими выключателями.
Рекомендуем ознакомиться с основными определениями селективности, которые были рассмотрены в предыдущей статье: полная и частичная селективность, зона перегрузки и короткого замыкания.
Селективность между предохранителями
Построить селективную защиту на предохранителях несложно, так как их кривые плавления практически на всем диапазоне тока проходят параллельно и не пересекаются.
В радиальной электрической сети избирательности защиты можно добиться, применяя предохранители общего назначения gG. Нет необходимости производить какие-либо сложные расчеты — достаточно того, чтобы соотношение между номиналами последовательно соединенных плавких вставок предохранителей составляло не менее 1,6 (ГОСТ 31196.2.1-2012).
Для низковольтных предохранителей других типов, а также высоковольтных предохранителей избирательность защиты определяется на основании характеристик аппаратов, содержащихся в документации производителя.
Селективность между предохранителями и выключателями
Рассмотрим случай, когда нужно обеспечить селективность высоковольтного предохранителя и низковольтного выключателя. Это важно, так как замена предохранителя требует больше времени, чем повторное включение автоматического выключателя.
Сравнение время-токовых характеристик воздушного выключателя и высоковольтного предохранителя показывает, что такое расположение защитных аппаратов обеспечивает лишь частичную селективность. Из-за отличия время-токовых характеристик выключателя и предохранителя появляется ток частичной селективности Is. В конкретном примере ток частичной селективности Is можно повысить, установив мгновенное срабатывание воздушного выключателя в зоне короткого замыкания (без выдержки времени). Это важно, так как аппарат защиты со стороны нагрузки (выключатель), должен срабатывать раньше, чем высоковольтный предохранитель. Поэтому необходимо настроить защиту так, чтобы расчетный ток короткого замыкания Iкз оказался меньше тока частичной селективности Is.
Рассмотрим другой случай: ввод в ГРЩ защищает воздушный автоматический выключатель, а на защите отходящих линий стоят предохранители. Если время-токовая характеристика предохранителя скорее может быть названа «неподвижной», то с характеристикой воздушного выключателя дело обстоит иначе — ее можно корректировать. Например, изменяя уставку тока срабатывания в зоне короткого замыкания, можно добиться того, что время-токовые характеристики защитных аппаратов не будут пересекаться. Таким образом, и автоматический выключатель и предохранитель будут работать в своей зоне. По графикам время-токовых характеристик видно, что воздушный выключатель на 4000 А и нижестоящий предохранитель на 630 А образуют селективную защиту.
Следуя несложным правилам, описанным в этой статье, вы сможете создавать надежные селективные защиты на базе предохранителей и автоматических выключателей.
О селективности предохранителей и автоматических выключателей
Правильный выбор параметров электрических аппаратов обеспечивает селективность защиты электрической сети. Селективность или, проще говоря, избирательность защиты делает возможным срабатывание аппаратов на каждом конкретном участке защиты. Это уменьшает ущерб при авариях, так как отключается только защищаемая цепь, а остальные параллельные ветви остаются в работе.
На базе предохранителей селективность защиты реализуется довольно легко: далее в статье будет рассмотрен этот принцип. Избирательность защиты может быть достигнута также и в комбинациях с другими защитными устройствами, например, с автоматическими выключателями.
Рекомендуем ознакомиться с основными определениями селективности, которые были рассмотрены в предыдущей статье: полная и частичная селективность, зона перегрузки и короткого замыкания.
Селективность между предохранителями
Построить селективную защиту на предохранителях несложно, так как их кривые плавления практически на всем диапазоне тока проходят параллельно и не пересекаются.
В радиальной электрической сети избирательности защиты можно добиться, применяя предохранители общего назначения gG. Нет необходимости производить какие-либо сложные расчеты — достаточно того, чтобы соотношение между номиналами последовательно соединенных плавких вставок предохранителей составляло не менее 1,6 (ГОСТ 31196.2.1-2012).
Для низковольтных предохранителей других типов, а также высоковольтных предохранителей избирательность защиты определяется на основании характеристик аппаратов, содержащихся в документации производителя.
Селективность между предохранителями и выключателями
Рассмотрим случай, когда нужно обеспечить селективность высоковольтного предохранителя и низковольтного выключателя. Это важно, так как замена предохранителя требует больше времени, чем повторное включение автоматического выключателя.
Сравнение время-токовых характеристик воздушного выключателя и высоковольтного предохранителя показывает, что такое расположение защитных аппаратов обеспечивает лишь частичную селективность. Из-за отличия время-токовых характеристик выключателя и предохранителя появляется ток частичной селективности Is. В конкретном примере ток частичной селективности Is можно повысить, установив мгновенное срабатывание воздушного выключателя в зоне короткого замыкания (без выдержки времени). Это важно, так как аппарат защиты со стороны нагрузки (выключатель), должен срабатывать раньше, чем высоковольтный предохранитель. Поэтому необходимо настроить защиту так, чтобы расчетный ток короткого замыкания Iкз оказался меньше тока частичной селективности Is.
Если принятых мер оказалось недостаточно, то следует применить токоограничивающие автоматические выключатели. Функция электродинамического отброса силовых контактов, реализованная автоматических выключателях такого типа, позволяет быстрее отключать поврежденную цепь, не давая току короткого замыкания достичь своего максимального значения.
Рассмотрим другой случай: ввод в ГРЩ защищает воздушный автоматический выключатель, а на защите отходящих линий стоят предохранители. Если время-токовая характеристика предохранителя скорее может быть названа «неподвижной», то с характеристикой воздушного выключателя дело обстоит иначе — ее можно корректировать. Например, изменяя уставку тока срабатывания в зоне короткого замыкания, можно добиться того, что время-токовые характеристики защитных аппаратов не будут пересекаться. Таким образом, и автоматический выключатель и предохранитель будут работать в своей зоне. По графикам время-токовых характеристик видно, что воздушный выключатель на 4000 А и нижестоящий предохранитель на 630 А образуют селективную защиту.
Следуя несложным правилам, описанным в этой статье, вы сможете создавать надежные селективные защиты на базе предохранителей и автоматических выключателей.
Как обеспечить селективность срабатывания плавких предохранителей
Избирательность (селективность) защиты плавкими предохранителями обеспечивается подбором плавких вставок таким образом, чтобы при возникновении короткого замыкания, например, на ответвлении к электроприемнику, срабатывал ближайший плавкий предохранитель, защищающий этот электроприемник, но не срабатывал предохранитель, защищающий головной участок сети.
Выбор плавких предохранителей по условию селективности
Выбор плавких вставок предохранителей по условию селективности
следует производить, пользуясь типовыми время-токовыми характеристиками t=f(I) предохранителей с учетом возможного разброса реальных характеристик по данным завода-изготовителя.
При защите сетей предохранителями типов ПН, НПН и НПР с типовыми характеристиками, приведенными на рисунках, селективность действия защиты будет выполняться, если между номинальным током плавкой вставки, защищающей головной участок сети Iг, и номинальным током плавкой вставки на ответвлении к потребителю Io выдерживаются определенные соотношения.
Например, при небольших токах перегрузки плавкой вставки (около 180-250 %) селективность будет выдерживаться, если Iг больше Io хотя бы на одну ступень стандартной шкалы номинальных токов плавких вставок.
При коротком замыкании селективность защиты предохранителями типа НПН будет обеспечиваться, если будут выдерживаться следующие соотношения:
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
Здесь Iк – ток короткого замыкания ответвления, А; Iг – номинальный ток плавкой вставки плавкого предохранителя головного участка сети, А; Iо – номинальный ток плавкой вставки на ответвлении, А.
Соотношения между номинальными токами плавких вставок Iг и Iо для предохранителей типа ПН2, обеспечивающие надежную селективность, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Номинальные токи последовательно включенных плавких вставок предохранителей ПН2, обеспечивающих надежную селективность
Номинальный | Номинальный ток большей плавкой | вставки | Iг, А, при | |||||||
ток меньшей | отношении Iк/Io | |||||||||
плавкой | ||||||||||
10 | 20 | 50 | 100 | и более | ||||||
вставки Iо, А | ||||||||||
30 | 40 | 50 | 80 | 120 | ||||||
40 | 50 | 60 | 100 | 120 | ||||||
50 | 60 | 80 | 120 | 120 | ||||||
60 | 80 | 100 | 120 | 120 | ||||||
80 | 100 | 120 | 120 | 150 | ||||||
100 | 120 | 120 | 150 | 150 | ||||||
120 | 150 | 150 | 250 | 250 | ||||||
150 | 200 | 200 | 250 | 250 | ||||||
200 | 250 | 250 | 300 | 300 | ||||||
250 | 300 | 300 | 400 | более 600 | ||||||
300 | 400 | 400 | более 600 | — | ||||||
400 | 500 | более 600 | — | — | ||||||
Примечание. Iк – ток короткого замыкания в начале защищаемого участка сети.
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
Защитные (время-токовые) характеристики плавких предохранителей типа ПН-2
Защитные (время-токовые) характеристики плавких предохранителей типа НПР и НПН
Выбор предохранителей по условию селективности по методу согласования защитных характеристик предохранителей
Для выбора плавких предохранителей по условию селективности можно использовать метод согласования характеристик предохранителей, в основу которого положен принцип сопоставления сечений плавких вставок по формуле:
Школа для электрика: статьи, советы, полезная информация
где F1 – сечение плавкой вставки, расположенной ближе к источнику питания; F2 – сечение плавкой вставки, расположенной дальше от источника питания, т.е. ближе к нагрузке.
Полученное значение а сравнивают с данными таблицы 2, где приведены наименьшие значения а, при которых обеспечивается селективность. Селективность защиты будет обеспечена, если расчетное значение а равно табличному или больше него.
Таблица 2 Наименьшие значения а, при которых обеспечивается селективность защиты
Металл | плавкой | Отношение а сечений плавких вставок смежных | ||||||||
вставки | предохранителей, если предохранитель, | расположенный | ||||||||
предохранителя, | ближе к нагрузке, изготовлен | |||||||||
расположенного | с заполнителем при плавкой без заполнителя при плавкой | |||||||||
ближе | к вставке из | вставке из | ||||||||
источнику | ||||||||||
питания | (для | меди | серебра цинка свинца меди | серебра цинка свинца | ||||||
любого | типа | |||||||||
предохранителя) | ||||||||||
Медь | 1,55 | 1,33 | 0,55 | 0,2 | 1,15 | 1,03 | 0,4 | 0,15 | ||
Серебро | 1,72 | 1,55 | 0,62 | 0,23 | 1,33 | 1,15 | 0,46 | 0,17 | ||
Цинк | 4,5 | 3,95 | 1,65 | 0,6 | 3,5 | 3,06 | 1,2 | 0,44 | ||
Свинец | 12,4 | 10,8 | 4,5 | 1,65 | 9,5 | 8,4 | 3,3 | 1,2 | ||
Селективные автоматические выключатели
Селективные автоматические выключатели – это современные устройства защиты. Они обеспечивают селективность (выборочность), т.е. защиту сразу по нескольким вариантам сработки. Устройства способны, условно говоря, различать — от чего защищать сеть и какие исполнительные механизмы задействовать. Слова и фразы сложные, но описывают они большинство современных автоматических выключателей и приборов защиты, которые появились на их основе. Это позволяет при возникновении аварийной ситуации отключать не всю сеть, как 30-40 лет назад, а только проблемный участок. Вторая задача селективных приборов – обеспечить работоспособность сети при коротких перегрузках, не отключая всю систему электроснабжения.
Чтобы понимать, что такое селективный автомат, надо вернуться к азам. Сеть защищают обычно по двум параметрам. Первый – защита от перегрузки линий по току или мощности, из-за превышения которых проводники могут греться, что в итоге приводит к возгоранию, или, как минимум, к перегоранию проводника (обычно в месте самого слабого контакта). Для защиты по данному типу воздействия используется тепловой расцепитель – подвижная биметаллическая пластина, встроенная в цепь автомата, которая при нагревании способна разрывать линию передачи тока. Ее предшественник – одноразовый плавкий предохранитель.
Второе – защита от тока короткого замыкания. Здесь сложнее: ток КЗ – очень большой ток, который способен пройти по проводнику без наличия нагрузки и буквально сжечь потребителя. То есть ток короткого замыкания действует намного быстрее, чем греется проводник. Этот ток распознается за счет устройства электромагнитного расцепителя. Ранее они использовались только как отдельные устройства защиты.
По сути, на данных двух системах сегодня строится любой самый простой автоматический выключатель. И он уже обладает селективностью по типу сработки. Далее степени селективности автомата только добавляются. Например, если на автомате реализована сработка с отсрочкой по времени при сверхтоках пуска (автоматы группы D по время-токовой характеристике, используются для подключения асинхронных двигателей) – то это еще одна степень селективности.
Указанные выше два типа защиты можно реализовать за счет одной системы определения силы тока в автомате с применением электронного, полупроводникового и других типов расцепителей. Такие устройства сегодня можно программировать, настраивать, что обеспечило им применение в промышленности, где требуются различные варианты работы оборудования и его защиты. Это высшая форма селективности.
Развитие темы селективности устройств защиты простые автоматы превратило сегодня в дифавтоматы, а после и в УЗО с функциями молниезащиты. Таким образом, селективность обеспечивает не только защиту и отключение цепи, но и развитие оборудования для контроля безопасной работы любых цепей.
У любого автомата сегодня есть несколько параметров сработки, как минимум два: ограничение по току (срабатывает тепловой расцепитель), ограничение по току короткого замыкания (обычно для обеспечения данного параметра используется электромагнитный или электронный расцепитель).
Селективные автоматические выключатели появились как ответ для решения ряда проблем. Это и дороговизна обслуживания систем после аварийных ситуаций, постоянные затраты на комплектующие (предохранители меняются на новые постоянно, а автомат может выдержать до 10000 циклов отключения), для снижения уровня простоя оборудования при ложных срабатываниях.
Время токовая характеристика для предохранителей и выключателей
Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня узнаем, что такое время токовая характеристика (ВТХ), рассмотрим ВТХ на примере предохранителей и выключателей. И так…
Электрический ток обладает одной отличительной чертой: он способен протекать только по замкнутому контуру. Если же эту цепь разорвать, то его действие сразу прекращается. Это свойство нашло воплощение в работе максимальных токовых защит, основанных на использовании предохранителей и автоматических выключателей.
Они подбираются таким образом, чтобы могли длительное время выдерживать номинальное значение протекающего через них тока. Этим обеспечивается надёжность электроснабжения потребителей. В то же время предохранители и автоматические выключатели обладают защитными функциями: во время возникновения аварийных режимов в контролируемой схеме они разрывают проходящий через них опасный ток.
При этом в комплексе учитываются два фактора:
- величина протекающего тока нагрузки
- продолжительность его воздействия
Плавкая вставка предохранителя перегорает от теплового воздействия, созданного проходящим по ней током.
Автоматический выключатель тоже учитывает температурный перегрев схемы и размыкает свои силовые контакты за счет работы теплового расцепителя. В то же время в его составе имеется еще одно устройство — электромагнитный расцепитель, который реагирует на превышение электромагнитной энергии, возникающей даже в импульсном режиме.
Подробнее про устройство, принцип действия и особенности эксплуатации автоматических выключателей и предохранителей рассказано здесь:
Автоматический выключатель. Внутреннее устройство, характеристики.
Виды предохранителей. Тип, устройство и конструкция.
О работе всех этих устройств судят по определенным техническим характеристикам, которые принято называть время токовыми потому, что они точно определяют время срабатывания защит, учитывая его зависимость от кратности превышения тока аварийного режима относительно номинального состояния.
Время токовая характеристика (ВТХ) выражает графиками в декартовых координатах. По оси ординат располагают время, отсчитываемое в секундах, а абсцисс — отношение протекающего тока аварийного режима I к номинальной величине Iн коммутационного аппарата.
Для чего создается защитная характеристика у плавкой вставки
В целях правильной работы предохранителя внутри электрической схемы необходимо учитывать его:
- технические возможности
- условия проверок
- назначение
Основные параметры защитной характеристики предохранителя
График срабатывания предохранителей при различных токах выражается кривой линией, разделяющей рабочее пространство координат на две части:
- рабочую область, в которой плавкая вставка остается целой и надежно обеспечивает протекание тока по защищаемой схеме
- зону протекания токов предельного отключения, в которой происходит разрыв электрической цепи
Первая часть на графике показана светло-зелёным цветом, а вторая выделена бежевым.
Защитная характеристика плавкой вставки предохранителя
Защитная характеристика у плавкой вставки лежит на границе этих двух зон. В пространстве рабочих токов предохранитель остается целым, а при увеличении их значений выше критического состояния перегорает.
Зона токов предельного отключения опасна для оборудования и должна быть отключена максимально быстро.
Защитная характеристика плавкой вставки выражает продолжительность отрезка времени от начала создания аварийного режима до момента его отключения, представленную в зависимости к превышения величины опасного тока над номинальным значением предохранителя.
Плавкая вставка характеризуется тремя видами токов:
- номинальным, который она способна выдерживать практически неограниченное время
- минимальным испытательным, под действием которого может проработать более одного часа
- максимальным испытательным, которое вызывает ее перегорание менее чем за один час
Плавкая вставка предохранителя защищает подключенную к ней схему от двух видов аварийных режимов:
- перегрузов повышенными нагрузками, которые отключаются с задержкой
- коротких замыканий — КЗ, требующих максимально быстрой ликвидации
Все эти режимы и виды токов учитываются при выборе предохранителя и плавкой вставки. Для этого разработаны математические соотношения, преобразованные графиками и таблицами в удобной форме.
Как создается защитная характеристика предохранителя
Плавкая вставка способна работать защитой только один раз. После этого она сгорает. Поэтому ее характеристику можно создать только косвенным путем.
Для этого на заводе выбирают случайным образом определённое количество образцов из каждой партии готовой продукции. Их используют для проведения дальнейших электрических испытаний под действием различных токов. По их результатам составляют таблицы и графики, которые позволяют судить о качестве выпущенной серии предохранителей.
Назначение защитной характеристики предохранителя
Плавкая вставка оценивается электрическими параметрами для решения чисто практической задачи: обеспечения правильного ее выбора по рабочим и защитным свойствам.
Для этого учитывают:
- величину рабочего напряжения схемы, в которой должен работать предохранитель
- предельный отключаемый ток у плавкой вставки, способный ее разорвать (отключить)
- значение номинального тока предохранителя с учетом коэффициентов его нагрузки и отстройки от перегрузок.
Без использования защитной характеристики плавкой вставки правильно выбрать предохранитель для его надежной работы в электрической схеме невозможно.
Как работает время токовая характеристика у автоматического выключателя
На выбор время токовой характеристики оказывают влияние:
- конструктивные особенности встроенных защит
- конфигурация выбранного графика
Влияние конструкции защит автомата на форму его характеристики срабатывания
Обеспечением защитных свойств в автоматическом выключателе занимаются два встроенных устройства, работающие по принципам реле прямого действия. Они расцепляют силовые контакты автомата при превышении номинальных значений по критериям ограничения:
- тепловой нагрузки
- электромагнитного воздействия
Биметаллическая пластина теплового расцепителя воспринимает нагрев проводов обмотки. При его превышении она изгибается, выводя из удержания узел сцепления.
Принцип работы теплового расцепителя
Под действием усилия натяжения пружины поворачивается освобожденное от удержания подвижное коромысло, а его силовые контакты разрывают цепь питания.
У электромагнитного расцепителя отключение силовых контактов происходит за счет выбивания удерживающего рычага пружины ударом толкателя, которое происходит под воздействием тока аварийного режима.
Принцип работы электромагнитного расцепителя
В отличие от предохранителя с перегораемой плавкой вставкой оба этих устройства созданы для многоразового использования. Они позволяют оперативно восстанавливать отключения схемы после предотвращения ненормальных ситуаций.
Работа теплового расцепителя и электромагнитной отсечки входит в алгоритм отключения автоматического выключателя и комплексно учитывается при его срабатывании во время токовой характеристике.
Поскольку температура окружающей среды и биметаллической пластины влияют на скорость работы защит, то все измерения принято проводить при +30 градусах Цельсия.
График время токовой характеристики для автоматического выключателя представляет собой сложную линию, выделенную буквами АВС. Верхний участок АВ соответствует работе теплового расцепителя, а его нижняя часть ВС — электромагнитной отсечке.
Время токовая характеристика автоматического выключателя
Время токовая характеристика, основные параметры графика
Учет влияния температуры
В отличие от защитной характеристики плавкой вставки предохранителя у автоматического выключателя график ВТХ представлен двумя линиями:
- верхней, учитывающей срабатывание защит непосредственно из холодного состояния +30О С
- нижней, созданной после повторного включения, когда конструкция автомата не успела остыть
Зона между этими двумя крайними графиками выделена цветом. При работе автоматического выключателя следует учитывать, что он может находиться где-то внутри показанной зоны. В этом случае время отключения аварийных токов несколько сокращается в прогретом состоянии и увеличивается в холодном. За счет этого создается разброс параметров срабатывания.
Температура конструктивных элементов может оказывать значительное влияние на время срабатывания автомата. Особенно актуальным это становится при проведении электрических проверок, требующих нескольких измерений. Для их повторов необходимо обеспечивать время на остывание защит до +30 градусов.
Деление ВТХ на зоны
Автоматические выключатели строго разделяют по зонам время токовой характеристики для выделения эксплуатационных областей:
- внутри первой должно обеспечиваться надежное протекание рабочих токов
- а во второй — происходить отключения аварийных режимов
Линия токов условного нерасцепления
С целью обозначения первой области на оси абсцисс графика выбрано значение 1,13 I/I ном. Его называют точкой условного нерасцепления. Ниже этих токов отключение автоматического выключателя не должно происходить.
При ее достижении автоматические выключатели с номинальным значением токов до 63 ампер должны отключаться через 1 час, а с большими номиналами — через два.
Время токовая характеристика автоматического выключателя
Местоположение точки условного расцепления в обязательном порядке указывается на графике ВТХ.
Линия токов условного расцепления
Точка на оси абсцисс с величиной 1,45 I/I ном — это второе граничное значение зоны токов условного расцепления и нерасцепления силовых контактов.
Время токовая характеристика автоматического выключателя
Точка 1,45 I/I ном характеризует токи условного расцепления, она тоже обозначается на всех графиках ВТХ. При достижении подключенной к автомату нагрузки такой величины он должен отключиться за время:
- меньшее, чем 1 час, если его номинал до 63 ампер
- не дольше двух часов, когда номинальный ток превышает эту величину в 63 ампера
Вышеприведённый график показывает, что у выбранного автоматического выключателя время отключения аварийного режима из холодного состояния составляет 1 час, а при его нагреве может уменьшиться вплоть до 40 секунд.
Практическое применение параметров ВТХ
Анализ использования время токовой характеристики автоматических выключателей по токам условного расцепления силовых контактов позволяет учитывать длительность протекания перегрузок в подключенной электрической схеме. Это важно делать потому, что они могут повредить оборудование.
Например, при выборе автомата с номиналом на 16 ампер и нахождении его в холодном состоянии ток условного расцепления в 1,45∙16=23,2 ампера будет действовать на подключенную электропроводку в течение одного часа. Этого времени вполне достаточно для того, чтобы перегреть изоляцию медных проводов сечением 1,5 мм кв и вывести ее из строя, создать условия для возникновения пожара. А случаи защиты таких жил, да и алюминиевых на 2,5 мм кв, подобными автоматами еще часто встречаются на практике.
Чтобы исключить подобные ситуации рекомендуется внимательно анализировать время токовую характеристику автоматических выключателей применительно к подключенной к ним нагрузке. Для облегчения их выбора создана таблица соответствия номинальных токов и площадей поперечного сечения медных жил кабелей и проводов.
Таблица выбора автоматических выключателей по номинальному току и сечению жил кабельной линии
Производители автоматических выключателей всю свою продукцию проверяют на соответствие с принятыми стандартами. Основные требования к автоматам изложены в ГОСТ Р 50345—2010. Однако на некоторых участках время токовые характеристики у каждого завода могут незначительно отличаться. Эту особенность необходимо учитывать при выборе определенной модели и ее проверках.
Типы время токовых характеристик автоматических выключателей
Защиты автоматов могут создаваться с различным назначением для условий эксплуатации. По этим показателям графики их ВТХ обладают разными границами срабатывания по времени. Это позволяет их отстраивать по селективности, избегать ложных отключений оборудования. Автоматические выключатели выпускаются для бытового или промышленного использования.
Виды время токовых характеристик автоматических выключателей
Бытовые автоматы классифицируют тремя группами В, С и D:
- класс В предназначен для защиты протяженных линий и систем освещения. Кратность токов для его срабатывания лежит в пределах 3÷5 Iном
- класс С защищает розеточные группы или оборудование, создающее умеренные пусковые токи. Кратность токов 5÷10 Iном
- класс D применяют для защиты потребителей, обладающих повышенными пусковыми токами, например, трансформаторов или станков с мощными асинхронными электродвигателями. Кратность токов 10÷20 Iном
Автоматические выключатели типа В являются более чувствительными. Ими принято защищать оконечные потребители внутри квартир и домов. А в качестве вводного автомата лучше устанавливать те, которые относятся к типу С.
Качество состояния электропроводки и величина сопротивления петли фаза-ноль может влиять на выбор автоматического выключателя. Старая изоляция с высоким содержанием токов утечек и завышенными показателями петли способны ухудшить условия срабатывании автомата типа С или привезти к его отказу. В таких ситуациях применяют класс В.
Промышленные автоматы классифицируют тремя группами:
- класс L — более 8 Iном
- класс Z — более 4 Iном
- класс K — более 12 Iном
Среди производителей стран Европы встречаются модели автоматов с классом А, который имеет границу кратности токов 2÷3 Iном.
Все эти особенности необходимо учитывать при выборе конструкции автоматического выключателя и его проверках. Автоматы, обозначенные одним и тем же номиналом, в зависимости от типа время токовой характеристики, обладают разными временами срабатывания.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]
Селективность модульных автоматов 0,4 кВ
Эту статью мы посвятим вопросам селективности. Снова)
Вы знаете, что есть автоматы в которых нельзя выставить выдержку времени. Обычно это модульные автоматы до 63 А, а также автоматы на средние токи (80-630 А) с упрощенными расцепителями. По сути это и есть настоящие автоматы, а все остальные — это выключатели 0,4 кВ с блоком защиты. Чувствуете разницу?
Так вот, два последовательно включенных автомата, если они правильно выбраны, не могут быть селективны никогда. Как вам такой поворот?
На самом деле это правда. Уставка автомата выбирается как МТЗ (хотя ее упорно называют отсечкой). А в МТЗ реализована временная селективность. Если время срабатывания нельзя выбирать, то и селективность обеспечить нельзя.
Давайте рассмотрим возможное распределение токов КЗ и установленных автоматов 0,4 кВ на следующем примере
Вроде, автоматы выбраны правильно, с различием в номиналах по крайней мере в один шаг. У обоих характеристики С.
Автомат 1 должен чувствовать все КЗ на линии 1, в том числе и минимальные в конце зоны. По этим минимальным токам проверяется его чувствительность.
Но, если он чувствует минимальные токи в конце линии 1, то он будет чувствовать и максимальные токи в начале линии 2. Более того, автомат 1 по-хорошему должен чувствовать все КЗ на смежном участке (кабель 2), чтобы обеспечить дальнее резервирование. Да, это получается не всегда, но к этому нужно стремиться.
Значит, что при КЗ на втором кабеле оба автомата могут сработать, причем с одинаковой выдержкой времени, 0,015с. Это означает, что автоматы неселективны.
Некоторые производители автоматов, обычно иностранные компании, заявляют, что их автоматы имеют «частичную селективность». Т.е. для определенных номиналов смежных автоматов, при определенных токах КЗ, селективность будет соблюдаться. По мне так это чисто маркетинговый ход потому, что в российских нормах нет понятия «частичная селективность». Селективность либо есть, либо ее нет.
Некоторые электрики думают, что неселективно будут работать только автоматы включенные сразу друг за другом (ввод и отходящая линия 0,4 кВ) или через короткую линию. Это нет так. Любые смежные «модульники», которые прошли проверку на чувствительность, будут работать неселективно.
Единственный вариант «заставить» модульные автоматические выключатели работать селективно, это выбрать вышестоящий автомат так, чтобы его отсечка не чувствовала КЗ (работа в зоне перегрузки). Но тогда сильно увеличивается время срабатывания, что опасно для людей и оборудования. Теряется смысл применения самого автомата, лучше уж тогда ставить предохранитель. Поэтому так не делают и селективность автоматов никогда не достигается.
В связи с этим меня всегда удивляло требование надзорных органов о построении карты селективности до последнего автомата. Что вы там хотите увидеть? Чудо?)