Oncool.ru

Строй журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нарушение селективности автоматических выключателей

Что такое селективность защит в электроустановках

При эксплуатации и проектировании электрической схемы всегда уделяется внимание вопросам ее безопасного использования. С этой целью все электрические приборы защищаются специальными устройствами, которые подбирают и располагают строго по определенной, иерархической зависимости.

Например, когда мобильный телефон стоит на зарядке, то ее протекание контролирует встроенная в аккумулятор защита. Она отключает зарядный ток по окончании набора емкости. Когда же внутри АКБ возникнет короткое замыкание, то установленный в зарядное устройство предохранитель перегорает и обесточивает схему.

Если это по каким-либо причинам не произойдет, то возникшую неисправность в розетке контролирует автоматический выключатель квартирного щитка, а его работу страхует главный автомат. Эту последовательность поочередного срабатывания защит можно рассматривать и дальше.

Ее закономерности определяются принципом селективности, который еще называют избирательностью , подчеркивая функцию выбора или определения места возникновения повреждения, которое необходимо отключить.

Методы избирательности электрических защит формируется во время создания проекта и поддерживается при эксплуатации таким образом, чтобы своевременно выявить место возникновения неисправности в электрооборудовании и отделить его от действующей схемы с наименьшими потерями для нее.

При этом зону обхвата защит по селективности подразделяют на:

Первый тип защиты полностью контролирует свой рабочий участок и устраняет повреждения только в нем. По этой закономерности работают встроенные в электроприборы предохранители.

Устройства, созданные по относительному принципу, выполняют больше функций. Они отключают неисправности внутри своей зоны и соседних, но когда в них не отработали защиты абсолютного типа.

Качественно настроенная защита определяет:

1. место и вид повреждения;

2. отличие ненормального, но допустимого режима от ситуации, способной нанести весьма серьезные повреждения оборудованию электроустановки внутри контролируемой зоны.

Устройства, настроенные только по первому действию, работают обычно в неответственных сетях до 1000 вольт. Для высоковольтных электроустановок стараются внедрить оба этих принципа. С этой целью в состав защиты вводят:

схемы взаимных блокировок;

точные измерительные органы;

системы обмена информацией;

специальные логические алгоритмы.

Между двумя последовательно подключенными силовыми выключателями выполняется зашита от сверхтоков, превышающих номинальные значения нагрузки по любой причине. При этом ближний к потребителю с повреждением выключатель должен размыканием своих контактов обесточивать неисправность, а дальний — продолжать подачу напряжения на своем участке.

В этом случае рассматривается два вида селективности:

Если ближняя к неисправности защита способна полностью ликвидировать повреждения на всем диапазоне уставок без задействования удаленного выключателя, то ее считают полной.

Частичная избирательность присуща ближним защитам, настроенным на срабатывание до какого-то предельного тока селективности Is. Если он превышен, то вступает в работу удаленный выключатель.

Зоны перегрузки и короткого замыкания в селективных защитах

Пределы токов, назначенные для срабатывания автоматических выключателей защит, разделяют на две группы:

1. режим перегрузок;

2. зону коротких замыканий.

Для упрощения разъяснения применим этот принцип к токовым характеристикам автоматических выключателей.

Они настраиваются на работу в зоне перегруза номинальных токов на величину до 8÷10 крат.

На этом участке работают в основном тепловые или термомагнитные расцепители защит. Токи коротких замыканий в эту зону попадают очень редко.

Область возникновения КЗ обычно сопровождается токами, превышающими в 8÷10 раз номинальные нагрузки автоматических выключателей и характеризуется серьезными повреждениями в электрической схеме.

Для их отключения применяются электромагнитные или электронные расцепители.

Методы создания селективности

Для области перегрузок по току создаются защиты, работающие по принципу времятоковой селективности.

Зона коротких замыканий формируется на основе:

4. зонной избирательности.

Временна́я селективность создается за счет выбора разных выдержек времени для срабатывания защиты. Этот способ может быть применен даже к устройствам с одной уставкой тока, но разным временем, как показано на рисунке.

Например, ближайшая к оборудованию защита №1 налаживается на работу при коротком замыкании со временем, близким к 0,02 с, а ее работу страхует более отдаленная №2 с настройкой на 0,5 с.

Самая дальняя защита со временем отключения в одну секунду резервирует работу предыдущих устройств при их возможном отказе.

