Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Селективность автоматических выключателей

Селективность автоматических выключателей

Селективность автоматических выключателей

Для детального изучения такой темы потребуется не один обзор. Ведь селективность автоматических выключателей – тема очень обширная, в которой каждый аспект нуждается во всестороннем детальном анализе. Мы остановимся на том, с чем приходится сталкиваться чаще всего.

Две зоны характеристик время-токового типа

Для более удобного понимания сути рассматриваемой темы определимся с такими понятиями, как «Зона КЗ» и «зона перегрузки»:

  1. Часть кривой характеристик, на которой отображаются параметры срабатывания устройства автоматического вида, спровоцированного тепловым расцепителем, именуется «Зоной перегрузки».
  2. Зона, где срабатывание происходит посредством магнитной защиты, называется «Зоной КЗ».

Схематическое изображение обеих частей выглядит следующим образом:

Чтобы получить полную картину всего происходящего, потребуется ввести новое понятие. Это – частичная и полная селективность приборов выключения автоматического типа. Точное определение достаточно сложно для восприятия большинства читателей, поэтому обозначим его в достаточно простом варианте. Селективность в общем виде можно обозначить, как свойство выключателей к выборочному отключению.

При полном варианте выполняется установка, обеспечивающая отключение в момент повреждения самого удаленного от вводного автомата, с продолжением функционирования остальных.

Частичный способ предусматривает такое срабатывание при меньших параметрах тока замыкания, а при токе полной величины это требование не выполняется.

Основные методы обеспечения селективности

Комплектация приборов в единую систему происходит в соответствии с главным требованием – при любом возникновении аварийной ситуации или образовавшемся повреждении должен сработать автомат, находящийся от места замыкания на самом приближенном расстоянии, а все остальные приборы находятся по-прежнему в замкнутом положении. Примером может быть неисправность поблизости розетки, когда происходит срабатывание выключателя розеточной группы определенного помещения, а все другие приборы продолжают находиться в рабочем состоянии.

Необходимо детальнее определится с практически существующими способами:

Токовая селективность

Вид, при котором существует прямая зависимость между силой тока при коротком замыкании и минимальным расстоянием от участка замыкания к источнику – токовая селективность. На практике этот метод выглядит следующим образом – со стороны питания производится установка автомата с защитой такого исполнения, которое не допускает срабатывания при возникновении на участке нагрузки короткого замыкания.
Для отключения автомата в случае замыкания его установка должна быть выполнена на стороне нагрузки. Наглядное изображение этого типа селективности выполнено на рисунке ниже:

Временной тип

На время срабатывания влияет следующий вид селективности – временной. Он выполняется способом установки автомата вблизи источника питания. При этом в первую очередь по отношению к месту замыкания будет срабатывать ближайшее к нему устройство. А все остальные из-за большего времени отключаться не будут.

Читайте так же:
Сип кабель как правильно подключить по цветам

Зонная селективность

Передача сигнала блокировки на уровень защиты с более высокими параметрами выполняется автоматом в случае превышения уставки тока короткого замыкания. Выключатель выполняет функцию проверки до момента срабатывания поступления такого же сигнала с нагрузочной стороны. Этим способом осуществляется срабатывание только в случае сигнала со стороны питания, все другие устройства будут находиться во включенном состоянии.

На рисунке изображен процесс в схематическом виде:

Времятоковая селективность

Большую актуальность данный тип имеет во всех защитных устройствах, обладающих времятоковыми характеристиками. Главный принцип рассматриваемого вида селективности состоит в потребности правильного подбора выключателей с такими параметрами, которые способны обеспечить более быстрое срабатывание системы защиты с нагрузочной стороны. Это должно происходить при любых параметрах тока гораздо быстрее, чем срабатывание выключателя со стороны источника питания.

Объективный анализ подобного явления возможен при рассмотрении самых плохих условий. Для примера попробуем разобраться в происходящем, допуская срабатывание выключателя со стороны питания по собственной нижней кривой, а устройство с нагрузочной стороны отключается на самом пике верхней кривой. Непременное условие состоит в том, чтобы зоны срабатывания для обоих приборов никоим образом не пересекались.

Вот как это выглядит в нашем конкретном случае – имеется схема, в которую входят автоматы «А» и «В». По заданным параметрам селективности необходимо, чтобы при токе одинакового значения первым всегда срабатывало устройство «В».

На рисунке, расположенном вверху, вы можете увидеть наиболее подходящий вариант расположения времятоковых кривых для обоих автоматов.

На представленном изображении можно убедиться в том, что при одинаковом значении тока первым произойдет отключение прибора «В».

Срабатывание данного устройства обеспечивает необходимую селективность. Итогом этого процесса является то, что питающая среагировавший автомат шина останется под напряжением.

Избежать негативных последствий перенапряжения или замыкания и обеспечить качественную защиту системы проводки можно проверенным способом. Еще на этапе проектирования и в процессе планировки схемы электроцепей и оборудования требуется тщательная разработка с обязательным учетом параметров селективности.

Таким образом, потребитель получает в свое распоряжение функцию автоматического определения зоны, где возникла неисправность, и локального отключения определенного участка без потери работоспособности остальных.

Все используемое оборудование снабжается максимально эффективной защитой, что обеспечивает безопасность людей и значительно повышает сроки эксплуатации электропроводки и бытовых приборов.

Селективный автоматический выключатель

Селективный автоматический выключатель (англ. Selective Main Circuit Breaker) — это автоматический выключатель, имеющий в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 особую функцию селективности и исполняющий её независимо от напряжения сети. Это означает, что автомат не требует дополнительного питания для размыкания, замыкания контактов и для выполнения защитной функции (то есть устройство является чисто электромеханическим). Селективный автоматический выключатель полностью селективен нижестоящим модульным (миниатюрным) автоматическим выключателям.

Читайте так же:
Почему гидравлический домкрат не поднимает под нагрузкой

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

Появление селективного автоматического выключателя изначально планировалось как выпуск устройства защиты, имеющего наилучшие характеристики с точки зрения выполнения функций вводного устройства защиты. Выше было отмечено, что это подразумевает обеспечение полной селективности. Это означает селективность между вводным и отходящими автоматическими выключателями во всём диапазоне токов короткого замыкания (вплоть до отключающей способности нижестоящего автомата) и при любых номинальных токах вводного автомата не меньше номинальных токов отходящего.

Такая функциональность обеспечивается конструкцией селективного автоматического выключателя (приведена на рисунке). На схеме видны два токовых пути. Один из них основной, имеющий те же элементы, что и обычный автоматический выключатель: электромагнитную катушку (мгновенный расцепитель), биметалл (расцепитель перегрузки) и блок основных контактов. Дополнительный токовый путь также имеет контакты. Помимо этого можно отметить наличие селективного биметалла. Рассмотрим процессы, происходящие внутри селективного автоматического выключателя в случае аварии.

Представим систему, в которой в качестве вводного устройства защиты используется селективный автоматический выключатель, а в качестве нижестоящего устройства защиты — миниатюрный автоматический выключатель. Возможны два случая. Первый — авария (короткое замыкание) происходит в нагрузке (за отходящим автоматом). Второй — авария происходит между вводным и отходящим автоматами.

В первом случае в момент короткого замыкания отработают расцепители миниатюрного автоматического выключателя и основного токового пути селективного автоматического выключателя. Однако, при этом ток продолжит протекать в дополнительном токовом пути вводного автомата. Поскольку авария устранена, пружина снова замкнет блок основных контактов. Таким образом обеспечивается непрерывное протекание тока и бесперебойность питания нагрузок, то есть селективность.

Во втором случае в момент аварии также разомкнутся основные контакты селективного автоматического выключателя. Далее, поскольку авария продолжит существовать, селективный биметалл также разомкнет контакты и дополнительном токовом пути, при этом заблокировав пружину и не позволив ей замкнуть основные контакты. Таким образом, разомкнутыми остаются и основной, и дополнительный токовый пути, тем самым обеспечивая защиту от короткого замыкания.

В итоге можно отметить, что селективный автоматический выключатель и обеспечивает селективность, и защищает от токов короткого замыкания.

Примеры [ править | править код ]

Селективные автоматические выключатели предлагаются рядом немецких производителей. Из крупнейших брендов можно выделить ABB с их серией S750DR. Линейка включает в себя автоматы от 0,5 до 63 А, существуют исполнения с характеристиками срабатывания Е и К.

Стандарты [ править | править код ]

Для применения на территории Российской Федерации селективные автоматические выключатели должны соответствовать нижеприведенным стандартам.

DIN VDE 0641-21 [ править | править код ]

Основной стандарт, описывающий селективные автоматические выключатели. Появился в Германии в 2005 году. В данном нормативном документе приведены основные требованиям к параметрам, технические данные и описания испытаний.

Читайте так же:
Плотность алюминия в расплавленном состоянии

ГОСТ Р 50030.2-2010 [ править | править код ]

Аналог МЭК 60947-2-2006. Предъявляет общие требования к низковольтным (до 1000 В) автоматическим выключателям.

Селективность автоматических выключателей: теория и практика

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.

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.

Читайте так же:
Фрезеровка дерева своими руками

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.

Селективны ли модульные автоматические выключатели Legrand?

Типовая схема электроснабжения квартиры или загородного дома обычно включает в себя несколько уровней защиты от сверхтоков. Прежде всего, это вводной автоматический выключатель, установленный перед счетчиком электроэнергии, автоматический выключатель на вводе в квартирный щиток и наконец, автоматические выключатели защищающие цепи освещения розеток и т.д.

Иногда возникает ситуация, когда при случайном коротком замыкании, например на одной из розеток отключается и автоматический выключатель, защищающий эту цепь, и автоматический выключатель, расположенный выше по схеме. Если это вводной аппарат, то обесточивается вся квартира или дом. Особенно неприятно такое событие в загородном доме, т.к. вводной аппарат находится в щите, на опоре, расположенной за границей участка.

faq1.png

Селективность устройств защиты – способность системы при повреждениях или возникновении аварийной ситуации на любом её участке, отключать его одним устройством, которое расположено ближе всего к месту повреждения (аварии). Вышестоящие устройства при этом не срабатывают.

Читайте так же:
Прибор для измерения температуры тела бесконтактным методом

Для обеспечения селективности между двумя автоматическими выключателями, аппарат со стороны нагрузки должен всегда иметь

меньший номинальный ток и уставку срабатывания магнитного расцепителя, чем аппарат защиты со стороны питания.

Селективность является полной, если обеспечивается до уровня отключающей способности нижестоящего автоматического выключателя. Стандартные модульные автоматические выключатели обладают частичной селективностью.

В приведённых ниже таблицах указаны предельные значения токов короткого замыкания, при которых срабатывает только нижестоящий автоматический выключатель. При превышении этих значений тока короткого замыкания, может также отключиться аппарат со стороны питания.

shema.png

T = полная селективность.

Для примера рассмотрим вариант с вводным модульным автоматическим выключателем на 40А тип «С» и модульным автоматическим выключателем на 16А тип «С» в розеточной линии. На пересечении столбца и строки цифра 300 указывает, что система селективна только при токах короткого замыкания менее 300А. Величина тока короткого замыкания зависит от мощности источника энергии (трансформаторной подстанции), длины кабеля и его сечения. Чем мощнее источник, короче линия и чем больше сечение кабеля, тем ток короткого замыкания выше. Среднее значение токов короткого замыкания в квартирных сетях примерно 400-500А, т.е. для рассмотренной выше комбинации аппаратов селективности не будет, и при коротком замыкании сработают оба аппарата.

Частично улучшить селективность можно изменив тип характеристики вводного аппарата. Так, для комбинации: вводной аппарат 40А тип «D» и аппарат в розеточной линии 16А тип «С» предел селективности уже будет 480А. Возможно в некоторой ситуации (квартира на верхних этажах, удаленная подстанция) этого будет достаточно для селективной работы. Для загородных домов ситуация сложнее, обычно для индивидуальных застройщиков выделяют мощность 15 кВт, этому значению соответствует трехфазный вводной автоматический выключатель на 25А. Очевидно, что при таком номинале предел селективности с групповыми аппаратами в доме будет совсем низким (187 или 300А) и ни о какой селективной работе не может быть и речи. Кардинально решить проблему селективности, предварительно согласовав в энергоснабжающей организации, можно используя в качестве вводного аппарата устанавливаемого перед счетчиком автоматического выключателя в литом корпусе. В нижней части таблице определяем, что для вводного аппарата на 25А и группового аппарата на 16А передел селективности составляет 4000А. Такого значения тока короткого замыкания в домашних цепях достичь невозможно, следовательно, такая комбинация практически на 100% селективна. Это объясняется тем, что автоматический выключатель в литом корпусе в силу особенностей конструкции оказывается менее быстродействующим при коротком замыкании, чем малогабаритный модульный аппарат. Для опломбирования клемм аппарата в литом корпусе, предусмотрены специальные крышки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector