Автоматический выключатель с регулировкой тока теплового расцепителя: Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями – Автоматический выключатель с регулируемыми расцепителями

Содержание

Автоматический выключатель с регулируемыми расцепителями

Я стараюсь быть объективным и при возможности не рекламировать различных производителей, тем более что они мне за это не платят Но в этой статье придется мне отступить от своих принципов и рассказать о силовом автоматическом выключателе серии ВА-99С.

Автомат торговой марки EKF предназначен для нечастых включений и отключений, а также для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания. Казалось бы ничего особенного…

В чем же особенность силового автоматического выключателя серии ВА-99С?

Выключатели до 400А комплектуются термомагнитными расцепителями ТМ, а на токи выше 400А предусмотрен электронный расцепитель STR23SE.

Автоматический выключатель с регулируемыми расцепителями серии ВА-99С

Как видим, на картинке снизу видны регуляторы уставок расцепителей, которые позволяют установить нужные нам параметры. Это и есть их особенность.

Термомагнитные расцепители автоматов до 100А не имеют регулируюемую уставку по току короткого замыкания. Тепловой расцепитель имеет регулировку 0,8-0,9-1,0 от номинального тока. Выключатели, выполненные в габарите 250А позволяют отрегулировать  уставку по току в пределах (5-10) Ir.

 

Автоматический выключатель серии ВА-99С с термомагнитным расцепителем ТМ

Стоит также обратить внимание на то, что у данной серии автоматических выключателей имеются аппараты с термомагнитными расцепитялеями на токи 180 и 225А.

Автоматические выключатели с электронными расцепителями STR23SE (200-630)А имеют грубую и тонкую регулировку по защите от перегрузки, что позволит достаточно точно настроить аппарат. По защите от токов короткого замыкания автоматы с электронным расцепителем позволяют установить уставку от 2 до 10.

Автоматический выключатель серии ВА-99С с электронным расцепителем STR23SE

В общем данные аппараты будут полезны для выполнения селективной защиты значительно не завышая номинальные токи автоматических выключателей. Кроме этого, на эти автоматы при необходимости можно установить дополнительные устройства, включая электропривод.

Еще одним немало важным достоиством выключателя серии ВА-99С считаю  его цену.  Предложите аналог по меньшей цене?

 

Советую почитать:

Чудеса ПУЭ 3.1. Братья-расцепители | Проект «РЗА»

Если внимательно посмотреть пункт ПУЭ 3.1.11, то можно увидеть очертания цифровой подстанции…

Ну, ладно — нельзя) Если вы интересуетесь ЦПС, то в конце года я сделаю курс по базовым понятиям Цифровой подстанции согласно МЭК-61850, а сегодня мы будем разбираться с одним старым, но интересным пунктом ПУЭ. 

Есть в этом пункте неприметная, на первый взгляд, особенность, которая может сильно повлиять на защиту кабелей 0,4 кВ от перегрузки. Эта особенность состоит в  разных условиях проверки уставок для регулируемых и нерегулируемых расцепителей автоматических выключателей. О там как этих братьев-близнецов разбросало по разным методикам расчета мы и поговорим в данной статье.

 

“Не брат ты мне!”

Предоставим слово самим ПУЭ:

”3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;

100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока

характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; …”

Помимо довольно запутанного основного определения (я читал раза три, чтобы въехать о чем это) можно увидеть, что есть деление на нерегулируемые и регулируемые расцепители, и для них приняты разные условия проверки. Наверное есть какие-то существенные различия между этими устройствами, чтобы были приняты такие серьезные различия в методиках? Давайте разберемся с этим вопросом.

 

Автоматы с нерегулируемыми и регулируемыми расцепителями.

Токовая уставка расцепителя автомата 0,4 кВ обозначается как Ir и для некоторых устройств может изменяться в достаточно широких пределах по отношению к номинальному току автомата. Например, для термомагнитных расцепителей этот диапазон обычно равен (0,7-1)*In, для современных электронных — (0,4-1)*In. Это и есть автоматы с “расцепителем с регулируемой характеристикой”

На Рис. 1 представлена времятоковая характеристика такого автомата  — Compact NSX с расцепителем TM-D. 

Рис.1 Характеристика срабатывания расцепителя TM-D и его контрольные токи. (из каталога Compact NSX 100-630 А, Schneider Electric)

Весь график на Рис.1 построен в относительных единицах тока Ir, о чем свидетельствует надпись внизу. То есть сначала вы выбираете Ir в долях от In и после уже смотрите характеристику отключения расцепителя на Рис.1 в долях Ir.

На Рис.1 есть три характерных точки для теплового расцепителя (это наша защита от перегрузки кабеля согласно ПУЭ 3.1.11):

  • Это сам номинальный ток расцепителя Ir; 
  • Ток гарантированного нерасцепления Int, равный 1,05*Ir;
  • Ток гарантированного расцепления It (он же ток трогания расцепителя), равный 1,2*Ir.

Искомый проверочный ток для защиты от перегрузки кабеля согласно ПУЭ 3.1.11 — это ток трогания It, т.е. ток при котором расцепитель гарантированно отключит выключатель в течении контрольного времени. Запомним это результат.

 

Теперь приведем пример автомата с “расцепителем с нерегулируемой характеристикой”. Для этого подойдет обычный модульный автомат iC60 и его времятоковая характеристика при контрольной температуре (30 гр.С). Характеристика отключения (B,C,D) может быть любая — она нас сейчас не интересует.

У такого автомата ток номинальный ток расцепителя равен номинальному току автомата, Ir=In.Тогда согласно характеристики на Рис.2 получим те же три точки, характерные для любого расцепителя:

  • Номинальный ток расцепителя Ir; 
  • Ток гарантированного нерасцепления Int, равный 1,13*Ir;
  • Ток гарантированного расцепления It (он же ток трогания расцепителя), равный 1,45*Ir.

Но в этом случае, согласно тому же пункту ПУЭ, проверочным током будем именно номинальный ток расцепителя Ir, а не It. То есть ток, который отличается на 45% от того, что использовался бы при регулируемом расцепителе! Можете еще раз прочитать определение в п.3.1.11. и убедиться самостоятельно.

Внимание вопрос: если физический смысл характеристик обоих типов расцепителей абсолютно одинаковый, то почему есть разница в методиках их проверки по условиям защиты от перегрузки? Как возможность регулирования Ir может влиять на контрольный ток проверки? И вообще, какого черта?

Первый раз, когда я это увидел, я подумал, что у меня поехала крыша и мне пора заканчивать с расчетами уставок. Потому, что согласно этому пункту получалось, что я ничего не понимаю в этом деле. Потом я решил докопаться до сути вопроса и узнать, кто же разлучил этих братьев-расцепителей. Я начал рыть в этих ваших интернетах всю доступную информацию. Шли годы… И вот наконец я обнаружил первоисточник. Устраивайтесь поудобнее, сейчас будет развязка

 

Расцепители и политика

С большой долей вероятности могу предположить, что братья-расцепители стали жертвой развала СССР и вот почему. 

Похоже, что основным разработчиком главы ПУЭ 3.1 был НИПИ Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б.Якубовского. Он же выпустил Пособие к Главе 3.1 ПУЭ, где, помимо всего прочего, дал пояснения к пункту 3.1.11. В самом конце этого пояснения есть Замечание, которое я приведу здесь:

 

9. Замечание

В главе 3.1 ПУЭ существует различный подход к автоматическим выключателям с нерегулируемой и регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой: в первом случае чувствительность защиты связывается с номинальным током расцепителя, во втором — с током трогания расцепителя (током срабатывания).

Такое различие в подходах вызвано опасением, что для регулируемой характеристики кратность тока срабатывания по отношению к номинальному может быть значительно увеличена по сравнению с кратностью, принятой для нерегулируемой характеристики. На самом же деле, для всех выключателей в табл. 1 эта кратность изменяется в сравнительно небольших пределах (1,2-1,35), а главное, никак не связана с возможностью регулирования характеристик. Поэтому в требованиях ПУЭ трудно найти строгую логику, и в наших примерах отнесение характеристик автоматических выключателей к регулируемым или нерегулируемым является довольно условным.

Чтобы устранить эту нечеткость, в новой редакции главы 3.1, подготовленной для 7-го издания ПУЭ,требования к чувствительности защиты связываются с током срабатывания расцепителя, независимо от того, регулируемой или нерегулируемой является характеристика автоматического выключателя

Самые значимые обороты я выделил жирным — эти правки мои. Остальное, как оно есть. 

Что тут сказать? Все мы ошибаемся, главное вовремя это исправить. Но вот время-то похоже и оказалось неподходящим для таких мероприятий.Посмотрите на титульник этого Пособия и год его выпуска.

Сдается мне, что все эти начинания с воссоединением братьев-расцепителей так и остались идеей на бумаге. 1991-ый год был не самым удачным в отношении развития нашей электроэнергетики в целом и совершенствования технической документации в частности.

И сейчас, если строго следовать ПУЭ, то расчет получается бредовым, а если все-таки брать ток трогания для всех расцепителей, то сослаться просто не на что. Такая вот печальная история.

Но если вы думаете, что это единственный косяк в Главе 3.1, то очень сильно ошибаетесь. Это даже не главный косяк) Есть еще как минимум один, и вот он просто эпичный! 

Если хотите услышать новую историю по этой теме, то ставьте плюсы к этой статье, пишите комментарии и делитесь ей в соцсетях. Если интерес будет, то напишу)

Всем успешных расчетов и согласования!

Каталог продукции: Автоматы силовые

Автоматические выключатели предназначены для проведения электрического тока в нормальном режиме и отключения при токах перегрузки и короткого замыкания, то есть по какой либо причине, величина электрического тока становится выше расчетной для электропроводки, кабельной продукции  или электрооборудования, авт выкл расцепляет электрическую цепь.  После устранения неполадок, автомат вводится в работу, и цепь замыкается.

Основные характеристики автоматических  выключателей.

  • Номинальный ток выключателей – величина  тока, на которую рассчитан корпус и главные контакты автоматов для проведения электрического тока в продолжительном режиме.  Данная характеристика указывается в каталогах производителей, и влияет на предельную коммутационную способность автоматов. Зачастую путают величину номинального тока и величину уставки теплового расцепителя. 
  • Уставка срабатывания при токах перегрузки– величина тока, при превышении которой происходит срабатывания автомата при перегрузке.  В зависимости от  серии и типа расцепителя скорость срабатывания при превышении уставки варьируется
  • Уставка автоматического выключателя по короткому замыканию –величина тока, при котором происходит срабатывании расцепителя  при мгновенном увеличении пропускаемого тока.
  • Время токовая характеристика автоматического выключателя – зависимость скорости выключения автоматов  превышении тока выше выставленных значений. Знание время токовой характеристики необходимо для построения селективной цепи, обеспечивающей отключении нижестоящего в цепи оборудования. При реализованной селективной защите, в случае короткого замыкания в одной из комнат квартиры, срабатывает автомат обеспечивающий защиту только данной цепи, без обесточивания всей квартиры.
  • Номинальное напряжение – напряжении, е на которое рассчитан корпус выключателя. Большинство отечественных автоматов рассчитано на  660В переменного тока, и 220 440В постоянного тока.
  • Предельная коммутационная способность автомата – предельная  величина тока, при которой автомат совершит три срабатывания до полного разрушения. Среди конструкторов российских предприятий по трактовке данной характеристики нет единого мнения, поэтому аналогичные аппараты,  например ВА 5735 и ВА 0436 имеют разную величину ПКС
  • Наибольшая коммутационная способность – предельная величина тока которую выключатель сможет отключить.

Классификация выключателей автоматических

  • По способ установки автоматов
    • Стационарный – корпус автомата жестко фиксируется в щите с помощью винтов, шины крепятся непосредственно к автоматическому выключателю.
    • Выдвижной способ установки –корпус автомата крепится на раме, при проведении ремонта автомат выкатывается на шасси, шины крепятся непосредственно к выдвижной раме (корзине).
  • По типу расцепителей.
    • Тепловой расцепитель – обеспечивает расцепление  при т токах перегрузки, принцип работы основан на неодинаково расширении  при увеличении температуры металлов в биметаллической пластине.  Точность срабатывания критична к температуре окружающей среды.
    • Электромагнитный расцепитель – обеспечивает отключении при токах короткого замыкания, имеет фиксированную уставку, по умолчанию  10-12* In. 
    • Полупроводниковый расцепитель – электронный компонент выключателя, обрабатывающий поток электрического тока проходящий через автомат, и обеспечивающий отключение выше заданных значений. Позволяет выставлять менять уставки отключения при перегрузке и токах короткого замыкания и времени задержки срабатывания для создания селективной цепи. Некритичен к внешней температуре окружающей среды. 
  • По типу привода
    • Ручной привод –  включение автомата производится вручную
    • Электромагнитный привод – включение и отключение привода возможно дистанционно, с помощи подачи напряжения на управляющие контакты.
  • По способу присоединения и типу проводников: переднее и задние присоединение —  расположение присоединяемых проводников
  • По типу комплектов зажимов – присоединение с помощью шины (медной алюминиевой) кабель без кабельного наконечника, кабель с кабельным наконечником.
  • Области применения.
  • В электрических щитах и распред устройствах. например в  РУНН КТП 10 (6) 0,4 

Интеллектуальное силовое оборудование ТМ IEK / Статьи и обзоры / Элек.ру

Силовое оборудование торговой марки IEK широко известно на электротехническом рынке нашей страны и в странах ближнего зарубежья. Продукция группы «Силовое оборудование распределения энергии» — автоматические выключатели серий ВА88 и ВА07, предохранители с плавкой вставкой серии ППНИ — нашли свое применение на многих объектах строительства, ЖКХ и промышленных предприятий.

Около двух лет назад компания «ИЭК» взяла курс на интеллектуализацию своего силового оборудования, следуя тенденциям развития электротехнического рынка. Ассортимент автоматических выключателей ВА88 с комбинированными (тепловым и электромагнитным) расцепителями на токи от 12,5 А до 1600 А пополнился позициями выключателей с электронными расцепителями MP211. Появилась и новая группа продукции — воздушные автоматические выключатели ВА07 на токи от 800 А до 6300 А с электронным блоком защиты AGR.

Автоматические выключатели ВА88 с электронным расцепителем

Выключатели серии ВА88 с электронными расцепителями MP211 — ВА88-35 250 А, ВА88-37 400 А, ВА88-40 800 А и ВА88-43 1000 А, 1250 А, 1600 А — позволяют осуществить гибкую настройку защитных функций, обеспечить высокую надежность и точность срабатывания для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.

Наименование параметра ВА88-35 ВА88-37 ВА88-40 ВА88-43
Номинальный ток In, A 250 400 800 1000, 1250, 1600
Защита от перегрузки (уставка Ir) (0,4-0,5-0,6-0,7-0,8-0,9-0,95-1)xIn
Погрешность срабатывания уставки Ir ±20%
Время срабатывания при 6 Ir 3c-6c-12c-18c
Погрешность времени срабатывания при 6Ir ±20%
Защита от короткого замыкания (уставка Im) (откл-1,5-2-4-6-8-10-12)xIn
Погрешность срабатывания уставки Im ±10% до 2 In ±20% свыше 2 In

Особенностью конструкции является использование хорошо зарекомендовавшей себя конструкции механизма отключения ВА88 с заменой узла тепловой и электромагнитной защиты на модуль электронного расцепителя. При этом электронный расцепитель не требует отдельного питания и гарантирует правильную работу защитного устройства при токе нагрузки не менее 15% от номинального (даже при протекании тока только в одной фазе).

Защитные характеристики (уставки срабатывания) выбираются потребителем на передней панели выключателя установкой DIP-переключателей.

Благодаря широкому диапазону регулирования уставок (см. таблицу) электронный расцепитель MP211 пригоден для всех распределительных сетей и различных видов нагрузок, в которых требуется высокая надежность и точность срабатывания.

Электронный расцепитель MP211 обеспечивает защиту от перегрузки с обратнозависимой длительной задержкой срабатывания и обратнозависимой времятоковой характеристикой. Защита от короткого замыкания производится с помощью регулируемого мгновенного расцепления.

Все преимущества выключателей с электронным расцепителем видны, если рассматривать возможные комбинации выбора уставок защиты от перегрузки и выбора уставок защиты от токов короткого замыкания.

Простой подсчет показывает, что для одного выключателя возможны десятки вариантов установки защитных характеристик. Например, выключатель ВА88-35 с номинальным током 250 А можно использовать как выключатель с номинальным током 100 А. Если учитывать возможность установки кратности срабатывания защиты от токов короткого замыкания — 12 (т.е., равной 3000 А), то относительно установленного номинального тока в 100 А мы получим кратность, равную 30.

Данная характеристика обеспечит защиту асинхронного двигателя и не приведет к ложному срабатыванию при «тяжелом» пуске. Прямо противоположный пример: номинальный ток этого же выключателя установим 250 А, а кратность срабатывания от токов короткого замыкания — 1,5 (т.е., равную 375 А). Данная характеристика обеспечит защиту распределительных цепей с малым током короткого замыкания.

Серия ВА88 имеет все необходимые дополнительные устройства: электропривода, независимые и минимальные расцепители, дополнительные и аварийные контакты, монтажные панели и др.

В соответствии с гарантией производителя выключатели ВА88 с комбинированными и электронными расцепителями рассчитаны для работы без ремонта и смены каких-либо частей в течение 5 лет.

Автоматические выключатели ВА07

Другая серия автоматических выключателей — серия ВА07 — дополняет серию ВА88 в области больших токов и имеет ряд уникальных конструктивных и функциональных особенностей.

Данные аппараты компания «ИЭК» производит в Японии с 2008 года. В ассортименте данной группы представлены автоматические выключатели на номинальные токи от 800 до 6300 А напряжением до 690 В с номинальными включающими способностями до 220 кА в стандартном исполнении.

Одним из самых важных преимуществ ВА07 является применение электронного расцепителя сверхтока типа AGR, соответствующего международному стандарту МЭК 60255-3 и обеспечивающего высокую надежность и выбор многочисленных функций защиты. Обработка информации осуществляется с помощью 16-битового процессора, что гарантирует высокоточную и быстродействующую защиту от сверхтока. Электронные расцепители подразделяются на три группы: с характеристикой L-типа, с характеристикой R-типа (обе для защиты фидеров общего назначения) и характеристикой S-типа (для защиты генераторов).

Каждая группа включает в себя следующие типы расцепителей: стандартный расцепитель с регулировкой по круговой шкале (AGR-11В), стандартный расцепитель с LCD дисплеем (AGR-21В, AGR-22В), расцепитель с расширенными функциями и LCD дисплеем с подсветкой (AGR-31В).

Стандартный электронный расцепитель предусматривает выполнение следующих защитных функций:

Защита от перегрузки с регулируемой длительной выдержкой времени срабатывания (LT). Датчики тока реагируют на действующие значения электрических величин, вследствие чего повышается точность измерений при наличии искажений синусоидального сигнала. В дополнение к стандартным L и S-характеристикам, R-характеристика позволяет устанавливать пять видов задержки на отключение. Применение R-характе-ристики позволяет сохранять селективность защиты при использовании совместно даже с предохранителями.

Защита от короткого замыкания с регулируемой кратковременной выдержкой времени срабатывания (ST). Данная функция обеспечивает защиту с обратнозависимой или фиксированной кратковременной выдержкой времени. Выбор требуемой характеристики производится с помощью микропереключателя на передней панели электронного расцепителя. Характеристика с обратно-зависимой кратковременной выдержкой времени обеспечивает селективность защиты с нижестоящими выключателями или предохранителями.

Защита от короткого замыкания с регулируемым значением тока мгновенного отключения (INST/MCR). Функция INST обеспечивает мгновенное отключение автоматического выключателя, когда ток короткого замыкания достигает установленного значения тока срабатывания. Функция MCR вызывает расцепление выключателя в том случае, если во время операции включения ток превысит значение тока срабатывания. Данная функция отключается после завершения включения выключателя.

Функция MCR присутствует в расцепителях AGR-21B, 22B и 31B (в AGR-11B только INST). Для работы MCR требуется внешний источник питания.

Функция защиты от замыкания на землю (GF). Определяется разностный ток для каждой фазы и используется наибольшее из измеренных значений. Граничный ток срабатывания может быть установлен в диапазоне от 10 до 100% от действующего значения тока первичной обмотки измерительного трансформатора Iст (возможно использование характеристики с обратнозависимым временем срабатывания). Функция не реализуема в выключателях с первичным током менее 200 А. Характеристика с обратнозависимым временем срабатывания выбирается с помощью переключателя. Характеристика переходит на участок с фиксированным временем, если ток нагрузки превышает номинальный ток первичной обмотки измерительного трансформатора Iст. Заводская установка функции защиты от замыкания на землю — с фиксированной выдержкой времени. В случае использования трехфазного автоматического выключателя в трехфазной четырехпроводной сети необходимо заказать дополнительный трансформатор тока для нейтрального провода.

Дополнительными функциями защиты, поставляемыми по заказу, являются: защита от токов утечки на землю (ELT), защита от обратной мощности (RPT), защита N-проводника, контроль температуры контактов (OH), протокол удаленной связи Modbus, регулируемая предаварийная сигнализация (PTA), защита от неправильного чередования фаз (NS), функция зонной блокировки (Z).

Надежность и безопасность функционирования систем с выключателями ВА07 торговой марки IEK гарантируют его основные функции, позволяющие диагностировать аварийное выключение и проверять защиту линии без размыкания выключателей.

Облегчить работу проектировщика при заказе ВА07 призвана форма заказа, разработанная специалистами компании «ИЭК». С помощью данной формы проектировщик может подобрать конфигурацию выключателя под конкретный проект, в случае, если выключатель стандартной конфигурации, имеющийся на складе, не удовлетворяет всем требованиям данного проекта.

На автоматические выключатели ВА07 установлен гарантийный срок эксплуатации — 3 года со дня продажи при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, транспортирования и хранения.

Таким образом, силовое оборудование ТМ IEK удовлетворяет постоянно растущим требованиям к различным условиям применения и устанавливает новые стандарты интеллектуальной защиты электрических цепей.

Автоматические выключатели ВА88 имеют сертификаты соответствия № РОСС RU.0001. 11АИ49, № РОСС CN.ME86.B00473 и изготовлены по техническим условиям ТУ 3422-001-18461115-2009.

Автоматические выключатели ВА07 имеют сертификат соответствия № РОСС.JP.МЕ01. ВО4663 и изготовлены по техническим условиям ТУ 3420-058-18461115-2007.

Михаил ЛОБАНОВ,
Виктор НИКУЛУШКИН
Компания «ИЭК»
www.iek.ru

Выбор уставок расцепителей автоматических выключателей в цепях электродвигателей 0,4 кВ

Для защиты электродвигателей 0,4 кВ используются автоматические выключатели с встроенными в них электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями.

Номинальный ток катушки расцепителя автоматического выключателя Iном.р. выбирается в соответствии с номинальным током электродвигателя [Л2]:

Iном.р. > Iном.дв. (1)

Ток срабатывания отсечки автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем [Л2] :

Iотс. > 2*Iпуск.дв. (2) — для автоматического выключателя с полупроводниковым расцепителем [Л2] :

Iотс. > 1,3*Iпуск.дв. (3)

Чувствительность отсечки проверяется при минимальном токе двухфазного и однофазного к.з. на выводах электродвигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (переходных сопротивлений Rп = 15 мОм) [Л1, с.93]:

Iотс. < I(1)/1,5 (4)

Iотс. < I(2)/1,5 (5)

где:

  • Iотс. – действительная величина тока отсечки;
  • I(1)— ток однофазного КЗ на выводах электродвигателя;
  • I(2)— ток двухфазного КЗ на выводах электродвигателя;
  • 1,5 – коэффициент запаса, учитывающий коэффициент разброса автомата и коэффициент надежности 1,1.

Если чувствительность отсечки оказывается недостаточной, то следует увеличить сечение питающего кабеля, но не более чем на 1 — 2 ступени, либо установить выносную релейную защиту от однофазных КЗ.

Пример выбора уставок расцепителя автоматического выключателя в цепи электродвигателя

Исходные данные:

Электродвигатель (Рном.дв. = 75 кВт; Iном.дв. = 130 А, Iпуск.дв. =780 А) подключен к секции 0,4 кВ кабелем длиной 75 м и сечением 3х95 мм2 через автоматический выключатель типа А3700.

1. Выбираем номинальный ток катушки расцепителя автоматического выключателя серии А3700 с электромагнитным расцепителем по формуле:

Iотс. = 2*Iпуск.дв. = 2*780 = 1560 А

2. Принимаем к установке автоматический выключатель типа А3716Б и Iном.расц. = 160 А и Iотс. = 1600 А.

3. Проверяем чувствительность отсечки к однофазному к.з. на выводах электродвигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (I(1)= 3250 А).

4. В соответствии с (4) минимальное значение тока однофазного КЗ равно:

минимальное значение тока однофазного КЗ

Уставка отсечки автоматического выключателя удовлетворяет требованию чувствительности к однофазным КЗ и, следовательно, к двухфазным в расчетной точке.

Литература:

  1. Беляев А.В. » Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ «.
  2. Типовая работа «Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами 192713.0000036.02955.000 АЭ.01».

Поделиться в социальных сетях

Ток расцепителя автоматического выключателя

С помощью автоматических выключателей осуществляется многоразовая защита электроустановок от коротких замыканий и перегрузок. В отдельных случаях, эти устройства могут срабатывать при недопустимых снижениях напряжения и других аномальных состояниях. Одним из основных характеристик прибора является ток расцепителя автоматического выключателя. Для того, чтобы правильно понимать значение этого параметра, необходимо знать, что такое расцепитель и как он работает.

Назначение и принцип действия расцепителей

Непосредственная коммутация электрической цепи осуществляется с помощью подвижного и неподвижного контактов. В подвижном контакте имеется пружина, обеспечивающая быстрое расцепление контактов. Для приведения в действие механизма расцепления существуют два вида расцепителей.

Тепловой расцепитель, по сути, является биметаллической пластиной, которая нагревается при протекании тока. Когда ток превышает допустимое значение, происходит изгиб пластины и расцепляющий механизм начинает действовать. Время его срабатывания находится в зависимости от тока. Минимальное значение электротока, когда срабатывает расцепитель, имеет величину в 1,45 от значения тока уставки. Срабатывания настраивается с помощью специального регулировочного винта. После того, как пластина остынет, автомат будет полностью готов к последующему использованию.

Электромагнитный расцепитель обладает мгновенным действием и носит еще одно название отсечки. Это соленоид с подвижным сердечником, который и приводит в действие расцепляющий механизм. При протекании тока через обмотку происходит втягивание сердечника, если токовое значение превышает заданный порог. Срабатывание происходит мгновенно, в этих случаях превышение электротока может составлять 2-10 раз от номинального значения.

Характеристика тока расцепителя

Ток расцепителя автоматического выключателя имеет определенное номинальное значение, при котором происходит автоматическое отключение устройства. Это значение определяется произведением номинального тока в основной цепи и величины уставки тока срабатывания. Уставка может иметь заводские настройки или настраиваться вручную.

Ток в тепловом расцепителе должен быть не более номинала. Как только номинальное значение будет превышено, произойдет срабатывание автомата. Скорость срабатывания полностью зависит от времени прохождения электротока с превышенным номиналом.

Электромагнитный расцепитель срабатывает мгновенно, это характерно, в основном, для коротких замыканий в защищаемой линии.

Испытание автоматов АВВ, Hager и EKF

Методика проверки расцепителей автоматических выключателей ВА57-31

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

Принесли мне сегодня в электролабораторию два автоматических выключателя типа ВА57-31 с номинальным током 100 (А), чтобы проверить исправность их расцепителей.

У заказчика имеется подозрение, что данные автоматы «не держат» нагрузку и даже при токе около 100 (А) уже отключаются.

Одно из таких отключений повлекло за собой технологическую остановку, что привело к большим проблемам. Сами знаете, технологический процесс — это святое.

На основании проверки необходимо сделать заключение об исправности расцепителей автоматов и оформить официальный протокол для дальнейшего разбора полетов, но это уже другая история.

Несколько слов об автоматических выключателях ВА57-31.

Автоматы ВА57-31 применяются в цепях переменного тока промышленной частоты напряжением до 690 (В) для защиты при возникающих перегрузках и коротких замыканиях, а также для проведения тока в нормальном режиме. С помощью автоматов допускается коммутировать (включать и отключать) нагрузку до 30 раз за сутки.

Расшифруем обозначение испытуемых автоматов ВА57-31-340010:

  • ВА57-31 — тип автоматического выключателя
  • 3 — трехполюсный с тремя расцепителями максимального тока
  • 4 — наличие расцепителей токов короткого замыкания и токов перегрузки
  • 00 — без дополнительных контактов
  • 1 — ручное включение, способ установки — стационарный
  • 0 — отсутствуют данные для дополнительных контактов

Чуть ниже шифра идет обозначение:

Затем указаны:

  • 100 (А) — номинальный ток расцепителей
  • 690 (V), 50 (Hz) — номинальное рабочее напряжение переменного тока
  • 1200 (А) — уставка расцепителя токов короткого замыкания
  • Ics и Icu — рабочая и максимальная отключающие способности

Да, к слову вспомнил про постоянные споры среди электриков о том, с какой стороны необходимо подводить питание на автомат. Свое мнение с обоснованными доказательствами я высказал здесь, а почитав паспорт на автомат ВА57-31, еще раз убедился в этом. Дело вот в чем. Производитель четко заявляет о том, что если питание будет подключено на подвижные контакты автомата (нижние выводы 2, 4 и 6), то его рабочая и максимальная отключающие способности уменьшатся на 50%. Так что учтите данный факт.

Сразу же внесу ясность в терминологию расцепителей.

Существует два типа расцепителей (ГОСТ Р 50030.2-2010, п.4.7.1):

  1. независимый расцепитель
  2. максимальный расцепитель тока

С помощью независимого расцепителя можно дистанционно отключать автоматический выключатель. В корпусе автомата установлено реле напряжения. При подаче напряжения на катушку реле оно срабатывает и, воздействуя своим сердечником на планку отключения, отключает автомат. Напряжение на катушку должно быть приложено кратковременно, иначе она может выйти из строя (сгореть). Кратковременность осуществляется, например, путем разрыва цепи питания катушки через нормально-открытый блок-контакт автомата (этот вариант показан на схеме ниже). Еще вариант, это взять питание для реле с нижних выводов силовой цепи автомата. В таком случае, при отключении автомата с катушки расцепителя одновременно будет снято и напряжение питания.

Напряжение питания независимого расцепителя у разных типов автоматов может находиться в пределах от 12 до 400 (В), как переменного, так и постоянного тока (см. паспорт).

Вот принципиальная электрическая схема автомата ВА57-31 с независимым расцепителем.

У испытуемых автоматов независимый расцепитель отсутствует.

Максимальный расцепитель тока делится на:

  • расцепитель мгновенного действия
  • расцепитель с независимой выдержкой времени
  • расцепитель с обратнозависимой выдержкой времени (зависимой или независимой от предварительной нагрузки)

Максимальные расцепители тока, предназначенные для защиты от токов короткого замыкания, в нормативных документах называют расцепителями токов короткого замыкания или электромагнитными расцепителями. Лично я (да и не только я) привык называть их электромагнитными, поэтому в статье чаще всего будет встречаться именно такой термин. Защиту с помощью электромагнитных расцепителей называют электромагнитной защитой автомата или «отсечкой».

Максимальные расцепители тока, предназначенные для защиты от перегрузок в нормативных документах называют расцепителями токов перегрузки или тепловыми расцепителями, которые могу иметь, как независимую, так и обратнозависимую выдержку времени. Такие расцепители я привык называть тепловыми, поэтому в статье чаще всего буду применять именно такой термин. Защиту с помощью тепловых расцепителей называют тепловой защитой автомата или защитой от перегруза.

Итак, с определениями расцепителей разобрались. Теперь перейдем к их проверке.

Методика проверки действия расцепителей автоматических выключателей ВА57-31

Перед началом работ по проверке расцепителей необходимо произвести внешний осмотр автоматического выключателя на наличие сколов, трещин и прочих повреждений корпуса, а затем проверить сопротивление изоляции токоведущих частей.

Требование по измерению сопротивления изоляции (ПУЭ, п.1.8.37.3) относится к автоматам с номинальными токами свыше 400 (А), но я никогда не пренебрегаю им.

В других своих статьях я уже рассказывал, что в нашей электротехнической лаборатории имеются в наличии несколько типов мегаомметров с разными номиналами по напряжению:

  • М4100/5 напряжением 2500 (В)
  • ЭСО202/2 напряжением от 500-2500 (В)
  • Ф4102/1-1М напряжением от 500-2500 (В)
  • MIC-2500 напряжением от 50-2500 (В)

Для нашего случая необходим мегаомметр с напряжением от 1000-2500 (В). Лично мне по душе, либо M4100/5, либо MIC-2500.

Автомат должен быть закреплен на заземленное металлическое основание (панель, плита). Измерение сопротивления изоляции производится при отключенном автомате между полюсами и между каждым полюсом и «землей».

Согласно ПУЭ (п.1.8.37.3), сопротивление изоляции должно быть не менее 1 (МОм), а согласно ПТЭЭП (Приложение 3.1, таблица 37) — не менее 0,5 (МОм).

Проверку действия расцепителей автоматических выключателей раньше мы проводили с помощью самодельного испытательного стенда. Об этом я упоминал в статье про прогрузку автоматического выключателя ВА47-29.

Вот упрощенная схема нашего испытательного стенда и его внешний вид.

На этом стенде мы можем поднимать ток до 50 (А), т.е. прогружать автоматические выключатели с небольшим номинальным током.

Если необходимо было навести ток побольше, то мы собирали приведенную выше схему, только с более мощным нагрузочным трансформатором (нагрузочником).

С помощью этого «нагрузочника» мы могли поднимать ток до 1200 (А).

Но в настоящее время для прогрузки автоматических выключателей (и не только) мы активно используем испытательный прибор РЕТОМ-21.

Через его встроенный нагрузочный трансформатор можно поднимать ток до 200 (А) в течение длительного времени, 300 (А) в течение 1 минуты, 500 (А) в течение 5 секунд и даже 700 (А) в течение 0,5 секунд.

Если необходим ток побольше, то к РЕТОМу подключается нагрузочный трансформатор РЕТ-3000, который позволяет увеличить ток аж до 3500 (А).

А вот весь приобретенный нами комплект: испытательный прибор РЕТОМ-21, измерительно-трансформаторый блок РЕТ-ВАХ-2000, нагрузочный трансформатор РЕТ-3000 и измерительный токовый преобразователь РЕТ-ДТ.

О приборе РЕТОМ-21 я еще напишу отдельный пост, где поделюсь своими впечатлениями о нем.

Как мы уже знаем из расшифровки, автомат ВА57-31 имеет электромагнитный и тепловой расцепители. Вот их время-токовая характеристика с холодного состояния при контрольной температуре 30°С и одновременной нагрузке всех полюсов. Цифрой 1 обозначена граница работы теплового расцепителя. Но мы к ней еще вернемся.

Автоматы ВА57-31 относятся к оборудованию промышленного назначения, поэтому проверка их расцепителей осуществляется, согласно требований ГОСТа Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2:2006).

Проверка электромагнитного расцепителя (расцепителя тока короткого замыкания)

Срабатывание электромагнитного расцепителя автоматического выключателя проверяют путем прогрузки его током, равным 80% и 120% от его тока уставки (ГОСТ Р 50030.2-2010, п.8.3.3.1.2).

Уставка электромагнитного расцепителя для рассматриваемого в данной статье автомата ВА57-31 составляет 1200 (А). Таким образом получается, что электромагнитный расцепитель:

  • при испытательном токе 960 (А) должен сработать за время более 0,2 (сек.)
  • при испытательном токе 1440 (А) должен сработать за время не более 0,2 (сек.)

Прогрузка током осуществляется по любым двум полюсам автомата, соединенных последовательно. В процессе испытаний полюса комбинируют.

Но лично я так не делаю и проверяю каждый полюс по отдельности. Таким образом я буду на 100% уверен в работоспособности именно того полюса автомата, который был прогружен. А при прогрузке сразу двух полюсов есть вероятность, что какой-нибудь один из полюсов не сработает и останется не проверенным, или вовсе неисправным.

Кстати, полюса у автоматов с электронными (полупроводниковыми) расцепителями необходимо проверять по отдельности (ГОСТ Р 50030.2-2010, п.8.3.3.1.2).

Собираем схему для проверки электромагнитного расцепителя.

Подключаем к источнику 3 (разъем U6) первичную обмотку нагрузочного трансформатора РЕТ-3000.

Затем по таблице Е.1 (из руководства по эксплуатации РЕТОМ-21) определяем необходимое количество витков и число параллельных кабелей вторичной обмотки. В качестве вторичной обмотки используются силовые кабели (8 перемычек) из комплекта к РЕТ-3000.

Для нашего примера нам нужно намотать на тороидальный нагрузочный трансформатор два витка вторичной обмотки, использовав 4 кабеля в параллель. Выглядеть это будет примерно так.

Свободные концы силовых кабелей с помощью струбцин необходимо подключить к полюсам автомата через промежуточные шинки.

Таким образом мы можем поднять ток до 2000 (А) на время не более 25 (сек.), что нам будет вполне достаточно.

Срабатывание автомата будем фиксировать по обрыву тока в цепи. Обрыв можно контролировать:

  • отсутствием тока в силовой цепи источника питания
  • с помощью секундомера и свободного полюса автомата
  • с помощью токового преобразователя РЕТ-ДТ

Для нашего случая я использую третий способ, т.е. с помощью токового преобразователя РЕТ-ДТ.

Теперь обхватываем четыре параллельных кабеля с помощью синего измерительного кольца (его еще называют поясом Роговского или катушкой Роговского с воздушным сердечником). Для этого у него имеется специальный фиксирующийся замок.

С помощью измерительного кольца будет происходить измерение тока в силовой цепи. Измерительное кольцо соединено с интегратором, который преобразует измеренный ток в низковольтное напряжение 3 (В).

На интеграторе устанавливаем переключатель на диапазон измерений «3кА (1В/кА)» и включаем его. Выходной кабель с интегратора подключаем к РЕТОМу-21 (канал PV1).

Теперь включаем автомат, затем РЕТОМ-21 и начинаем проверять электромагнитный расцепитель.

Здесь вдаваться в подробности работы с РЕТОМ-21 я не буду. Скажу лишь то, что повышать значение тока необходимо короткими импульсами, чтобы не вызвать срабатывание теплового расцепителя. Длительность импульса должна быть на 20-50% больше, чем время срабатывания электромагнитного расцепителя.

После отключения автомата его ручка будет находиться в промежуточном положении. Чтобы снова включить автомат, необходимо сначала сделать движение рукоятки вниз (в сторону «О»), а потом снова взвести ее.

Затем электромагнитный расцепитель каждого полюса необходимо дополнительно проверить током, указанным в паспорте на конкретный тип автомата. Открываем паспорт и смотрим, что для ВА57-31 этот ток составляет 1,3 от тока уставки электромагнитного расцепителя, а значит нам необходимо прогрузить каждый полюс в отдельности током 1560 (А) и он должен отключится за время не более 0,2 сек.

Электромагнитные расцепители у испытуемых автоматов в этот раз я не проверял, т.к. изначальной задачей была проверка только лишь тепловых расцепителей. Так уж мы договорились с заказчиком, да и времени, как всегда, было мало — очень срочный заказ.

Проверка теплового расцепителя (расцепителя токов перегрузки)

Проверку теплового расцепителя автоматического выключателя необходимо проводить при контрольной температуре, которая равна 30°С, иначе в значение номинального тока придется вводить поправочный коэффициент, согласно приведенного ниже графика.

Во время испытаний температура в помещении электролаборатории была около 25-26°С, а значит номинальный ток теплового расцепителя необходимо умножить на коэффициент (примерно К=1,03), т.е. номинальный ток теплового расцепителя с учетом температуры в помещении нужно принимать, как 103 (А).

Разница между значениями не существенная, поэтому принимаю номинальный ток теплового расцепителя за 100 (А). Если в процессе испытаний возникнут сомнения по измеренным значениям, то перепроверю автомат уже с учетом поправочного коэффициента.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя ВА57-31 имеет обратнозависимую выдержку времени и проверяется согласно ГОСТ Р 50030.2-2010 (п.8.3.3.1.3.b и п.7.2.1.2.4.b).

Сначала тепловой расцепитель проверяют при токе 1,05-кратным от его тока уставки.  Это значит, что при токе 105 (А) автомат должен отключиться за время не ранее, чем 2 часа. Если у Вас номинальный ток автомата меньше или равен 63 (А), то не ранее, чем через час.

Прогружают одновременно три последовательно-подключенных полюса автомата.

По сути, 1,05 от номинального тока — это и есть условный ток не расцепления.

Затем ток быстро поднимают до 1,3-кратного значения тока уставки. Автомат должен отключиться не позднее, чем через 2 часа. Здесь аналогично, если у Вас номинальный ток автомата меньше или равен 63 (А), то не позднее, чем через час.

Как видите, такие испытания занимают массу времени (как минимум 3-4 часа на один автомат).

Поэтому первые две проверки теплового расцепителя по условным токам нерасцепления и расцепления, мы опускаем, а переходим непосредственно к дополнительной проверке, предусмотренной производителем.

Каждый полюс автомата необходимо прогрузить током, указанным в паспорте завода-изготовителя. В паспорте на ВА57-31 указано, что прогрузка автомата осуществляется 2-кратным током для каждого полюса по отдельности. При этом автомат должен сработать за время от 30 до 500 (сек.).

Таким образом получается, что при токе 200 (А) автомат должен отключиться за время от 30 до 500 сек.

Итак, собираем схему для проверки теплового расцепителя.

Схема аналогичная предыдущей, только без внешнего нагрузочного трансформатора РЕТ-3000. Для проверки тепловых расцепителей мне будет достаточно встроенного источника тока (про характеристики внутреннего нагрузочного трансформатора я говорил выше по тексту) и кабеля меньшего сечения из стандартного комплекта РЕТОМ-21.

Подключаем одни концы кабеля к источнику 3 (выход I5 переменного тока), а другие — к первому полюсу (1-2) автоматического выключателя.

Срабатывание автомата, как и в предыдущей схеме, будем фиксировать по обрыву тока в цепи с помощью измерительного преобразователя РЕТ-ДТ. Обхватываем жилу силового кабеля с помощью измерительного кольца и защелкиваем замок.

Выставляем на интеграторе переключатель в диапазон измерений «300А (10мВ/А)» и включаем его.

Выходной кабель с интегратора подключаем к РЕТОМу-21 (канал PV1).

Готово. Можно приступать к измерениям.

Наводим ток 200 (А) и отсчитываем время отключения автомата.

Автомат отключился за время 191,9 (сек.).

Измеренные значения по всем полюсам:

  • полюс (1-2) — 191,9 (сек.)
  • полюс (3-4) — 188,1 (сек.)
  • полюс (5-6) — 151,3 (сек.)

Пределы работы теплового расцепителя ВА57-31 соответствуют заводским данным, ПУЭ (п.1.8.37.3.2), ПТЭЭП (п.28.6) и требованиям ГОСТ Р 50030.2-2010 (п.8.3.3.1.3).

По результатам измерений оформляем протокол утвержденной формы.

Для наглядности процесс проверки теплового расцепителя по одному полюсу я снял на видео (к сожалению, на остальные полюса не хватило заряда аккумулятора, так что как-нибудь в другой раз):

P.S. Вот таким образом проводятся проверки действия расцепителей автоматических выключателей промышленного назначения. Автоматы бытового назначения проверяются несколько иначе. Об этом я расскажу Вам в ближайшее время. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *