Меню

Ток короткого замыкания icw

Ток короткого замыкания icw

Александр Саженков, департамент маркетинга ЗАО «Шнейдер Электрик»

При проектировании и эксплуатации современных систем электроснабжения низкого напряжения (НН) наиболее важной задачей является обеспечение селективности аппаратов защиты, т.е. координации их рабочих характеристик при любых типах повреждения [1–4].
При решении этой задачи можно выделить три характерных уровня системы электроснабжения (см. рис. 1), каждый из которых имеет различные особенности и предъявляет свои требования к аппаратам защиты [3, 4].

Рис. 1. Система электроснабжения низкого напряжения

Уровень А. Главный распределительный щит (ГРЩ)

ГРЩ является наиболее важной частью сети НН, которой свойственны:

  • высокие требования к бесперебойности электроснабжения, так как ложное срабатывание аппарата на этом уровне приводит к отключению большого числа потребителей;
  • относительно высокие значения токов короткого замыкания (КЗ) в силу близости к источнику питания;
  • большие номинальные токи, так как вся нагрузка нижерасположенной сети питается от секций ГРЩ.

На этом уровне в качестве вводных аппаратов наиболее часто применяются нетокоограничивающие воздушные автоматические выключатели (англ. Air Circuit Breakers – ACB). Эти аппараты согласно ГОСТ Р 50030.2 и МЭК 60947.2 относятся к категории применения «Б», для которой нормируется величина кратковременно допустимого сквозного тока КЗ (Icw, кА действ. знач.). Это позволяет данным аппаратам срабатывать с заданной выдержкой времени, которая устанавливается на блоке контроля и управления. Задача производителя при этом заключается в том, чтобы автоматический выключатель категории «Б» имел значение Icw, близкое или равное значению предельной отключающей способности (Icu, кА действ. знач.), т.е. чтобы он обеспечивал временную селективность с нижестоящими аппаратами при токах КЗ вплоть до значения своей предельной отключающей способности.
При этом не менее важно, чтобы рабочая отключающая способность аппарата (Ics, кА действ. знач.) была равна предельной (Icu), т.е. Ics = 100%Icu. Это позволяет аппарату не менее трех раз отключать ток короткого замыкания, равный предельной отключающей способности автоматического выключателя.
Всем этим особенностям и требованиям в полной мере удовлетворяют аппараты серии Masterpact NT и NW торговой марки Merlin Gerin компании Schneider Electric, которые уже на протяжении многих лет заслуженно считаются аппаратами номер один в мире. Большинство их модификаций, в частности, N1 и H1, имеют характеристики Icw = Ics = Icu, это позволяет им реализовать все самые жесткие требования на уровне ГРЩ.
В некоторых случаях необходимо, чтобы близкие короткие замыкания относительно вводных аппаратов (например, КЗ на сборных шинах ГРЩ) отключались ранее, чем установленная на вводном аппарате выдержка времени защиты от КЗ. В этом случае компания Schneider Electric предлагает использовать так называемую «логическую» селективность, которая реализуется посредством передачи информации по контрольному проводу. Этот провод соединяет аппараты, охваченные «логической селективностью». В аварийном режиме выключатель, расположенный выше повреждения, обнаруживает его и посылает сигнал блокировки на верхний уровень, т.е. вышестоящему выключателю. В этом случае вышестоящий аппарат будет работать с заданной на расцепителе выдержкой времени. В случае, если вышестоящий автоматический выключатель не получает сигнал блокировки, например при КЗ на шинах ГРЩ, он срабатывает мгновенно.
Таким образом, применяемые на ГРЩ вводные аппараты Masterpact категории «Б» обеспечивают временную селективность при токах КЗ вплоть до своей предельной отключающей способности, имеют функцию логической селективности и характеристику Ics = Icu.

Уровень Б. Промежуточные распределительные щиты (вторичное распределение)

Особенностями этого уровня системы электроснабжения НН по-прежнему являются повышенные требования к бесперебойности питания, высокие значения ожидаемых токов КЗ, необходимость снижения тепловых и электродинамических воздействий токов КЗ на электроустановку (особенно на кабельные линии). Поэтому на этом уровне наиболее часто применяются токоограничивающие автоматические выключатели в литом корпусе (англ. Moulded Сase Сircuit Breakers – MCCB), относящиеся, как правило, к категории «А».
В предложении компании Schneider Electric к аппаратам MCCB относится серия Compact NS, имеющая ряд принципиальных технических преимуществ по сравнению с аналогичными аппаратами других производителей (см. далее).

Уровень В. Конечное распределение

Основными требованиями этого уровня, как правило, являются обеспечение эффективного токоограничения и электробезопасность (т.к. аппараты этого уровня наиболее часто защищают непосредственно конечного потребителя). Поэтому на этом уровне применяются модульные токоограничивающие автоматические выключатели (англ. MCB), относящиеся к категории «А». В предложении компании Schneider Electric к аппаратам MCB относится серия Multi 9, представляющая собой широкий ряд изделий (автоматические выключатели, УЗО, дифференциальные автоматические выключатели, устройства управления освещением и многое другое) и имеющая ряд запатентованных технических решений аналогично сериям Masterpact и Compact NS.

Координация защит

Как уже отмечалось выше, между аппаратами категории «Б» на ГРЩ и нижестоящими аппаратами наиболее часто используется временная (реже логическая) селективность. Этот вид селективности обеспечивается за счет смещения или сдвига времятоковых характеристик последовательно расположенных автоматических выключателей по оси времени (см. рис. 2). Селективность данного вида может быть проверена путем наложения времятоковых характеристик аппаратов или при помощи таблиц селективности. Последние представляют собой наглядный и удобный в использовании инструмент. Рассмотрим примерс применением таблиц селективности.

Рис. 2. Временная селективность между последовательно расположенными автоматическими выключателями D1 и D2

Пример 1.

Необходимо проверить обеспечение селективности между аппаратами Masterpact NT H1 630A Micrologic 2.0 и Compact NS 400N STR23SE. Для этого выполняются две простые операции: 1) В таблицах селективности находится рассматриваемое сочетание вышестоящего и нижестоящего аппаратов; 2) На пересечении соответствующего столбца и строки в таблице указывается результат:

  • «T» означает полную селективность (т.е. селективность рассматриваемой пары аппаратов обеспечивается при токах КЗ вплоть до предельной отключающей способности нижестоящего аппарата IcuD2);
  • Число означает, что селективность обеспечивается частично, т.е. только если ожидаемый ток КЗ меньше указанного в таблице значения (согласно ГОСТ 50030.2 указываемое в таблице значение означает предельный ток селективности – Is);
  • пустая клетка означает отсутствие селективности.

На рис. 3 показано, что селективность между рассматриваемыми аппаратами является полной (T – англ. Total).

Наиболее сложным видом координации защитных аппаратов является случай, когда рассматриваемая пара автоматических выключателей относится к токоограничивающим. В таком случае анализ селективности путем наложения времятоковых характеристик не дает точной и полной картины, так как при относительно высоких значениях тока КЗ кривые имеют так называемую зону неопределенности. В этой зоне, т.е. при высоких значениях токов КЗ, токоограничивающие аппараты могут находиться уже в «дуговой» зоне, т.е. их контакты за счет специальной конструкции будут отталкиваться для введения в цепь КЗ дополнительного сопротивления дуги и ограничения таким образом протекаемого тока КЗ.
Поэтому координация токоограничивающих аппаратов согласно МЭК 60947.2 (ГОСТ 50030.2) может быть гарантирована только производителем, который обязан проводить испытания и подтверждать таким образом этот тип координации. Результатом этих испытаний и гарантией обеспечения селективности между токоограничивающими аппаратами являются уже упомянутые ранее таблицы селективности. Рассмотрим пример для проверки селективности между токоограничивающими аппаратами Compact NS.

Пример 2.

Необходимо проверить обеспечение селективности между аппаратами Compact NS 400N с расцепителем STR23SE и Compact NS 100N с расцепителем TM-100D. Аналогично примеру 1, на рис. 4. показана таблица селективности для рассматриваемой пары аппаратов.
Из данной таблицы следует, что селективность между двумя токоограничивающими аппаратами Compact NS 400 и NS 100 является полной (T). При этом важно отметить, что рассмотренные в примерах 1 и 2 таблицы селективности могут быть применимы только в том случае, если рассматриваемые аппараты выбраны при условиях:
ICU D1 Iкз ожид., (1)
ICU D2 Iкз ожид., (2)
т.е. если их предельная отключающая способность выше ожидаемого тока КЗ (см. рис. 5). Таким образом, вышеуказанные таблицы селективности применяются в том случае, если аппараты D1 и D2 выбраны при условиях (1) и (2), а предел селективности равен предельной отключающей способности нижестоящего аппарата (ICU D2) в случае, если в таблице указана буква «Т».

Читайте также:  Время отсечки по току это

Рис. 5. Условия применения таблиц селективности

Каскадное соединение / резервная защита

В то же время стандарт МЭК 60947.2 (ГОСТ 50030.2) допускает выбирать нижестоящий автоматический выключатель D2 с предельной отключающей способностью (ICU D2) ниже, чем ожидаемый ток КЗ, если он расположен за токоограничивающим аппаратом D1. В таком случае вышестоящий аппарат D1 ограничивает большие токи КЗ за счет введения сопротивления дуги (напряжения дуги) в цепь КЗ, т.е. снижает протекаемый ток и помогает нижестоящему аппарату D2 отключить повреждение. Таким образом, за счет дополнительного токоограничения вышестоящего аппарата D1 отключающая способность нижестоящего аппарата D2 увеличивается. Этот принцип каскадного соединения получил название согласно ГОСТ 50030.2 «Резервная защита» (фр. fili­ation, англ. back-up). Увеличенное значение отключающей способности нижестоящего аппарата D2 указывается производителем в таблицах каскадного соединения (см. рис. 6).

Рис. 6. Увеличенная отключающая способность нижестоящих аппаратов (Multi 9 серия C60) за счет каскадного соединения c вышестоящим аппаратом Compact NS 100N

Очевидно, что применение этого принципа позволяет значительно снизить стоимость аппаратов отходящих линий, так как их требуемая отключающая способность (ICU D2) оказывается меньшей. Принцип каскадного соединения автоматических выключателей (фр. filiation, англ. back-up) предлагается в настоящее время большинством ведущих электротехнических компаний. Но, к сожалению, ни одна из них не может гарантировать селективной работы аппаратов при использовании данного принципа. Это объясняется тем, что при применении традиционных токоограничивающих аппаратов в большинстве случаев отключение тока КЗ осуществляется вышестоящим аппаратом D1, который, как отмечалось выше, отбрасывает контакты и вводит дополнительное сопротивление дуги в цепь КЗ для «оказания помощи» нижестоящему аппарату (D2) отключить ток короткого замыкания.
Применение уникального принципа рото-активного размыкания силовых контактов в серии токоограничивающих аппаратов Compact NS позволяет решить данную проблему. Ниже приводится описание этого принципа (см. рис. 7):

Рис. 7. Принцип рото-активного размыкания аппаратов Compact NS

Каждый полюс выключателя имеет изолированную конструкцию в виде оболочки. Внутри нее при возникновении определенного значения тока КЗ подвижный контакт начинает поворачиваться за счет электромагнитных сил отталкивания между контактами. При этом создаются две последовательные дуги.

Пружинно-поршневой механизм использует давление, которое создается энергией дуги. Когда давление достигает определенного порога (примерно при 25 Iном), происходит быстрое, «рефлексное» отключение спустя примерно 3 мс после отталкивания контактов.
Если давление не достигает этого порога, то его оказывается недостаточно для «рефлексного» отключения, но сопротивление двух последовательных дуг при этом ограничивает ток короткого замыкания.
Таким образом, вышестоящий аппарат (D1) способен помочь нижестоящему аппарату (D2) отключить ток короткого замыкания, не отключаясь при этом.
Наглядно отобразить этот принцип можно также при помощи кривых энергии I2t последовательно расположенных аппаратов в цепи КЗ (см. рис. 8).
Из рисунка 8 видно, что в процессе токоограничения участвует не только нижестоящий аппарат D2, но и вышестоящий аппарат D1 (см. кривую «отталк. конт.»). Однако отключение аппарата D1 не происходит, так как кривая «несраб.» оказывается выше.

Рис. 8. Кривые энергии последовательно расположенных аппаратов в цепи КЗ

Таким образом, применение уникальных технологий в аппаратах Compact NS позволяет одновременно решить две задачи, которые на первый взгляд кажутся противоречивыми:

1) обеспечить очень эффективное токоограничение, позволяющее значительно улучшить условия термической и динамической стойкости кабельных линий, шин и т.д.;
2) надежно обеспечить селективность с нижестоящими аппаратами как при стандартном подходе, когда ICU D1 и ICU D2 больше IКЗ ОЖИД. (см. пример 1 и пример 2), так и при использовании «каскадного соединения» (фр. filiation, англ. back-up), когда ICU D2

Источник

Выбор автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя проводят по его основным характеристикам:

На автоматические выключатели часто наносят
два значения отключающей способности.
Это объясняется тем, что в разных стандартах
используются разные условия испытаний.
 10000 : стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898)
для аппаратов бытового и аналогичного
назначения, где при неквалифицированном
обращении возможно неоднократное
включение неисправной цепи. Наибольшая
отключающая способность (в амперах)
указывается в прямоугольнике без указания
единицы измерения.
 10 kA: стандарт ГОСТ Р 50030.2-99
(IEC 60947-2) для всех применений,
где требуется определенная квалификация обслуживающего персонала. В этом случае наибольшая отключающая способность указывается с единицей измерения (кA).

Это ток короткого замыкания, который автоматический
выключатель категории В (см. ниже) способен
выдерживать в течение установленного времени
без изменения своих характеристик.
Этот параметр используется для обеспечения
селективности срабатывания аппаратов.
Соответствующий выключатель может оставаться
замкнутым до тех пор пока значение I2 t не превысит
значения Icw2 . Величина Icw – один из наиболее
важных показателей автоматического выключателя.

Значение Icw указывается для тока, действующего
в течение 1 с. Для других длительностей надо
вводить соответствующие обозначения,
например Icw0,2 . При этом необходимо убедиться
в том, что величина I2 t, характеризующая тепловой
нагрев до момента срабатывания расположенного
ниже аппарата защиты, действительно меньше,
чем Icw2 t.

Источник

Основные характеристики автоматических выключателей

1. Номинальное рабочее напряжение Ue (В) – значение напряжения на которое рассчитан выключатель, и которому соответствуют другие параметры выключателя. Обычно выражается как напряжение между фазами. Указанное напряжение означает максимальное допустимое значение в течение длительного времени. При меньших напряжениях отдельные характеристики могут изменяться и даже улучшаться, например отключающая способность.

2. Номинальное напряжение изоляции UI (кВ)

Характеризует изоляционные свойства аппарата, определяется в ходе его испытаний высоким напряжением (импульсным и промышленной частоты).

3. Номинальное импульсное напряжение UImp (кВ)

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое может выдержать аппарат без повреждений.

4. Номинальный длительный ток выключателя IU (А) (номинальный токвыключателя) – значение тока, которое выключатель может проводить неограниченное время (недели, месяцы или даже годы). Это наибольший ток, который автоматический выключатель может проводить в продолжительном режиме при температуре окружающего воздуха 40°С по стандарту ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по стандарту ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается. Обычно номинальный ток выключателя равен наибольшему значению номинального тока защитного расцепителя, предусмотренного для данной конструкции выключателя. Данный параметр используется для определения типоразмера автоматического выключателя.

5. Номинальный ток In (А) – значение тока, характеризующее защитный расцепитель, установленный на автоматический выключатель. Именно этот ток соотносится с номинальным (расчетным) током нагрузки, защищаемой автоматическим выключателем.

6. Номинальная одноразовая предельная коммутационная способность выключателя (ОПКС) Icu (кА) при коротком замыкании (предельная отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить

Читайте также:  Контрольная работа по физике электрический ток в различных средах 10 класс с ответами

Это наибольший ток короткого замыкания, который автоматический выключатель способен отключить при заданном напряжении и коэффициенте мощности. Испытания на IcU проводятся по схеме О – t – ВО, где О – отключение, t – выдержка времени, ВО – включение с последующим автоматическим отключением.

В ходе испытания контролируются изоляционные свойства автоматического выключателя, которые не должны снижаться ниже допустимого предела. Ток, при котором автоматический выключатель сохраняет свои изоляционные свойства и способность к отключению в соответствии с требованиями стандарта, обозначается Icn.

7. Номинальная рабочая предельная коммутационная способность (ПКС) Ics, % (рабочая отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить в определенном тестовом цикле.

Это величина выражается в % от IcU : 25% (только для категории А), 50%, 75% или 100%. Автоматический выключатель должен нормально работать после неоднократного отключения тока Ics при испытании в последовательности О–ВО–ВО.

На автоматические выключатели часто наносят два значения отключающей способности. Это объясняется тем, что в разных стандартах используются разные условия испытаний:

– стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) для аппаратов бытового и аналогичного назначения, где при неквалифицированном обращении возможно неоднократное включение неисправной цепи. Наибольшая отключающая способность (в А) указывается в прямоугольнике без указания единицы измерения.

— 10 кA – стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) для всех применений, где требуется определенная квалификация обслуживающего персонала. В этом случае наибольшая отключающая способность указывается с единицей измерения (кA).

Значение отключающей способности должно соотносится с величиной тока КЗ в месте установки самого АВ и должны выполняться следующие условия Icu > Iк , Ics > Iк.

8. Номинальная наибольшая включающая способность Icm (кА, пиковое значение) – максимальное ожидаемое значение тока, при котором автоматический выключатель обязан включиться. При переменном токе это значение должно быть не ниже, чем его номинальная предельная отключающая способность, умноженная на коэффициент «n». В соответствующей таблице (табл. 2 ГОСТ Р 50030.2) представлены значения коэффициента «n».

9. Номинальный кратковременно выдерживающий сквозной ток Icw (кА) – действующее значение переменного тока, который АВ способен выдержать без ухудшения характеристик за определенное время, предпочтительными значениями которого являются 1 и 3 сек.

Это ток короткого замыкания, который автоматический выключатель категории В способен выдерживать в течение установленного времени без изменения своих характеристик. Этот параметр используется для обеспечения селективности срабатывания аппаратов. Для переменного тока – это действующее значение периодической составляющей ожидаемого тока короткого замыкания, который рассматривают как неизменный на протяжении определенного короткого времени. Длительность прохождения Icwдолжна составлять, по крайней мере, не менее 0,05 c. Значение Icw указывается для тока, действующего в течение 1с. Для других длительностей надо вводить соответствующие обозначения, например Icw0,2. При этом необходимо убедиться в том, что величина I 2 tфакт до момента срабатывания расположенного ниже аппарата защиты действительно меньше, чем Icw 2 tфакт. Соответствующий выключатель может оставаться замкнутым до тех пор, пока значение I 2 t не превысит значения Icw 2 умноженного на одну секунду.

Номинальный кратковременно выдерживаемый ток должен быть не ниже 12 In или 5 кА (использовать большее значение) для АВ с номинальным током до 2500А и не ниже 30кА — для АВ с номинальным током выше 2500А.

Примечание. Категории применения автоматических выключателей

Категория А. Выключатели, не предназначенные специально для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть без заданной кратковременной выдержки времени, предусматриваемой для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания, а поэтому без номинального кратковременного выдерживаемого тока.

Категория В. Выключатели, специально предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть с заданной кратковременной выдержкой времени (которая может быть регулируемой). Такие выключатели обязаны иметь в качестве характеристики номинальный кратковременно выдерживаемый сквозной ток Icw.

Стандарты, регламентирующие технические характеристики

Основные технические характеристики регламентируются следующими стандартами на автоматические выключатели:

1. Стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) определяет требования к аппаратам бытового и аналогичного назначения, а также ко всем случаям, когда потребители устройств не обладают достаточной квалификацией. Стандарт применяется к аппаратам, имеющим максимальные значения: номинального тока 125 А, ОПКС не более 25 000 А и номинального рабочего напряжения 440 В. Уставка теплового расцепителя составляет от 1,05 до 1,3 In. Стандарт определяет диапазоны токов для мгновенных расцепителей типов В (от 3 In до 5 In), С (от 5 In до 10 In) и D (от 10 In до 50 In). Аппараты, соответствующие стандарту IEC 60898 в диапазоне соответствующих характеристик, могут также использоваться в промышленных установках.

2. Стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) определяет требования к аппаратам промышленного применения, обслуживаемых квалифицированным персоналом. У этого класса аппаратов возможно регулирование всех характеристик (Ir , Im и т.д.). Для Ir=In срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,13 до 1,45 In.

Время отключения автоматических выключателей

Полное время отключения автоматического выключателя включает в себя собственное время отключения и время гашения дуги. Продолжительность гашения дуги зависит от эффективности работы дугогасительного устройства.

Рис. 2.12. Классификация автоматических выключателей по полному времени отключения: а) – быстродействующий, б) – нормальный, в) – селективный; 1 – момент короткого замыкания, 2 – начало воздействия на расцепляющее устройство, 3 –начало расхождения контактов; tс– собственное время отключения выключателя, tг– время гашения дуги, tco– время срабатывания отсечки – уставка времени для обеспечения селективности, Iраб– рабочий ток сети, Ico– ток срабатывания отсечки (уставка), Iк– установившееся значение тока короткого замыкания

По полному времени автоматические выключатели условно классифицируют следующим образом:

а) токоограничивающие выключатели – отключают токи короткого замыкания в первый полупериод после возникновения тока короткого замыкания, то есть со временем меньше 0,01с.

б) нормальные быстродействующие выключатели – отключают токи короткого замыкания в течение 0,02 – 0,1с;

в) селективные выключатели – это такие АВ, где создаётся специальная выдержка времени после получения импульса на срабатывание. Предназначены для обеспечения селективности защиты.

Источник



Также различают максимальный и минимальный ожидаемые токи КЗ

Селективные автоматические выключатели. Устройство, область применения.

Селективные автоматические выключатели предназначены для защиты электроустановок от перегрузки и короткого замыкания. Они обеспечивают полную селективность с нижестоящими автоматическими выключателями и, также, превосходную селективность с вышестоящими защитными устройствами, благодаря уникальной токоограничивающей селективности.

Сама по себе селективность это совместная работа последовательно включенных аппаратов защиты электрических цепей и их взаимодействие в случае возникновения аварийной ситуации. Другими словами, селективность нужна для того, чтобы при возникновении нештатной ситуации сработало именно то устройство которое нужно, а не то, которое успеет первым. Селективность автоматических выключателей – очень непростая тема, требующая не только знаний и расчётов, но и применения соответствующего оборудования.

При совместной работе автоматов защиты и их координации важны:

Селективность по току

Читайте также:  Применение контакторов в цепях постоянного тока

— Достигается путем задания различных уставок автоматических выключателей (максимально – токовой отсечки), причем более высокие уставки имеют автоматические выключатели на стороне питания. Это решения для взрослых автоматов, расцепители которых почти всегда можно подстроить. При конечном распределении электроэнергии, как раз таки в быту, где главным образом используются модульные автоматы, имеющие функцию максимальной токовой защиты, обеспечивается только частичная селективность.

Селективность по времени

— Достигается путем преднамеренной задержки времени срабатывания автоматических выключателей, причем в последовательной цепочке выключателей, большее время срабатывания имеет выключатель, ближайший к источнику питания. Уставка срабатывания по времени выключателей на стороне питания должна быть на 50 процентов выше, чем на стороне нагрузки, так же, как и при обеспечении селективности по току.

Необходимо убедиться, что автоматы с задержкой срабатывания имеют значение кратковременно выдерживаемого тока Icw, превышающее максимальный ток короткого замыкания, который может протекать в установке. Селективность по времени требует установки задержки не менее 100 миллисекунд по отношению ко времени срабатывания автоматического выключателя на стороне нагрузки.

Также различают максимальный и минимальный ожидаемые токи КЗ

Максимальный ожидаемый ток КЗ – это ток на линейных зажимах устройства защиты от КЗ, который может быть рассчитан при известных параметрах сети питания и параметрах электроустановки со стороны питания до места устройства защиты.

Минимальный ожидаемый ток КЗ – это ток, соответствующий КЗ в самой отдаленной точке защищаемой цепи, при КЗ между фазой и нейтралью или между фазами.

Что касается конечного распределения электроэнергии и того, с чем сталкиваемся в жизни:

Давайте попробуем экспертно оценить как выглядит и из чего состоит домашняя электропроводка, будь то несколько автоматов в этажном щите, внутриквартирный щит или же щит в коттедже. Собственно, есть некий вводной автомат с определенным номиналом, на который, помимо его прямых обязанностей, возложена функция ограничения отбора мощности и после него идут автоматы защищающие различные нагрузки с номиналами суть меньшими. Например, на вводе 25 ампер, далее 16.

При коротком замыкании, казалось бы должен отработать шестнадцати амперный автомат, однако, на практике, это, часто, не совсем так.

Модульные автоматы — устройства не столь точные, как можно подумать. Их тепловой расцепитель, откалиброван таким образом, что если через автомат, пусть тут будет все тот же автомат на 16 ампер, течет ток эти 16 ампер превышающий, то через некоторое время биметаллическая пластина теплового расцепителя нагреется и автомат выключится. Тепловой расцепитель откалиброван при “комнатной температуре” и мало того, что тепло – величина непостоянная, так еще если окружающая среда холодная, то ток и время будут больше, если наоборот жарко, то меньше. Второй расцепитель, а по важности он первый – электромагнитный. Срабатывает такой расцепитель когда токи достигают определенных значений и эта характеристика всегда указывается на автомате, Например: ВА С16

Для каждого типа мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов: тип В – 3÷5 In; тип С – 5÷10 In; тип D – 10÷20 In (In – номинальный ток автоматического выключателя). В случае с автоматом С16 это 80-150 ампер.

На графике отображена время-токовая характеристика автомата на 16 ампер: зеленым с кривой B, красным – с кривой C.

Руководствуясь простой логикой, что если вводной автомат D, а нижестоящие – С, то все будет работать и отключаться в случае КЗ будет только нужный автомат, а не вышестоящий или сразу оба. Или, если вводной С, а нижестоящие – B, но… автоматы с кривой C более доступны по наличию, да еще и стоят дешевле. А если на вводе автомат 40 Ампер и духовой шкаф какой нибудь, тоже требует 40? Или необходимо защитить нагрузку с большими пусковыми токами, даже не двигатель, нет, а несколько металлогалогенных ламп. Это для квартиры не актуально, а для небольшого магазинчика или модуля в торговом центре – даже очень 🙂

И тут нам на помощь, в малиновых трико, приходят таблицы селективности. Они как правило есть в каталогах и размещены на последних страницах. Это в буквальном смысле таблицы, где производитель все посчитал и проверил указал либо полную селективность, либо селективность при определенных условиях, либо отсутствие таковой. Таблицы есть только для профессиональных серий модульки и только у европейцев. Если вы приобретаете бюджетные серии тех же европейцев, “Домовые” всякие, “LR-ки” или нечто подобное от АББ – ни о какой селективности речи быть не может. Это же справедливо и для всех автоматов “отечественных” брендов.

Единственное, на что можно рассчитывать: — если вышестоящий автомат отличается от нижестоящего на два номинала и более, скорее всего, в случае КЗ, отработает только нижестоящий.

Для квартирной проводки, если есть возможность установить на вводе выключатель нагрузки (или другой рубильник) именно так и сделать, а нагрузки защитить автоматами соответствующих номиналов, для розеток – 16 ампер, для освещения – 10.

Принцип действия

Схема внутреннего устройства Селективного автоматического выключателя

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

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

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

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

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

В итоге можно отметить, что Селективный автоматический выключатель и обеспечивает селективность, и защищает от токов к.з.

Источник