+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

теория и практика — Блог — Пресс-центр — Компания — KЭAЗ

Проектируя новую электрическую сеть или реконструируя уже существующую, всегда необходимо придерживаться требований, которые создают условия надежной работы. В частности, речь идет о селективности — согласовании рабочих характеристик защитных аппаратов на всех этапах распределения электроэнергии. Это делается для того, чтобы в случае короткого замыкания или перегрузки сработал только тот защитный аппарат, в цепи которого возникла неисправность. При этом остальная часть электроустановки должна не отключаться, а оставаться в работе.

Калькулятор селективности

Например, если произошло короткое замыкание в розетке на кухне, то должен сработать групповой автоматический выключатель (на схеме аппарат с защитной характеристикой «В» и номинальным током в 10 А). Таким образом, должна отключиться только поврежденная линия «розетки кухни», а не вводной аппарат, отключая при этом всю квартиру.

Если отключения защитного аппарата по каким-либо причинам не произошло, то возникшую неисправность в розетке контролирует вышестоящий автоматический выключатель квартирного щитка.

Основные определения:

Селективность — согласование характеристик установленных последовательно аппаратов защиты таким образом, чтобы в случае аварии отключалась только та линия питания или часть схемы, где возникла неполадка.

Полная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя отключается раньше, чем аппарат со стороны источника питания. Отключение происходит во всем диапазоне возможного тока к.з. в данной сети вплоть до значения максимальной отключающей способности нижестоящего аппарата.

Частичная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя осуществляет защиту до значения Is (предельного тока селективности). При этом аппарат со стороны источника питания не должен срабатывать.

Зона перегрузки — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает тепловой расцепитель.

Зона короткого замыкания — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает электромагнитный расцепитель.

Избирательность срабатывания устройств защиты достигается за счет согласования время-токовых характеристик. Например, для обеспечения селективной работы оборудования при перегрузках достаточно, чтобы номинальный ток защитного аппарата со стороны питания минимум на 1 ступень был выше номинального тока автоматического выключателя со стороны нагрузки.

Методы обеспечения селективности

В зоне перегрузки обычно реализуется время-токовый тип селективности. В зоне КЗ могут использоваться другие методы обеспечения селективности, о которых мы поговорим далее.

Временная селективность

Этот вид селективности обеспечивается благодаря разному времени срабатывания аппаратов защиты.

Время срабатывания ближайшего к защитному оборудованию аппарата защиты №1 настраивается на значение 0,02 с. На следующем этапе защиты отключение неисправности в цепи обеспечивается настройкой времени срабатывания аппарата 0,5 с. На последнем этапе выбирается время срабатывания выключателя — 1 секунда. Защита № 3 будет резервировать 2 нижестоящие защиты №1 и №2.

Токовая селективность

У всех защит №1, №2 и №3 выдержка по времени срабатывания минимальна: 0,02 с, однако значения срабатывания по току (уставки) отличаются: 200, 300 и 400 А соответственно. При возникновении в защищаемой сети короткого замыкания ток будет резко возрастать и вызывать срабатывание защит. Если защита №1 не сработает, то ее будет резервировать следующая защита №2.

Время-токовая селективность

Еще одним способом настройки защиты электроустановок до 1 кВ является согласование время-токовых характеристик применяемых автоматических выключателей.

Так, например, можно добиться избирательности срабатывания защиты, подобрав время-токовую характеристику выключателя В таким образом, чтобы она располагалась на определенном расстоянии ниже характеристики выключателя А. Эта зона определяется опытно-расчетным путем с учетом погрешностей срабатывания защит расцепителей. С учетом этой зоны строятся таблицы селективности.

Сегодня производители предоставляют своим клиентам уже готовые таблицы селективности, при помощи которых можно с уверенностью выбирать гарантированно селективные связки автоматических выключателей.

Выбирая аппараты защиты с учетом требований селективности защиты, вы повышаете не только надежность электроустановки, но и упрощаете работу по поиску поврежденного участка. Создать селективную защиту, применяя аппараты разных производителей, проблематично, поэтому следует устанавливать защитные аппараты одного производителя, дополнительно пользуясь специальными таблицами селективности.

Содержание

таблица, расчёт, карта и основные особенности

Селективность автоматических выключателей

Селективность в области электрики является одним из основополагающих понятий. Она представляет собой защиту электрических устройств от поломок или каких-либо отклонений в работе. С помощью данной функции автоматы работают дольше, повышается уровень безопасности.

Что такое селективность в области электрики?

Селективность или избирательность – особенность релейной защиты, которая определяется умением находить неисправный элемент всей электрической системы и выключать именно его. Защита может быть двух видов: абсолютная и относительная, в зависимости от отключения участков. В первом случае более точно срабатывают предохранители на том участке, где произошло замыкание или поломка. Второй тип селективности заставляет отключаться автоматы, которые находятся выше, если защита других не вступила в действие по каким-либо причинам.

Типы селективности электрических приборов

Классификацию защиты электрических устройств можно представить в различии схем подключения:

  • Селективность в электрикеПолная. Если несколько приборов подключены последовательно, то на неисправность быстрее реагирует тот, что находится ближе к зоне аварии.
  • Частичная. Принцип действия селективности автоматов аналогичен с полной, но существует ограничение величины тока.
  • Временная. Такого рода избирательность предполагает разное время выдержки автоматов с одинаковыми характеристиками на срабатывание в случае поломки. Эта защита предназначена для того, чтобы подстраховать автоматы по скорости выключения. Например: первый начинает действовать спустя 0,2 сек, второй – 0,4 сек и т. д.
  • Токовая. Принцип работы селективности тот же, что и у временной, но в этом случае параметром выступает максимальная токовая отметка. Выставляются определённые значения в порядке убывания от источника питания до объекта нагрузки. Например, при вводе 28 А., к розеткам 18 А и 12 – к свету.
  • Времятоковая. Одна из самых сложных систем по защите от неисправностей. Аппараты подразделяются на четыре различные группы: A, B, C и D, каждая из которых реагирует на ток. В этом случае сложно составить схему защиты автоматических выключателей при коротком замыкании. Наиболее эффективна защита будет при первой группе А. Её используют в основном для электронных цепей. Наибольшую популярность и распространённость получили аппараты типа С, однако следует серьёзно отнестись к их установке.
  • Зонная. Этот способ защиты используется чаще всего в промышленности, так как он является дорогостоящим и довольно сложным. За работой электрической сети следят специальные приборы. При достижении установленного значения все данные передаются в центр контроля, где выбирается аппарат для выключения. Селективность этого вида предполагает наличие специальных электронных расцепителей. Они действуют следующим образом: при обнаружении какого-либо нарушения аппарат, расположенный ниже, подаёт сигнал другому автомату, который находится выше. Если в течение 1 секунды не сработает первое устройство, включится второе.
  • Энергетическая. Здесь автоматы действуют очень быстро, благодаря чему ток короткого замыкания не успевает достичь максимального значения.

Таблица селективности

Защита автоматических выключателей исправно работает обычно при маленьких перегрузках

. При коротком замыкании сформировать селективность намного тяжелей. Для таких целей существует таблица селективности, которая позволяет генерировать связки с избирательностью вступления в действие. Один расчёт предназначен для одного вида аппарата. Ниже представлен пример такой таблицы, который также можно найти на интернет-сайтах производителей автоматов.

Расчёт селективности

Чаще всего защитными устройствами выступают обыкновенные автоматические выключатели. Их селективность обеспечивается с помощью верного выбора и настроек параметров. Принцип работы таких выключателей обусловлен выполнением следующего условия:

  • Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:
    • — Iс.о.послед — ток, при котором вступает в действие защита;
    • — I к.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты;
    • — Kн.о. — коэффициент надёжности, зависящий от параметров.

Определить селективность при управлении аппаратов по времени можно при помощи следующей формулы:

  • tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
    • — tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов, в зависимости от близости к источнику питания;
    • — ∆t — временная ступень селективности.

Карта селективности

Принцип работы автоматических выключателейДля того чтобы обеспечить максимальную защиту автоматических выключателей, нужна специальная карта селективности или её графическое изображение. Эта карта представляет собой своеобразную схему, где отображаются все совокупности токовых характеристик используемых устройств в электрической сети (пример представлен ниже).

Одно из основных правил защиты выключателей – все автоматы должны быть подключены друг за другом по очереди. Карта селективности предназначена для изображения характеристик всех этих приборов. Для её создания необходимо придерживаться ряда правил:

  • Установки защит должны исходить из одного напряжения;
  • Рисуя карту нужно правильно выбрать масштаб, чтобы были изображены все расчётные точки;
  • Помимо характеристик автоматов, следует указать максимальные и минимальные значения коротких замыканий в точках системы.

Как показывает практика, селективность защиты требуется не всегда. Её применяют, только если есть риск серьёзных повреждений. Когда при расчёте получаются высокие значения номиналов автоматов, рекомендуется установить рубильники или специальные селективные устройства.

Селективность автоматов ПУЭ

Существует свод правил устройств электроустановок (ПУЭ), где есть чёткие понятия, как эксплуатировать автоматические выключатели. В пункте 3.1.4. сказано: для того чтобы автоматы защиты не отключали устройства при кратковременных перегрузках, уставки выключателей нужно выбирать

по номинальным токам электроприёмников.

Следует выделить ещё одно важное правило: в качестве устройств защиты должны использоваться предохранители и автоматические выключатели.

Принцип селективности для выбора выключателей

Таблица селективностиПри проведении электрики в доме необходимо учитывать тот факт, что ток может причинить большой вред. Во избежание неприятных последствий устанавливают предохранители или автоматические выключатели. Принцип селективности позволяет надёжно использовать электрическую сеть благодаря правильному выбору автоматов.

Для абсолютно любой схемы выявляется определённая система защиты, которая разделяют проводку на определённые участки, именуемые электрическими цепями. Поломка может возникнуть внутри приёмника, генератора или же проводов. Каждая неисправность требует особенного технического решения, благодаря которому можно быстро и эффективно найти и исправить повреждение.

Принцип селективности призван определять правила установки и совместимости защит. Он обеспечивает:

  • безопасность электрики и людей;
  • автоматическое выявление зоны поломки и её устранение;
  • снабжение электрическим током все участки, расположенные рядом с повреждённым;
  • поддержание качества электроэнергии.

Обобщая все вышесказанное, можно отметить, что избирательность защитных устройств, в том числе и автоматических выключателей, необходимо всегда учитывать при установке электрической проводки для безопасного и наиболее надёжного использования.

Селективность автоматических выключателей: принцип организации и виды

Просмотров: 50

Избирательность или селективность автоматических выключателей — ключевой момент в обеспечении надежной работы электрической цепи. Эта функция способствует предупреждению аварийных ситуаций, подымает на более высокую ступень безопасность.

В случае перегрузки линии, короткого замыкания включается в работу защита только линии с повреждением, остальная часть электроустановки остается в рабочем состоянии.

Содержание статьи:

  • Основные задачи селективной защиты
  • Что такое селективная защита
  • Селективность защиты абсолютная и относительная
  • Виды селективных схем подключения
    • Защита полная и частичная
    • Токовый тип селективности
    • Временная и времятоковая селективность
    • Энергетическая селективность автоматов
    • Что такое зонная селективность
  • Расчет селективности автоматов
  • Карта селективности и правила ее создания
  • Выводы и полезное видео по теме

Основные задачи селективной защиты

Безопасная эксплуатация и стабильная работа электроустановок — это те задачи, которые возложены на избирательную защиту. Она мгновенно вычисляет и отсекает поврежденную зону без прекращения подачи питания на исправные участки. Селективность снижает нагрузки на установку, уменьшает последствия КЗ.

При отлаженной работе автоматических выключателей по максимуму удовлетворяются запросы, относительно обеспечения бесперебойного электроснабжения и как следствие, технологического процесса. Когда автоматическое оборудование, осуществляющее размыкание, в результате КЗ окажется неисправным, благодаря селективности потребители получат нормальное питание.

Что такое селективная защита

Правило, утверждающее, что величина тока, проходящего через все распредвыключатели, установленные за вводным автоматом, меньше обозначенного тока последнего, является основой селективной защиты. В сумме эти номиналы могут быть и больше, но каждый отдельный обязательно хотя бы на шаг ниже вводного. Так, если на вводе установлен 50-амперный автомат, то следующим за ним устанавливают выключатель, с номиналом по току в 40 А.

Автоматический выключатель состоит из следующих элементов: рычага (1), клемм винтовых (2), контактов подвижного и неподвижного(3, 4), биметаллической пластины (5), винта регулировочного (6), соленоида (7), решетки дугогасительной (8), защелки (9)

При помощи рычажка как включают, так и выключают впуск тока на клеммы. К клеммам подводят и фиксируют контакты. Подвижный контакт с пружиной служит для быстрого размыкания, а связь цепи с ним выполнена через неподвижный контакт. Расцепление, в случае перекрытия током своего порогового значения, происходит за счет нагрева и изгиба биметаллической пластины, а также соленоида.

Токи срабатывания настраивают при помощи регулировочного винта. С целью предотвращения появления электродуги во время размыкания контактов, введен в схему такой элемент, как дугогасительная решетка. Для фиксации корпуса автомата существует защелка.

Избирательность, как особенность релейной защиты — это умение обнаруживать неисправный узел системы и отсекать его от действующей части ЭЭС.

Здесь приведена схема щита, наглядно показывающая, как распределяется нагрузка по квартире. Перед установкой автомата нужно выполнить расчет суммарной мощности оборудования, которое будет подключено к нему

Селективность автоматов — это их свойство работать поочередно. Если этот принцип нарушен, будут греться и автоматические выключатели, и электропроводка. В результате может возникнуть КЗ на линии, перегорание плавких контактов, изоляции. Все это приведет к выходу из строя электроприборов и пожару.

Допустим, на длинной линии электропередач возникла аварийная ситуация. Согласно главному правилу селективности первым срабатывает автомат ближайший к месту повреждения. Если в обычной квартире в розетке происходит короткое замыкание, на щитке срабатывать должна защита линии, частью которой эта розетка является. Если этого не произошло, наступает очередь автоматического выключателя на щиток, и только за ним — вводного.

Селективность защиты абсолютная и относительная

Понятие селективности определено ГОСТотм IEC 60947-1-2014. Выделяют два типа селективности — абсолютную и относительную. Если работа защиты скоординирована таким образом, что она срабатывает исключительно внутри защищенной зоны, то это указывает на ее абсолютную селективность. В этих обстоятельствах максимальный ток селективности становится таким же, как и максимальная отключающая способность расположенного ниже автомата.

Срабатывание в виде резервного, когда не произошло отключение на проблемном участке, называют относительно селективной защитой. При этом происходит отключение выше расположенных выключателей. В случае превышения заданной величины тока выключателя-автомата, т.е. при отсутствии больших перегрузок, селективная защита действует практически безотказно. Куда затруднительней добиться этого при коротких замыканиях.

Упрощают задачу таблицы селективности, которые производители прилагают к своим изделиям. Применяя их, создают группы с селективностью срабатывания

Данные о выпускаемых изделиях предприятия размещают и на своих сайтах. Связки выключателей формируют только по таблицам одного конкретного производителя. Следует учитывать, что группы, устроенные по относительному принципу, обладают большим числом функций.

Буква «Т» в таблице обозначает полную селективность пары аппаратов, а число — частичную. Когда ожидаемая пограничная величина тока КЗ меньше, чем число, указанное в таблице, избирательность будет обеспечена

Чтобы проверить избирательность между автоматом выше- и нижестоящим, находят скрещение вертикали и горизонтали. Обеспечение селективности — очень важная задача при питании потребителей, относящихся к особой категории. При ее отсутствии может произойти остановка производственного процесса, повреждение линий, отключение систем кондиционирования, дымоудаления и других.

Виды селективных схем подключения

Кроме абсолютной и относительной селективности существует еще 7 видов селективной защиты:

  • зонная;
  • времятоковая;
  • энергетическая;
  • временная;
  • полная;
  • частичная;
  • токовая.

Для обеспечения требуемой селективности автозащиты электросети с автоматическими выключателями используют разные методы.

Защита полная и частичная

Полная защита обозначает, что если последовательно подключена пара автоматов, появление сверхтоков вызывает отключение одного, расположенного вблизи зоны неисправности. Частичная защита действует по тому же принципу, что и полная, но только после того, как ток достигнет установленной пороговой величины.

Селективность отключения, обеспечивающаяся автоматами, заключается в том, что КЗ, в каком бы месте электроустановки оно ни возникло, будет отсечено ближайшим выключателем, находящимся выше этой точки. Оставшиеся устройства не отключатся

Если селективность обеспечена до меньшей из величин тока двух АВ, есть повод говорить о полной селективности между ними. В этом случае предельная величина предполагаемого тока КЗ установки при каких либо обстоятельствах будет равной или меньшей величины тока двух АВ.

Токовый тип селективности

У токовой избирательности основной показатель — предельная токовая отметка. От объекта до ввода значения выстраивают по признаку возрастания. Действие этой избирательности защит основано на той же базе, что и у временной селективности. Разность только в том, что выдержка делается по значению тока — с приближением точки КЗ к вводу, растут показания тока КЗ. Временной показатель отключения может быть таким же.

Поврежденную из-за КЗ зону определяют посредством уставки срабатывания на разные величины тока. Полной селективность может быть только в условиях, где ток КЗ невысокий, а в промежутке между двумя автоматами есть оборудование, отличающееся немалым электрическим сопротивлением. При таком раскладе токи КЗ будут значительно отличаться.

Применяют такой вид избирательности в основном в конечных распредщитах. Здесь сочетается номинальный ток незначительной величины и ток КЗ с большим полным сопротивлением стыковочных кабелей. Этот вариант селективности является экономичным, простым и действующим в течение мгновения. Все же зачастую указанная селективность может являться частичной т.к. наибольший ток, как правило, небольшой.

На фото токовая избирательность с применением АВ. При таком виде селективности существует смещение по оси тока токовых характеристик расположенных друг за другом автоматов

Когда значения Isd1 и Isd2 одинаковы или предельно близки, то Is — максимальный ток селективности равен Isd2. Если эти величины намного отличаются, Is = Isd1. Условием обеспечения селективности по току является соблюдение неравенств: Ir1/Ir2 > 2 и Isd1/Isd2 > 2. В этом случае максимум селективности — Is = Isd1.

К недостаткам относят и быстрый рост уровня уставок защиты от токов большого уровня. Невозможно быстро отключить поврежденную цепочку, если один из автоматов окажется неисправным. При расчете уставок защит по току необходимо принимать во внимание действительные токи, проходящие через выключатели, работающие в автоматическом режиме.

Временная и времятоковая селективность

Когда в цепи имеется ряд автоматических выключателей, обладающих идентичными токовыми характеристиками, но разным временем выдержки, то при возникновении неисправности они страхуют друг друга. Тот, что находится в непосредственной близости к месту повреждения, сработает сразу, следующий — через какое-то время и т.д.

На этой 2-уровневой схеме выключатель «А» обладает таким временем выдержки, которое обеспечивает полную селективность с характеристиками АВ «В»

В случае времятоковой селективности защитные приборы реагируют не только на ток, но и на продолжительность реакции. При определенном значении тока через какое-то время задержки срабатывает защита, дистанция от которой к месту КЗ меньше. Исправная часть установки не отключается.

На фото график временной селективности с использованием АВ. Времятоковые характеристики выключателей В и А не пересекаются. Они расположены ступенчато

Комбинация токовой и временной селективности увеличивает эффективность отключения. Когда Isc B< Irm A, селективность полная, срабатывание происходит мгновенно. АВ, расположенный выше, снабжен двумя уставками: Im A и Ii А. Первая — является избирательной токовой отсечкой, вторая — мгновенным срабатыванием.

Энергетическая селективность автоматов

При энергетической селективности отключения происходят внутри корпуса автомата. Длительность процесса настолько мала, что ток КЗ не успевает приблизиться к своему предельному значению. Времятоковая система защиты считается сложной. Здесь задействована не только реакция на ток, но и время, на протяжении которого это происходит.

С возрастанием тока у автомата падает величина времени срабатывания. Базой для этого вида селективности является регулировка защиты таким способом, когда со стороны защищаемого объекта она срабатывает быстрее при всех пороговых значениях тока, по сравнению с автоматом на вводе.

Что такое зонная селективность

Зонный способ сложный и недешевый, поэтому применяют его в основном в промышленности. Как только пороговые показатели тока достигают максимума, в центр контроля поступают данные и выбранный автомат срабатывает. Электрическая сеть с таким видом избирательности включает специальные электронные расцепители.

Когда обнаруживается нарушение, от выключателя, расположенного ниже, поступает сигнал к устройству, находящемуся выше. Первый автомат должен отреагировать в течение секунды. Если он не среагировал, срабатывает второй.

Сравнивая этот вид селективности с временной избирательностью, можно увидеть, что время срабатывания в этом случае намного ниже — иногда составляет сотни миллисекунд. Снижается как процент интервенции в систему, так и процент ее повреждения. Уменьшаются тепловые и динамические влияния на части установки. Возрастает число уровней селективности.

Когда токи, протекающие через защитные устройства, достигают большей величины, чем на собственных уставках, сигнал блокировки передается каждым выключателем на защиту более высокого уровня

В случае зонной селективности срабатывает защита, находящаяся со стороны источника питания, если взять за исходную точку место КЗ. До момента срабатывания автомата осуществляется контроль над тем, чтобы защитное устройство с нагруженной стороны не подало аналогичный сигнал.

Но такая избирательность требует присутствия дополнительного источника питания. Поэтому рациональное применение этого вид селективности — системы с высокими параметрами тока КЗ и током значительной величины. Такими являются коммутационно-распределительные аппараты, находящиеся со стороны нагруженности генераторов, трансформаторов.

Расчет селективности автоматов

Грамотный выбор и правильная настройка — основной принцип соблюдения селективности автоматических выключателей. Избирательность для выключателя, находящегося вблизи источника, гарантирует выполнение требования: Iс.о.послед ≥ Kн.о.∙ I к.пред.

Здесь Iс.о послед. — такая величина тока, за которой следует срабатывание защиты. I к.пред. — ток КЗ в конечной точке зоны, на которую распространяется действие автомата, расположенного далеко от энергоисточника. Kн.о. — коэффициент надежности. Его величина находится в зависимости от разброса параметров.

Номинал автомата для цепи подбирают не только путем расчета, но и по такой таблице, ориентируясь на разрез кабелей в схеме

Расклад tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t демонстрирует селективность в случае регулировки АВ по времени. tс.о.послед, tк.пред. — интервалы времени срабатывания выключателей, находящихся на большой дистанции от источника питания и расположенных рядом. ∆t — параметр, который берут из каталога и обозначающий временную степень селективности.

Карта селективности и правила ее создания

Времятоковые характеристики всех устройств, включенных в схему электрической сети, изображают на карте селективности. Целью ее составления является максимальное обеспечение защиты автоматов. Основа защиты выключателей — принцип, по которому выключатели подключают друг за другом строго последовательно.

Существует ряд правил, обязательных при создании карты селективности:

  1. Установки должны иметь один источник напряжения.
  2. Все важные расчетные точки должны хорошо просматриваться. С учетом этого требования необходимо выбирать масштаб.
  3. На карте указывают защитные свойства, минимальные, максимальные параметры КЗ в точках системы.

Часто нормы проектирования нарушаются, и карты селективности в проектах отсутствуют. Это может привести к перебоям в электроснабжении потребителей.

На карту наносят характеристики автоматов, подключенных последовательно друг за другом. Саму схему строят в осях

Карта дает полную картину о согласовании уставок. Она предоставляет возможность сравнить работу автоматов по такой характеристике, как селективность. Времятоковые разновидности осей являются базой не только для построения карт селективности для токовой защиты в виде автоматических выключателей, но и для других ее видов: предохранителей, реле. Обычно одна карта содержит характеристики 2-3 АВ. По оси абсцисс отмечают величину тока в кВ, а по оси ординат — время в секундах.

Выводы и полезное видео по теме

Неполадки при работе автоматических выключателей и их устранение:

Вычерчивание карты селективности посредством специальной программы:

Надежное, безопасное использование электрической проводки невозможно без учета избирательности автоматов. Зная об основных моментах создания селективной защиты, можно грамотно выполнить подбор оборудования для своего технического проекта.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

таблица и расчет селективности, какое токоограничение

Для упрощения и безопасной жизни человека было придумано множество устройств. К таким элементам относят предохранители. В этой статье рассказывается о том, что такое селективные автоматические выключатели и как они работают.

Определение селективности автоматических выключателей

Определение «селективность» подразумевает защитный механизм и отлаженное функционирование некоторых устройств, состоящих из отдельных частей, последовательно соединенных друг с другом. Зачастую такими приборами служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО и т. д. Результатом их работы является предупреждение сгорания электромеханизмов в случае возникновения угроз.

 Как выглядит прибор

Обратите внимание! Преимуществом данной системы является ее свойство отключать лишь необходимые участки, при этом вся остальная система остается в рабочем состоянии. Единственное условие — согласованность защитных устройств между собой.

 Схема зонной защиты

Для чего нужна селективность

Во время перегрузки или короткого замыкания на линии электросети автоматический предохранитель должен среагировать. В то же время необходимо, чтобы минимальная часть потребителей была отключена, а другие продолжали функционировать. Если селективность установлена грамотно, должен функционировать только аварийный предохранитель линии, а групповой предохранитель должен оставаться работающим.

 Селективность автоматов

Следовательно, селективность автоматических предохранителей — это выбор устройств в системе, в которых в случае аварии в любой ее части отключение выполнялось элементом, отвечающим только за эту часть. Проще говоря, селективность — это координация функционирования приборов защиты, подключенных последовательно, так что в случае скачков напряжения или короткого замыкания отключается только та часть установки, в которой происходит неисправность.

Принцип работы и функции

Главные функции селективности заключаются в:

  • обеспечении безопасной работы приборов в помещении;
  • мгновенном определении и обесточивании зоны питания, в которой произошла поломка, без других выключений приборов, не прекращающих подачу электрической энергии в местах стабильной работы техники;
  • снижении последствий после поломки приборов или техники;
  • уменьшении напряжения на составные приборы и предупреждении поломок в неисправной части;
  • обеспечении максимально возможной безостановочной подачи энергии;
  • обеспечении беспрерывного рабочего процесса;
  • обеспечении поддержки в том случае, если сама защита, отвечающая за размыкание, придет в неисправность;
  • поддержке оптимального функционирования установки;
  • обеспечении практичности в использовании и экономической доступности.
 Определение избирательности

Виды селективной защиты разделяют на:

  • полную. Два устройства соединены последовательным соединением. При воздействии сверхтоков активируется только одна защита, которая находится ближе к зоне повреждения;
  • частичную. Похожа на полное, но защита действует только до определенного показателя перегрузки по току;
  • временную. Схема включает в себя несколько машин с одинаковыми токовыми параметрами, но с разным временем воздействия. В результате от ближайшего к поломке до самого удаленного выключателя устройства страхуют друг друга (например, ближайший будет работать через 0,02 сек., следующий через 0,5 сек., а последний — через 1 сек., если остальные 2 не работают).
 Конструкция предохранителя

Принцип действия текущей селективности защиты подобен времени, но только воздействие происходит по величине тока. Например, автоматические выключатели установлены на входе 25 А, затем 16 А, а затем 10 А. В то же время они могут иметь одинаковое время отключения. В дополнение к реакции защитных механизмов на ток также определяется время этой реакции.

 Предохранители в щитке

При обнаружении некорректной работы в установке можно точно определить неисправную зону и отключить подачу электроэнергии только в нее. Все процессы предотвращения повреждений происходят в литом корпусе выключателя. Отключение происходит за такое короткое время, что отметка максимального значения тока не достигает своего результата.

К сведению! Избирательность защиты может быть абсолютной и относительной. В первом случае отключается только поврежденная часть цепи. По этому принципу работают предохранители, установленные в электроприборах.

Какое токоограничение в селективности

Модульные автоматические выключатели имеют такой параметр, как класс ограничения тока, который фактически отражает скорость электромагнитного расцепителя. Казалось бы, чем быстрее, тем лучше, но для селективности имеет смысл поставить групповую машину с более медленным откликом, чтобы во время короткого замыкания на какой-либо исходящей линии она не работала вместе с автоматом этой линии.

 Зона перегрузки

Хотя нет никакой гарантии, что автомат с более низким классом ограничения тока будет работать медленнее, чем автомат с более высоким. Вряд ли все производители придерживаются единых стандартов по этому параметру. Но если на выходной линии можно поставить автомат с более высоким классом ограничения тока, то это стоит сделать.

Разновидность селективности

Селективность защиты подразделяется на абсолютную или относительную в зависимости от того, какие участки отключаются. Для первого случая надежней всего срабатывают предохранители на поврежденном участке цепи. Во втором отключаются выше расположенные автоматы, если защита ниже не отработала по разным причинам.

Полная и частичная защита

При такой защищённости цепи подразумевается последовательное подключение аппаратов. В случае возникновения сверхтока сработает тот автомат, который ближе всего к месту повреждения.

 Разновидности УЗО

Важно! Частичная избирательная защита отличается от полной селективности тем, что срабатывает лишь до установленного значения сверхтока.

Токовый тип селективности

Выстраивая в убывающем порядке величины токов от источника к нагрузке, обеспечивают работу токовой избирательности. Главной мерой здесь является предельное значение токовой метки. Например, начиная от источника питания или ввода, автоматические выключатели устанавливают в последовательности: 25 А, 16 А, 10 А. Все автоматы могут иметь одинаковое время на срабатывание.

Обратите внимание! Между автоматами должно быть высокое сопротивление цепи, тогда они будут иметь эффективную избирательность. Повышают сопротивление путём увеличения протяжённости линии, включения участков с проводом меньшего диаметра или вставкой трансформаторной обмотки.

Временной и времятоковый вариант

Что значит селективная защита по времени? Особенностью такого построения схемы релейной защиты является привязка ко времени срабатывания каждого защитного элемента.

 Принцип работы выключателей

Автоматические выключатели обладают одинаковыми токовыми параметрами, но имеют разную выдержку времени при срабатывании. Время срабатывания увеличивается по мере удаления от нагрузки. К примеру, самый ближний рассчитан на срабатывание после 0,2 сек. В случае его отказа через 0,5 сек. должен сработать второй. Работа третьего автоматического выключателя рассчитана через 1 сек. в случае несрабатывания первых двух.

К сведению! Очень сложной считается времятоковая избирательность. Чтобы её организовать, необходимо выбирать приборы групп A, B, C, D. У группы А наивысшая защита (применяется в электроцепях). Каждая из этих групп имеет индивидуальную реакцию на величину электрического тока и временную задержку.

Зонная схема защиты

Зонный способ сложный и недешевый, поэтому применяют его в основном в промышленности. Как только пороговые показатели тока достигают максимума, в центр контроля поступают данные, и выбранный автомат срабатывает. Электрическая сеть с таким видом избирательности включает специальные электронные расцепители.

 Автоматический выключатель 5SL

Когда обнаруживается нарушение, от выключателя, расположенного ниже, поступает сигнал к устройству, находящемуся выше. Первый автомат должен отреагировать в течение секунды. Если он не среагировал, срабатывает второй.

Сравнивая этот вид селективности с временной избирательностью, можно увидеть, что время срабатывания в этом случае намного ниже, иногда составляет сотни миллисекунд.

Обратите внимание! При зонной схеме защиты снижается как процент интервенции в систему, так и процент ее повреждения. Уменьшаются тепловые и динамические влияния на части установки, возрастает число уровней селективности.

Как правильно рассчитать селективность

Чаще всего защитными устройствами выступают обыкновенные автоматические выключатели. Их селективность обеспечивается с помощью верного выбора и настроек параметров. Принцип работы таких выключателей обусловлен соблюдением следующих условий:

  • Iс.о.послед ≥ Kн.о. I к.пред., где: Iс.о.послед — ток, при котором вступает в действие защита; I к.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты;
  • Kн.о. — коэффициент надёжности, зависящий от параметров.

Определить селективность при управлении аппаратами по времени можно при помощи следующей формулы: tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где: tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов в зависимости от близости к источнику питания; ∆t — временная ступень селективности.

Таблица селективности

Ниже представлена таблица селективности для автоматических выключателей. Расчет селективности автоматических выключателей можно осуществить с помощью онлайн-калькулятора. Вручную просчитывать лучше только опытному электрику, который и будет подключать предохранители.

 Таблица селективности

Безопасная проводка не может работать без избирательности автоматов. Благодаря этой статье можно грамотно подобрать устройства для создания защиты. Для безопасного подключения рекомендуется обращаться к мастерам.

Селективность между модульными автоматическими выключателями

Что общего у крупного центра обработки данных и небольшой серверной, у морской нефтяной платформы и энергодиспетчерского пункта на железной дороге, у городской поликлиники и банка? Все эти объекты относятся к потребителям I и особой категории электроснабжения и поэтому должны отвечать самым высоким требованиям к уровню электрической стабильности.
Достичь бесперебойной и качественной работы энергоустановок информационных систем, сервисов безопасности и контроля доступа и пр. можно только при условии реализации полной селективности на всех уровнях распределения. Данное утверждение в особенности касается модульных автоматических выключателей в низковольтных распределительных щитах.

Глоссарий специалиста

Селективность согласование работы установленных последовательно защитных аппаратов, таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания (к.з.) отключалась только та часть установки, где возникла неисправность.

Полная селективность — обеспечивается в случае, когда при последовательном соединении двух автоматических выключателей оборудование со стороны нагрузки (потребителя) осуществляет защиту без срабатывания устройства со стороны питания.

Частичная селективность — отличается от полной тем, что оборудование со стороны нагрузки осуществляет защиту без срабатывания устройства со стороны питания лишь до определённого уровня сверхтока Is (предельный ток селективности).

Зона перегрузки — диапазон значений тока, в котором за срабатывание отвечает тепловой расцепитель (биметаллическая пластина). Представляет собой обратнозависимую характеристику.

Зона короткого замыкания — диапазон значений тока, в котором за срабатывание отвечает электромагнитный расцепитель. Обеспечивает практически мгновенное срабатывание.


Рис. 1. Зона перегрузки и зона короткого замыкания

Полная селективность между модульными автоматическими выключателями

Как правило, специалисты решают задачу согласования рабочих характеристик модульных автоматических выключателей со стороны питания и нагрузки, используя токовый метод. Он основан на выборе аппаратов защиты с разными уставками по току, причём более высокие значения должно иметь оборудование на стороне питания. Для подбора автоматических выключателей используются таблицы селективности и специальное программное обеспечение. Но даже такая тщательная проработка схемы позволяет добиться лишь частичной координации рабочих характеристик модульных автоматических выключателей. Полная селективность обеспечивается только в распределительных боксах, где расчётные токи к.з. небольшие, что на самом деле редкость. Как правило, даже в квартирных щитах достигается лишь частичная селективность. Рассмотрим такой пример – в электрическом шкафу установлены автоматические выключатели с характеристикой С. Номинальный ток вводного аппарата — 32А, устройства на отходящей линии – 16А. Нижняя граница зоны срабатывания вводного автомата  5In=5·32=160А. Она же является и верхней границей срабатывания для нижестоящего автомата. 1Очевидно, что в данном случае полная селективность не обеспечивается.

Часто задача согласованной работы автоматических выключателей со стороны нагрузки и питания во всём диапазоне сверхтоков остаётся нерешённой, что приводит к авариям. «Не так давно в одном крупном банке из-за чайника, случайно включённого в розетку «чистых» сетей 1, и отсутствия полной селективности в распределительных шкафах были обесточены все компьютеры на этаже, что привело к потере полугодового отчёта», — рассказывает Алексей Азаров, начальник отдела электрических сетей и систем компании «ЭкоПрог».

До недавнего времени полную селективность можно было реализовать, установив в качестве вводного устройства в распределительном щите вместо модульного автоматического выключателя аппарат в литом корпусе. Для указанного оборудования возможны такие способы координации рабочих характеристик, как временной, энергетический и зонный2. Но данное решение не всегда целесообразно, так как оно приводит к таким последствиям, как:

  • удорожание проекта;
  • увеличение занимаемых распределительными шкафами площадей – аппараты в литом корпусе и воздушные автоматические выключатели по своим габаритам значительно превосходят модульное оборудование;
  • сложности в установке и эксплуатации (аппараты в литом корпусе оснащаются электронными расцепителями, которые нуждаются в настройке).

«Заменить модульные автоматические выключатели на аппараты защиты другого типа для инженера означает пожертвовать компактностью и единообразием технических решений, а это не всегда возможно, — утверждает Павел Томашёв, инженер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации. — Специально для того, чтобы решить проблему обеспечения полной координации между модульными аппаратами защиты, наша компания разработала новый селективный автоматический выключатель серии S750DR. Данное устройство – новинка для нашей страны. Оно представляет решение для достижения согласованности рабочих характеристик, при котором невозможно одновременное отключение вышестоящего и нижестоящего аппаратов. В данном модульном автоматическом выключателе реализован дополнительный токовый путь, благодаря которому обеспечивается задержка срабатывания по времени. Линейка автоматических выключателей S750DR включает в себя аппараты от 0,5 до 63А».

Селективный модульный автоматический выключатель обеспечивает координацию рабочих характеристик аппаратов защиты независимо от напряжения сети. Такой аппарат защиты не требует дополнительного питания для замыкания/размыкания контактов и для выполнения защитной функции, поскольку устройство является электромеханическим.

Принцип действия селективного модульного автоматического выключателя


Рис. 2. Схема внутреннего устройства селективного автоматического выключателя

Рассмотрим схему внутреннего устройства селективного модульного автоматического выключателя, представленную на рис. 1. На иллюстрации видны два токовых пути. Один из них — основной, состоит из тех же элементов, что и в обычном автоматическом выключателе: электромагнитной катушки (мгновенный расцепитель), биметаллической пластины (расцепитель перегрузки) и блока основных контактов. Второй — токовый путь, реализованный в аппаратах S750DR, получил название дополнительного. Он состоит из изолирующих контактов, селективного биметалла и резистора.

Ознакомимся с принципом действия селективного модульного автоматического выключателя на практике. В системе, где в качестве вводного устройства используется селективный модульный автоматический выключатель, а в качестве нижестоящего аппарата – обычный автомат, короткое замыкание может произойти в линии нагрузки или между вводным и отходящим устройствами.

1. Короткое замыкание в линии нагрузки

В момент аварии сработают расцепители аппарата со стороны нагрузки и основного токового пути автоматического выключателя со стороны питания. Однако при этом ток продолжит протекать по дополнительному контуру вводного устройства. Так как аппарат со стороны нагрузки сработал (например, время срабатывания автомата S200 от АББ около 5-8 мс) и отключил повреждённый участок цепи, пружина снова замкнёт блок контактов в основном пути селективного автоматического выключателя. Таким образом, обеспечивается непрерывное протекание тока и бесперебойность питания нагрузок.

2. Короткое замыкание между вводным и отходящим аппаратами защиты

В момент аварии так же, как и в предыдущем варианте, размыкаются контакты селективного аппарата. Далее, поскольку авария не устранена, селективный биметалл с небольшой задержкой по времени размыкает контакты в дополнительном токовом пути и блокирует пружину. Разомкнутыми остаются и основной, и вторичный контур, что и обеспечивает защиту от к.з.

Токоограничивающая селективность

В селективных автоматических выключателях реализована токоограничивающая селективность. Она обеспечивается за счёт конструктивных особенностей аппарата: резистора сопротивлением 0,5 Ом и способности устройства быстро размыкать контакты в случае появления к.з. (примерно за 1 мс), что приводит к возникновению между ними дуги, которая также представляет собой сопротивление. При этом осуществляется резервная защита автоматического выключателя со стороны нагрузки, что позволяет минимизировать воздействие аварии на всю установку и сети питания.

Благодаря токоограничивающей селективности можно выбирать нижестоящий автоматический выключатель с предельной отключающей способностью ниже, чем ожидаемый ток короткого замыкания. «В случае аварии вышестоящий селективный аппарат ограничит сверхтоки введением сопротивления дуги в цепь к.з. Устройство снизит протекающий ток и поможет нижестоящему модульному устройству отключить повреждение, – поясняет Павел Томашёв (АББ). — Таким образом, за счёт дополнительного токоограничения вышестоящего аппарата серии S750DR отключающая способность нижестоящего автоматического выключателя увеличивается».

Рис. 3. Поддержка следующих за S 750 DR
автоматических выключателей при коротком замыкании

Как показано на рис. 3, независимо от номинального тока аппарата S 750 DR при коротком замыкании значительно снижаются ток к.з. и удельная пропускаемая энергия.

Инженеры-проектировщики систем электроснабжения уже успели оценить новую разработку. По словам специалистов, серия S750DR значительно упрощает процесс разработки технической документации, так как отпадает необходимость в использовании таблиц селективности и специальных программ подбора оборудования. Удобна новая разработка и с точки зрения эксплуатации – аппарат оснащён встроенной блокировочной панелью. Она позволяет фиксировать положение рычага управления, что исключает возможность доступа посторонних лиц к управлению устройством. Блокировка не влияет на защитные свойства аппарата: расцепитель сработает и предотвратит неполадки в сети, несмотря на фиксацию рычага во включённом положении.

Проектирование селективной установки — задача сложная и трудоёмкая. Подходить к её выполнению нужно ответственно: любая ошибка чревата авариями, которые могут повлечь за собой тяжёлые последствия для персонала и оборудования. Именно поэтому селективность должна обеспечиваться на разных уровнях. Современное оборудование позволяет добиться полной координации работы электрических аппаратов.

1 «Чистыми» сетями называют сети электроснабжения компьютеров и другой офисной техники, чувствительной к скачкам напряжения.

2 Подробнее о различных технологиях обеспечения селективности в сетях электроснабжения можно прочитать по ссылке.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО
что такое селективность автоматов и узо

При прокладке электропроводки в квартирах создаются электросхемы, в которых всегда учитываются вопросы безопасной эксплуатации. Электрический ток может причинить большой вред. Чтобы этого не произошло, устанавливают устройства защиты: предохранители, автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы и другие средства.
Все они обладают определенными, конкретными возможностями, но не могут быть универсальными. Поэтому при выборе приборов следует четко учитывать их индивидуальные характеристики. Только в этом случае они будут правильно работать, а не создадут лишних проблем в будущем.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Это свойство еще именуют избирательностью. Селективность позволяет надежно эксплуатировать электрохозяйство благодаря правильному подбору защитных устройств.
Для любой электрической схемы применяется иерархия автоматов защиты, разделяющие электропроводку с потребителями на определенные участки — электрические цепи, даже когда ток идет от источника к потребителю напрямую, минуя промежуточные звенья. Неисправность в этой самой простой схеме может возникнуть внутри:

  • генератора;
  • приемника;
  • или соединительных проводов.

Каждый из этих случаев требует своего технического решения, которое позволит быстрыми способами надежно выявить и локализовать поврежденный участок.

Селективность определяет правила установки и совместимости защит. Для этого вся система электроснабжения разбивается на отдельные составные участки, делится на зоны с включением в них отключающих аппаратов, реагирующих на появление неисправностей.

Виды селективности

Избирательность бывает:

  • абсолютная;
  • относительная.

Принцип абсолютной селективности подразумевает отключение возникающих повреждений исключительно в своей зоне.
Защиты, выполненные по относительному принципу, реагируют на неисправности своего и соседних участков. Они могут сработать по любому пусковому фактору. Поэтому для исключения ложных отключений их наделяют дополнительными функциями:

  • величиной выдержки времени на срабатывание;
  • уставками по току, напряжению, частоте, электрическому сопротивлению, направлению мощности или другим параметрам сети.

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Этот принцип можно продемонстрировать схемой.

селективность по времени

Для объяснения ее работы все автоматы наделены одной уставкой тока отсечки в 25 ампер, но отключают поврежденный участок с разным временем.
При возникновении неисправности в схеме любого потребителя, например, запитанного от автоматического выключателя №3, ток короткого замыкания почувствуют автоматы:

  • неисправного участка №3;
  • распределительного щита №2;
  • ГРЩ №3.

Выдержка времени на срабатывание 0,1 сек самая маленькая у автомата №3. Он сработает первым, локализовав неисправность. Ток повреждения прервется, а автоматические выключатели №2 и №1 останутся включенными для продолжения электроснабжения потребителей зон №4 и №5.

В этой ситуации возможна поломка автомата №3, тогда он не сработает. Ток КЗ после прохождения времени 0,1 сек останется в схеме. Его через выдержку времени 0,5 сек отключит защита распределительного щита — автоматический выключатель №2.

Он резервирует работу защит участка №3, но дополнительно отключает потребителей цепочек №4 и 5 на которых ток КЗ отсутствовал.

Если по каким-то причинам этот автоматический выключатель тоже окажется неисправным, то функцию устранения токов замыкания выполняет защита главного распределительного щита (ГРЩ) автоматом №1. Следует представлять, что она через 1 сек обесточит не только участки зон №3, 4 и 5, запитанные от выключателя РЩ №2, но также других потребителей, которые подключены к дополнительным распределительным щитам ГРЩ №1.

Про типы УЗО и его подключение подробно описано  статьях:

Подбор автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

селективность по току сробатывания

Представленная схема показывает принцип выбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания. Здесь выполняется тот же принцип, что и в предыдущей схеме: вначале должны работать защиты, ближайшие к месту повреждения, а их резервированием занимаются аналогичные устройства следующей, второй очереди.

При КЗ в цепях потребителя №3, 4, или 5 отключаются вначале автоматический выключатель поврежденного участка, а автомат №2 резервирует его работу. В свою очередь, исправность защиты распределительного щита страхует выключатель №1 ГРЩ.

Устройство защитного отключения контролирует состояние схемы на отсутствие токов утечек. Наибольшее значение уставки в 300 mA назначается защитам ГРЩ №1. Самые маленькие уставки 30 mA выставляются на УЗО конечных присоединений. В РЩ головное УЗО №2 настраивается на срабатывание промежуточных значений 100 mA.

На практике уставки для защит выставляются по комбинированному методу с учетом совмещения принципов селективности по времени, току и другим параметрам, дополняющих надежность рабочей схемы.

Читайте также про выбор автоматических выключателей статьи:
«Правила установки автоматического выключателя»
«Автоматический инфракрасный выключатель»
«Что такое вводной автоматический выключатель?»
«Как устроен дистанционный выключатель?«

Решаемые задачи

Принцип селективности позволяет обеспечить:

  • электробезопасность оборудования и людей;
  • автоматическое определение зоны неисправности и ее локализацию;
  • снабжение электричеством исправных участков, смежных с поврежденным;
  • поддержание качества электроэнергии для всех потребителей.

По этим причинам избирательность защитных устройств следует всегда учитывать на практике для выбора аппаратуры при прокладке электрической проводки для надежной эксплуатации электрооборудования.

Оцените качество статьи:

Проблемы селективной защиты при выборе автоматических выключателей

Сегодня вашему вниманию хочу предложить очень обсуждаемую тему селективной защиты автоматических выключателей. Если вы думаете, что здесь все просто и однозначно, то это не совсем так. В чем же особенность селективной защиты?

В наших нормативных документах про селективную защиту практически ничего не сказано.

Однако, в итальянском Стандарте CEI 64-8 “Электрические установки с номинальным напряжением ниже 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока” в отношении установок низкого напряжения в части 5 “Выбор и монтаж электрических компонентов” написано:

“Селективность между устройствами защиты от сверхтоков (536.1).

Когда несколько защитных устройств установлены последовательно, и это оправдано требованиями эксплуатации, их рабочие характеристики должны выбираться таким образом, чтобы отключать только часть установки, где возникла неисправность.”

В комментариях, кроме всего этого, добавлено следующее:

“Рабочие ситуации, требующие селективности, определяются пользователем или проектировщиком установки.”

Из этого следует, что Стандарт указывает на то, что рабочие характеристики должны быть выбраны с обеспечением селективности, когда это оправдано требованиями эксплуатации.

А теперь рассмотрим проблемы, которые могут возникнуть при выборе автоматических выключателей с учетом селективной защиты.

Основная масса автоматических выключателей примерно до 400А применяется без регулируемых расцепителей, неговоря уже про модульную серию. Остановимся на автоматических выключателях модульной серии, т.е. до 125А.

Диапазоны токов мгновенного расцепителя

Как известно, автомат защищает от перегрузки и короткого замыкания. Модульные автоматические выключатели могут иметь электромагнитные расцепители с характеристиками B, C, D.

Зависимость времени срабатывания ВА от тока в его цепи

Чтобы правильно выбрать автомат, нужно уметь читать график зависимости времени срабатывания автоматического выключателя от тока в цепи, т.е. время-токовую характеристику автомата. Ниже представлена время-токовая характеристика автоматического выключателя ВА47-29 16С.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя ВА47-29 16С

Зона между красными линиями нам показывает интервал времени срабатывания автомата. Например, при токе 2,55*16=40,8А данный автомат сработает за время от 1 до 60 сек.

В своих проектах полную селективность я практически никогда не обеспечиваю, поскольку обеспечить ее крайне трудно на автоматических выключателях модульной серии.

Селективность можно разделить на две зоны:

  • селективность в зоне перегрузки;
  • селективность в зоне короткого замыкания.

Селективность в зоне перегрузки я обеспечиваю всегда во всех проектах без исключения. Здесь все просто. Если группой автомат 16С, то автомат выше будет как минимум 20С. Такую расстановку выключателей все, и я в том числе, называем селективностью. Но если разобраться, то в зоне короткого замыкания такие автоматы не будут селективными.

Чтобы модульные автоматические выключатели были селективными, то соотношение их номиналов должно быть примерно 2,5 при условии, что автоматы с одинаковыми электромагнитными расцепителями.   На следующем графике приведены время-токовые характеристики автоматов D6, D16, D40.

Соотношение модульных автоматов

Как видим, даже у этих автоматов есть небольших общие зоны срабатывания.

В следующем примере сравним B6, C20, D63.

Сравнение B6, C20, D63

Здесь уже общих пересекающихся зон не наблюдается. Соотношение номинальных токов около 3,2.

Кстати, чтобы обеспечить селективность предохранителей их соотношение должно быть примерно 2,5.

Селективность предохранителей

Смысл всей этой статьи в том, что в 99% случаях полная селективность нам и не нужна. В наших проектах у нас выполняется лишь частичная селективность в зоне перегрузки.

Селективность нужно там, где это может повлечь серьезные последствия. А если у нас от к.з. сработают 2-3 последовательно включенных автомата, то никакой трагедии не произойдет. Тем более, что короткие замыкания происходят не так часто.

Чтобы не завышать автоматические выключатели, в качестве коммутационного аппарата на вводе распределительных щитов можно устанавливать выключатели нагрузки либо рубильники.

Советую почитать:
Основы селективности между автоматическими выключателями

Что такое селективность?

По экономическим соображениям и из-за надежности обслуживания не всегда идеально прерывать подачу на установку в случае неисправности как можно быстрее . Вот почему у нас есть выбор между защитными устройствами.

The basics of selectivity (discrimination) between circuit breakers Основы селективности (дискриминации) между выключателями (фоторепортаж: ABB)

Так в чем же избирательность? Весь смысл избирательности заключается в том, что защитное устройство сразу после сбоя должно сработать вначале .Только неисправная часть установки должна быть изолирована. Все остальные коммутационные и защитные устройства, подключенные к системе, должны оставаться в рабочем состоянии.

Селективность сокращает продолжительность неисправности и ограничивает ее возможное повреждающее действие только частью установки. Прерывание обслуживания сводится к минимуму.

Обсудим теперь два типа селективности между автоматическими выключателями //


Селективность по току

В распределительной сети номиналы распределительных автоматических выключателей будут все меньше и меньше по мере того, как мы пойдем вниз от трансформатора к нагрузке.Аналогично, настройки магнитных расцепителей короткого замыкания также будут все ниже и ниже. В то же время величина тока короткого замыкания, который может возникнуть, также будет постепенно уменьшаться.

Это приводит к естественной селективности в зависимости от величины тока короткого замыкания.

Принцип селективности тока применяется в основном для распределительных фидеров на оконечности системы , с заметным уменьшением тока короткого замыкания из-за большой длины проводов.

Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя должен быть известен.

Два автоматических выключателя являются взаимно избирательными, если ток короткого замыкания, протекающий через выходной автоматический выключатель, ниже (регулируемого) порога срабатывания магнитного расцепителя устройства, подключенного выше по потоку. Это значение считается пределом селективности.

Проверка того, действительно ли два автоматических выключателя являются взаимно избирательными, проверяется путем сравнения временных и временных характеристик автоматических выключателей .Характеристики отключения двух автоматических выключателей могут не касаться или не пересекать друг друга до максимального значения допустимого уровня повреждения.

Должно быть определенное расстояние между двумя характеристиками , в зависимости от допустимого диапазона допуска расцепителей выключателей.

Time-current characteristics of two current-selective circuit breakers Time-current characteristics of two current-selective circuit breakers Рисунок 1 — Временные и токовые характеристики двух токоселективных автоматических выключателей

Хотя метод сравнения временных характеристик является точным, он также требует много времени.Опубликованные таблицы производителей с указанием избирательности автоматических выключателей делают выбор легче.

Что касается перегрузки, биметаллические расцепители с тепловой задержкой расцепителей автоматических выключателей с различными номинальными токами всегда избирательны друг к другу . Время срабатывания различных номиналов автоматических выключателей при одинаковых токах перегрузки автоматически различается (как, например, для версии 100 А и 6).3 А версия).

Вернуться к типам селективности ↑


Селективность по времени

Если селективность по току не может быть достигнута, как, например, между двумя быстродействующими автоматическими выключателями, имеющими практически одинаковое время реакции, селективность должна быть реализована через регулируемое время задержки выключателей .

Селективность по времени в случае больших автоматических выключателей для защиты установок реализуется путем задержки времени магнитного отключения на несколько полупериодов.Общее время очистки выключателя ниже по потоку должно быть меньше минимально необходимой продолжительности времени команды выключателя, подключенного непосредственно перед входом.

Другими словами, для взаимно избирательных автоматических выключателей, действующих в шахматном порядке — Время задержки автоматического выключателя выше по потоку должно быть больше, чем общее время отключения автоматического выключателя, подключенного ниже по потоку.

Минимальное время задержки, которое может быть реализовано между выключателями со смещением по времени, составляет 60 или 100 мс .Характеристика срабатывания выключателя с задержкой смещена вверх на опубликованной временной характеристике.

Time-current characteristics of two time-selective circuit breakers Time-current characteristics of two time-selective circuit breakers Рисунок 2. Токово-временные характеристики двух избирательных по времени автоматических выключателей.

Селективность по времени между автоматическими выключателями, реагирующими в шахматном порядке, достигается за счет того, что контакты или магнитный расцепитель не реагируют напрямую с током короткого замыкания . Механически задерживающий механизм или электронная схема задерживает действие выключателя.

Что касается входного автоматического выключателя, уже нельзя говорить о быстродействующем прерывании с ограничением тока. Более половины циклов фактического тока короткого замыкания протекает через защитное устройство замедленного действия, а также через установку. Это, очевидно, должно быть разработано соответственно , чтобы противостоять этому напряжению .

Вернуться к типам селективности ↑

Ссылка // Основы автоматических выключателей Rockwell Automation

,
Координация между автоматическими выключателями — Руководство по электрической установке

Каскадная (или резервная защита)

В методе «каскадирования» используются свойства автоматических выключателей с ограничением тока, что позволяет устанавливать все распределительные устройства, кабели и другие компоненты цепи, расположенные ниже по потоку, со значительно более низкой производительностью, чем это было бы необходимо в противном случае, что упрощает и снижает стоимость установки

Определение каскадной техники

Ограничивая пиковое значение тока короткого замыкания, проходящего через него, CB с ограничением тока позволяет использовать во всех цепях ниже по потоку от его местоположения компоненты распределительного устройства и цепей, имеющие гораздо меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также термические и электромеханические выдерживать возможности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенные физические размеры и более низкие требования к производительности приводят к значительной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя автоматический выключатель с ограничением тока оказывает влияние на нисходящие цепи (очевидно) увеличения полного сопротивления источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого влияния ни в каких других условиях; например, во время запуска большого двигателя (где крайне желательно низкое сопротивление источника). Линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками особенно интересна.

Условия выполнения

В целом, лабораторные испытания необходимы для того, чтобы гарантировать, что условия выполнения, требуемые национальными стандартами, выполнены, и совместимые комбинации распределительных устройств должны быть предоставлены производителем

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемой» ограничивающим CB, меньше, чем энергия, которую все нижестоящие CB и компоненты способны выдержать без повреждения.

На практике это может быть подтверждено только для CB, проведенных в лаборатории. Такие тесты проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно разработать каскадную схему, основанную на комбинации рекомендуемых типов выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, DT40N, C120 и NG125, если они установлены ниже по потоку от токовых ограничителей CB Compact NSX 250 N, H или L для 230/400 В или 240/415 V 3-фазная установка.

Рис. H57 — Пример возможностей каскадирования на трехфазной установке 230/400 В или 240/415 В

Upstream CB NSX250
В F N Н S л
Icu (кА) 25 36 50 70 100 150
вниз по течению CB
Тип Рейтинг (А) Icu (kA) Усиленная отключающая способность (кА)
iDPN [a] 1-40 6 10 10 10 10 10 10
IDPN N 1-16 10 20 20 20 20 20 20
25-40 10 16 16 16 16 16 16
iC60N 0,5-40 10 20 25 30 30 30 30
50-63 10 20 25 25 25 25 25
iC60H 0,5-40 15 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
iC60L 0,5-25 25 25 30 30 30 30 30
32-40 20 25 30 30 30 30 30
50-63 15 25 25 25 25 25 25
C120N 63-125 10 25 25 25 25 25 25
C120H 63-125 15 25 25 25 25 25 25
NG125N 1-125 25 36 36 36 50 70
NG125H 1-125 36 40 50 70 100
NG125L 1-80 50 50 70 100 150
  1. ^ 1 2 230 В между фазами и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока выгодно для всех нисходящих цепей, которые управляются соответствующим ограничителем тока.

Принцип не является ограничительным, т. Е. Ограничивающие ток CB могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нисходящие цепи были бы неадекватно оценены.

Результат:

  • Упрощенный расчет тока короткого замыкания
  • Упрощение, то есть более широкий выбор распределительных устройств и приборов ниже по потоку
  • Использование более легких распределительных устройств и приборов, следовательно, с более низкой стоимостью
  • Экономия места, так как оборудование малой грузоподъемности обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения бесперебойного питания и быстрой локализации неисправностей.

Селективность достигается с помощью устройств защиты от перегрузки по току и от замыкания на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется с помощью защитного устройства, расположенного непосредственно перед неисправностью, тогда как все остальные защитные устройства остаются неизменными (см. Рис. h58 ).

Рис. H58 — Принцип селективности

Избирательность требуется для установки, питающей критические нагрузки, когда одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии МЭК 60364 он является обязательным для установки, предоставляющей услуги безопасности (МЭК 60364-5-56 2009 560.7.4). Избирательность может также потребоваться в соответствии с некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как:

  • Медицинский пункт
  • морской
  • Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется, когда непрерывность питания имеет решающее значение из-за характера нагрузок.

  • Дата-центр
  • Инфраструктура (туннель, аэропорт…)
  • Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Избирательность должна проверяться для всех цепей, питаемых одним источником, и для всех типов неисправностей:

  • Перегрузка
  • Короткое замыкание
  • замыкание на землю

Когда система может быть снабжена разными источниками (например, сеткой или генераторной установкой), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Избирательность между двумя выключателями может быть

  • Итого: до отключающей способности нижнего автоматического выключателя
  • Частично: до заданного значения в соответствии с характеристиками выключателей Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предлагаются различные решения на основе:

  • Текущий
  • Время
  • Энергия
  • Logic

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 — Общая селективность между CB и A

Рис. H51 — Частичная избирательность между CB и A

Селективность на основе токов

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нисходящих цепей (более низкие настройки) к источнику (более высокие настройки).

Избирательность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Временная селективность

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки блоков отключения с задержкой по времени, так что реле в нисходящем направлении имеют самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанном двухуровневом расположении автоматический выключатель A в восходящем направлении задерживается достаточно, чтобы обеспечить полную селективность с B (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории B предназначены для временной избирательности, предел избирательности будет выдерживать кратковременное выдерживание в восходящем направлении (Icw)

Селективность на основе комбинации двух предыдущих методов

см. (с) из Рисунок H52

Задержка по времени, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общую производительность селективности.

Верхний CB имеет два порога срабатывания:

  • Im A: магнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
  • II: мгновенное отключение

Селективность является полной, если Isc B

Рис. H52 — Селективность на основе токов, Селективность на основе времени, Комбинация обоих

Защита от токов короткого замыкания высокого уровня: селективность на основе уровней энергии дуги

В тех случаях, когда кривые времени и тока накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем ограничителя, если они правильно скоординированы.