Токовая селективность налаживается для срабатывания по превышению допустимых нагрузок. Довольно грубо этот принцип можно пояснить следующим примером.

Три защиты последовательно контролируют ток КЗ и настроены на отключение со временем 0,02 с, но с разными токовыми уставками в 10, 15 и 20 ампер. За счет этого оборудование будет отключаться вначале от защитного устройства №1, а №2 и №3 будут избирательно его страховать.

Реализация временно́й или токовой селективности в чистом виде требует использования чувствительных датчиков или реле тока и времени. При этом создается довольно сложная электрическая схема, которая на практике обычно объединяет оба рассмотренных принципа, а не применяется в чистом виде.

Времятоковая селективность защит

Для защиты электроустановок с напряжением до 1000 вольт применяют автоматические выключатели, которые обладают объединенной времятоковой характеристикой. Рассмотрим этот принцип на примере двух последовательно включенных автоматов, разнесенных по концам линии со стороны нагрузки и питания.

Времятоковая избирательность определяет способ срабатывания выключателя, настроенного на более быстрое отключение при расположении около потребителя электроэнергии, а не на генераторном конце.

На левом графике показан случай наибольшего времени отключения верхней кривой защиты со стороны нагрузки, а на правом — наименьшего времени выключателя на конце подвода питания. Это позволяет более детально анализировать проявление селективности защит.

Выключатель «В», расположенный ближе к питаемому оборудованию, за счет применения времятоковой селективности работает раньше и быстрее, а выключатель «А» резервирует его в случае отказа.

Токовая селективность защит

При этом способе избирательность может формироваться за счет создания определенной конфигурации сети, например, включенной в схему кабельной или воздушной линии электропередач, обладающей электрическим сопротивлением. В этом случае значение тока короткого замыкания между генератором и потребителем зависит от места возникновения повреждения.

На кабельном конце со стороны питания оно будет иметь максимальное значение, например, 3 кА, а на противоположном — минимальное, допустим, 1кА.

При возникновении КЗ около выключателя А не должна работать защита конца В (I кз1кА), то он и должен снимать напряжение с оборудования. Для точной работы защит необходимо учесть величину реальных токов, проходящих через выключатели при аварийном режиме.

Следует понимать, что для обеспечения полной избирательности по этому методу необходимо иметь большое сопротивление между обоими выключателями, которое может образоваться за счет:

протяженной линии электропередачи;

вставкой обмотки трансформатора;

включением в разрыв кабеля уменьшенного сечения или другими способами.

Поэтому при таком способе селективность чаще всего бывает частичной.

Временна́я селективность защиты

Этот метод избирательности обычно дополняет предыдущий способ с учетом времен:

определения защитой места и начала развития неисправности;

срабатывания на отключение.

Формирование алгоритма работы защиты производится за счет постепенного приближения уставок по току и времени при перемещениях токов КЗ к источнику питания.

Избирательность по времени может создаваться автоматами одних номиналов по току, когда у них есть возможность регулировки задержки на срабатывание.

При этом способе защиты выключателя В отключают неисправность, а выключателя А — контролируют весь процесс и находятся в готовности к работе. Если за время, отведенное для срабатывания защит В короткое замыкание не устранилось, то повреждение ликвидируется работой защит стороны А.

Энергетическая селективность защит

Метод основан на использовании специальных новых видов автоматических выключателей, выполненных в литом корпусе и способных максимально быстро работать, когда токи коротких замыканий еще даже не успели достичь своих максимальных значений.

Подобные скоростные автоматы работают в течение нескольких миллисекунд, когда еще действуют апериодические составляющие переходных процессов. В таких условиях из-за высокой динамичности протекания нагрузок сложно согласовать реально действующие времятоковые характеристики защит.

Конечный пользователь практически не может отследить характеристики энергетической селективности. Их предоставляет производитель в виде графиков, программ расчета, таблиц.

При этом способе для расцепителей термомагнитного и электронного принципа, расположенных на стороне питания необходимо учесть специфические условия работы.

Зонная селективность защиты

Этот тип избирательности является разновидностью временно́й характеристики. Для его работы используются измерительные устройства тока на каждой стороне, между которыми постоянно происходит обмен информацией и сравнение векторов токов.

Зонная селективность может быть сформирована двумя способами:

1. в логическое устройство контроля защиты поступают одновременно сигналы с обоих концов контролируемого участка. Оно сравнивает значения поступивших токов и определяет выключатель, который должен быть отключен;

2. сведения о завышенных значениях векторов тока от обеих сторон поступают в виде блокировочного сигнала на логическую часть защиты более высокого уровня иерархии по стороне питания. Если на ней присутствует блокировочный сигнал снизу, то отключается нижерасположенный выключатель. Когда запрета на отключение снизу не поступило, то напряжение снимает вышерасположенная защита.

При этих способах отключение происходит намного быстрее, чем при временно́й избирательности. Это обеспечивает меньшие повреждения электрооборудования, снижение динамических и тепловых нагрузок внутри системы.

Однако, способ зонного разделения селективности требует создания дополнительных сложных технических систем измерения, логики и обмена информацией, что удорожает стоимость оборудования. По этим причинам такие методы, основанные на высокочастотной блокировке, применяются на высоковольтных линиях электропередач и подстанциях, передающих большие потоки мощности электроэнергии в непрерывном режиме.

Для этого используются быстродействующие воздушные, масляные или элегазовые выключатели, способные коммутировать огромные токовые нагрузки.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Селективность двух УЗО и дифавтоматов (анонс видео)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Мысль для данного видеоролика мне пришла после сопутствующих вопросов по бюджетному щиту для частного дома (см. видео на моем канале Ютуб с соответствующим названием).

В комментариях стали обсуждать, что при установке двух УЗО в одной линии, например, на вводе 100 (мА) и на отходящей линии 30 (мА), селективность их срабатывания соблюдаться не будет, и что при возникновении утечки в цепи может отключаться вводное УЗО или даже одновременно оба УЗО. Что, естественно, не есть хорошо!

Например, в квартирном щитке у нас имеется 2 группы нагрузок (розетка №1 и розетка №2). На групповые нагрузки установлено УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 30 (мА), а на вводе — УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 100 (мА).

В одной из своих статей я рассказывал Вам про методику проверки УЗО и в той статье я приводил значения срабатывания УЗО не только по уставке, но и по времени, 1, 3 и 5-кратном. И как Вы успели заметить, чем больше ток утечки, тем быстрее срабатывает УЗО, хотя и встречаются порой исключения, когда при разных кратностях тока утечки время срабатывания у них практически не меняется. Но это больше является исключением.

Читать еще:  Автоматические выключатели ток 1500

А значит, что в приведенном выше примере при повреждении на розеточной линии будет срабатывать УЗО поврежденной линии, а не вводное УЗО, тем самым обестачивая всю квартиру.

Причем этот способ наиболее распространен в данное время, т.к. селективные УЗО есть не у всех производителей, да и встречаются гораздо реже в продажах.

Естественно, чтобы 100% соблюдать селективность, на вводе необходимо устанавливать селективное УЗО (тип S или G), т.е. с некоторой заданной выдержкой времени от 0,05 (сек.) до 0,5 (сек.), а уже на отходящие группы — стандартные УЗО без выдержки времени.

В случае утечки на одной из отходящей линии, вводное УЗО сработает только в том случае, когда групповое УЗО поврежденной линии по каким-то причинам «не сработает» (неисправно, вышло из строя и т.п.).

Тем не менее я решил все же провести несколько экспериментов, чтобы показать Вам все наглядно и, раз и навсегда, разрешить все вопросы и дискуссии по данному вопросу.

Проведу два эксперимента по селективности срабатывания двух УЗО в одной линии:

  1. Селективность двух УЗО с током утечки 100 (мА) и 30 (мА) без выдержек времени (неселективных)
  2. Селективность двух УЗО с током утечки 300 (мА) с выдержкой времени (селективное) и 30 (мА) без выдержки времени (неселективное).

Подключу последовательно в линию два УЗО и буду поочередно проверять их срабатывание при разных токах утечки, начиная с 10 (мА) и заканчивая 500 (мА).

В итоге мы посмотрим, как будут срабатывать УЗО при разных токах утечки.

Смотрите данный эксперимент в моем видеоролике:

P.S. Все показанное в данном видеоролике с таким же успехом относится и к дифавтоматам в плане срабатывания их дифференциальных элементов. Только прошу внимательно отнестись к тому, что эксперименты проводились с одинаковыми типами УЗО (тип АС). А это значит, что при установке разных типов УЗО (АС, А и В) и при разных видах утечек поведение УЗО может отличаться. Так что учтите это! Но это уже частные случаи и при установке УЗО одинаковых типов селективность у Вас в любом случае будет соблюдена.

  1. Проект электроснабжения офиса, расположенного в жилом доме
  2. Можно ли переделать трехполюсные или двухполюсные автоматы в однополюсные, убрав перемычку на рычажках?
  3. Расцепитель РММ47 от IEK — альтернатива реле напряжения
  4. Испытания расцепителя РММ47 (продолжение)
  5. Испытания автоматов током 1,13·In (АВВ, Legrand, Hager, Eaton, CHINT, DEKraft)
  6. Вводное распределительное устройство (ВРУ)

6 комментариев к записи “Селективность двух УЗО и дифавтоматов (анонс видео)”

Все пошли комментировать G и S на Youtube, а я тут порассуждаю)
* * *
Узо G на ввод не годится, оно для этого не предназначено. В стандартах МЭК есть две разновидности — G (general, general-non time delay, instantaneous, standard, общее, стандартное, без задержки, мгновенного действия) и S (selective, time delay, с задержкой времени).
С этой задержкой происходит путаница. У т.н. «помехоустойчивых» УЗО эта задержка кратковременная — 10 мс. Хотя у отдельных экземпляров (ETI KZS-2М G/KV) в описании встречается время 10-40 мс.
Потребность в таком исполнении (когда утечка и импульс до 3 кА игнорируются на протяжении 10 мс) объясняют борьбой с ложными отключениями, и рекомендуют ставить такие УЗО на компьютер, холодильник, уличное освещение и прочее электрооборудование, внезапное отключение которого очень доставляет.
Аргументы типа — на обычное УЗО для беспроблемной работы можно повесить две рабочие станции компьютер/принтер, а на УЗО с задержкой 10 мс — пять таких станций.

УЗО с задержкой 10 мс относится к исполнению быстродействующих, не селективных УЗО. Его максимальное время отключения не выходит за пределы максимального времени для обычных быстродействующих УЗО, и поэтому оно так же пригодно для дополнительной защиты, как и обычное УЗО.
Стандарт нормирует время неотключения только для селективных УЗО исполнения S. Для исполнений APR, Si, K, G/KV, AKV и т.п. нормируют только максимальное время.
Особенно преуспела в изобретении всяких диковинных характеристик срабатывания для УЗО немецкая фирма Doepke. Вот УЗО тип F с буквой G на корпусе.

УЗО тип F проблем с селективностью не имеет, потому что селективных F не существует, а ставить F ниже А, а тем более ниже АС, нельзя, даже если эти А/АС селективные.
В европах F рекомендуют для исключения ложных срабатываний на светодиодное освещение, инверторы, насосы. Короче, для комнат тип А, для кухни и подсобных помещений тип F.

Из брошюры УЗО Siemens про устройства в исполнении К — «супер-устойчивые» к нежелательным отключениям.
В конце там сказано, что бывают только селективные и неселективные УЗО. Соответственно, исполнение К с задержкой 10 мс относится к быстродействующим устройствам, не S.
* * *
Type K super-resistant
Leakage currents and residual currents arising from the operation of electrical
equipment cannot be distinguished. The reaction to both is the same. If a temporary high leakage current occurs, it is neither necessary nor desirable to disconnect the load from the supply. If electronic equipment is used with capacitors
connected against the protective conductor in order to eliminate faults, inadvertent tripping of the RCCB can occur when the equipment is switched on.
In order to avoid this disconnection, the use of super-resistant residual current
protective devices is recommended. They trip with a time delay and are designated as Type K devices.
As far as the product standards EN 61008-1 (RCCBs) and EN 61009-1 (RCBOs)
are concerned, there are only two types of device:
• Standard
• Selective S
For these types of device, the limit values for the break times are defined. In accordance with the standard, the super-resistant residual current protective
devices are instantaneous versions.

Далее там у Сименса идёт график времени срабатывания обычного, помехоустойчивого и селективного УЗО.
Потом опять текст, в котором говорится, что K просто тупо игнорирует переходные процессы в сети, если их длительность не превышает 10 мс. И что УЗО S является селективным по отношению к обоим быстродействующим версиям — к обычной без задержки и к помехоустойчивой с кратковременной задержкой 10 мс.
* * *
Фото: новости электротехники от ETI — АВДТ 40/0,01.
* * *
Figure 12 shows the tripping range of the different versions of residual current protective devices. It can be clearly seen that the tripping ranges of the standard version and the super-resistant version are identical in terms of the maximum
value. Only the minimum value is higher in the case of Type K . The Type S responds selectively to these two versions.
The Type K super-resistant residual current protective devices exploit the maximum permissible tripping range of the standard. They have a minimum time delay of approximately 10 ms. In other words, short-time leakage currents and high
surge currents (8/20 μs) are ignored for this length of time. Only when a residual
current fl ows for longer than the delay time is disconnection from the supply initiated. Protection against electric shock is provided by this residual current protective device too.
The devices can be used without restriction for all the protective measures (with disconnection from the supply) required in the installation conditions. The installa-
tion is not disconnected unnecessarily and its availability is considerably increased.

Тема: Как соблюдать селективность?

Опции темы
  • Версия для печати
  • Отправить по электронной почте…
  • Подписаться на эту тему…
  • Отображение
    • Линейный вид
    • Комбинированный вид
    • Древовидный вид
  • Как соблюдать селективность?

    Здравствуйте. Разъясните пожалуйста, для соблюдения селективности нужно ставить в квартирном щите автоматические выключатели с характеристиками С, в этажном щите с характеристиками D, а в ВРУ получается с характеристиками B? Почему селективность соблюдается именно в таком буквенном порядке характеристик, чем обосновывается?
    На розетки в квартире обязательно ставить УЗО+АВ или ДИФ? Или можно и просто автомат поставить? Где это прописано?

    Откуда Вы взяли такую информацию? Где начитались? Селективность требуется выполнять номиналами автоматических выключателей в соответствии с расчётной мощностью. Ознакомьтесь с характеристиками автоматических выключателей, а потом уже планируйте построение схем. В соответствии с ГОСТ Р 50345-2010, автоматические выключатели делятся на следующие типы по току мгновенного расцепления:
    п. 4.5 Ток мгновенного расцепления:
    — типа В;
    — типа С;
    — типа D.

    Таблица 2 — Диапазоны токов мгновенного расцепления
    • тип B: свыше 3•In до 5•In включительно (где In — номинальный ток)
    • тип C: свыше 5•In до 10•In включительно
    • тип D: свыше 10•In до 50•In включительно

    Тип D обычно устанавливают в электроустановках промышленного назначения, где работает мощное электрооборудование.
    Тип С и В устанавливают в электроустановках, где установлено электрооборудование с небольшим пусковым током. К таким электроустановкам относятся жилые, общественные, административные и бытовые.
    Типы автоматических выключателей, в определённых случаях, позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

    Лучше поставить диф, но не всем по карману, тогда используют УЗО+АВ.
    ПУЭ, п. 7.1.76. Рекомендуется использовать УЗО, представляющее собой единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока.
    Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту.

    На розетки обязательно требуется устанавливать УЗО, хотя бывают исключения. Смотрите ГОСТ Р 50571.3-2009 ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ
    Часть 4-41
    Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током
    411.3.3 Дополнительная защита
    В системах переменного тока дополнительная защита посредством защитного устройства дифференциального тока (УДТ) в соответствии с 415.1 должна быть предусмотрена для:
    — штепсельных розеток, предназначенных для общего применения, с номинальным током, не превышающим 20 А, которые используют обычные лица.
    Примечание 1 — Исключение может быть сделано для:
    — штепсельных розеток, предназначенных для использования под наблюдением квалифицированного или инструктированного персонала, например, в некоторых коммерческих или производственных помещениях или
    — специальной штепсельной розетки, предусмотренной для присоединения одного электроприемника.

    ПУЭ, 7.1.72. Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохранитель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номинальном напряжении 220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и установка (квартира) не охвачена системой уравнивания потенциалов, установка УЗО является обязательной.
    7.1.73. При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь у ставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.
    7.1.74. В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с заземленными элементами и нулевым защитным проводником.
    7.1.75. Во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надежную коммутацию цепей нагрузки с учетом возможных перегрузок.
    7.1.76. Рекомендуется использовать УЗО, представляющее собой единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока.
    Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту.
    При использовании УЗО, не имеющих защиты от сверхтока, необходима их расчетная проверка в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестоящего аппарата, обеспечивающего защиту от сверхтока.
    7.1.77. В жилых зданиях не допускается применять УЗО, автоматически отключающие потребителя от сети при исчезновении или недопустимом падении напряжения сети. При этом УЗО должно сохранять работоспособность на время не менее 5 с при снижении напряжения до 50 % номинального.
    7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа «А», реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или «АС», реагирующие только на переменные токи утечки.
    Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и др.
    7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА.
    Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).
    Установка УЗО в линиях, питающих стационарное оборудование и светильники, а также в общих осветительных сетях, как правило, не требуется.
    7.1.80. В жилых зданиях УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допускается их установка на этажных щитках.
    7.1.81. Установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение которых может привести к ситуациям, опасным для потребителей (отключению пожарной сигнализации и т.п.).
    7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, например в зоне 3 ванных и душевых помещений квартир и номеров гостиниц.
    7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.
    7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.
    7.1.85. Для жилых зданий при выполнении требований п. 7.1.83 функции УЗО по пп. 7.1.79 и 7.1.84 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА.
    7.1.86. Если УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим током и возгорания или только для защиты от возгорания, то оно должно отключать как фазный, так и нулевой рабочие проводники, защита от сверхтока в нулевом рабочем проводнике не требуется.
    7.1.88. К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроустановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток).
    Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе. Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток до 30 мА.
    Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов.

    Читать еще:  Все виды двухклавишные выключатели

    Селективность защиты в схемах электроснабжения

    Одним их важнейших параметров, определяющих надежность схемы электроснабжения, является селективность защиты. То есть способность отключить только поврежденную линию, в которой либо в результате перегрузки, либо вследствие короткого замыкания возник сверхток, не отключая при этом другие цепи. Сверхтоком называют любое превышение тока в линии выше номинального тока аппарата защиты.
    В соответствие с ГОСТ Р 50030.2-2010 (IEC 60947-2) селективность по сверхтокам может быть полная и частичная.

    При полной селективности (см. 2.17.2) по сверхтокам при отключении аппарата защиты (автоматического выключателя) поврежденной линии вышестоящий по схеме автоматический выключатель не отключается при любых значениях тока перегрузки или короткого замыкания.

    В случае частичной селективности (см. 2.17.3) вышестоящий (например, вводной в электрощите) автоматический выключатель щита при перегрузке или коротком замыкании в одной из отходящих линий не отключается одновременно с аппаратом защиты поврежденной линии только в определенном диапазоне токов.

    Для достижения требуемой селективности автоматические выключатели подбирают по их времятоковым характеристикам с учетом разброса их параметров. При этом следует пользоваться данными по обеспечению селективности конкретных аппаратов (чаще всего представлены в виде таблиц селективности), предоставляемыми производителями автоматических выключателей.

    Добиться полной селективности, используя модульные автоматические выключатели по ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898) как правило, практически невозможно. Например, если номинальный ток вводного автоматического выключателя 25 А, а номинальные токи автоматических выключателей отходящих линий 10 А, то селективность при одинаковых характеристиках срабатывания выключателей ограничивается в диапазоне токов до 200 А. То есть при токах короткого замыкания более 200 А автоматические выключатели отключатся не селективно (как правило, оба одновременно). Максимальный ток короткого замыкания, который может возникнуть, рассчитывают или измеряют в точке подключения ближайших по длине кабеля нагрузок (розеток, светильников).

    Если вводной автоматический выключатель имеет характеристику срабатывания D при номинальном токе 25 А, а выключатель отходящей линии характеристику C при номинальном токе 10 А, то по таблицам селективности удается подобрать пару выключателей, которые обеспечат селективность при токах короткого замыкания до 500 – 600А. Автоматические выключатели должны быть одного производителя, в противном случае никто не даст никаких гарантий по селективности. А в случае возникновения аварийной ситуации из-за отсутствия селективности претензии предъявить будет некому.

    В соответствие с требованиями ГОСТ 50345-2010 (МЭК 60898), модульные автоматические выключатели (для бытового и аналогичного применения) при коротком замыкании должны срабатывать за время, не превышающее 0,1 секунды. Обычно такие выключатели (в зависимости от производителя) срабатывают при коротком замыкании за время 0,03 – 0,05 секунды. При использовании неселективных выключателей, особенно разных производителей, может возникнуть ситуация, когда при коротком замыкании будет отключаться только вышестоящий аппарат защиты. Поэтому гарантии по селективности двух конкретных типов выключателей может дать только их производитель. Таблицы селективности можно найти в каталогах на низковольтное оборудование.

    При использовании модульных автоматических выключателей для достижения частичной селективности хотя бы в небольшом диапазоне токов (что определяет размер селективной зоны действия защит по длине отходящей линии) отношение номинального тока вышестоящего аппарата (например, вводного) к нижестоящему, (например, групповых линий) должно быть, как правило, не менее 2,5 — 3.

    Для достижения полной селективности при защите отходящих групповых линий модульными автоматическими выключателями по ГОСТ 50345-2010 (МЭК 60898), вышестоящие аппараты защиты электрощитов и автоматические выключатели для защиты распределительной сети должны соответствовать ГОСТ Р 50030.2-2010 (IEC 60947-2) и обладать в зоне действия селективной токовой отсечки определенным временем несрабатывания (как правило, данное время составляет несколько десятков миллисекунд). При этом отношение номинальных токов выключателей должно быть не менее 1,6. Для получения более точных данных следует пользоваться таблицами селективности, или запрашивать информацию у производителей оборудования.

    Следует отметить, что в зоне действия неселективной (мгновенной) токовой отсечки вышестоящего аппарата (обычно при значительных токах короткого замыкания вблизи мощных источников питания, определяемых расчетным путем) селективность у ряда производителей так же может быть обеспечена за счет так называемого «рефлексного отключения», когда энергия замыкания рассеивается на нижестоящем аппарате, обладающем функцией токоограничения (быстрое отключение до достижения максимального пика тока менее, чем за 10 мс). В этом случае энергии замыкания, пропускаемой через вышестоящий аппарат недостаточно для его срабатывания.

    В распределительных щитах аварийного освещения и других систем обеспечения безопасности зданий необходимо обеспечить максимальную, желательно полную селективность защиты. В обоснованных случаях допускается частичная селективность, если максимальный ток короткого замыкания не выходит за пределы диапазона токов, при которых выполняется условие селективности. Нельзя допустить, что бы при коротком замыкании в отдельной групповой линии отключился вышестоящий (вводной) аппарат защиты.

    Необходимо стремиться к уменьшению количества ступеней, используя, где это допустимо, на вводе в щиток выключатель нагрузки. В этом случае селективность должна быть обеспечена между автоматическими выключателями групповых линий и автоматическим выключателем, защищающим распределительную сеть. При использовании выключателей нагрузки на вводе в щиток освещения удается значительно повысить надежность сети аварийного освещения в случае, если вышестоящий аппарат защиты обеспечивает полную селективность с групповыми аппаратами, по сравнению со схемой, когда на вводе в щиток предусматривают аппарат, обеспечивающий только частичную селективность. Если же вышестоящий аппарат, защищающий распределительную сеть, и и вводной аппарат в щиток, предусматриваются одинаковыми (обеспечивающими селективность с групповыми аппаратами), то это ведет к удорожанию и, как правило нерациональному усложнению схемы. При этом данные аппараты работают между собой не селективно. Селективное же их выполнение приводит к завышению вышестоящей защиты, увеличению сечений питающих линий и к неоправданным затратам. Поэтому подобные решения следует применять только в обоснованных случаях (например, при необходимости разделения зон ответственности эксплуатирующих организаций).

    Часто в примечаниях к схеме распределительного щита можно увидеть фразу: «Допускается использовать оборудование других производителей, имеющее аналогичные параметры». Следует учитывать, что подбирать автоматические выключатели следует всегда с учетом их селективности.

    В электрощитах многих зданий, построенных 30 – 40 лет назад, можно увидеть стандартные электрические щиты, в которых вводной автоматический выключатель установлен с номинальным током 100 А и автоматические выключатели отходящих линий на 10 и 16 А. Если расчетный ток такого щита не превышает 40 – 50 А, то иногда службы эксплуатации здания получают предписание установить в щит вводной автоматический выключатель, соответствующий расчетному току. И когда в такой щит устанавливают современный аппарат защиты, то при коротком замыкании в любой отходящей линии могут отключиться и вводной и групповой аппарат и даже только вводной автоматический выключатель. В щитах аварийного освещения подобное недопустимо.

    Читать еще:  Дистанционный выключатель с пультом для электродвигателя

    Автор выражает глубокую признательность Сергею Волкову (АО «Атомэнергопроект»), за полезные советы и рекомендации, сделанные при подготовке статьи.

    Селективность между модульными автоматическими выключателями

    Селективность между модульными автоматическими выключателями

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

    Для чего нужна селективность

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

    Селективность автоматов

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

    1.3.2 Таблицы каскадного соединения

    В разделе «Дополнительная техническая информация» для сетей 220/240 В и 400/415 В приводятся таблицы каскадного соединения согласно МЭК 60947&2:

    — между выключателями Multi 9;

    — между выключателями Compact NS, Masterpact и Multi 9, и т.д.

    В случае, если аппараты используются в однофазной сети TN, применяются таблицы 220/240 В.

    Примечание: таблицы каскадного соединения даны для систем заземления TT и TN. Эти таблицы не применимы для сетей с изолированной нейтралью IT.

    Несколько параллельно работающих трансформаторов

    В этом случае необходимо пользоваться специальными таблицами, в которых даны типы автоматических выключателей для случая 2 или 3 параллельно работающих трансформаторов.

    Эти таблицы составлены при следующих допущениях:

    — мощность КЗ составляет 500 МВА;

    — силовые трансформаторы имеют стандартное Uк;

    — при расчете токов КЗ на сборных шинах не учитывались переходные сопротивления соединений (наиболее неблагоприятный случай);

    — условия параллельного включения трансформаторов выполняются, т.е. трансформаторы имеют:

    — одинаковый коэффициент трансформации.

    Ток КЗ дается приближенно, т.е. для оценки. Его значение может быть другим в зависимости от Uk (%). Соответственно, значения отключающей способности, «усиленной» при каскадном соединении аппаратов, даны для больших значений Uк.

    Карта селективности автоматических выключателей

    Чтобы создать надежную токовую защиту, используют специальную карту. Она представляет собой схему времятоковых характеристик устройств, которые монтируются поочередно в электрической цепи. Часто карта селективности не применяется, что в будущем, возможно, приведет к отключению электроэнергии у потребителя.

    Практика показывает, что такая карта нужна не всегда. Она применяется в случае возникновения серьезных повреждений. Для обеспечения избирательности (см. начало статьи) показатель соотношения номиналов должен быть от 2.5. Если при расчетах получается завышенное значение, то устанавливают рубильники или же селективный автоматический выключатель, такой как вводной автомат ABB S750DR.

    Расчёт селективности

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

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

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

    • tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
      • — tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов, в зависимости от близости к источнику питания;
      • — ∆t — временная ступень селективности.
    • Ток перегруза — параметр, который незначительно отличается от номинального тока . Он может иметь кратковременный характер, поэтому в мгновенном отключении нет нужды — процесс происходит с задержкой . Д ля каждой цепи может устанавливаться свой допустимый параметр перегрузки (иногда их несколько).
    • Ток КЗ — параметр, который в десятки, а то и в сотни раз превышает номинальный ток . Как следствие, расцепитель автомата быстро диагностирует КЗ и производит отключение. Важный момент — время отключение, которое должно быть минимальным (как правило, оно исчисляются долями секунд). Чем быстрей отключится поврежденный участок, тем ниже риски повреждения про водов и электроприемников .

    В теории для каждого их токов может быть вычислено индивидуальное время отключения, имеющее разную величину (от 1-2 секунд до 10-15 минут и более ). С другой стороны, ложная работа должна быть исключена. Если протекающий в цепи ток не несет риска для проводников и электроприборов, то в его отключении нет необходимости.

    Это значит, что при установке тока перегрузки должна быть учтена реальная нагрузка защищаемой цепи. Не менее важный момент — проверка защиты перед подключением на факт точного определения тока и времени срабатывания.

    Автоматические выключатели имею т три типа расцепителей :

    1. Механический — подразумевает ручное отключение и включение устройства.
    2. Электромагнитный — расцепитель , позволяющий быстро отключать токи КЗ.
    3. Тепловой — наиболее сложное устройство, обеспечив ающее защиту от тока перегруза.

    При выборе АВ уделяется внимание двум пок азателям — параметрам соленоида и теплового расцепителя . Определяются они по буквенному обозначению, нанесенному на автомате . Маркировка выполнена в виде латинской буквы, прописанной перед цифрой, отражающей номинал ьный ток устройства.

    Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

    Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

    В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

    Автоматы типа МА

    Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

    Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

    Приборы класса А

    Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

    Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

    Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

    Защитные устройства класса B

    Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

    Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

    Автоматы категории C

    Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

    Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

    Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

    Автоматические выключатели категории Д

    Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

    Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

    Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

    Защитные устройства категории K и Z

    Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

    Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

    Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

    Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

    Наглядно про категории автоматов на видео:

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector