Автомат с регулировкой тока отсечки – Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными 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:

220blog.ru

Основные характеристики автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

Основными характеристиками автоматического выключателя являются:

  • номинальное напряжение Ue;
  • номинальный ток In;
  • диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки Ir [1] или Irth [1] и защиты от короткого замыкания
    Im [1] ;
  • отключающая способность при коротком замыкании (Icu – для промышленных автоматических выключателей и Icn – для бытовых автоматических выключателей).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это то напряжение, при котором данный выключатель работает в нормальных условиях.

Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие импульсным перенапряжениям (см. подраздел Другие характеристики автоматического выключателя).

Номинальный ток (In)

Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных значений максимальной температуры токоведущих частей.

Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40 °C, оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50 °C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60 °C – лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.

Уменьшение номинального тока автоматического выключателя производится путем уменьшения уставки его теплового реле. Использование электронного расцепителя, который может работать при высоких температурах, обеспечивают возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уставками по току) при окружающей температуре 60 °С
или даже 70 °С.

Примечание: в автоматических выключателях, соответствующих стандарту МЭК 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный длительный ток.

Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок

Автоматическому выключателю, который может быть оборудован расцепителями, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению расцепителя с наивысшим уровнем уставки по току отключения.

Пример:
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными расцепителями с номинальными токами от 150 до 630 А. В таком случае номинальный ток данного автоматического выключателя составит 630 А.

Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)

За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Iв, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. Практические значения для схемы защиты).

Термореле обычно регулируются в диапазоне 0,7-1,0 In, но в случае использования электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет 0,4-1,0 In.

Пример (рис. h40):
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения:
Ir = 400 x 0,9 = 360 А.

Примечание: для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In.
Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.

Рис. h40: Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)

Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:

  • для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например МЭК 60898;
  • для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности МЭК 60947-2.

Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. h41, h42 и h43).

  Тип расцепителя Защита от перегрузки Защита от короткого замыкания
Бытовые автоматические
выключатели (МЭК 60898)
Термомагнитный (комбинирован.) Ir = In Нижняя уставка Тип B
3 In ≤ Im ≤ 5 In
Стандартная уставка
Тип C
5 In ≤ Im ≤ 10 In
Верхняя уставка
Тип D
10 In ≤ Im ≤ 20 In [2]
Модульные промышленные авт. выключатели [3] Термомагнитный (комбинирован.) Ir = In
(не регулируется)
Нижняя уставка Тип B или Z
3,2 In ≤ постоянная ≤ 4,8 In
Стандартная уставка
Тип C
7 In ≤ постоянная ≤ 10 In
Верхняя уставка Тип D или K
10 In ≤ постоянная ≤ 14 In
Промышленные автоматические выключатели (МЭК 60947-2) [3] Термомагнитный (комбинирован.) Ir = In (не регул.) Постоянная: Im = 7 — 10 In
Регулируется:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемая:

— нижняя уставка: 2 — 5 In
— стандартная уставка: 5 — 10 In

Электронный Большая выдержка времени
0,4 In ≤ Ir ≤ In
Короткая выдержка времени, регулируемая:

1,5 Ir ≤ Im ≤ 10 Ir
Мгновенное срабатывание (I), время не регулируется:
I = 12 — 15 In

[2] 50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).

[3] Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами МЭК. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.

Рис. h41: Диапазоны токов отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для низковольтных автоматических выключателей

Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя

Ir: уставка по току отключения при перегрузке (тепловое реле или реле с большой выдержкой времени)
Im: уставка по току отключения при коротком замыкании (магнитное реле или реле с малой выдержкой времени)
Ii: уставка расцепителя мгновенного действия по току отключения при коротком замыкании
Icu: отключающая способность

Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя

Гарантированное разъединение

Автоматический выключатель пригоден для гарантированного разъединения цепи, если он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к разъединителю (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте (см. Функции низковольтной аппаратуры: изолирование (отключение)). В таком случае его называют автоматическим выключателем-разъединителем и на его фронтальной поверхности наносят маркировку в виде символа

К этой категории относятся все низковольтные коммутационные аппараты компании Schneider Electric: Multi 9, Compact NS и Masterpact.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного автоматического выключателя связана с коэффициентом мощности (cos φ) поврежденного участка цепи. В ряде стандартов приводятся типовые значения такого соотношения.

Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:

  • коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании;
  • фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице, приведенной на рис. h44 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.

  • после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:

  —  электрическая прочность изоляции;
  —  разъединяющая способность;
  —  правильное срабатывание защиты от перегрузки.

Icu cosφ
6 kA < Icu ≤ 10 kA 0,5
10 kA < Icu ≤ 20 kA 0,3
20 kA < Icu ≤ 50 kA 0,25
50 kA < Icu 0,2

Рис. h44: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)

Примечания

[1] Величины уставок, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

ru.electrical-installation.org

Токовая отсечка: принцип действия

Содержание:
  1. Принцип работы токовых отсечек
  2. Особенности и виды токовых отсечек
  3. Видео: Релейная защита и токовая отсечка в действии

Релейная защита обеспечивает надежную и безопасную работу электрических сетей. Среди множества защитных средств широко используется токовая отсечка, принцип действия которой основан на резком повышении силы тока, на каком-либо участке защищаемой цепи. Данные устройства относятся к средствам быстрого действия. Они обладают селективностью и возможностью настроек в зависимости от максимального значения токов короткого замыкания. Чтобы обеспечить правильную эксплуатацию, нужно знать, как работает токовая отсечка.


Принцип работы токовых отсечек

При протекании в сети электрического тока ее элементы начинают нагреваться. Это так называемая рабочая температура, позволяющая функционировать в течение длительного времени в обычном режиме.

При коротком замыкании в сети происходит значительное возрастание силы тока. Как правило, это приводит к возгораниям, разрушениям и прочим негативным последствиям. Элементы, способные долго выдерживать действие короткого замыкания, экономически невыгодно производить.

Человек просто не успевает отреагировать на короткое замыкание в связи с высокой скоростью возрастания тока. Эту функцию берет на себя автоматика, в том числе и токовая отсечка. С помощью нее осуществляется контроль величины тока на участке цепи. Если сила тока возрастает и начинает превышать установленное значение, происходит срабатывание защиты и отключение участка.

Величина тока, вызывающая срабатывание защиты, носит название уставки.  Ее значение должно обеспечивать отключение цепи до того момента, когда начнутся разрушения. Для создания токовой отсечки существуют различные способы. Чаще всего эта процедура проводится с использованием электромагнитных реле. Замыкание контактов в этих устройствах происходит под влиянием электромагнитной силы. Таким образом, прибор подает сигнал, отключающий защищаемый элемент.  Этот же принцип применяется в различных конструкциях автоматических выключателей.

Эффективным средством защиты являются предохранители. Здесь ведущую роль играет температура, возрастающая под действием тока и оказывающая свое воздействие. Когда ее значение достигает определенного предела, происходит разрушение плавкой вставки предохранителя и разрыв электрической цепи.


Особенности и виды токовых отсечек

При коротком замыкании сила тока, проходящего через цепь, зависит от того места, где это произошло. Его величина возрастает по мере приближения к источнику тока. На основании этого свойства обеспечивается селективность токовых отсечек.

Защита должна срабатывать на том участке, для которого она предназначена. Поэтому, ее уставка превышает ток замыкания, произошедшего на другом участке. В данной ситуации защита не будет срабатывать при коротком замыкании вне своего участка.

В некоторых случаях селективность не является обязательной. Здесь осуществляется защита не отдельного участка, а всей линии с использованием дополнительных устройств дифференциальной защиты.

В зависимости от времени срабатывания все токовые отсечки разделяются:

  • Мгновенные. Их действие полностью зависит от собственного времени срабатывания. Основным пусковым элементом является токовое реле. В качестве промежуточных элементов используются реле, подающие отключающий сигнал сразу к расцепителю выключателя. Срабатывание таких устройств начинается в промежутке от 0,04 до 0,06 с.
  • С выдержкой времени. В их конструкцию включен элемент, позволяющий устанавливать заданное время. Диапазон срабатывания отсечки составляет от 0,25 до 0,6 секунд. Такие устройства получили название автоматических селективных выключателей.

Таким образом, токовая отсечка позволяет выполнять защиту самыми разными способами. В результате, обеспечивается надежная защита не только отдельных участков, но и полных электрических цепей.


electric-220.ru

2.3. Проверка и настройка автоматического выключателя.

Для нечастых пусков
и защиты асинхронных электродвигателей
применяются автоматические выключатели
серии АП-50Б, АП-2000. Автоматы представляют
собой коммутационный аппарат, в котором
совмещены выключатель и защита от
перегрузок и короткого замыкания. Защита
от перегрузок осуществляется тепловыми
расцепителями (по одному на каждую
фазу). Принцип их действия такой же как
и тепловых реле. Защита от короткого
осуществляется электромагнитными
расцепителями. Это токовые реле,
действующие на защелку автомата.

Тепловой расцепитель
регулируют на заводе и с помощью рычага
(Iн и 0.6 Iн). Токовый расцепитель
регулируют на заводе натяжением пружины,
удерживающей сердечник в отключенном
состоянии (при необходимости эта
регулировка делается при проверке
автомата).

При
наладке автоматов необходимо проверять
на стенде одновременность замыкания
контактов (см.рис3) и токи уставок тепловых

и электромагнитных
расцепителей. Проверка тепловых
расцепителей делается в следующем
порядке (последовательности) — каждый
тепловой расцепитель, а потом все три
элемента, соединенные последовательно,
при включенном автомате подвергаются
воздействию 2Iн автомата (двигателя).
Время срабатывания должно быть не более
100 сек [2]. После каждого испытания автомату
дают 2-3 минуты на остывание биметаллических
пластин. Проверка электромагнитных
расцепителей делается в следующей
последовательности: подбирается
эквивалентное сопротивление и по нему
пропускают ток, равный току уставки
электромагнитного расцепителя (ток
уставки указывается на крышке автомата).
Не изменяя испытательного тока,
переключают цепь с эквивалентного
сопротивления поочередно на полюса
выключателя.

При токе ниже тока
уставки на 15автомат
не должен срабатывать. При токе равном
и больше тока уставки на 15автомат должен мгновенно срабатывать.
Очень часто срабатывание происходит
при токе 6Iн , тогда надо регулировать
натяжение пружины электромагнитного
расцепителя.

Чтобы убедиться,
что отключение произошло от
электромагнитного, а не от теплового
расцепителя, необходимо сразу после
отключения включить автомат. Если
автомат сразу включается, значит,
отключение последовало от электромагнитного
расцепителя. Если автомат сразу не
включается, а после 2 минут, то отключение
произошло от теплового расцепителя.

3 Содержание отчёта.

Отчёт должен
содержать название работы, её программу,
схемы, используемые в работе, результаты
измерений и их анализ.

4 Контрольные
вопросы.

  1. Как
    устроены и работают тепловые реле,
    магнитный пускатель, автоматический
    выключатель?

  2. Чем
    объясняется значительный разброс
    времени срабатывания тепловых реле
    при одной и той же кратности тока?

  3. Как
    проводится проверка и настройка тепловых
    реле?

  4. Как
    проводится проверка и настройка
    магнитных пускателей?

  5. Как
    проводится проверка и настройка
    автоматических выключателей?

  6. К
    каким последствиям приводит отклонение
    от норм провала и растворов магнитного
    пускателя, начальное и конечное усилие
    нажатия контактной системы?

  7. 8.
    Как проверяется одновременность нажатия
    контактов многополюсных аппаратов? К
    каким последствиям приводит
    неодновременность замыкания контактов?

5. Литература.

.

  1. Прищеп
    Л.Г. Учебник сельского электрика. М.:
    Агропромиздат. 1986.-509с.

  2. Грундулис
    А.О. Защита электродвигателей в сельском
    хозяйстве. М.: Агропромиздат. 1988.-111 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА №4

Исследование защит
электродвигателя от аварийных режимов
работы

Цель
работы: Изучить принцип работы, конструкции
температурных защит типа УВТЗ ( УВТЗ-1,
УВТЗ-1М, УВТЗ-4Б ), фазочувсвительных
защит типа ФУЗ-М и других типов и
исследовать их.

studfiles.net

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:


zametkielectrika.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:

Iном.р. > Iном.дв. (1)

Ток срабатывания отсечки автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем:

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

Iотс. > 1,3*Iпуск.дв. (3)

Чувствительность отсечки проверяется при металлическом однофазном КЗ на выводах электродвигателя:

Iотс. < I(1)/1,5 (4)

где:

  • Iотс. – действительная величина тока отсечки;
  • I(1)— ток однофазного 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, либо установить выносную релейную защиту от однофазных КЗ.

Чувствительность отсечки к междуфазным КЗ обеспечивается, если:

Iотс. < I(2)/1,5 (5)

где:
I(2)— минимальный ток металлического двухфазного КЗ на выводах электродвигателя;

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 металлическим однофазным КЗ на выводах электродвигателя (I(1)= 3250 А).

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

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

Поделиться в социальных сетях

raschet.info

Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

yaelectrik.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о