Время токовые характеристики автоматических выключателей: Время-токовые характеристики у автоматических выключателей

Содержание

Время-токовые характеристики у автоматических выключателей

Одной из важных характеристик автоматического выключателя является тип время токовой характеристики, которая во многом определяет его защитные свойства. В настоящее время используются автоматы нескольких стандартизованных время-токовых характеристик, но при этом у различных производителей существуют автоматические выключатели с параметрами, отличающимися от заложенных в нормативных документах. Допустимо ли это и не несет ли ограничений в использовании таких устройств в электроустановках рассмотрим ниже.

Например, у автоматического выключателя серии Easy 9 тип С производства Schneider Electric диапазон мгновенного срабатывания составляет 6.4 – 9.6 In, что отличается от принятых для типа С пороговых значений 5-10 In. Давайте попробуем разобраться, что это может означать.

С одной стороны, данный автомат имеет более узкий, чем принято диапазон срабатывания, что говорит о высоком качестве его изготовления и точности настройки магнитного расцепителя. Для модульных автоматических выключателей это скорее исключение, т.к. это продукция массового производства и для нее скорее возможен разброс характеристик в большую сторону, а вот сделать автомат более точным это говорит о высоком уровне культуры производства. При этом, Easy 9 — это серия среднего ценового сегмента, цена которой значительно более доступная, чем у аналогичных устройств европейского производства, что делает ее еще более привлекательной для использования. Однако, есть нормативные документы, которые содержат определенные требования к параметрам, которым должны соответствовать все без исключения модульные автоматические выключатели. Насколько им соответствует Easy 9?

Стандарт, определяющий требование к подобным автоматическим выключателям, ГОСТ Р 50345-2010 «Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Ч.1 Автоматические выключатели для переменного тока». Согласно его требованиям стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления для типа С установлены в пределах 5In-10In (п. 5.3.5). При этом речь идет именно о диапазонах, а не о жестких границах, соответствие которым обязательно. В данном случае пределы срабатывания автомата Easy 9 типа С 6.4-9.6 In вполне соответствуют требованиям ГОСТ т.к. вписываются в требуемый диапазон.

Помимо диапазона тока мгновенного расцепления этот же ГОСТ в п. 9.10.2 устанавливает общие условия испытания и время срабатывания выключателей различного типа при приложении к ним токов соответствующей кратности. Так, для выключателей типа С, ток, равный 5 In пропускают через все полюса, при этом время размыкания должно быть не менее 0.1 с. Затем ток, равный 10 In пропускаю через все полюса и время размыкания должно быть менее 0.1 с. Получается, что пределы мгновенного расцепления автомата Easy 9 типа С позволяют гарантировано выполнять требования по времени срабатывания и соответствует требованиям ГОСТ.

С точки зрения защиты от поражения электрическим током предлагаемые пределы срабатывания 6.4-9.6 In также соответствуют требованиям ГОСТ. Так для автоматических выключателей ГОСТ Р 50571.3-2009 «ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Часть 4-41 Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током» устанавливает время отключения не более 0.4 сек для электрических цепей переменного тока с напряжением до 230 В и номинальным током до 32 А.

Для оценки правильности выбора параметров автоматических выключателей проводится проверка срабатывания защиты при системе с заземленной нейтралью. Эта так называемый замер полного сопротивления петли фаза- ноль, который позволяет узнать реальный ток короткого замыкания на данном участке цепи и оценить реальное время срабатывания автоматического выключателя и его соответствие установленным значениям. По требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) это один из обязательных периодических видов испытаний для электроустановок до 1000 В. В разделе «Нормы испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей» ПТЭЭП п.28 есть требование, что при замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее 1.1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя (отсечки). Т.е. значение тока, с которым будут сравнивать реальное значение также берется исходя из действующих параметров автоматического выключателя. В случае автоматического выключателя Easy 9 типа С формула расчета требуемого порога будет выглядеть как 1,1*9,6*In.

Таким образом, говоря об оборудовании Easy 9 можно отметить высокое качество его производства, а в сочетании с доступной ценой это одно из самых привлекательных предложений среди серий модульного оборудования на рынке. Принятые в автомате Easy 9 типа С пороги мгновенного срабатывания 6.4-9.6 In полностью соответствуют требованиям нормативных документов и устройство с такими параметрами может применяться без каких либо ограничений.

Стать предоставлена Schneider Electric.

Время-токовые характеристики автоматических выключателей | PoweredHouse

При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель (автомат) протекает допустимый электрический ток. Однако, если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.

Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автоматического выключателя зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой токовой характеристики автомата, благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.

Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.

При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой скачек тока, который в несколько раз превышает нормальный. По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5 А. Автомат стоит на 10 А, и при значении 12 А он должен отключиться. Что в таком случае делать? Если, например поставить автомат номиналом на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его время-токовая характеристика.

Время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой

Как известно, основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.

Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.

Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ (Коротком замыкании), благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться разогрева теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.

Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время-токовой характеристикой автоматического выключателя.

Букв B, C, D на корпусах модульных автоматов характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику.

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

B — от 3 до 5хIn;
C — от 5 до 10хIn;
D — от 10 до 20хIn.

Рассмотрим небольшой пример:

Допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.

Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.

При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).

В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий. Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ.

Логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше. Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

На примере 16-и Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей:

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 60 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 60 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.

При прохождении через автомат С16 тока 5хIn (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

Если через автомат будет протекать ток равный 10хIn, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.

К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С.

Время-токовые характеристики автоматов. | ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Сегодня продолжу рассказывать про автоматические выключатели в свете измерения сопротивления петли «фаза-нуль».

В последней статье посвященной измерению сопротивления петли «фаза-ноль» я обмолвился о время-токовых характеристиках автоматических выключателей. Сегодня приведу для примера такие характеристики для автомата типа ВА47-29:

Для каждого автоматического выключателя такая характеристика своя. Обычно она приводится в паспорте на автомат в том виде как показано на рисунке. Т.е. имеется некоторый разброс в параметрах. Как можно заметить разброс этот достаточно большой.

— для характеристики «В» ток отсечки (ток электромагнитного расцепителя) может находиться в интервале от 3Iн до 5Iн;

— для характеристики «С» — от 5Iн до 10Iн;

— для характеристики «D» — от 10Iн до 14Iн.

Значит, измеренный или рассчитанный нами ток короткого замыкания для конкретной линии может, как удовлетворять параметрам автоматического выключателя (быть достаточным для его отключения), так и не удовлетворять.

Реальную же характеристику зависимости времени срабатывания автоматического выключателя от протекающего через него тока для каждого конкретного автомата можно получить только путем проведения проверки параметров этого автомата.

Но многие лаборатории не имеют оборудования для испытания автоматических выключателей. и соответственно, у них нет такого вида работ. Поступают просто. Для проверки соответствия автоматического выключателя параметрам линии ( возможному току короткого замыкания) используют верхнее значение тока отсечки, т.е. для характеристики «С» это 10Iн. Такой подход вполне оправдан, т.к. автомат наверняка отключится при токе большем большего возможного тока срабатывания расцепителя, но в ряде случаев не достаточно достоверен. Потому что если измеренный ток короткого замыкания меньше 10Iн, то, разумеется при исправном состоянии проводов линии, необходима замена автоматического выключателя на подходящий. Хотя при проведении проверки автоматического выключателя может выясниться. что ток срабатывания его составляет, например, 7Iн и в этом случае уже при измеренном нами токе короткого замыкания автомат должен уверенно отключаться, т.е. замена автомата не требовалась.

Вернемся к время-токовой характеристике. Допустим, мы провели проверку автомата и по измеренным параметрам получили его индивидуальную характеристику ( отображена зеленой линией на рисунке).

Что она нам дает?

Согласно ПУЭ п.1.7.79 время автоматического отключения питания в системе TN не должно превышать значения 0,4с при фазном напряжении 220В , но в цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5с.

Таким образом, имеем две точки на характеристике 0,4с и 5с. В зависимости от места установки автоматического выключателя определяем, какая точка нужна нам и находим в этой точке ток срабатывания (отключения) автоматического выключателя.

Из полученной нами характеристики (зеленая линия) видно, автомат отключится за 0,4с при семикратном от номинального токе, а за 5 с при токе 4,5Iн.

Еще раз отвечу на частый вопрос: Зачем измерять сопротивление петли «фаза-нуль»?

Зная сопротивление петли «фаза-нуль» какой-то цепи (линии), можно найти ток короткого замыкания, который в этой линии может развиться. А зная этот ток, можно ответить на вопрос: сработает ли установленный в этой линии автоматический выключатель и за какое время.

Вот на сегодня и все. Если возникли вопросы, спрашивайте.

Основные технические характеристики автоматических выключателей

Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 567 Опубликовано 28.12.2015 Обновлено 28.12.2015

Для защиты электрических цепей от длительных токовых перегрузок I> In и короткого замыкания Iкз применяются автоматические выключатели (модульные автоматы). Конструктивно они состоят из смонтированных в негорючем пластиковом корпусе клемм, контактов, гасителя дуги, ручного устройства включения, электромагнитного и теплового расщепителей.

Устройство АВ (рис. 1 )

Пояснения работы АВ

Индуктивная катушка, включённая последовательно между клеммами автомата, при прохождении через неё большого тока, работает как магнит, воздействуя на защёлку, освобождающую пружинный механизм контактной группы, тем самым размыкая электрическую цепь, предохраняя линию от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

Казалось бы, всё просто: превышена нагрузка – сработала защита. Но в момент включения электроприборов, их пусковой ток может превышать номинальное значение в несколько раз. Напрашивается решение – поставить электромагнитный выключатель, выдерживающий наибольшие стартовые нагрузки.

Но проводники в сетях рассчитаны на номинальный рабочий ток. Они способны выдерживать кратковременные перегрузки без какого-либо вреда, что неверно при продолжительных перегрузках, в этом случае провод разогреется до температуры возгорания изоляции, а выключатель так и не выключит напряжение, пока жилы не замкнутся между собой.

Тепловой расцепитель

Дорогостоящим решением может стать увеличение поперечного сечения кабеля до значений пусковых токов.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя (рис.2)

Но есть более дешёвый способ уберечь линии от возгораний, давая им работать в режиме импульсных перегрузок. Этот принцип реализован в тепловом расцепителе – биметаллической пластине, дугообразной формы, способной выдерживать большие токи, по мере нагревания менять свои геометрические параметры распрямляясь, тем самим, надавливая на спусковой механизм отключающего устройства.

Поскольку на нагревание нужно время, то выключение происходит не сразу, а по истечении некоторого периода времени, которого должно хватить на возвращение силы тока от стартового до рабочего значения, при котором количества теплоты выделяется меньше и его недостаточно для выпрямления биметаллической пластины, – отключение не происходит.

Время-токовые характеристики

При коротком замыкании, из-за большего, чем у обычных проводников сопротивления, данная пластина моментально разогреется до температуры плавления, и не успеет сработать. Поэтому, последовательно устанавливают электромагнитный выключатель, который реагируя на КЗ, практически моментально обрывает цепь, защищая линии, электроприборы и биметаллическую пластину.

Ток его срабатывания (отсечки) I всегда выше номинального, указанного на устройстве. Отношение I к номинальному, коэффициент k= I/ In называют время-токовой характеристикой, в зависимости от предназначения автомата, обозначаемой на корпусе перед номинальный током, в виде латинских букв (см. рис. 3):

А, k= 1,3. Используется для протяжённых линий, питания электронных устройств, пусковые перегрузки почти отсутствуют.
В, k=5. Предназначен для питания электроосветительных сетей, не имеющих больших стартовых токов.
С, k=10. Самый распространённый в быту подвид автоматических выключателей. Первоначальные нагрузки умеренные.
D, k=25. Выдерживает большие импульсы тока, предназначен для обслуживания электродвигателей с тяжёлым запуском.

Применение в одной сети, последовательно включённых автоматов с разными характеристиками позволяет создать селективную защиту, при которой нештатная ситуация на линии не будет вызывать отключения главного вводного автомата.

График срабатывания автоматического выключателя с разными типами время токовых характеристик (рис.3)

Указанные коэффициенты означают, что при I= k* In автомат сработает практически моментально, благодаря электромагнитному выключателю. Если ток в диапазоне: In < I < k* In, то время отключения зависит от:

температуры окружающей среды;
температуры самого автомата;
наличия рядом других работающих модульных выключателей;
погрешности самого устройства.

Существуют графики зависимости времени выключения от k= I/ In для каждой категории. Две линии указывают диапазон возможного времени отключения, нижняя – для горячего устройства, верхняя для холодного. Теперь ясно, почему в жару автомат срабатывает быстрее.

Примеры время-токовых характеристик

Допустим, случилась пятикратная перегрузка выключателя типа С: I= 5* In.(см. рис.4) В горячем, прогретом долгой работой состоянии, автомат отключится за время от 0,02 до 1,1секунды с помощью нагревающейся биметаллической пластины. Вертикаль показывает диапазон возможного значения времени срабатывания.

Время-токовая характеристика при 5-ти кратной перегрузке (рис.4)

Прямая линия графика, уходящая вправо, показывает быстродействие электромеханической защиты при большей ступени перегрузки. Кривая, уходящая влево и вверх, показывает, какое время нужно на нагревание биметаллической пластины, чтобы она сработала при k<5.

При двукратном превышении номинала, отключение произойдёт через 10 секунд максимум (рис.5), если в полтора раза превысить ток, то потребуется приблизительно 40с.

Время-токовая характеристика при 2-х кратной перегрузке (рис.5)

Из графика понятно, что при k=1,13 автомат не сработает практически никогда (рис .6). Этот нюанс называют условным током не отключения, его нужно учитывать при практических расчётах.

Время-токовая характеристика при 1,13 кратной перегрузке (рис.6)

Для холодного устройства алгоритм определения тот же. Заметно, что время выключения больше, для той же пятикратной нагрузки будет уже около тридцати секунд. Чтобы устройство сработало в том же периоде, что и в горячем состоянии, нужна уже десятикратная перегрузка.

Это крайние значения, для температуры среды в +30° С. На практике реальное время будет в этих пределах, в зависимости от температурного коэффициента kt окружающего воздуха и коэффициента kn, учитывающего тепловыделение других работающих рядом автоматов.

На графиках видно, как они изменяются в зависимости от температуры и количества устройств на дин рейке.

Маркировка автомата

Исходя из этого, для расчетов нужно использовать скорректированный, по температурным показателям номинальный ток In°t = In* kn* kt.

Маркировка автоматического выключателя

На корпусе указывается номинальное напряжение, тип, ток, серия, логотип производителя. Важно не спутать: указанный ток КЗ (например: 4,5кА), – это не значение отсечки, а кратковременная перегрузка, которую может выдержать автомат. Наиболее надёжной и износостойкой является продукция от АВВ, Legrand, Siemens, Schneider.

Кривые характеристики времени и тока для выборочной координации

Характеристические кривые

время-ток играют важную роль в достижении надлежащей координации защиты между устройствами электробезопасности. Узнайте больше, поскольку мы рассмотрим основы защиты энергосистемы, TCC для твердотельного и термомагнитного отключения, важность, процедуру и правила выборочной координации здесь.

Цель защиты энергосистемы:

Основная цель защиты энергосистемы — определить неисправность или любое ненормальное состояние, которое может привести к неисправности системы или вызвать полное отключение питания, и изолировать ее от исправной части.

Необходимы исследования для защиты критически важного оборудования энергосистемы. Селективная координация и координация защиты осуществляется с помощью кривых времени и тока (TCC). В этой статье обсуждается значение координации защиты по мощности и то, как временные токовые блоки используются для избирательной координации.

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем.Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, , и получите от этого пользу.

Принципы защиты энергосистемы:

При разработке схемы защиты энергосистемы инженер должен обратить внимание на следующие характеристики, чтобы наша система защиты обеспечивала оптимальную функциональность.

Чувствительность: Защитное оборудование должно быть чувствительным при точном обнаружении всех видов неисправностей.
Скорость: Скорость при отключении (отключение питания из здорового региона)
Экономика: Дешевле. Стоимость не должна превышать 25% от общей стоимости.
Простота: не должна делать систему в целом сложной
Селективность: идентификация правильной неисправной детали, чтобы затронуть наименьшую часть. Например, у университета есть свой главный выключатель, и у каждого отдела есть свои собственные выключатели. Предположим, что если в отделе возникает неисправность, он не должен отключать главный выключатель университета, вместо этого должен отключиться главный выключатель этого отдела.

Кривые времени и тока (TCC)

Интенсивность повреждения в энергосистемах пропорциональна величине тока. Желательно, чтобы по мере увеличения тока повреждения уменьшалось время устранения неисправности или FCT. Чтобы гарантировать, что все защитные устройства на входе и выходе согласованы, используется кривая зависимости тока от времени (I от t), также известная как TCC или временная кривая тока.

Ниже приведены характеристики TCC:

В TCC ток указывается по оси x, а время — по оси y.
TCC нанесен на логарифмическую шкалу, так что все значения тока и времени легко учесть. Например: в системе минимальная ошибка 100 A должна быть устранена в течение 10 с, а для системы с максимальной ошибкой 5000 A она должна быть устранена в течение 50 мс. Логарифмическая шкала в TCC гарантирует, что присутствуют как экстремальные значения тока, так и времени.
Изгибы реле более резкие и тонкие, чем предохранители и автоматические выключатели, потому что реле используются только для определения неисправности, а затем выдают сигнал отключения на выключатели.Обычно они используются в системах среднего и высокого напряжения. Ознакомьтесь с курсом «Основы защиты энергосистемы» , в котором мы кратко обсудили «Типы реле защиты и требования к конструкции».

TCC автоматического выключателя:

Твердотельное отключение:

Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые отражены на приведенном выше графике.

Долговременный номинальный ток в амперах : Это номинальный длительный ток, при котором выключатель не срабатывает.Например, автоматический выключатель рассчитан на 1000 А, а максимальный ток, который будет протекать через выключатель, составляет 800 А. Следовательно, длительная установка силы тока будет изменена на 800 А.
Long Time Delay : Этот параметр относится к задержке из-за пускового тока трансформатора и пускового тока двигателя. Эта задержка указывается в форме наклона.
Кратковременный датчик: Это от 1,5 до 10 раз больше долговременного номинального тока. Настройка, при которой выключатель имеет тенденцию срабатывать после некоторой задержки.
Кратковременная задержка : Задержка, заданная для проверки, устранили ли нижестоящие устройства неисправность, чтобы не возникало проблем с отключением, или после достижения задержки срабатывания выключателя. Доступны две настройки
Мгновенное срабатывание : Используется, когда отключение требуется без задержки. Его настройка может варьироваться от 2 до 40 раз от долговременного номинального тока.

Термомагнитный расцепитель:

Как видно на графике ниже, кривая прерывателя имеет большую толщину.Эта толщина на графике имеет собственное значение, которое описывается двумя терминами, известными как:

Минимальное время отключения: Это время, в которое выключатель обнаруживает неисправность.
Максимальное время отключения: Это время, в которое выключатель выдает сигнал отключения.

Термомагнитные выключатели имеют несколько другие графики характеристик, чем электронные (твердотельные) выключатели, так как у них всего две настройки:

Отключение с задержкой: Это отключение вызвано перегрузкой по току тепловой частью выключателя.Биметаллическая полоса в выключателе нагревается высоким током, что приводит к разрыву контактов после задержки. По мере увеличения тока нагрев продолжается, и время отключения от сверхтока уменьшается.
Мгновенное отключение: Нет преднамеренной задержки отключения. Магнитная часть выключателя определяет высокий ток перегрузки или короткое замыкание и выдает сигнал отключения.

Что такое выборочная координация?

Полная селективность означает, что защитные устройства минимизируют влияние короткого замыкания или другого нежелательного события на энергосистему.Предохранитель или автоматический выключатель, ближайший к месту повреждения, размыкается без размыкания предохранителя или автоматического выключателя, который его питает (со стороны входа). Таким образом, у вас не будет отключения электроэнергии, если где-то ниже по течению возникнет неисправность.

Согласно статье 100 NEC, выборочная координация определяется как:

“ Локализация состояния перегрузки по току для ограничения перебоев в цепи или оборудовании, на которое воздействуют, достигается выбором устройств защиты от перегрузки по току и их номиналов или настроек .”

Чтобы понять, как согласованы защитные устройства, возьмем пример:

Рисунок 1: Неисправность ниже CB5

На приведенном выше рисунке показана неисправность, которая возникает под автоматическим выключателем 5 (C.B-5). В этом случае C.B-5 должен иметь возможность устранить повреждение в кратчайшие сроки, и никакой другой выключатель (в данном случае C.B-2 и C.B-1) не должен отключиться в течение этого времени. В случае, если выключатель C.B-5 по какой-либо причине не устраняет неисправность, то C.B-2 устраняет ее после некоторой задержки, а если по какой-либо причине, C.B-2 не может устранить неисправность, тогда C.B-1 выдает отключение (что может быть наихудшим сценарием).

Как осуществляется выборочная координация?

Защитные устройства должны срабатывать только при неисправностях, которые находятся в их «зоне защиты». При возникновении неисправности в определенной зоне устройство, предназначенное для ее защиты, распознает ток и изолирует неисправность от остальной системы.

Однако, если отказ происходит вне зоны защиты устройства, то это устройство только обнаружит его, но не отключит.Следовательно, регулируя и перестраивая кривые тока времени защитных устройств таким образом, чтобы их настройки или кривые имели минимальное перекрытие или не имели никакого перекрытия, может быть достигнута избирательная координация.

Достижение выборочной координации с использованием ETAP:

Например, показанная выше простая часть системы, для которой мы сначала получим кривые TCC, а затем настроим кривые, чтобы мы могли достичь координации между всеми устройствами защиты.

Выберите часть системы, для которой требуется получить TCC.Затем из показанной ниже панели модулей (Рис. 01) мы выберем Star Protective Protection Затем, как показано на Рис. 2, мы выберем Create Star View.
После нажатия на всплывающем экране появится график, указанный ниже. Нижеприведенный график относится к CB 2, который закрашен красным. В данном случае это самый нижний прерыватель, поэтому согласно правилам он должен находиться в крайнем левом положении, потому что мы хотим, чтобы он сработал первым.
Поскольку CB-1 (заштрихованный красным ниже) является вторым последним защитным устройством, его график должен быть справа от выключателя CB-2, потому что мы хотим, чтобы он сработал в случае отказа CB-1 или если неисправность возникает в свою зону. Эта ситуация показана на рисунке ниже.

Правила избирательности:

Корпус 1:

Использование настроек срабатывания срабатывания На Рис. 2 показано, как кривые с разными значениями срабатывания могут быть избирательными, и показано первое правило селективности, а именно: два устройства являются избирательными, если кривая устройства ниже по потоку расположена слева от кривой устройства выше по потоку.Это может произойти только в том случае, если уставка срабатывания последующего устройства установлена на ток, который меньше, чем установка срабатывания срабатывания вышестоящего устройства. Обратите внимание, что по соглашению для кривых тока с течением времени крайняя правая часть кривой заканчивается на максимальном токе короткого замыкания, который устройство будет ощущать в энергосистеме, к которой оно подключено. При увеличении настройки срабатывания срабатывания кривая смещается к правому краю графика. В этом примере для любого тока вплоть до максимального тока короткого замыкания левой кривой, кривая слева сработает раньше, чем кривая справа.Токи, превышающие максимальный ток левой кривой, физически невозможны и воспринимаются только устройством, представленным правой кривой.

Рис. 2 — Создание селективности правильным подбором настроек датчика.

Дело 2:

Использование настроек задержки (рис. 3) показывает, как изменение временных задержек может обеспечить избирательность. Увеличение времени задержки сдвигает кривую на графике вверх. Обратите внимание, что для всех токов в пределах диапазона кривых кривая внизу сработает раньше, чем кривая над ней.Итак, второе правило селективности состоит в том, что нижнее устройство должно быть расположено на графике ниже, чем вышестоящее, чтобы два устройства работали избирательно.

Рис. 3 — Создание избирательности за счет правильного выбора настроек задержки.

Корпус 3:

Определить избирательность набора кривых время-ток довольно просто. Кривые должны совпадать слева направо или снизу вверх в последовательности от нагрузки к источнику. Кривые не должны перекрывать друг друга и не должны пересекать друг друга.Между кривыми должно быть достаточно места (подробнее об этом позже). Кривые также могут указывать, обеспечивают ли вышестоящие устройства резервную защиту. Это происходит, когда крайняя левая часть резервного устройства выходит за пределы диапазона токов предпочтительного устройства.

На Рисунке 4 устройства выстроены в соответствии с рекомендациями. Обратите внимание, что по мере того, как вы отслеживаете три уровня тока короткого замыкания во времени, устройство, ближайшее к нагрузке, первым завершит свою задержку по времени и сработает раньше других выключателей.Если устройство, ближайшее к нагрузке, не сработает, следующее устройство в восходящем направлении отключится после указанной дополнительной временной задержки и раньше, чем другое оставшееся устройство.

Рис. 4 — Определение полной избирательности

На рисунке 5 показан пример системы, которая не является избирательной на определенных текущих уровнях. Три места повреждения и соответствующие уровни тока показаны с помощью цветных символов и стрелок. Каждый показанный выключатель находится в распределительном щите или панели, которая может содержать другие фидеры или ответвления.Таким образом, срабатывание выключателя 1 или выключателя 2 изолирует гораздо больше, чем одиночная нагрузка, показанная на однолинейной схеме.

Начнем с повреждения, расположенного у зеленого креста, с током повреждения, обозначенным зеленой стрелкой. Место повреждения вызывает протекание тока через все три выключателя. Но величина тока достаточно высока, чтобы сработать только выключатели 1 и 3. Прерыватель 3 сработает первым и изолирует повреждение, поэтому система выглядит избирательной. Однако обратите внимание, что в ситуации резервного копирования сработает выключатель 1, а не выключатель 2, что приведет к отключению большей части энергосистемы, чем необходимо.

Рис. 5 — Пример неселективной системы

Повреждение, показанное синим крестиком, расположено на входной стороне выключателя 3, поэтому через этот выключатель не будет протекать ток. Автоматические выключатели 1 и 2 распознают эту неисправность. Из-за пересечения кривых выключателей 1 и 2 выключатель 1 сработает первым при этой неисправности, что нежелательно, так как это приведет к отключению большей части системы, чем необходимо.

Короткое замыкание, показанное желтым крестиком, имеет очень высокий ток, который регистрируется обоими выключателями 1 и 2.В этом случае текущий уровень достаточно высок, чтобы проходить через кривые, где выключатели 1 и 2 являются селективными, то есть справа от пересечения их кривых. Следовательно, мы можем видеть, что выключатель 2 обнаружит ток до выключателя 1 и сработает до него. Таким образом, в этом сценарии сохраняется избирательность.

TCC предохранителя:

Рисунок 4: TCC предохранителя

Каждый предохранитель представлен полосой: минимальная характеристика плавления (сплошная линия) и полная чистая характеристика (штриховая линия).Полоса между двумя линиями представляет собой допуск данного предохранителя в определенных условиях испытаний. При заданном перегрузке по току определенный предохранитель при тех же обстоятельствах срабатывает одновременно в пределах временнотокового диапазона предохранителя. Кроме того, предохранители имеют обратнозависимую время-токовую характеристику, что означает, что чем больше перегрузка по току, тем быстрее они срабатывают.

Кривые повреждения кабеля:

Кривая повреждения кабеля показывает, какой ток может выдержать кабель без повреждения изоляции и как долго он может выдерживать различные значения токов.

Рисунок 5: Типичная кривая повреждения кабеля

Ампер полной нагрузки: Это постоянный ток или номинальный ток, который будет протекать по кабелю, величина зависит от нагрузки, и кабель должен быть такого размера, чтобы он мог легко переносить этот ток.

Допустимая нагрузка кабеля: Также известная как допустимая нагрузка по току, это максимальный ток в амперах, который кабель может постоянно выдерживать, не повреждая его изоляцию или не превышая его номинальную температуру.

Рисунок 6: Защита кабеля

В идеале мы хотим, чтобы наш автоматический выключатель срабатывал и изолировал входящие кабели до того, как они будут повреждены током короткого замыкания. Поэтому при рисовании TCC мы корректируем наши кривые выключателя слева от кривых повреждения кабеля. Это означает, что прерыватель сработает до того, как ток короткого замыкания повредит какой-либо из кабелей.

Кабель, выбранный не в соответствии с уровнями тока неисправности системы, может быть легко поврежден, а кабель неправильного размера может также перегреться.Таким образом, выбор правильного размера и типа кабеля очень важен с точки зрения затрат на техническое обслуживание, безопасности и надежности.

TCC трансформатора:

Высокий пусковой ток, который трансформатор потребляет для возбуждения самого себя, называется пусковым током трансформатора. Отключение из-за пускового тока действительно является неприятностью, потому что мы хотим, чтобы трансформатор продолжал работать после этого, а не отключался.

Мы также можем нанести эту характеристику на TCC. В идеале автоматический выключатель должен располагаться справа и выше кривой броска тока трансформатора.Это указывает на то, что автоматический выключатель не сработает при пусковом токе. Если кривая выключателя находится слева от кривой броска тока, это будет указывать на ложное отключение.

Рисунок 7: Согласование с кривыми броска тока и повреждения трансформатора

Моментальное отключение из-за пускового тока:

Иногда в нашей системе возникают временные высокие токи или условия перегрузки, такие как пусковой ток трансформатора, пусковой ток двигателя, токи от моторных приводов или даже случайные скачки напряжения.Они сохраняются в течение короткого времени, в среднем около 10 мс для броска тока трансформатора и нескольких секунд для двигателей.

Однако недопустимо, чтобы наша система рассматривала их как неисправности. Отключение в этих условиях известно как ложное срабатывание, потому что эти условия часто возникают в энергосистемах, и мы не хотим, чтобы наша система срабатывала каждый раз, когда это происходит.

Кривая повреждения трансформатора:

Руководство IEEE C57.109-1993 (R2008) рассматривает как тепловые, так и механические воздействия на внешний трансформатор в результате неисправности.

Способность трансформатора противостоять этим воздействиям показана на рисунке ниже.

Рисунок 8: Кривая тепловой мощности трансформатора

I2t (I = амперы, t = время) с единицей измерения Ампер в квадрате секунд (A2S) пропорционально увеличению тепловой энергии в проводнике в результате постоянного тока с течением времени. В трансформаторах значение I2t определяется, чтобы показать пределы теплового режима их обмоток до того, как произойдет повреждение.

Кривые повреждения также известны как кривые устойчивости.Прерыватель должен быть согласован с кривой повреждения на TCC, чтобы он защищал устройство от токов, которые могут его повредить. Следовательно, кривая выключателя должна располагаться слева от кривой устойчивости и не перекрываться с ней, чтобы наш трансформатор был полностью защищен от всех значений токов, превышающих его номинальные повреждения.

Характеристики кривых срабатывания и координации автоматического выключателя

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Время-токовые кривые используются для отображения времени, необходимого для отключения автоматического выключателя при заданном уровне перегрузки по току.

Время-текущие кривые обычно отображаются в виде графика журнала. Цифры по горизонтальной оси кривой представляют номинальный длительный ток (In) для автоматического выключателя, цифры по вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения: найдите текущее значение, кратное (In), внизу графика. Затем нарисуйте вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую, а затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения автоматического выключателя — это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механической срабатывания и времени возникновения дуги.

Кривые

разработаны с использованием заранее определенных характеристик, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия эксплуатации автоматического выключателя могут вызвать отклонения в его характеристиках.

Большинство кривых имеют информационное окно, в котором будет указано, к какому выключателю применяется кривая.Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени поездки.

Пример кривой тока времени автоматического выключателя в реальном мире с основными моментами. Фото: TestGuy

Защита от перегрузки

Верхняя часть кривой время-ток показывает тепловую реакцию выключателя, изогнутая линия указывает номинальную производительность выключателя.

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический проводник внутри автоматического выключателя отклоняется после нагрева током нагрузки, освобождая рабочий механизм и размыкая контакты.

Чем больше перегрузка, тем быстрее биметаллическая полоса нагревается и отклоняется для устранения перегрузки. Это то, что известно как обратная временная кривая.

Долговременная функция

В электронных автоматических выключателях функция длительного действия (L) имитирует эффект термического биметаллического элемента. Номинальная точка срабатывания, в которой электронный расцепитель определяет перегрузку, составляет примерно 10% от выбранного номинального тока. После срабатывания автоматический выключатель сработает по истечении времени, заданного настройкой длительной задержки.

Защита от короткого замыкания

Нижняя часть кривой время-ток отображает реакцию автоматического выключателя на короткое замыкание. В термомагнитных выключателях в месте срабатывания при значительных токах сверхвысокой величины срабатывает магнитный якорь внутри автоматического выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

В электронных автоматических выключателях функция мгновенного действия (I) имитирует магнитную характеристику термомагнитного выключателя.Это достигается с помощью микропроцессора, который много раз в секунду берет выборки из формы волны переменного тока для вычисления истинного среднеквадратичного значения тока нагрузки. Мгновенное отключение происходит без преднамеренной задержки по времени.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оснащены функцией короткого замыкания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед срабатыванием значительного перегрузки по току.Это позволяет осуществлять избирательную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к месту повреждения, будет отключено, не затрагивая другие цепи (см. Координацию автоматического выключателя ниже) .

Характеристика I ² t кратковременной функции определяет тип задержки. I ² t IN приведет к обратнозависимой задержке, которая напоминает временные / токовые характеристики предохранителей. Это похоже на функцию длительного времени, за исключением более быстрой задержки.I ² t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 секунды или меньше, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели, оборудованные блокировкой зон по короткой задержке без сигнала ограничения от нижестоящего устройства, будут иметь минимальную временную полосу, применяемую независимо от настройки, это иногда называется максимальной неограниченной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется коррекция кратковременной задержки для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременной стойкостью и отображается на кривой срабатывания как абсолютное значение в амперах.

Связанные: Основные принципы селективной блокировки зон (ZSI)

Защита от замыканий на землю

Как и функция защиты от замыканий на землю, элемент защиты от замыкания на землю (G) состоит из установки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов перестает быть равной, потому что ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый трансформатор тока устанавливается на нейтральную шину для обнаружения этого дисбаланса.

Когда происходит дисбаланс тока, автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает уставку срабатывания замыкания на землю. Если выключатель остается включенным в течение времени, заданного задержкой замыкания на землю, автоматический выключатель сработает. Защита от замыкания на землю иногда поставляется с функцией I ² t, которая работает по тому же принципу, что и кратковременная задержка.

Пример 4-проводной системы защиты от замыканий на землю.Фото: TestGuy.

Защита от замыкания на землю требует наименьшего количества энергии для отключения автоматического выключателя, часто со значениями отключения, установленными значительно ниже уставки срабатывания длительного срабатывания. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя защиту от замыкания на землю необходимо отключить или «убрать с дороги» для срабатывания других функций.

Использование испытательного комплекта изготовителя или изменение проводки входа трансформатора тока нейтрали является предпочтительным методом испытания первичной инжекции на выключателе низкого напряжения с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно для обеспечения сбалансированных вторичных токов на расцепитель. .

Связано: Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности

Координация автоматического выключателя

Время-токовые кривые необходимы для правильного согласования автоматических выключателей. В случае неисправности должен срабатывать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, не затрагивая другие цепи.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя скоординированы таким образом, чтобы время отключения каждого выключателя было больше времени отключения выключателя (ей), расположенного ниже по цепи, независимо от величины повреждения.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 настроен на отключение, если перегрузка 2000A или выше происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 сработает, если перегрузка сохраняется в течение 0.200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

При возникновении неисправности после выключателя CB-3 он срабатывает первым и сбрасывает неисправность.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Например, если автоматический выключатель питает часть оборудования большими пусковыми токами, значение мгновенного срабатывания должно быть выше, чем значение кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение, когда оборудование находится под напряжением.

Связано: Разъяснение исследований по координации электроэнергетической системы

Артикул:

— это просто> Ver Pangonilo, PEE RPEQ

Время-токовая характеристика автоматических выключателей

может иметь форму, позволяющую регулировать отдельные автоматические выключатели для надлежащей координации между входными и выходными защитными устройствами.

Время-токовые характеристики

Основные регулируемые функции:

Постоянный ток (I _r)

Постоянный ток

Это величина тока, которую автоматический выключатель может выдерживать без отключения.I _r — это процент от номинального значения автоматического выключателя (I _n).

Регулировка этого параметра будет изменять длительный ток от примерно 20% до 100% номинального значения автоматического выключателя (I _n).

Пример:
I _n = 1000A
Установка настройки на 60% сделает максимальный продолжительный ток автоматического выключателя равным
= (60% x 1000) = 600 A

Долгая задержка

Длительная задержка заставляет выключатель ждать определенное время, чтобы позволить временным пусковым токам, таким как запуск двигателя, протекать без отключения.

Обычно настройка времени кратна номинальному продолжительному току (I _r). Общее кратное — 6xI _r, так как большинство двигателей потребляют ток, в шесть (6) раз превышающий ток полной нагрузки во время запуска. Настройка зависит от нагрузки двигателя. Единица измерения для этого параметра — секунды. Длительная задержка влияет на положение наклона I ² t, что означает, что более низкие уровни настройки непрерывного тока позволят автоматическому выключателю оставаться в сети в течение более длительных периодов времени.

Кратковременный подборщик

Кратковременный пикап

Кратковременный датчик используется для селективного отключения. Функция кратковременного срабатывания определяет величину тока, который будет выдерживать автоматический выключатель в течение короткого периода времени, позволяя последующим защитным устройствам устранять короткие замыкания без отключения вышестоящего устройства.

Эту настройку можно регулировать от 1,5 до 10-кратной уставки постоянного тока расцепителя (I _r).Например, рамку на 1000 ампер можно настроить на срабатывание от 1500 до 10 000 ампер.

Если эта функция установлена в положение «выключено», кратковременный срабатывание и кратковременная задержка будут отключены.

Кратковременная задержка

Кратковременная задержка, используемая вместе с кратковременным срабатыванием, регулирует время до кратковременного отключения.

Есть два режима:

Фиксированное время
Фиксированная мгновенная точка срабатывания автоматически отключает выключатель и отменяет любые предварительно запрограммированные настройки.
I ² t-рампа
t-ramp I ² t регулируется, обеспечивая короткую обратнозависимую временную рампу. Это обеспечивает лучшую координацию с автоматическими выключателями и предохранителями, расположенными ниже по цепи.

Мгновенный подборщик

Мгновенное срабатывание используется для отключения автоматического выключателя без преднамеренной задержки при любом токе, в 2–40 раз превышающем уставку постоянного тока выключателя (I ^r).

Пример:
Настройка постоянного тока (I ^r) = 60% x I ⁿ = 600 A
Мгновенное срабатывание = 10 x I ^r = 10 x 600 = 6000 A

Настройка выше, чем фиксированная мгновенная коррекция, автоматически отключает выключатель при фиксированной мгновенной коррекции независимо от настройки мгновенного срабатывания.

Ver Pangonilo

Филиппинский инженер, зарегистрированный профессиональный инженер Квинсленда (RPEQ) — Австралия и профессиональный инженер-электрик (PEE) — Филиппины с большим опытом в выборе концепции, предварительном проектировании, детальном проектировании высокого и низкого напряжения, строительстве и вводе в эксплуатацию электроустановок опасных и неопасных зон на водопроводных и канализационных трубопроводах и насосных установках, морских платформах, установках по переработке углеводородов и трубопроводах, включая сопутствующие объекты.Классификация опасных зон и сертификация конструкции (UEENEEM015B, UEENEEM016B, UEENEEM017B).

Опубликовано в DesignTagged непрерывный ток, мгновенное срабатывание, длительная задержка, короткая временная задержка, кратковременное срабатывание, время-текущая кривая

Различия и сходства между выключателями кривой K и D

Сравнение характеристик теплового и магнитного отключения

Миниатюрный автоматический выключатель (MCB) — это сбрасываемое защитное устройство, которое предотвращает возгорание электрических цепей и нанесение ущерба персоналу и имуществу.Это устройство, предназначенное для изоляции цепи во время перегрузки по току без использования плавкого элемента.

Есть два типа событий перегрузки по току; тепловая перегрузка и короткое замыкание.

Тепловая перегрузка: Тепловая перегрузка — это медленная и небольшая перегрузка по току, которая вызывает постепенное увеличение допустимой нагрузки и температуры цепи. Этот тип события характеризуется небольшим увеличением нагрузки (допустимой нагрузки) в цепи и прерывается тепловым расцепителем автоматического выключателя.
Короткое замыкание: Короткое замыкание — это сильная перегрузка по току, которая приводит к увеличению допустимой нагрузки цепи. Этот тип события характеризуется резким увеличением нагрузки (допустимой нагрузки) в цепи и прерывается магнитным расцепителем выключателя.

Отключающие характеристики MCB графически представлены в виде диаграммы срабатывания. На диаграмме показана реакция теплового и магнитного отключающих элементов на различные ситуации перегрузки и короткого замыкания.

Компоненты кривой срабатывания

Область температур: Область кривой отключения, представляющая характеристики отключения биметаллического расцепителя.

Зона отключения имеет наклон из-за постепенной перегрузки, нагрева и изгиба термоэлемента с течением времени.

Магнитная область: Область кривой отключения, представляющая характеристики отключения магнитного расцепителя

Область отключения не имеет наклона из-за мгновенного действия магнитного элемента во время короткого замыкания.

Примеры интерпретации кривых срабатывания — считывание кривых срабатывания

Пример 1: Характеристика теплового отключения

10A B Прерыватель кривой
Тепловая перегрузка при 20 А

Для определения времени, за которое выключатель отключится при нагрузке 20 А

Найдите 20A в нижней части кривой — выключатель 20A при 2X токе составляет 20A
Следуйте по линии допустимой нагрузки до области срабатывания «время» кривой

Выключатель сработает при тепловой перегрузке от 10 до 100 секунд.Гарантируется, что выключатель не сработает раньше, чем через 10 секунд, и сработает не более 100 секунд. Прерыватель может сработать в любое время от 10 до 100 секунд.

Пример 2: Характеристика магнитного отключения

10A B Прерыватель кривой
Короткое замыкание на 70А

Для определения времени, за которое выключатель отключится при коротком замыкании 70.

Найдите 70A в нижней части кривой — прерыватель 10A @ 7X ток составляет 70A
Обратите внимание на «время» в нижнем левом углу оси диаграммы

Автоматический выключатель сработает при коротком замыкании между ними.001 и 01 секунды. Гарантируется, что выключатель сработает не позднее, чем за 0,01 секунды при любом коротком замыкании, равном 70А.

Общие кривые срабатывания MCB

Существует несколько типов кривых MCB, которые производители предоставляют для защиты цепей в различных приложениях. Наиболее распространены кривые B, C и D. Один производитель MCB также производит кривые K и Z.

Прерыватели кривой В: Срабатывание при токе, превышающем номинальный ток в 3-5 раз в случае короткого замыкания.Автоматические выключатели с кривой B следует применять там, где нагрузки являются резистивными и не имеют пускового тока. Идеальное применение — освещение или электронные схемы.

Прерыватели кривой C: Срабатывание при 6-10-кратном номинальном токе в случае короткого замыкания. Автоматические выключатели с кривой C следует применять там, где нагрузки имеют небольшой пусковой ток при запуске. Идеальное применение — это схема с небольшой трансформаторной нагрузкой.

Прерыватели кривой D: Срабатывание при 10-15-кратном номинальном токе.Автоматические выключатели с кривой D следует применять там, где нагрузки имеют высокий уровень пускового тока при запуске. Идеальное применение — это схема с моторной нагрузкой.

Автоматические выключатели с кривой K –vs- Автоматические выключатели с кривой D

Прерыватели кривой K и D разработаны для двигателей, в которых допустимая нагрузка быстро и мгновенно возрастает во время «запуска». Обе кривые могут «преодолевать» кратковременный скачок тока и предотвращать ложное срабатывание, обеспечивая при этом защиту цепи.

Кривые автоматических выключателей K и D имеют практически идентичные характеристики отключения.Характеристики срабатывания магнитного элемента идентичны для двух кривых, а характеристики срабатывания теплового элемента немного отличаются.

E-T-A Характеристики теплового отключения по кривой D и характеристики теплового отключения по кривой K

Пример:

10A D Прерыватель кривой
Тепловая перегрузка при 20 А

Для определения времени, за которое выключатель отключится при нагрузке 20 А.

Найдите 20A в нижней части кривой — прерыватель 10A при 2X токе составляет 20A
Следуйте по линии допустимой нагрузки до области срабатывания «время» кривой

Давайте теперь сравним это с автоматическим выключателем на 10 А с температурной перегрузкой 20 А.

Прерыватель кривой K срабатывает при тепловой перегрузке от 6 до 350 секунд. Гарантируется, что выключатель не сработает раньше, чем через 6 секунд, и отключение не займет больше 350 секунд. Прерыватель может сработать в любое время от 6 до 350 секунд.

E-T-A Характеристики магнитного отключения по кривой D в сравнении с характеристиками магнитного отключения по кривой K

Пример:

Прерыватель кривой 10A K и прерыватель кривой 10A D
Короткое замыкание на 100 А

Оба выключателя имеют элемент, который срабатывает от 10 до 15 номинального тока. Оба выключателя сработают при коротком замыкании в интервале от 0,001 до 0,01 секунды. И оба выключателя гарантированно сработают не позднее.01 секунда для любого короткого замыкания, равного 100А или больше.

Анализ кривых K и D

Магнитный элемент: Магнитный элемент MCB кривой K и кривой D идентичен. Оба выключателя прерывают короткое замыкание при токе, в 10 раз превышающем номинальный (или больший), не позднее, чем за 0,01 секунды.
Минимальное отключение теплового элемента: MCB с кривой D отключит перегрузку при 2-кратном номинальном токе за 10 секунд или больше. MCB с кривой K отключит перегрузку при двукратном номинальном токе за 6 секунд или больше.Кривая D отстает на 4 секунды по сравнению с кривой K. Дополнительные 4 секунды дают схеме больше времени для «прохождения» высокого броска при запуске и предотвращения ложных срабатываний.
Полоса пропускания теплового элемента: Полоса пропускания срабатывания кривой K при двукратном номинальном токе составляет от 6 до 350 секунд. Полоса срабатывания кривой D при 2-кратном номинальном токе составляет от 10 до 100 секунд. Различия между полосами пропускания демонстрируют точность калибровки и контроля качества.Прерыватель кривой D от E-T-A имеет гораздо меньшую полосу допуска и требует более высокого уровня регулировки во время производства и проверки контроля качества.

Общие сведения о кривых времени и тока — Основы PAC

Защита от перегрузки по току часто является самой простой и дешевой в использовании, но в большинстве случаев ее применение, как правило, затруднено. Хотя основная цель защиты энергосистемы — максимально быстро изолировать неисправности, нельзя сбрасывать со счетов ограничение перерывов в обслуживании до минимума.Эффективная максимальная токовая защита осуществляется посредством исследования координации по максимальному току, а вместе с координацией возникает концепция кривых время-ток.

Время Текущие кривые

Временная кривая тока (TCC) — это графическое представление рабочих характеристик устройств максимальной токовой защиты при различных величинах токов короткого замыкания. TCC — это двухмерный график с током по оси x и временем по оси y с обеими осями в логарифмическом масштабе.Ось тока может быть выражена в амперах и может быть масштабирована до 10, в то время как ось времени обычно находится в диапазоне от 0,01 до 1000 с.

На рис. 1 показан график TCC предохранителя и реле максимального тока. Обратите внимание на текущую ось. На этом графике ось тока выражена в амперах с множителем тока 10 и опорным напряжением 13,8 кВ.

Предостережение.

Важно, чтобы на графике TCC были указаны множитель тока и опорное напряжение, чтобы избежать неправильной интерпретации.

Рисунок 1. График TCC предохранителя и реле максимального тока

Как и другие устройства защиты ( см. Дифференциальная защита со смещением ), график TCC имеет области «срабатывания» и «без срабатывания». Область справа и над кривой время-ток устройства является областью «работы», а область слева и ниже кривой зависимости тока устройства от времени является областью «не работает». На рисунке 1 область слева и под кривой зависимости тока предохранителя от времени является его «неработающей» областью.Область справа и над кривой время-ток предохранителя — это его «рабочая» зона и в то же время «не срабатывающая» зона реле максимального тока.

Для конкретного значения тока короткого замыкания время срабатывания устройства максимального тока может быть определено по его кривой время-ток. Это точка на оси Y, в которой ток короткого замыкания пересекает кривую время-ток устройства.

Рисунок 2. Ток повреждения 2000А.

На рисунке 2 неисправность 2000А показана вертикальной стрелкой.При этом значении тока короткого замыкания предполагается, что предохранитель сработает за 0,074 с, а реле максимального тока сработает за 5,73 с.

Щелкните по этой ссылке , чтобы узнать о параметрах, которые определяют кривую выдержки времени для устройства максимального тока.

Координационный интервал времени

Итак, когда мы можем сказать, что устройства максимальной токовой защиты эффективно согласованы?

Перед этим давайте сначала ответим на этот вопрос. Зачем нужна согласованность устройств максимальной токовой защиты?

В нашем предыдущем обсуждении мы изложили концепцию зон защиты, а также цели координации сверхтоков.Суть в том, чтобы ограничить продолжительность перерывов в обслуживании, гарантируя, что будут работать только устройства, необходимые для локализации неисправности.

Теперь вернемся к первому вопросу,

когда можно сказать, что устройства максимальной токовой защиты эффективно координируются?

Построив кривые время-ток, мы можем оценить соответствующее время срабатывания устройств максимального тока. По этим временам работы мы можем рассчитать временной интервал между работой этих устройств.Этот временной интервал называется координационным временным интервалом (CTI).

Рекомендуемые CTI для координации различных устройств защиты от сверхтоков перечислены в IEEE Std 242. Эти CTI основаны на следующих соображениях:

Время отключения автоматического выключателя
Перебег реле (для электромеханических реле)
Допуски реле и ошибки настройки

Время отключения выключателя

Автоматические выключатели среднего и высокого напряжения не могут мгновенно размыкать свои контакты после включения цепи отключения (получения сигнала отключения от реле) из-за механических ограничений.Продолжительность от подачи питания на цепь отключения автоматического выключателя до гашения дуги на первичных дугогасительных контактах называется «временем отключения». Это показано на рисунке 3.

Время отключения обычного выключателя:

2 цикла
3 цикла
5 циклов
8 циклов

Узнайте, как время отключения автоматического выключателя влияет на функции отключения, щелкнув ссылку .

Реле перебега

Перебег реле — это в основном инерция вращающегося индукционного диска в электромеханическом реле. Индукционный диск начинает вращаться после прохождения токов выше настроенного порогового значения или значения срабатывания. Когда последующее защитное устройство успешно срабатывает для локализации повреждения, ток через электромеханическое реле падает ниже порогового значения или значения срабатывания. Это отводит инициирующую энергию к индукционному диску.Однако из-за инерции индукционный диск не может мгновенно прекратить вращение и может выйти за пределы рабочей точки электромеханического реле. Типичная длительность перебега реле составляет 0,10 с.

Рисунок 4. Электромеханическое реле.

Изображение взято с researchgate.net

Допуски реле и ошибки настройки

Запас безопасности для времени срабатывания реле и допусков и ошибок настройки производителя, величин тока короткого замыкания, коэффициентов ТТ и т. Д.Типичный запас прочности различается для реле, откалиброванных в полевых условиях, и реле, не откалиброванных на 5 секунд. Это показано в следующих таблицах.

Компоненты	Электромеханический	Статический
Время отключения выключателя (2 цикла — 8 циклов)	0,03 с — 0,13 с	0,03 с — 0,13 с	Перебег реле	0,10 с	0.00 с
Допуски реле и ошибки настройки	0,17 с	0,17 с
Всего CTI	0,30 с — 0,40 с	0,20 с — 0,30 с

Таблица без калибровки поля

Компоненты	Электромеханический	Статический
Время отключения выключателя (2 цикла — 8 циклов)	0.03 с — 0,13 с	0,03 с — 0,13 с
Перебег реле	0,10 с	0,00 с
Допуски реле и ошибки настройки	0,12 с	0,12 с	Всего C	0,25 с — 0,35 с	0,15 с — 0,25 с

Таблица 2. CTI с полевой калибровкой

Минимальные CTI в промышленных приложениях

В следующей таблице приведены минимальные значения CTI для большинства промышленных приложений.Это было взято из Таблицы 15-3 IEEE Std 242.

Чтобы проиллюстрировать использование таблицы 15-3, давайте рассмотрим следующие примеры.

Координация плавкого предохранителя

В соответствии с таблицей 15-3 для согласования между предохранителями должно быть свободное пространство между кривыми время-ток. Однако IEEE Std 242 не указывает CTI между предохранителями, скорее, стандарт рекомендует проконсультироваться с производителем устройства.

В статье Hubbell Power Systems, Inc. о применении первичных предохранителей., чтобы обеспечить запас прочности по отношению к рабочим параметрам, максимальное время отключения плавкого предохранителя ниже по потоку не должно превышать 75% минимального времени плавления предохранителя выше по потоку.

Рассмотрим, например, приведенный ниже рисунок, при отказе 1 кА на предохранителе максимальное время отключения составляет 0,0632 с.

Рис. 5. Согласование предохранителя и предохранителя.

Используя минимальное время плавления 75%, минимальное время плавления защищенного предохранителя рассчитывается следующим образом:

На графике TCC видно, что минимальное время плавления защищаемого предохранителя равно 0.0901с при неисправности 1кА.

Координация между предохранителем и электромеханическим реле

Таблица 15-3 рекомендует CTI 0,22 для координации между предохранителем и электромеханическим реле. Это показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Согласование между предохранителем и электромеханическим реле.

Координация электромеханического реле в статическое положение

Таблица 15-3 рекомендует CTI 0,20 для координации между электромеханическими и статическими реле. Это показано на рисунке 7.

Рисунок 7.Согласование между электромеханическими и статическими реле

Обратите внимание, что время отключения автоматического выключателя для значений, представленных в таблице 15-3, составляет 5 циклов, что эквивалентно 0,08 с при 60 Гц. Для другого времени отключения выключателя рекомендуется другой CTI. Например, трехтактный автоматический выключатель сработает за 0,05 с при 60 Гц. Это снизит рекомендуемый CTI до 0,17 с в приведенном выше примере.

Заключение

Понимание кривых время-ток и основных соображений при установлении надлежащей координации между устройствами защиты от сверхтоков очень важно.Однако, когда координация очень затруднена, если не невозможна, следует идти на компромисс. Как упоминалось в книге « Принципы защитных реле и приложение », координация — это метод проб и ошибок, который зависит от уверенности или консерватизма инженера по защите. Другими словами, это всегда зависит от вас!

Список литературы

IEEE Std 242-2001 [The Buff Book]: Рекомендуемая практика IEEE для защиты и координации промышленных и коммерческих энергосистем.(2001). С.И .: IEEE.

Блэкберн Дж. (2014). Принципы и применение релейной защиты, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.

Г. Прадип Кумар (2006), Проектирование защиты энергосистемы, примечания по обучению защите энергосистемы, Visayan Electric Company, Себу, Филиппины.

Hubbell Power Systems, Inc. (2000). Применение первичных предохранителей. Централия, Миссури.

Нравится:

Нравится Загрузка …

% PDF-1.6 % 14643 0 объект> эндобдж xref 14643 150 0000000016 00000 н. 0000005053 00000 н. 0000005300 00000 н. 0000005347 00000 п. 0000005477 00000 н. 0000005514 00000 н. 0000005605 00000 н. 0000006147 00000 н. 0000006311 00000 н. 0000006479 00000 н. 0000006652 00000 п. 0000006820 00000 н. 0000006988 00000 н. 0000007162 00000 н. 0000007331 00000 н. 0000007507 00000 н. 0000007702 00000 н. 0000007875 00000 п. 0000008039 00000 н. 0000008130 00000 н. 0000008226 00000 н. 0000008388 00000 п. 0000008455 00000 н. 0000008526 00000 н. 0000009878 00000 н. 0000011116 00000 п. 0000012266 00000 п. 0000013429 00000 п. 0000014589 00000 п. 0000015812 00000 п. 0000015892 00000 п. 0000017113 00000 п. 0000017743 00000 п. 0000021304 00000 п. 0000024655 00000 п. 0000027928 00000 н. 0000028692 00000 п. 0000028740 00000 п. 0000062181 00000 п. 0000062430 00000 п. 0000062501 00000 п. 0000062859 00000 п. 0000062889 00000 п. 0000063392 00000 п. 0000063527 00000 п. 0000063588 00000 п. 0000063665 00000 п. 0000063750 00000 п. 0000063878 00000 п. 0000063990 00000 п. 0000064079 00000 п. 0000064230 00000 п. 0000064317 00000 п. 0000064403 00000 п. 0000064576 00000 п. 0000064663 00000 п. 0000064821 00000 п. 0000064976 00000 п. 0000065063 00000 п. 0000065154 00000 п. 0000065302 00000 п. 0000065389 00000 п. 0000065480 00000 п. 0000065638 00000 п. 0000065725 00000 п. 0000065827 00000 н. 0000065974 00000 п. 0000066061 00000 п. 0000066155 00000 п. 0000066302 00000 п. 0000066389 00000 п. 0000066480 00000 п. 0000066633 00000 п. 0000066724 00000 п. 0000066829 00000 п. 0000066976 00000 п. 0000067063 00000 п. 0000067168 00000 п. 0000067311 00000 п. 0000067420 00000 п. 0000067511 00000 п. 0000067628 00000 п. 0000067759 00000 п. 0000067872 00000 п. 0000067975 00000 п. 0000068106 00000 п. 0000068226 00000 п. 0000068335 00000 п. 0000068452 00000 п. 0000068558 00000 п. 0000068663 00000 п. 0000068779 00000 п. 0000068884 00000 п. 0000068987 00000 п. 0000069096 00000 н. 0000069213 00000 п. 0000069319 00000 п. 0000069420 00000 п. 0000069536 00000 п. 0000069641 00000 п. 0000069748 00000 п. 0000069849 00000 п. 0000069954 00000 п. 0000070057 00000 п. 0000070163 00000 п. 0000070264 00000 п. 0000070369 00000 п. 0000070472 00000 п. 0000070578 00000 п. 0000070683 00000 п. 0000070799 00000 п. 0000070904 00000 п. 0000071007 00000 п. 0000071108 00000 п. 0000071213 00000 п. 0000071316 00000 п. 0000071421 00000 п. 0000071526 00000 п. 0000071629 00000 п. 0000071734 00000 п. 0000071844 00000 п. 0000071948 00000 п. 0000072054 00000 п. 0000072174 00000 п. 0000072279 00000 п. 0000072388 00000 п. 0000072507 00000 п. 0000072636 00000 п. 0000072746 00000 п. 0000072896 00000 п. 0000073000 00000 п. 0000073114 00000 п. 0000073230 00000 п. 0000073350 00000 п. 0000073451 00000 п. 0000073567 00000 п. 0000073680 00000 п. 0000073791 00000 п. 0000073915 00000 п. 0000074036 00000 п. 0000074161 00000 п. 0000074272 00000 п. 0000074394 00000 п. 0000074501 00000 п. 0000074608 00000 п. 0000074732 00000 п. 0000074840 00000 п. 0000074958 00000 п. 0000075063 00000 п. 0000003296 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 14792 0 obj> поток x {LSwOKiNɍJyU [A @ BÂh [% R @ y-⋂Lc605MȔMMD7ɜѡ 0mll {-t7> ӓP

Что такое автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени и мгновенного отключения?

Предлагаются автоматические выключатели двух типов.

Автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени, также называемые термомагнитными выключателями.
Автоматические выключатели мгновенного действия также известны как выключатели с магнитным приводом.

Автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени

Автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени связаны с тепловой характеристикой. При более низких уровнях перегрузки по току автоматический выключатель должен подождать некоторое время, чтобы проверить, не возникла ли эта временная неисправность.

Если через некоторое время пропустить перегрузку по току, если она все еще имеет ток короткого замыкания, прерыватель цепи должен разомкнуть цепь.Это называется обратной временной характеристикой.

В этих выключателях обычно используется биметаллический элемент, который изгибается, чтобы поразить расцепитель отключения при его нагреве. При низком перегрузке по току нагрев слабый, и элемент медленно изгибается. Больше перегрузки по току, больше нагрева и быстрее он гнет. Следовательно, это «обратное время».

Автоматические выключатели

с обратнозависимой выдержкой времени имеют характеристики как теплового, так и мгновенного срабатывания и предварительно настроены на срабатывание при стандартных регулируемых настройках. Их характерное срабатывание с обратнозависимой выдержкой времени в условиях перегрузки идеально подходит для многих приложений, начиная от жилых и заканчивая тяжелыми промышленными нагрузками.

Тепловое воздействие обратного автоматического выключателя реагирует на нагрев. Если вентиляционных отверстий двигателя недостаточно для отвода тепла от обмоток двигателя, тепло будет обнаружено тепловым действием автоматического выключателя.

В случае короткого замыкания магнитное действие автоматического выключателя определяет мгновенные значения тока и отключает автоматический выключатель.

Национальный электротехнический кодекс (NEC 430.52) требует, чтобы автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени были рассчитаны максимум на 250% от тока полной нагрузки двигателя (FLA).

Автоматические выключатели мгновенного отключения

Мгновенные выключатели, также известные как выключатели с магнитным приводом. Они похожи на термомагнитные выключатели.

Они не имеют функции теплового срабатывания и не защитят от перегрузки по току даже самих себя.

Они реагируют только на мгновенные токи, такие как короткое замыкание. Автоматические выключатели с мгновенным срабатыванием предназначены для одной очень конкретной цели, а именно для защиты цепей электродвигателей от короткого замыкания в параллельной цепи.Согласно стандарту NEC, они используются только в перечисленных комбинированных контроллерах двигателей.

Чаще всего эти выключатели используются в комбинации с пускателями двигателей. Пускатель двигателя состоит из контактора и реле перегрузки.

Контактор выполняет другую функцию и не обеспечивает защиты двигателя, цепи двигателя или самого себя. Реле перегрузки обеспечивает защиту двигателя от перегрузки, а также защиту от перегрузки кабеля, если кабель правильно подобран.

Разное