Защита от сверхтока: что это такое, требования, особенности

Особенности подключения

У производителя в инструкции есть условная схема подключения приборов шлейфом. При этом может быть такой случай, когда в данной группе подключения имеются приборы, которые сильно «фонят» при работе, и мешают УЗДП правильно распознавать дуговой пробой от устройства контроля или от реальной дуги. Это могут быть дешевые блоки питания, электронные трансформаторы, и т.п.

Зоны обслуживания, которые может не видеть УЗДП (-), при наличии проблемных электроприборов

В результате УЗДП может «не видеть» реальной опасной ситуации.

Как выйти из этого затруднения? Нужно подключить «некачественную нагрузку» через удлинитель 3-10 м, либо (если это реализуемо) включить её в другую цепь.

Увеличение зоны обслуживания при помощи удлинителя

Требования нормативных документов

Необходимо отметить, что требования и методы испытаний дугостойкости элементов оборудования КРУ, требования к быстродействию и типу дуговой защиты, сегодня не регламентированы. В существующих директивных (Приказы РАО «ЕЭС России» от 01.07.98 N 120 «О мерах по повышению взрывопожаробезопасности энергетических объектов» и от 29.03.2001 N 142 «О первоочередных мерах по повышению надежности работы РАО «ЕЭС России») и нормативных («Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей», 15-я редакция, п. 5.4.19) документах существуют лишь требования о необходимости наличия быстродействующей защиты от дуговых коротких замыканий внутри шкафов КРУ.

Возможно, вам также будет интересно

Введение На рынке электронных компонентов присутствуют как крупные компании с широким ассортиментом изделий для различных сфер применения, так и небольшие, ориентированные на выпуск и поддержку определенного класса устройств. Device Engineering, Inc. (DEI) является узкоспециализированной компанией, деятельность которой направлена преимущественно на рынок авиационной электроники. Интегральные схемы для организации ARINC 429 и других авиационных коммуникационных интерфейсов составляют основную группу ее продукции. Наряду с этим доступны

Введение Такое «давление» на источники питания сопровождается распространенным требованием по размещению все большего числа специализированных, устанавливаемых прямо на плате блоков питания, которые обеспечивают стабилизацию локализованного у нагрузки питания для нескольких шин напряжений. Отдельные шины должны обеспечивать пропускание от десятков до сотен ампер токовой нагрузки, при низких значениях напряжения (менее 1 В), одновременной точности порядка 1% и быстром реагировании на изменение нагрузки, составляющее менее нескольких

Компания Microchip Technology сообщает об успешной квалификации радиационно стойких 250-В MOSFET M6 MRH25N12U3 с сопротивлением открытого канала 0,21 Ом, предназначенных для коммерческого использования, а также для космических систем.
Радиационно стойкие MOSFET M6 MRH25N12U3 являются основным коммутационным элементом в устройствах преобразования мощности, в том числе в PoL- и DC/DC-преобразователях, электроприводах и средствах управления двигателями, а также в переключателях общего назначения. Эти MOSFET с улучшенными характеристиками стабильно функционируют в космосе, повышают надежность …

Энергетическая селективность

Теория

Координация энергетического типа является специфическим способом обеспечения селективности, который основан на токоограничивающих характеристиках автоматического выключателя в литом корпусе. В условиях КЗ такие АВ имеют чрезвычайно высокое быстродействие (время срабатывания порядка нескольких миллисекунд). Поэтому для анализа данного вида селективности невозможно использовать времятоковые характеристики автоматических выключателей, приведённые в каталогах.«Взаимодействие и поведение двух последовательно установленных токоограничивающих автоматических выключателей в значительной степени зависит как от значения возникающего тока, так и от типоразмера АВ. Поэтому значения предельного тока селективности не могут быть определены конечным пользователем. Специально для решения этой проблемы производители предоставляют так называемые таблицы энергетической селективности и программы расчёта, в которых указаны значения предельного тока селективности Is при КЗ между различными комбинациями АВ, — разъясняет Игорь Мещеряков. — Необходимый объём технических данных, программных средств и устройств для реализации селективности любого уровня сложности может предоставить только производитель автоматических выключателей с широким ассортиментом продукции и значительными ресурсами для проведения испытаний. Ведь во многом для составления таблиц энергетической селективности необходимо именно проведение испытаний, в ходе которых проверяется срабатывание различных автоматических выключателей при КЗ». Энергетическая селективность является основой для построения координации в распределительных щитах, вводных распределительных устройствах (ВРУ) и ГРЩ с номинальными токами от 16 А до 1600 А.

Практический пример

На стороне питания установлен токоограничивающий автоматический выключатель АББ Tmax T5N с электронным расцепителем на 400 А. Исходя из параметров электрической сети для стороны нагрузки был подобран аппарат АББ Tmax XT4N.Расположение аппаратов приведено на рис. 1.Руководствуясь времятоковыми характеристиками автоматических выключателей, приведенными на рис. 3, можно сделать ошибочный вывод, что Is = 6 кА (токовая селективность). В то же время, исходя из таблицы, имеющейся в брошюре АББ «Таблицы координации», которую предоставляет производитель (см. рис. 4), видно, что данная пара выключателей имеет Is = 50 кА. Следовательно, времятоковые характеристики не являются достаточным критерием для определения предельного тока энергетической селективности.Как видно из примера, энергетический вид селективности позволяет получить значительно большие значения предельных токов селективности, чем токовая без завышения уставок защиты от КЗ.

Рис. 3. Времятоковые характеристики автоматических выключателей АББ Tmax XT4 и Tmax T5.

Рис. 4. Таблица координации энергетической селективности автоматических выключателей АББ Tmax XT4 и Tmax T5

Важно заметить, что для реализации энергетической селективности настройки вышестоящего выключателя должны удовлетворять следующим требованиям:

• если аппарат имеет термомагнитный расцепитель TMA, то настройка защиты от КЗ должна быть установлена на максимум (10хIn);
• если аппарат имеет электронный расцепитель, то защита I должна быть отключена (I3 = OFF);
• характеристики срабатывания выключателей не должны иметь пересечений.

Регулируемый трехфазный инвертор синусоидального напряжения

В рассмотрен новый принцип построения инверторов синусоидального напряжения на базе трех активных делителей с «плавающими потенциалами» средних точек. В качестве каждого из таких активных делителей напряжения может выступать АДН, приведенный на рис. 6.

На рис. 10 представлена схема регулируемого трехфазного инвертора синусоидального напряжения на базе трех АДН (АДН_А,B,С) и ЗДЦ первого типа. Нейтраль может быть реализована с помощью аналогичного четвертого АДН (АДН_о). Приведенная схема позволяет получить синусоидальное напряжение с малым коэффициентом нелинейных искажений и с возможностью амплитудно-частотного регулирования в широких диапазонах.

Рис. 10. Регулируемый трехфазный инвертор синусоидального напряжения на базе АДН и ЗДЦ первого типа
 

Пуэ селективность автоматических выключателей

» Разное » Пуэ селективность автоматических выключателей

instrument.guru > Электричество > Принцип работы селективности автоматических выключателей

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

• Что такое селективность в области электрики?
• Типы селективности электрических приборов
• Таблица селективности
• Расчёт селективности
• Карта селективности
• Селективность автоматов ПУЭ
• Принцип селективности для выбора выключателей

Что такое селективность в области электрики?

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

Типы селективности электрических приборов

Классификацию защиты электрических устройств можно представить в различии схем подключения:

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

Таблица селективности

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

Расчёт селективности

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

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

432 Характеристики защитных устройств

Устройства защиты должны
быть соответствующих типов, указанных в .

432.1
Устройства, обеспечивающие защиту от тока
перегрузки и от тока короткого замыкания

Устройства защиты должны,
обеспечивать отключение любого сверхтока до ожидаемого значения тока короткого
замыкания включительно в той точке, где установлено устройство, и
соответствовать требованиям и .

Такими устройствами могут
быть:

— автоматические выключатели
с комбинированным расцепителем;

— плавкие предохранители;

— автоматические выключатели
в сочетании с плавкими предохранителями.

Примечания

1 Плавкий
предохранитель включает все части, составляющие комплект устройства защиты.

2 Применение устройства защиты, отключающая способность которого ниже
значения ожидаемого тока короткого замыкания в месте, где установлено
устройство защиты, предусмотрено в .

432.2 Устройства, обеспечивающие защиту только от токов
перегрузки

Применяют устройства защиты
от токов перегрузки с обратно зависимой от времени токовой характеристикой,
отключающая способность которых может быть ниже ожидаемого значения тока
короткого замыкания в той точке, где установлено устройство. Такие устройства
должны соответствовать требованиям .

432.3 Устройства, обеспечивающие защиту только от тока
короткого замыкания

Устройства защиты от тока
короткого замыкания могут быть установлены в таких местах, где защита от
перегрузки достигается другими средствами или не требуется.

Эти устройства должны
обеспечивать отключение тока короткого замыкания до ожидаемого значения тока
короткого замыкания включительно. Устройства должны соответствовать требованиям
.

Такими устройствами могут
быть:

— автоматические выключатели
с токовой отсечкой;

— плавкие предохранители.

Что такое сверхток?

Сверхток, как известно, — это любой ток, который превышает номинальный. Максимальное его значение на практике можно считать равным току КЗ.

Обычно номинальным током цепи считают номинальный ток «нижнего» по схеме автоматического выключателя, который ограничивает ток в этой цепи. Разумеется, если расчет схемы проведен верно и автоматический выключатель является тем самым слабым звеном, которое разорвет цепь при сверхтоке.

Все значения сверхтока условно делят на две части — ток перегрузки и ток короткого замыкания. Это деление пошло из-за того, что за каждый из этих токов «отвечает» свой расцепитель внутри автоматического выключателя. Током перегрузки принято называть ток, от которого срабатывает тепловой расцепитель (биметаллическая пластина), который работает сравнительно инерционно. Током короткого замыкания называют такие величины сверхтока, при которых защиту цепи обеспечивает электромагнитный (ЭМ) расцепитель, работающий гораздо быстрее теплового.

Следует отличать три понятия — явление короткого замыкания, ток КЗ как измеренный параметр электросети в данной точке и ток КЗ как область работы автоматического выключателя, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель. Ох уж эти вольности в терминологии!

Общая информация

Такое устройство защиты предназначено для установки в низковольтные (до 1000 В) силовые сети бытового и промышленного назначения. УЗИП обладает следующими достоинствами:

• Техническая совершенность;
• Эффективность и надежность защиты;
• Невысокая стоимость.

Эти факторы позволяют установить устройство в каждом доме или квартире, и обеспечить надежную защиту всего электрооборудования от импульсных скачков напряжения.

Принцип работы

Основным элементом УЗИП является варистор, который выполнен из специального проводника. Уникальность разработки заключается в способности варистора пропускать электроток при многократно возросшем напряжении. При возникновении импульса сопротивление варистора падает до сотых долей Ома. В результате этого происходит шунтирование нагрузки, преобразование и рассеивание поглощенного импульса в виде тепловой энергии (нагревание корпуса).

Важно! Проводящий элемент варистора теряет свои характеристики после двух-трех разрядов молнии. В большинстве моделей предусмотрено индикаторное окно, через которое можно визуально определить, является ли варистор работоспособным. Также в устройство защиты установлен предохранитель от сверхтоков

Также в устройство защиты установлен предохранитель от сверхтоков

В большинстве моделей предусмотрено индикаторное окно, через которое можно визуально определить, является ли варистор работоспособным. Также в устройство защиты установлен предохранитель от сверхтоков.

Классификация

Нормативные акты предписывают установку трехуровневой защиты от импульсных перенапряжений. Для этого выпускаются и применяются УЗИП трех видов:

1. Класс B. Устройство этого типа устанавливается на ВРУ или ГРЩ и предназначено для выравнивания входящего потенциала при прямом попадании молнии или возникновении коммутационных перенапряжений. При воздушном вводе и наличии громоотвода установка этого типа УЗИП обязательна;
2. Класс C устанавливается на вводе в местах, где отсутствует вероятность прямого грозового разряда и при подземном вводном кабеле. Также такое устройство рекомендуется для подключения в качестве второго уровня защиты в жилых помещениях. В этом случае УЗИП обеспечивает защиту внутренней проводки, коммутационных соединений и розеточных групп от остаточного перенапряжения;
3. Класс D предназначен для монтажа во внутренних электрощитах или непосредственно перед потребителем (электроприбором). Выполняет функцию защиты потребителей от остаточного перенапряжения, прошедшего предыдущие ограничители.

Ограничители перенапряжения D класса отличаются компактными размерами и могут быть выполнены в различном исполнении. Часто их устанавливают в распределительных коробках или на отдельную розеточную группу, к которой подключены электронные приборы.

Наиболее популярными считаются ограничители серии ОПС1, которым отдают предпочтение профессиональные электромонтажники. Рассмотрим эти устройства более подробно.

Схема подключения

Для начала – схема самого УЗДП:

Принципиальная электрическая схема УЗДП

Обратите внимание ещё раз – как на схеме, так и в реальном устройстве ВХОД снизу, ВЫХОД сверху!

Схема включения нашего устройства простая, главное – защищать его автоматом!

Схема подключения УЗДП ИЭК через защитный автомат

УЗО, Дифавтомат подключаются по обычным правилам. В итоге схема включения будет такой:

Включение УЗДП в схему совместно с защитным автоматом и УЗО

Вместо связки АВ + УЗО можно применить Дифавтомат. У того и другого варианта есть свои плюсы и минусы, но сейчас не об этом.

Устанавливать УЗДП лучше поближе к потребителям, в квартирном щитке. Так обеспечится максимальная чувствительность. При этом нужно понимать, что проблем с электропроводкой ДО места установки УЗДП не обнаружит.

2.2.1.1 Обозначения

Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

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

• генератора;
• приемника;
• или соединительных проводов.

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

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

Виды селективности

Избирательность бывает:

• абсолютная;
• относительная.

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

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

2.2.1.3 Принцип защитного действия

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые ч сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).

434 Защита от токов короткого замыкания

434.1 Общие требования

Устройства защиты должны
отключать любой ток короткого замыкания, протекающий по проводникам защищаемой
цепи раньше, чем такой ток мог бы вызвать опасность вследствие тепловых и
механических воздействий на проводники и их соединения.

434.2 Определение ожидаемого тока короткого замыкания

Ожидаемый ток короткого
замыкания в каждой соответствующей точке электроустановки должен быть определен
либо расчетным путем, либо путем измерений.

434.3
Характеристики устройств защиты от короткого
замыкания *

* В отечественной
практике следует также выполнять требования «Правил устройства
электроустановок» (гл. 3.1) в части установления характеристик защитных
устройств от короткого замыкания.

Каждое устройство защиты
должно соответствовать двум следующим условиям.

434.3.1
Отключающая способность должна быть не менее значения ожидаемого тока короткого замыкания в
той точке, где установлено устройство, за исключением случаев, оговоренных
ниже.

Допускается применение устройств
с более низкой отключающей способностью, если другое защитное устройство,
имеющее необходимую отключающую способность, установлено со стороны питания. В
этом случае характеристики этих двух устройств должны быть согласованы таким
образом, чтобы сквозная мощность короткого замыкания не превышала значения,
допускаемого для устройства, установленного на стороне потребителя и
проводников, защищенных этими устройствами.

Примечание — В
некоторых случаях может возникнуть необходимость учитывать другие характеристики,
такие как динамические усилия и энергия дуги для устройства, установленного на
стороне потребителя.

Уточненные данные, требующие
согласования, следует получать от предприятия-изготовителя устройств.

434.3.2
Время отключения полного тока короткого замыкания в любой точке цепи не должно превышать времени,
в течение которого температура проводников достигает допускаемого предела.

Для короткого замыкания
продолжительностью до 5 с время t, в
течение которого превышение температуры проводников от наибольшего значения
допускаемой температуры в нормальном режиме до предельно допустимой
температуры* может быть приблизительно подсчитано по формуле

,

* Значение предельно допустимой температуры нагрева проводников при
коротком замыкании приведены в «Правилах устройства электроустановок» (гл. 1.4,
пункт 1.4.16).

где t — продолжительность, с;

S — сечение,
мм2;

I — действующее
значение тока короткого замыкания, А;

K = 115
— для медных проводников с поливинилхлоридной изоляцией;

K = 135
— для медных проводников с резиновой изоляцией (в т.ч. с изоляцией из бутиловой
резины и этиленпропиленовой резины), с изоляцией из сшитого полиэтилена;

K = 74
— для алюминиевых проводников с поливинилхлоридной изоляцией;

K = 87
— для алюминиевых проводников с резиновой изоляцией (в т.ч. с изоляцией из
бутиловой резины и этиленпропиленовой резины), с изоляцией из сшитого
полиэтилена;

K = 115
— для соединений медных проводников, выполняемых пайкой, что соответствует
температуре 160 °С.

Примечания

1 Для очень
короткой продолжительности (менее 0,1 с), когда асимметрия тока значительна,
значение K2S2
токоограничивающих устройств должно быть больше указываемого
предприятием-изготовителем значения (I2t), характеризующего термическую стойкость устройства защиты.

2 Другие
значения K в настоящее время находятся в
стадии рассмотрения для:

— проводников
малого сечения (в особенности для сечения менее 10 мм2);

—
продолжительности короткого замыкания св. 5 с;

— других
типов соединений проводников;

—
неизолированных проводников;

— проводников
с минеральной изоляцией.

3 Номинальный
ток устройств защиты от короткого замыкания может превышать допустимый
длительный ток кабеля.