Принцип

: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий уровень тока короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

  • Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает отключение выключателя B
  • Тогда энергия дуги ограничена на уровне A и не достаточна, чтобы вызвать отключение A

Рис. H53 — Энергетическая селективность

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии отключения.Он реализован внутри серии Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между моделями Compact NSX и Acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность вплоть до высокого тока короткого замыкания с автоматическим выключателем категории A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 — Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Селективность улучшена каскадом

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается с помощью размыкания автоматического выключателя A на входе, чтобы помочь автоматическому выключателю B на выходе отключить ток.Каскадирование в принципе противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет улучшить отключающую способность выключателей, расположенных ниже по потоку, и поддерживать высокую производительность селективности.

Принцип заключается в следующем:

  • Нижний выходной ограничительный выключатель B видит очень высокий ток короткого замыкания. Отключение очень быстрое (<1 мс), а затем ток ограничен
  • Выключатель A верхнего уровня воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергия дуги недостаточно высока, чтобы вызвать отключение автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает отключить автоматический выключатель B без отключения. Предел селективности может

будет выше, чем Icu B, и селективность станет полной с уменьшенной стоимостью устройств

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Возможны схемы селективности, основанные на логических методах, с использованием CB, оборудованных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенными с контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с помощью автоматических выключателей, оснащенных специально разработанными электронными расцепителями (Compact, Masterpact): только функции защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыкания на землю (GFP) управляемых устройств управляются Logic Избирательность. В частности, функция мгновенной защиты не касается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время отключения, где бы ни находился отказ с автоматическим выключателем категории B.Временная селективность в многоуровневой системе подразумевает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

    задержка по времени
  • : Постановка задержек по времени необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1> время отключения без задержки D2 и ΔtD2> время отключения без задержки D3)
  • Пороговые значения
  • : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию защиты устройств защиты (IcrD1> IcrD2> IcrD3).

Примечание : этот метод обеспечивает селективность даже при использовании автоматических выключателей с аналогичными характеристиками.

Принципы

Активация функции логической селективности осуществляется посредством передачи информации по контрольному проводу:

  • ZSI вход:
    • низкий уровень (без ошибок в нисходящем направлении): функция защиты находится в режиме ожидания без временной задержки,
    • высокий уровень (наличие неисправностей в нисходящем направлении): соответствующая функция защиты переходит в состояние задержки, установленное на устройстве.
  • ZSI выход:
    • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет заказов,
    • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет заказ.

Операция

Контрольный провод соединяет в каскадной форме защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (выход высокого уровня) и перемещает выключатель вверх по течению к своей заданной задержке (вход высокого уровня).Автоматический выключатель, расположенный чуть выше неисправности, не получает никаких заказов (вход низкого уровня) и, таким образом, отключается почти мгновенно.

Рис. H55 — Логическая селективность.

,
Выбор автоматического выключателя — Руководство по электрической установке

Выбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и необходимостью дистанционного управления, а также предполагаемым типом телекоммуникационной системы.

Выбор автоматического выключателя

Выбор CB сделан с точки зрения:

  • Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение …) установки, для которой предназначен ЦБ
  • Окружающая среда: температура окружающей среды, в корпусе киоска или щита, климатические условия и т. Д.
  • Предполагаемый ток короткого замыкания в точке установки
  • Характеристики защищенных кабелей, шин, шинопроводов и их применение (распределение, мотор …)
  • Координация с вышестоящими и / или нисходящими устройствами: селективность, каскадирование, согласование с разъединителем, контактором …
  • Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) для дистанционного управления и индикации и связанных вспомогательных контактов, вспомогательных катушек отключения, соединение
  • Правила установки; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (см. Защита от поражения электрическим током и возгорания)
  • Характеристики нагрузки, такие как двигатели, флуоресцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы низкого / низкого напряжения

Следующие примечания относятся к выбору выключателя низкого напряжения для использования в распределительных системах.

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

Номинальный ток выключателя определен для работы при данной температуре окружающей среды, как правило:

  • 30 ° C для ЦБ бытового типа в соответствии с IEC 60898 серии
  • 40 ° C по умолчанию для CB промышленного типа, в соответствии с серией IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

Производительность этих СВ при различной температуре окружающей среды зависит главным образом от технологии их отключающих устройств (см. Рис. х47).

Рис. H47 — Температура окружающей среды

Термомагнитные расцепители без компенсации

Автоматические выключатели с некомпенсированным тепловым расцепителем имеют уровень тока отключения, который зависит от температуры окружающей среды.

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми элементами отключения имеют уровень тока отключения, который зависит от температуры окружающей среды. Если ЦБ установлен в корпусе или в жарком месте (котельная и т. Д.)), ток, необходимый для отключения CB при перегрузке, будет заметно уменьшен. Когда температура, в которой находится CB, превышает его контрольную температуру, она, следовательно, будет «снижена». По этой причине производители CB предоставляют таблицы, в которых указаны факторы, применяемые при температурах, отличных от эталонной температуры CB. Из типичных примеров таких таблиц (см. , рис. , h49) можно отметить, что более низкая температура, чем контрольное значение, приводит к повышению CB. Кроме того, небольшие CB модульного типа, установленные в соседнем расположении, как показано, как правило, на , рисунок h34, обычно устанавливаются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при пропускании нормальных токов нагрузки обычно требует их снижения в 0,8 раза.

Пример

Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?

  • Защита цепи, максимальный ток нагрузки которой оценивается в 34 A
  • Установлен бок о бок с другими CB в закрытой распределительной коробке
  • При температуре окружающей среды 60 ° C

Автоматический выключатель iC60N, рассчитанный на 40 А, будет понижен до 38.2 A в окружающем воздухе при 60 ° C (см. Рисунок h49). Однако, чтобы обеспечить взаимный нагрев в закрытых помещениях, необходимо использовать коэффициент 0,8, указанный выше, так что 38,2 x 0,8 = 30,5 A, что не подходит для нагрузки 34 A.

A 50 A автоматический выключатель, поэтому будет выбран (номинальный) номинальный ток 47,6 х 0,8 = 38 А.

Компенсированные термомагнитные расцепители

Эти блоки расцепления включают биметаллическую компенсационную полосу, которая позволяет регулировать ток отключения от перегрузки (Ir или Irth) в заданном диапазоне независимо от температуры окружающей среды.

Например:

  • В некоторых странах система TT является стандартной для распределительных систем низкого напряжения, и бытовые (и аналогичные) установки защищены в месте обслуживания автоматическим выключателем, предоставленным органом снабжения. Этот CB, помимо обеспечения защиты от косвенного контакта, срабатывает при перегрузке; в этом случае, если потребитель превышает текущий уровень, указанный в его контракте на поставку с властью. Автоматический выключатель (≤ 60 A) компенсируется в диапазоне температур от -5 ° C до + 40 ° C.
  • Выключатели низкого напряжения
  • с номинальными характеристиками ≤ 630 A обычно оснащены компенсированными расцепителями для этого диапазона (от -5 ° C до + 40 ° C)

Примеры таблиц, в которых приведены значения тока с понижением / повышением в зависимости от температуры, для автоматических выключателей с некомпенсированными тепловыми расцепителями

Тепловые характеристики выключателя приведены с учетом сечения и типа проводника (Cu или Al) в соответствии с IEC60947-1, Таблица 9 & 10 и IEC60898-1 & 2, Таблица 10

iC60 (IEC 60947-2)

Рис.h48 — iC60 (IEC 60947-2) — пониженные / повышенные значения тока в соответствии с температурой окружающей среды

Рейтинг Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
1 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2,11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4,11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
6 7,31 7,16 7,01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5.22
10 11,7 11,5 11,3 11,1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12.4 12,1 11,8
16 18,6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19.6 19,2 18,7 18,3
25 28,5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23,1
32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32.7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
40 46,4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53.4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
63 74,9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-G

Рис.h49 — Compact NSX100-250, оборудованный расцепителями TM-D или TM-G — пониженные / повышенные значения тока в соответствии с температурой окружающей среды

Рейтинг
Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
16 18.4 18,7 18 18 17 16,6 16 15,6 15,2 14,8 14,5 14 13,8
25 28,8 28 27,5 25 26,3 25,6 25 24,5 24 23,5 23 22 21
32 36.8 36 35,2 34,4 33,6 32,8 32 31,3 30,5 30 29,5 29 28,5
40 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
50 57.5 56 55 54 52,5 51 50 49 48 47 46 45 44
63 72 71 69 68 66 65 63 61,5 60 58 57 55 54
80 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68
100 115 113 110 108 105 103 100 97.5 95 92,5 90 87,5 85
125 144 141 138 134 131 128 125 122 119 116 113 109 106
160 184 180 176 172 168 164 160 156 152 148 144 140 136
200 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170
250 288 281 277 269 263 256 250 244 238 231 225 219 213

Электронные расцепители

Электронные расцепители очень стабильны при изменении температуры

Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа в изменяющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто накладывает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, связывающую максимальные значения допустимых уровней тока отключения с температурой окружающей среды (см. Рис. h50).

Кроме того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может использоваться для лучшего управления распределением электроэнергии, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

Рис. H50 — Уменьшение выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

Тип выдвижного шедевра MTZ2 N1 — h2 — h3 — h4 -L1 -h20
08 10 12 16 20 [a] 20 [b]
Температура окружающей среды (° C)
спереди или сзади по горизонтали 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60 1900
65 1830 1950
70 1520 1750 1900
в заднем вертикальном 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60
65
70
  1. ^ Тип: h2 / h3 / h4
  2. ^ Тип: L1

Выбор порога срабатывания мгновенной или кратковременной задержки

На рисунке h51 ниже приведены основные характеристики модулей отключения с мгновенной или кратковременной задержкой.

Рис. H51 — Различные блоки отключения с мгновенной или кратковременной задержкой

Тип Расцепитель приложений
DB422417.png Низкая настройка

тип B

  • Источники, генерирующие низкие уровни тока короткого замыкания (резервные генераторы)
  • длинных линий или кабелей
DB422418.png Стандартная настройка

тип C

  • Защита цепей: общий корпус
DB422419.png Высокие настройки

тип D или K

  • Защита цепей с высокими начальными уровнями переходного тока (например,грамм. двигатели, трансформаторы, резистивные нагрузки)
DB422420.png 12 В

тип MA

  • Защита двигателей в сочетании с контакторами и защита от перегрузки

Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

Для установки выключателя низкого напряжения требуется, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или у CB вместе со связанным устройством) была равна или превышала расчетный предполагаемый ток короткого замыкания в точке его установки

Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:

  • Либо имеет номинальную отключающую способность при коротком замыкании Icu (или Icn), которая равна или превышает предполагаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для его точки установки, или
  • Если это не так, подключитесь к другому устройству, которое расположено выше по потоку и которое имеет требуемую отключающую способность при коротком замыкании

Во втором случае характеристики двух устройств должны быть скоординированы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не превышала той, которую может выдержать нижестоящее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты без поврежден в любом случае.Этот метод выгодно используется в:

  • Ассоциации предохранителей и автоматических выключателей
  • Ассоциации токовых выключателей и стандартных выключателей.

Этот метод известен как «каскадирование» (см. «Координация между автоматическими выключателями»).

Автоматические выключатели для систем IT

В системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда возникает второе замыкание на землю при наличии первого замыкания на противоположной стороне выключателя (см. Рисунок h52).

В этом случае автоматический выключатель должен устранить неисправность с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо межфазного напряжения. Отключающая способность выключателя может быть изменена в такой ситуации.

Приложение H МЭК 60947-2 посвящено этой ситуации, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с настоящим приложением.

Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на паспортной табличке должна быть нанесена маркировка символом Non tested CB.svg.

Регулирование в некоторых странах может добавить дополнительные требования.

Non tested CB.svg

Рис. H52 — Ситуация с двойным замыканием на землю

Выбор автоматических выключателей в качестве основного источника и фидера

Установка от одного трансформатора

Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, некоторые национальные стандарты требуют наличия выключателя низкого напряжения, в котором отчетливо видны разомкнутые контакты, такие как выкатной выключатель.

Пример

(см. рис. х53)

Какой тип автоматического выключателя подходит для главного автоматического выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора напряжением 250 кВА MV / LV (400 В) на подстанции потребителя?

В в трансформаторе = 360 А

Isc (3-фазный) = 9 кА

Компактный NSX400N с регулируемым диапазоном расцепителя 160 A — 400 A и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА будет подходящим выбором для этой задачи.

Non tested CB.svg

Рис. H53 — Пример трансформатора на подстанции потребителя

Установка поставляется несколькими параллельными трансформаторами

(см. рис. х54)

  • Выключатели CBP фидера должны быть способны отключать общий ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подключенных к шинам: Isc1 + Isc2 + Isc3
  • Основные автоматические выключатели CBM должны быть способны работать с максимальным током короткого замыкания (например, только Isc2 + Isc3) для короткого замыкания, расположенного на стороне входа CBM1.

Из этих соображений будет видно, что автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему уровню тока короткого замыкания в этих обстоятельствах, в то время как автоматический выключатель самого большого трансформатора будет проходить самый низкий уровень короткого замыкания ток

  • Номинальные значения CBM должны выбираться в соответствии с номинальными значениями кВА соответствующих трансформаторов
Non tested CB.svg

Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

Примечание: Основные условия для успешной работы 3-фазных параллельных трансформаторов можно обобщить следующим образом:

1. Сдвиг фаз напряжений, первичное-вторичное, должен быть одинаковым во всех параллельных устройствах.

2. Соотношения напряжения разомкнутой цепи, первичной и вторичной, должны быть одинаковыми во всех устройствах.

3. Напряжение импеданса короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех устройств.

Например, трансформатор 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно распределять нагрузку с трансформатором 1000 кВА, имеющим Zsc 6%, т.е.е. Трансформаторы будут загружены автоматически пропорционально их номинальной мощности. Для трансформаторов с отношением номинальных значений кВА более 2 параллельная работа не рекомендуется.

На рисунке h56 для наиболее обычной конфигурации (2 или 3 трансформатора с равными номинальными значениями кВА) указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются главный и главный CB (CBM и CBP соответственно, в на рисунке h55). Он основан на следующих гипотезах:

  • 3-фазная мощность короткого замыкания на стороне среднего напряжения трансформатора составляет 500 МВА
  • Трансформаторы стандартные 20/0.Распределительные устройства 4 кВ с номинальным значением
  • Кабели от каждого трансформатора до его выключателя низкого напряжения содержат 5 метров одножильных проводников
  • Между каждым CBM входящей цепи и каждым CBP исходящей цепи имеется 1 метр шины
  • .
  • Распределительное устройство установлено в напольном закрытом распределительном щите при температуре окружающего воздуха 30 ° C

Пример

(см. Рис. h55)

  • Выбор автоматического выключателя для режима CBM :
Для трансформатора 800 кВА In ​​= 1155 A; Icu (минимум) = 38 кА (из Рис. h56), CBM, указанный в таблице, представляет собой Compact NS1250N (Icu = 50 кА)
  • Выбор автоматического выключателя для CBP Duty :
с.с. Отключающая способность (Icu), необходимая для этих автоматических выключателей, приведена на рисунке h56 как 56 кА.
Рекомендованным выбором для трех исходящих цепей 1, 2 и 3 были бы автоматические выключатели с ограничением тока типа NSX400 L, NSX250 L и NSX100 L. Номинальное напряжение Icu в каждом случае = 150 кА.
Эти автоматические выключатели обеспечивают следующие преимущества:
  • Общая селективность с верхним (CBM) выключателем
  • Использование «каскадного» метода с соответствующей экономией для всех последующих компонентов
Non tested CB.svg

Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

Рис. H56 — Максимальные значения тока короткого замыкания, который должен прерываться прерывателями входов и фидеров (CBM и CBP соответственно), для нескольких параллельных трансформаторов

Номинальная мощность и номинальная мощность трансформаторов 20 / 0,4 кВ Отключающая способность минимального S.C главных CB (Icu) кА Общая селективность главных автоматических выключателей (CBM) с выходными выключателями (CBP) Отключающая способность минимального S.C главных CB (Icu) кА Номинальный ток In главного выключателя (CPB) 250A
2 X 400 14 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 28 NSX100-630F
3 X 400 28 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 42 NSX100-630N
2 X 630 22 МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 44 NSX100-630N
3 X 630 44 МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 66 NSX100-630S
2 X 800 19 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 38 NSX100-630N
3 X 800 38 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 57 NSX100-630H
2 X 1000 23 МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н 46 NSX100-630N
3 X 1000 46 МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / NS1600N 69 NSX100-630H
2 X 1250 29 MTZ2 20N1 / NS2000N 58 NSX100-630H
3 X 1250 58 МТЗ2 20х2 / НС2000Н 87 NSX100-630S
2 X 1600 36 MTZ2 25N1 / NS2500N 72 NSX100-630S
3 X 1600 72 МТЗ2 25х3 / NS2500H 108 NSX100-630L
2 X 2000 45 МТЗ2 32х2 / NS3200N 90 NSX100-630S
3 X 2000 90 МТЗ2 32х3 135 NSX100-630L

Выбор CB фидеров и CB контуров

Уровни тока короткого замыкания в любой точке установки могут быть получены из таблиц

Использование таблицы G42

Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:

  • Значение тока короткого замыкания в точке выше по течению, чем предназначено для соответствующего CB
  • Длина, гр.и состав проводников между двумя точками

Затем можно выбрать автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение.

Детальный расчет уровня тока короткого замыкания

Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность CB по току короткого замыкания немного меньше, чем полученная из таблицы, необходимо использовать метод, указанный в Ток короткого замыкания ,

Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищенным полюсом

Эти CB, как правило, снабжены устройством защиты от сверхтоков только на фазовом полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. Однако в ИТ-схеме должны соблюдаться следующие условия:

  • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального провода от перегрузки по току в случае двойной неисправности
  • Номинальное отключение по току короткого замыкания: 2-полюсный выключатель фаза-нейтраль должен быть способен отключать на один полюс (при межфазном напряжении) ток двойного замыкания
  • Защита от непрямого контакта: эта защита предоставляется в соответствии с правилами для IT-схем
,
Как работают автоматические выключатели | HowStuffWorks

Распределительная сеть поставляет электроэнергию от электростанции к вашему дому. Внутри вашего дома электрический заряд движется по большой цепи, которая состоит из множества меньших цепей. Один конец цепи, горячий провод , ведет к электростанции. Другой конец, называемый нейтральным проводом , ведет к заземлению . Поскольку горячий провод подключается к источнику высокой энергии, а нейтральный провод подключается к электрически нейтральному источнику (земле), в цепи возникает напряжение — заряд перемещается всякий раз, когда цепь замкнута.Считается, что ток переменного тока , потому что он быстро меняет направление. (См., Как Сети Распределения мощности Работают для получения дополнительной информации.)

Распределительная сеть поставляет электроэнергию при постоянном напряжении (120 и 240 вольт в США), но сопротивление (и, следовательно, ток) изменяется в доме. Все различные лампочки и электрические приборы обладают определенным сопротивлением, которое также называется нагрузкой и .Это сопротивление — то, что заставляет прибор работать. Например, внутри лампочки имеется нить накала, которая очень устойчива к течению заряда. Заряд должен усердно работать, чтобы продвигаться, что нагревает нить, заставляя ее светиться.

В проводке здания горячий провод и нейтральный провод никогда не соприкасаются напрямую. Заряд, проходящий через цепь, всегда проходит через прибор, который действует как резистор. Таким образом, электрическое сопротивление в приборах ограничивает объем заряда, который может протекать по цепи (при постоянном напряжении и постоянном сопротивлении ток также должен быть постоянным).Приборы предназначены для поддержания тока на относительно низком уровне в целях безопасности. Слишком большой заряд, проходящий через цепь в определенное время, может нагреть провода прибора и проводку здания до небезопасных уровней, что может привести к пожару.

Это обеспечивает постоянную бесперебойную работу электрической системы. Но иногда что-то соединяет горячий провод напрямую с нейтральным проводом или что-то еще, приводящее к заземлению. Например, двигатель вентилятора может перегреться и расплавиться, переплавив горячие и нейтральные провода вместе.Или кто-то может вонзить гвоздь в стену, случайно пробив одну из линий электропередачи. Когда горячий провод подключен непосредственно к земле, в цепи имеется минимальное сопротивление, поэтому напряжение проталкивает через провод огромное количество заряда. Если это продолжится, провода могут перегреться и начать пожар.

Работа автоматического выключателя заключается в отключении цепи всякий раз, когда ток поднимается выше безопасного уровня. В следующих разделах мы узнаем, как это происходит.

,
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *