Домой Электрика Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей

165
0

Классификация

Что такое селективность автоматов, можно представить в виде их подборок и схем подключения.

  1. Полная. При последовательном подключении нескольких аппаратов на сверхтоки реагирует тот, который расположен ближе к аварийной зоне.
  2. Частичная. Защита аналогична полной, но действует только до определенной величины сверхтока.
  3. Временная. Когда у последовательно подключенных аппаратов с одинаковыми токовыми характеристиками устанавливается разная временная выдержка на срабатывание с ее последовательным увеличением от участка с неисправностью до источника питания. Временная селективность автоматов используется с целью подстраховки друг друга по скорости отключения. Например: первый срабатывает через 0,1 сек, второй — через 0,5 сек, третий — через 1 сек.
  4. Токовая. Селективность аналогична временной, только параметром является максимально-токовая отсечка. Аппараты выбирают в сторону уменьшения уставки от источника питания до объектов загрузки (например, 25 А на вводе и далее, 16 А к розеткам и 10 А — к освещению).
  5. Времятоковая. В автоматах предусмотрена реакция на ток, а также — время. Автоматы делятся на группы A, B, C, D. На них организовать временную селективность при КЗ (коротком замыкании) сложно, поскольку характеристики аппаратов налагаются друг на друга. Максимальный защитный эффект достигается в группе A, которая применяется преимущественно для электронных цепей. Наиболее распространены устройства типа С, но бездумно и где попало устанавливать их не рекомендуется. Группа D применяется для систем электропривода с большими пусковыми токами.
  6. Зонная. За работой электросети следят измерительные устройства. При достижении порога уставки (заданного предельного значения) данные передаются в центр контроля, где выбирается автомат для отключения. Способ используется в промышленности, поскольку является сложным, дорогостоящим и требующим отдельных источников питания. Здесь применяются электронные расцепители: при обнаружении неисправности нижерасположенный автомат подает сигнал вышерасположенному и тот начинает отсчитывать интервал времени, составляющий около 50 мсек. Если расположенный ниже выключатель за это время не сработает, включается тот, который расположен выше по цепи.
  7. Энергетическая. Автоматы имеют высокое быстродействие, за счет чего ток КЗ не успевает достичь максимума.

4a14b8b65da3e0f6535b9bce8b28c4b3.jpg

Роль автоматических выключателей

Залогом безопасной работы электрической схемы служит чёткая система защиты, в основе которой лежит принцип разделения общей цепи на отдельные участки. Такое разделение позволяет быстро выявить неисправность и устранить её.

41d58ea4c07cfca69d82d8c6b2202138.jpg

Благодаря установке селективных выключателей удаётся добиться правильной совместимости всех используемых защит и обеспечить:

  • безопасность жизни людей и работы электроприборов;
  • автоматическое обнаружение неисправного участка и его ремонт;
  • снабжение электроэнергией участков цепи, расположенных в непосредственной близости к повреждённым зонам;
  • поддержку качества предоставляемой электроэнергии.

Тот факт, что однополюсные автоматические выключатели, монтированные на фазном проводе, справляются с функцией защиты сети, не означает, что от выключателей с двумя полюсами следует полностью отказаться. Именно такие устройства защищают систему от токов, сохраняющихся в нейтраль после отключения фазного провода.

Двухполюсные автоматы устанавливают на DIN-рейку распределительного щита вместо двух однополюсных приборов. Они показывают высокую эффективность работы в квартирах и частных домах. Отключение такого устройства служит гарантией безопасного проведения любых работ с электричеством.

Автоматический выключатель, имеющий два полюса, может выполнять роль защитного и управляющего механизма в системах с технологической (кинематической, механической и др.) связью. Если обеспечить питание двух таких устройств от независимых линий, то при выходе из строя одного из них произойдёт отключение другого.

В соответствии с правилами устройства электроустановок, выбор селективных выключателей следует осуществлять с учётом номинальных токов электроприёмников. Это поможет избежать срабатывания защитного оборудования при кратковременных перегрузках.

Виды защиты

Временная

В цепь подключается ряда автоматов, обладающих различной выдержкой по времени, но идентичными токовыми параметрами. В итоге приборы подстраховывают один другого от ближайшего к неисправной зоне до наиболее удаленного устройства. К примеру, сработка ближайшего произойдет спустя 0,02 с, последующего — через 0,5 с, последнего, если не произойдет сработки предыдущих- спустя 1 с.

0359f7921f32e2bcbf93c10d581b4a17.pngПринципиальная схема для выбора автоматических выключателей и УЗО по времени срабатывания

Про типы УЗО и его подключение подробно описано в статьях:

  • Какие типы УЗО существуют и в чем их различие?

По току

Принцип работы такого типа селективности одинаков с предыдущим, за исключением выдержки, происходящей по значению тока, а не по скорости сработки. Например, выключатели установлены на вводе 25А, затем на 16А, а после — на 10А. Срок сработки у всех приборов может быть равным.

dead120e2e1cbd8699fa5b26b291c98c.pngПринципиальна схема подбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

По зонам

При определении нарушения диапазона тока сработка прибора позволяет с наиболее возможной точностью выявить аварийную зону и прекратить ее питание.

Принцип логики

Такой тип селективности в сети организуется обмен данными между подключенными к сети по последовательной схеме защитными приборами со значительным количеством порогов избирательности. При этом появляется возможность изменения задержки срока срабатывания любой из защит.

e8633ce4a4497468112f5681a7f44fd0.pngПринцип действия схемы логической селективности позволяет выбрать требуемый отключающий автомат

В итоге происходит сработка именно тех защитных приборов, которые располагаются близко от поставщиков электропитания, а близкие к оборудованию не подключаются. Это позволяет сделать выбор в пользу автомата, отключающего подачу аварийного тока.

По направленности

Включение приборов защиты осуществляется по очереди, формируемой направленностью тока. С помощью вектора напряжения задается некая точка, по отношению к которой сам вектор обладает фазовым сдвигом. Реле при этом реагирует и на напряжение, и на поступающий ток. Подлежащая защите цепь приспосабливается к размещению как в отключаемой зоне, так и на участке, на котором не производится отключение.

a0c2cf917ec7c1d21bd94ce1dc3018fe.pngВключение устройств УЗО и выключателей, реализуемое по принципу направленности селективной защиты

При возникновении короткого замыкания в точке 1 устройство защиты D1 и выключатель, управляющийся им, среагируют, и будет произведено отключение. Сработки других приборов в этом случае не осуществится.

При возникновении короткого замыкания во 2-й точке обе защиты и выключатель не сработают.

Совет №2: Сборные шины оснащаются индивидуальной защитой.

Преимуществом такой схемы можно назвать простоту устройства. К недостатку следует отнести необходимость установки вспомогательного оборудования — трансформаторов напряжения, требующихся для выявления направленности тока.

По принципу дифференцирования

Такой тип селективности свойственен цепям с подключением мощных потребителей.

Отступления параметров токов по фазе и амплитуде в пунктах А и В будут определяться как аварийные. При нештатном событии за границами зоны АВ не фиксируются. Защита сработает при условии превышения величиной тока IA величины тока IB. Для реализации такого принципа требуется установка трансформаторов тока особых типов, позволяющих выстроить надежную защиту от процессов, оказывающих воздействие на сработку приборов:

  • намагничивающего тока трансформатора;
  • насыщения датчиков тока и образующегося тока погрешности;
  • емкостного элемента тока ЛЭП.

9185dda93f539c8eea84808f951ec734.pngПринцип селективной дифференциальной защиты при подключении оборудования со значительной мощностью

Преимуществами такого метода являются:

  • высокий уровень чувствительности;
  • высокая скорость отключения в защищаемой зоне.

К минусам относятся:

  • немалая стоимость;
  • повышенные требования к сотрудникам, получивших доступ к работе с защитой;
  • необходимость обустройства наибольшей токовой защиты при возникновении нештатных событий.

Как выбрать автоматы защиты по их характеристикам

Автоматы защиты в

должны отвечать за каждый участок электропроводки и подключенное к ней оборудование. То есть, каждый автомат может своевременно обесточить только один участок цепи, оставив остальные электроприборы и сеть в рабочем состоянии. Кроме того, при необходимости автомат может быть отключён вручную, например, для ремонтных работ или замены оборудования.

Чтобы

селективность автоматических выключателей

соответствовала максимальному уровню обеспечения безопасности, автоматика должна располагаться в два ряда. Первый ряд автоматов отвечает за каждый участок электропроводки и подключенные к ней приборы, а второй обеспечивает защиту уже всей проводки в помещении, отсекая его полностью от питания.



Автоматические выключатели, отвечающие за безопасность подключения оборудования на каждом участке должны иметь меньший ампераж, чем главные автоматы, обеспечивающие защиту всей сети. Принцип селективности автоматических выключателей обеспечивает подобное условие. То есть, первый ряд автоматов будет отключать питание при возникновении короткого замыкания прежде главных автоматов и оставит в работе другие участки электроцепи помещения.

Что такое селективность защиты

Электрическая сеть состоит из множества цепей. Каждая из них включает те или иные элементы с соответствующими функциями, соединённые между собой и нейтралью с определённым способом заземления. Для того чтобы эта сеть работала наиболее эффективно необходимо создавать надёжную изоляцию аварийных участков сети оставляя остальные электрические цепи нормально функционирующими.

Селективность или иначе избирательность защиты является таким принципом работы, при котором аварийные электрические цепи отключаются максимально быстро, а остальные продолжают работать без какого-либо влияния произошедшего отключения. Различают такие разновидности селективности:

  • временную. Работает в сети с установленными защитными устройствами максимального тока. Выдержка времени срабатывания устанавливается прямо пропорционально удалённости места расположения реле максимального тока от источника питания.
  • По току. За основу берётся обратно пропорциональная зависимость тока срабатывания защитного устройства от удалённости места его установки от источника питания.
  • Логическую. Этот вид избирательности применяется для улучшения селективности по времени. Его целью является минимизация сроков ремонта в повреждённой электрической цепи.
  • Направленную. Применяется в сети с разветвлением аварийного тока при наличии в ней максимальной направленной токовой защиты.
  • Дифференциальную. Защитное устройство сравнивает величины тока в начале и конце защищаемой электрической цепи.
  • комбинированную. Использует ту или иную комбинацию селективностей применительно к структуре электрической цепи и задачами, поставленными перед системой защиты этой цепи.

Особенности перегрузок

  • Ток перегруза — параметр, который незначительно отличается от номинального тока. Он может иметь кратковременный характер, поэтому в мгновенном отключении нетнужды — процесс происходит с задержкой. Для каждой цепи может устанавливаться свой допустимый параметр перегрузки (иногда их несколько).
  • Ток КЗ — параметр, который в десятки, а то и в сотни раз превышает номинальный ток. Как следствие, расцепитель автомата быстро диагностирует КЗ и производит отключение. Важный момент — время отключение, которое должно быть минимальным (как правило, оно исчисляются долями секунд). Чем быстрей отключится поврежденный участок, тем ниже риски повреждения проводов и электроприемников.

Функции и задачи селективности

Основной задачей селективной защиты является функция обеспечения стабильной работы и безопасной эксплуатации электроустановок. При возникновении аварийных ситуаций, поврежденный участок определяется практически мгновенно и сразу же отключается, не нарушая работу исправных мест. За счет селективности значительно снижается нагрузка на электроустановки, уменьшаются негативные последствия от действия короткого замыкания.

63b36e5b7dac37f6fa4a0cc1ec71e436.jpg

Четкая и слаженная работа защитных автоматических устройств максимально обеспечивает требования, предъявляемые к бесперебойному электроснабжению. В результате, селективность автоматического выключателя сохраняет непрерывность всех технологических процессов с участием электроустановок. Отключенные участки никак не влияют на их стабильную работу.

Основное правило устройства селективной защиты предполагает установку автоматов с номинальным током, более низким, чем у вводного устройства. Суммарно они могут превышать номинал группового автомата, но по отдельности каждый из них должен быть хотя-бы на одну ступень ниже. То есть, при установке вводного устройства на 50 А, следующий прибор на линии будет иметь номинал не выше 40 А. Первым всегда срабатывает автомат, ближе всего расположенный от места повреждения.

63cad27f77fd97077a1cdbc66cfd2987.jpg

Селективность автоматов обеспечивается их конструкцией. Включение и отключение питания выполняется специальным рычажком. Неподвижные контакты соединяются с клеммами, к которым, в свою очередь, подключаются проводники. Быстрое размыкание осуществляется с помощью подвижного контакта, соединенного с пружиной. Расцепление обеспечивается биметаллической пластиной, изгибающейся после нагрева в случае превышения током своего предельно допустимого значения.

Для настройки токов срабатывания имеется регулировочный винт. В совокупности все элементы способствуют быстрому определению неисправного участка и отсечению его от работоспособных частей.

Основным принципом селективности считается поочередное срабатывание защитной аппаратуры. В случае отступлений от норм, произойдет перегрев не только автоматов, но и электропроводки. В результате, возникают аварийные ситуации с серьезными негативными последствиями.

Карта селективности

b94d61528d882bb15082556ded8c6248.pngДля того чтобы обеспечить максимальную защиту автоматических выключателей, нужна специальная карта селективности или её графическое изображение. Эта карта представляет собой своеобразную схему, где отображаются все совокупности токовых характеристик используемых устройств в электрической сети (пример представлен ниже).

Одно из основных правил защиты выключателей – все автоматы должны быть подключены друг за другом по очереди. Карта селективности предназначена для изображения характеристик всех этих приборов. Для её создания необходимо придерживаться ряда правил:

  • Установки защит должны исходить из одного напряжения;
  • Рисуя карту нужно правильно выбрать масштаб, чтобы были изображены все расчётные точки;
  • Помимо характеристик автоматов, следует указать максимальные и минимальные значения коротких замыканий в точках системы.

Как показывает практика, селективность защиты требуется не всегда. Её применяют, только если есть риск серьёзных повреждений. Когда при расчёте получаются высокие значения номиналов автоматов, рекомендуется установить рубильники или специальные селективные устройства.

Селективность по времени

Область применения – радиальные сети. Отсчёт времени установленной выдержки начинается при превышении тока срабатывания реле. Обязательным условием является согласование пороговых значений срабатывания токовых реле. Возможны два типа схем избирательности по времени в зависимости от того, какой тип временной выдержки используется.

Независимая выдержка времени реле.

31abc707ebb8864f6ea6f6725e0dae39.png

Зависимая выдержка времени реле.

963ac404fb0d113bfcefc705ad02acd4.png

b1b4362563118a450562a502b80997f4.png

В радиальной сети имеющей уровни защиты А, В и С при коротком замыкании каждое из защитных устройств на своём уровне фиксирует его (изображение слева). Но для каждой из них установлена своя выдержка времени. При этом уровень D должен отключаться первым, затем может отключиться уровень С. потом В и в последнюю очередь уровень А. Но если с отключением уровня D проблема исчезла, защитные устройства предыдущих уровней переходят в режим ожидания. Интервал селективности определяется разностью между временами отключения защитных устройств соседних уровней и включает в себя несколько временных составляющих, изображённых ниже:

91d33db7ec8b7b660b85c162c34b2656.png

  • Простое устройство и наличие резервирования срабатыванием на каждом уровне являются преимуществами временной избирательности.

Какая бывает селективность

Селективность – очень важное качество при построении защиты сети и поэтому она закладывается еще на этапе планирования проекта. Цель ее – найти неисправный участок сети и обесточить его, отключить от основной схемы, чтобы свести возможные потери от замыкания к минимуму

В зависимости от охвата зон защиты селективность бывает:

  • абсолютная (относится только к одному участку и осуществляет полный контроль на нем. Простейший пример этой селективности – предохранитель в приборе;
  • относительная (устройства, настроенные по этому принципу, действуют не только на своем участке, но и на соседних).

Если защиту настроить правильно она сможет не только определиться с местом и видом поломки, но и отличить внештатный но рабочий режим работы от такого, при котором может пострадать оборудование в сети.
Сети с абсолютной защитой встречаются реже, чаще всего это сети до тысячи вольт. В то время как в высоковольтных сетях обычно используют оба вида защиты. Для этого используется целая система оборудования и программ, включающая приборы для точного измерения, системы, позволяющие обмениваться данными, оборудование, производящее взаимные блокировки, а также набор логических алгоритмов.

Представьте, что у нас есть два подключенных последовательно выключателя, которые защищают от тока, превышающего номинальное значение. При этом первый из них обесточивает участок, где произошло ЧП, а второй продолжает подавать напряжение по своему участку. Тут мы можем говорить об еще двух видах селективности:

  • полной (это когда первая линия защиты полностью сама ликвидирует повреждения без участия второй линии, в нашем случае – второго выключателя);
  • частичной (в этом случае первая защита срабатывает до конкретного предельного значения тока, после его превышения необходимо участие второй линии защиты).

Токи, которые ведут к срабатыванию защиты, можно условно разделить на зону перегрузок и зону коротких замыканий.

Релейная защита

К релейной защите, отключающей цепь при повреждениях, предъявляются такие требования:

  • селективность;
  • скорость реагирования;
  • чувствительность;
  • надежность.

Селективность можно назвать главным условием, обеспечивающим бесперебойность и непрерывность питания электрооборудования при наличии запасного источника.

Использование выключателей и реле с высокой скоростью реагирования исключается нарушение динамической устойчивости функционирующих параллельно синхронных агрегатов. Так устраняется основная причина самых тяжелых системных аварий с точки зрения непрерывной работы потребителей.

Релейная защита также должна обладать достаточной чувствительностью к повреждениям и нештатным режимам функционирования, возникающих на подлежащих защите элементах системы. Соответствия требованию необходимого уровня чувствительности во вновь создаваемых современных электросетях добиться очень сложно.

Требование надежности предъявляется в связи с тем, что защита сети должна безотказно и корректно функционировать и отключать оборудование при любом его повреждении и возникновении нарушений, препятствующих нормальному рабочему режиму.

Виды селективной защиты

Селективность защитной аппаратуры разделяется на следующие виды:

  1. Полная. Задействовано два аппарата с последовательным подключением, при воздействии сверхтоков срабатывает защита только одного, который находится ближе к зоне неисправности.
  2. Частичная. Подобна полной, но защита действует только до определенного показателя сверхтока.
  3. Временная. В цепь включается несколько автоматов с одинаковыми токовыми характеристиками, но разной выдержкой по времени. В результате от самого ближнего к неисправности, до самого отдаленного автоматического выключателя, аппараты друг друга страхуют (например, самый ближний сработает через 0,02 с, следующий через 0,5 с, ну и последний через 1 с, если остальные 2 не сработают).
  4. Токовая. Если говорить грубо, то принцип действия токовой селективности защит аналогичен временной, но только выдержка происходит не по времени, а по величине тока. К примеру, автоматические выключатели устанавливаются на вводе 25А, далее 16А, а потом 10А. При этом время отключения у них может быть одинаковое.
  5. Времятоковая. Кроме реакции механизмов защиты на ток, также определяется время этой реакции.
  6. Зонная. При выявлении нарушения порога тока срабатывание установки позволяет точно определить неисправную зону и отключить подачу электричества только в ней.
  7. Энергетическая. Все процессы по предотвращению поломки происходят в литом корпусе автоматического выключателя. Отключение происходит за такой малый срок, что отметка максимального значения тока не достигает своего результата.

Также селективность защиты может быть абсолютной и относительной. В первом случае отключается только поврежденный участок цепи. По такому принципу работают предохранители, установленные в электроприборах. Относительная селективность защищает не только «свой участок», но и соседний, если в нем не отработала абсолютная селективная защита.

Принцип дифференцирования

9421be2a07f60c4bbf8d896c5f57e740.png

Эта разновидность селективности характерна для электрических цепей с мощными агрегатами, такими как:

  • электродвигатели;
  • преобразователи напряжения;
  • электрогенераторы;
  • кабельные сети;
  • шины сборные.

Фазовые и амплитудные отклонения величин токов в точках А и В воспринимаются как авария. При этом аварийные события за пределами участка АВ не воспринимаются. Защита срабатывает если ток IA больше чем ток IB. Но при этом должны использоваться специальные трансформаторы тока, которые позволяют отстроить защиту от ненужных процессов, влияющих на срабатывание защиты, таких как:

  • ток намагничивания трансформатора;
  • насыщение токовых датчиков и возникающий при этом ток погрешности;
  • ёмкостная составляющая тока линии электропередачи.

Применение находят две схемы соответственно выбранному методу поддержания устойчивости работы защиты:

0490415e6050d4eb88f442000b3b9397.png

Преимуществами являются:

  • хорошая чувствительность;
  • большая скорость отключения в зоне защиты.

Недостатки:

  • дороговизна;
  • высокие требования к персоналу, допущенному к эксплуатации защиты ввиду её сложности;
  • требует установку максимальной токовой защиты на случай аварии.

Две зоны характеристик время-токового типа

Для более удобного понимания сути рассматриваемой темы определимся с такими понятиями, как «Зона КЗ» и «зона перегрузки»:

  1. Часть кривой характеристик, на которой отображаются параметры срабатывания устройства автоматического вида, спровоцированного тепловым расцепителем, именуется «Зоной перегрузки».
  2. Зона, где срабатывание происходит посредством магнитной защиты, называется «Зоной КЗ».

Схематическое изображение обеих частей выглядит следующим образом:

Чтобы получить полную картину всего происходящего, потребуется ввести новое понятие. Это – частичная и полная селективность приборов выключения автоматического типа. Точное определение достаточно сложно для восприятия большинства читателей, поэтому обозначим его в достаточно простом варианте. Селективность в общем виде можно обозначить, как свойство выключателей к выборочному отключению.

При полном варианте выполняется установка, обеспечивающая отключение в момент повреждения самого удаленного от вводного автомата, с продолжением функционирования остальных.

Частичный способ предусматривает такое срабатывание при меньших параметрах тока замыкания, а при токе полной величины это требование не выполняется.

Функции селективности

К основным функциям селективности относятся:

  • обеспечение условий безопасности электрооборудования и работающих с ним сотрудников;
  • мгновенное выявление и отключение от питания зон, в которых возникла неисправность без отключения подачи питания в зоны исправной работы электротехники;
  • минимизация влияния отрицательных последствий неисправности на работающие в нормальном режиме части оборудования;
  • снижение нагрузки на состоящие из нескольких частей установки, предотвращение возникновения повреждений в аварийной части системы;
  • гарантирование максимально продолжительного электроснабжения требуемого качества;
  • обеспечение непрерывности выполнения процесса функционирования;
  • выполнение необходимого уровня поддержки при неисправности защиты, работающей на размыкание;
  • выполнение поддержки наиболее приемлемого режима работы агрегатов;
  • обеспечение рационального и простого использования, экономически рациональной работы установок.

Что это такое

В первую очередь, понятие «селективность» включает в себя защитный механизм и отлаженную работу неких приборов, состоящих из отдельных элементов, последовательно подключенных между собой. Зачастую такими приборами служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО и т.д. Результатом их работы является предупреждение «сгорания» электромеханизмов в случае возникновения угроз. Схема селективной работы автоматических выключателей и УЗО в щитке предоставлена ниже:

dc065a7c4a805b85f909b75307ae6376.jpg

Преимуществом данной системы является ее свойство отключать лишь необходимые участки, при этом вся остальная система остается в рабочем состоянии. Единственным условием при этом остается согласованность защитных устройств между собой.

Что такое селективность защиты

Селективность (избирательность) — свойство релейной защиты, характеризующее способность выявлять именно поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать этот элемент от исправной части электроэнергетической системы (ЭЭС). Защита может иметь абсолютную или относительную селективность. Защиты с абсолютной селективностью действуют принципиально только при повреждениях в их зоне. Защиты с относительной селективностью могут действовать при повреждениях не только в своей, но и в соседней зоне. А селективность отключения поврежденного элемента ЭЭС при этом обеспечивается дополнительными средствами (например, выдержкой времени срабатывания).

«Селективность по сверхтокам (2.5.23)

Координация рабочих характеристик двух или нескольких устройств для защиты от сверхтоков с таким расчетом, чтобы в случае возникновения сверхтоков в пределах указанного диапазона срабатывало только устройство, предназначенное для оперирования в данном диапазоне, а прочие не срабатывали”, при этом под сверхтоком понимается ток с более высоким значением, чем номинальный ток, вызванный любой причиной (перегрузка, короткое замыкание и т.д.). Таким образом, существует селективность между двумя последовательными автоматическими выключателями в отношении сверхтока, который протекает через оба выключателя, причем автоматический выключатель со стороны нагрузки размыкается, обеспечивая защиту цепи, а автоматический выключатель со стороны питания остается замкнутым, обеспечивая подачу питания остальной части установки. Определения полной и частичной селективности, с другой стороны, приведено в Части 2 того же ГОСТ Р 50030.2 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2: Автоматические выключатели.”

«Полная селективность (2.17.2)

Селективность по сверхтокам, когда при последовательном соединении двух аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляет защиту без срабатывания второго защитного аппарата.”

«Частичная селективность (2.17.3)

Селективность по сверхтокам, когда припоследовательном соединении двух аппаратов защитыот сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляетзащиту до определенного уровня сверхтока безсрабатывания второго защитного аппарата.”Можно говорить о полной селективности, когдаобеспечивается селективность для любого значениясверхтока, возможного в установке.О полной селективности между двумя автоматическимивыключателями говорят, когда обеспечивается селективность до меньшего из значений Icu двух автоматических выключателей, так как максимальный ожидаемый ток короткого замыкания (КЗ) установки в любом случае будет ниже или равным наименьшему значению Icu двух автоматических выключателей.

О частичной селективностиговорят, когда обеспечивается только селективность до определенного значения тока Is (предельный ток селективности). Если ток превышает это значение, то селективность между двумя автоматическими выключателями более не может быть обеспечена. О частичной селективности между двумя автоматическими выключателями говорят, когда обеспечивается селективность до определенного значения Is, которое ниже значений Icu двух автоматических выключателей. Если максимальный ожидаемый ток КЗ установки ниже или равен току селективности Is, говорят о полной селективности.

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.

Редакторы сайта рекомендуют ознакомиться с лучшими брендами розеток и выключателей.

Селективность по току

Этот вид селективной защиты устанавливается в каждой электрической цепи в её начале. Если в электрической сети, состоящей из этих цепей, происходит короткое замыкание. ток увеличивается соответственно её импедансу. При этом индуктивность ограничивает скорость нарастания тока и существует некоторая минимальная величина его. Эта величина и является порогом срабатывания защиты.

При этом защитные устройства могут сработать и при несколько меньших значениях силы тока, если это необходимо. Но величина тока срабатывания должна находиться в диапазоне значений силы тока, которое будет больше чем при коротком замыкании за пределами области покрытия защиты. Пример токовой защиты цепи с трансформатором, подключенным между кабельными линиями электропередачи, показан на изображении ниже:

545b6b315aabe5aa19ab14fb2f40e5ca.png

Преимуществом избирательности по току является возможность реагирования только на повреждения внутри защищаемой области и в привязке к потребителю, исключая аварии вне защищаемой области. Отличается быстротой срабатывания, небольшой стоимостью и схемотехнической простотой. В этом её преимущество. Недостатком является сложность настройки избирательности последовательно установленных устройств защиты при их расположении в соседних областях из-за похожести параметров процессов, определяемых аварийными ситуациями.

Подбор автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

2c789ead5613487a02417506d7b98305.jpgселективность по току сробатывания

Представленная схема показывает принцип выбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания. Здесь выполняется тот же принцип, что и в предыдущей схеме: вначале должны работать защиты, ближайшие к месту повреждения, а их резервированием занимаются аналогичные устройства следующей, второй очереди.

При КЗ в цепях потребителя №3, 4, или 5 отключаются вначале автоматический выключатель поврежденного участка, а автомат №2 резервирует его работу. В свою очередь, исправность защиты распределительного щита страхует выключатель №1 ГРЩ.

Устройство защитного отключения контролирует состояние схемы на отсутствие токов утечек. Наибольшее значение уставки в 300 mA назначается защитам ГРЩ №1. Самые маленькие уставки 30 mA выставляются на УЗО конечных присоединений. В РЩ головное УЗО №2 настраивается на срабатывание промежуточных значений 100 mA.

На практике уставки для защит выставляются по комбинированному методу с учетом совмещения принципов селективности по времени, току и другим параметрам, дополняющих надежность рабочей схемы.

Решаемые задачи

Принцип селективности позволяет обеспечить:

  • электробезопасность оборудования и людей;
  • автоматическое определение зоны неисправности и ее локализацию;
  • снабжение электричеством исправных участков, смежных с поврежденным;
  • поддержание качества электроэнергии для всех потребителей.

По этим причинам избирательность защитных устройств следует всегда учитывать на практике для выбора аппаратуры при прокладке электрической проводки для надежной эксплуатации электрооборудования.

Как выбрать автоматический выключатель

Нельзя приобретать автомат с поврежденным корпусом, с видимыми трещинами, сколами. Так же нельзя применять автоматы с большим, чем расчетный номинал тока. В первую очередь автоматический выключатель выбирается исходя из характеристик вашей электропроводки и нагрузок.

d9cf13b68292ace32c7278606d84addf.jpg

Как выбрать автоматический выключатель

Автоматы следует приобретать в специальных магазинах и известных производителей автоматических выключателей. Стоимость таких автоматов конечно выше, но она уйдет на второй план, если это касается вашей безопасности. Выбор автоматических выключателей осуществляют по таким критериям как;

— число полюсов автомата;
— длительное рабочее напряжение;
максимальный допустимый рабочий ток выключателя;
— отключающая способность;
— селективность автомата.

Определение числа полюсов автомата

Выбор числа полюсов автомата зависит от типа электросети. При однофазной сети число полюсов может быть 1 или 2, т. е. автомат может быть однополюсным или двухполюсным.

b42539c7557f4f6af052ef92586e085c.jpg

Подключение однополюсного и трехполюсного автоматического выключателя

В быту при однофазной сети на вводе и для отдельных автоматов используют однополюсные конструкции. Двухполюсные автоматы можно использовать на вводе. В этом случае вероятность срабатывания двухполюсного автомата увеличивается вдвое, в трехфазных сетях используют автоматы на три или четыре полюса.

Номинальное напряжение автомата

Пластиковый корпус автомата содержит сведения о его характеристиках и его рабочем напряжении, которое должно быть Uном ≥ Uсети равное или больше сетевого напряжения.

d7020ca4b32a51e887ef834364caee57.jpg

Основные характеристики автоматического выключателя маркированы на его корпусе

Выбор автоматического выключателя по току нагрузки

Для защиты электропроводки от перегрева при высокой нагрузке должны учитываться условия:

  1. Ток, потребляемый электрической цепью не должен превышать номинальный ток автомата, при этом номинальный ток автомата также не должен быть больше номинального расчетного тока для этого сечения проводов электропроводки.

Iэл <=Iном <=Iпров,
где, Iэл — номинальный ток нагрузки,
Iном — номинальный ток автомата,
Iпров — расчетный ток электропроводки.

  1. Ток срабатывания автомата от перегрузки должен быть в 1,45 раз меньше максимального значения тока электропроводки. Iперег <= 1,45 Iпров. Ниже приводится таблица для групп автоматов B, C, D характеристик срабатывания тепловой и электромагнитной защиты. Таблица 1.

c52ed548097bddba6d03d7705881bd52.jpg

По таблице видно, что автомат отключится при перегрузке в 13% номинального тока через время, равного или больше 1 часа. Если нагрузка достигнет 45% номинального значения тока, то тепловая защита автомата отключит нагрузку меньше чем за один час.

Для электромагнитной защиты автомата типа В с трехкратной перегрузкой, время срабатывания будет 0,1 секунды и больше, а при пятикратной перегрузке защита сработает за время меньше 0,1 секунды.

Отключающая способность

Это характеристика учитывает способность автомата отключать контакты без залипания от токов короткого замыкания. Эти значения токов к. з. указаны на корпусе выключателя.

Лучше выбирать автоматы с гарантированной способностью отключаться при токах к. з. равных 3 – 4,5 килоампер. На стоимость здесь не смотрят — это все-таки ваша безопасность.

Селективность автоматического выключателя

Значение селективности автомата показывает возможность автоматического выключателя отключать только те участки электрической цепи, где произошло короткое замыкание или перегрузка. Чтобы автомат обладал хорошей селективностью, нужно сделать правильный выбор по параметрам и классу автомата.

3879b98b91dd0847c1ade9ae36052ac9.jpg

Пример селективности автоматических выключателей

Для хорошей селективности вводной автомат должен иметь значение номинального тока больше, чем автоматы в группах, но не превышать максимальный ток электропроводки. В группах автоматы подбираются по току нагрузки данной группы. То есть при коротком замыкании на кухне, отключится автомат кухонной розеточной группы, а не освещения.

Тепловая нагрузка нескольких автоматов установленных в ряд

Когда автоматические выключатели расположены в электрощите в ряд, то температура автоматов вырастет и номинальный ток автомата уменьшится на поправочный коэффициент К таблицы 2.

1de7742cef99b31b78cae699d30989cf.jpg

На таблице 3 указана зависимость номинального тока от внешней температуры, которую также нужно учитывать при выборе автоматического выключателя.

068cdd43cdcbd2a834d63521e6ed0afd.jpg

Характеристики автоматов

Автоматический выключатель (АВ, автомат) — устройство, отключающее участок электрической цепи при возникновении в ней проблем (короткого замыкания, перегрузки и так далее). Автомат реагирует на превышение величины  тока выше допустимого параметра, разрывает участок и защищает электрооборудование от повреждения и возможного возгорания. Вообще, защита от повышенных токов — основа почти всех электрических цепей, возникшая еще на этапе становления электричества и применяемая до сих пор.

Любое устройство, реагирующее на повышенные токи и работающее по принципу МТЗ, выполняет несколько функций:

  1. Быстрый разрыв поврежденной цепи для защиты от распространения повреждения.
  2. Селективная работа и надежность. Здесь подразумевается определение завышенного тока и его безошибочное отключение автоматом, ближе всего находящимся к месту повреждения.

Правила составления карты селективности

Максимальное использование защитных свойств автоматических выключателей обеспечивается за счет составления специальной карты, отображающей селективность защиты электрической сети, с графическим обозначением всех возможных процессов. Она выполняется в виде схемы установленного образца, в которой указываются все токовые характеристики защитных устройств, включенных в конкретную электрическую сеть.

179296c2711ae0d9001ea2f05eeabb3f.jpg

При составлении карты должны соблюдаться определенные правила:

  • Все электроустановки должны быть подключены к общему источнику питания.
  • Все места расположения значимых расчетных точек должны нормально просматриваться, поэтому карта селективности выполняется в наиболее подходящем масштабе.
  • На схеме отмечаются защитные свойства каждого автомата, а также характеристики возможных коротких замыканий в различных точках с их минимальным и максимальным значением.
  • Характеристики автоматов наносятся последовательно, в соответствии с порядком их подключения. Для правильного построения схемы используются оси с основными показателями. На основании схемы составляется специальная таблица, облегчающая выбор защитных устройств.

На правильно составленной карте отображается полная картина об уставках автоматов, согласованных между собой. Это дает возможность сравнивать параметры защитных устройств и общую селективность защиты. Сама карта в первую очередь строится на основе осей времятоковых характеристик и их разновидностей. Как правило, в одной этой схеме отображаются параметры двух или трех автоматов. Горизонтальная ось абсцисс содержит токовые величины (в кВт), а на вертикальной оси ординат отмечается время (с).

Ускорить составление карты помогает специальная программа, которую можно легко найти в интернете. Иногда такие схемы отсутствуют в проектной документации на электрооборудование. Это может привести к нарушениям установленных норм и отключениям питания потребителей.

Основные методы обеспечения селективности

Комплектация приборов в единую систему происходит в соответствии с главным требованием – при любом возникновении аварийной ситуации или образовавшемся повреждении должен сработать автомат, находящийся от места замыкания на самом приближенном расстоянии, а все остальные приборы находятся по-прежнему в замкнутом положении. Примером может быть неисправность поблизости розетки, когда происходит срабатывание выключателя розеточной группы определенного помещения, а все другие приборы продолжают находиться в рабочем состоянии.

Необходимо детальнее определится с практически существующими способами:

Токовая селективность

Вид, при котором существует прямая зависимость между силой тока при коротком замыкании и минимальным расстоянием от участка замыкания к источнику – токовая селективность. На практике этот метод выглядит следующим образом – со стороны питания производится установка автомата с защитой такого исполнения, которое не допускает срабатывания при возникновении на участке нагрузки короткого замыкания.
Для отключения автомата в случае замыкания его установка должна быть выполнена на стороне нагрузки. Наглядное изображение этого типа селективности выполнено на рисунке ниже:

6e7939fdf861fda44c88171dbc9411c9.jpg

Временной тип

На время срабатывания влияет следующий вид селективности – временной. Он выполняется способом установки автомата вблизи источника питания. При этом в первую очередь по отношению к месту замыкания будет срабатывать ближайшее к нему устройство. А все остальные из-за большего времени отключаться не будут.

Зонная селективность

Передача сигнала блокировки на уровень защиты с более высокими параметрами выполняется автоматом в случае превышения уставки тока короткого замыкания. Выключатель выполняет функцию проверки до момента срабатывания поступления такого же сигнала с нагрузочной стороны. Этим способом осуществляется срабатывание только в случае сигнала со стороны питания, все другие устройства будут находиться во включенном состоянии.

На рисунке изображен процесс в схематическом виде:

a45d862e95a26ec7a4f903a351b60f71.jpg

Времятоковая селективность

Большую актуальность данный тип имеет во всех защитных устройствах, обладающих времятоковыми характеристиками. Главный принцип рассматриваемого вида селективности состоит в потребности правильного подбора выключателей с такими параметрами, которые способны обеспечить более быстрое срабатывание системы защиты с нагрузочной стороны. Это должно происходить при любых параметрах тока гораздо быстрее, чем срабатывание выключателя со стороны источника питания.

Объективный анализ подобного явления возможен при рассмотрении самых плохих условий. Для примера попробуем разобраться в происходящем, допуская срабатывание выключателя со стороны питания по собственной нижней кривой, а устройство с нагрузочной стороны отключается на самом пике верхней кривой. Непременное условие состоит в том, чтобы зоны срабатывания для обоих приборов никоим образом не пересекались.

Вот как это выглядит в нашем конкретном случае – имеется схема, в которую входят автоматы «А» и «В». По заданным параметрам селективности необходимо, чтобы при токе одинакового значения первым всегда срабатывало устройство «В».

f65f81aa31b90d9735a366aafa5eaef4.jpg

На рисунке, расположенном вверху, вы можете увидеть наиболее подходящий вариант расположения времятоковых кривых для обоих автоматов.

3ff4ebeff5b88cad08c9e6c2bef7eb53.jpg

На представленном изображении можно убедиться в том, что при одинаковом значении тока первым произойдет отключение прибора «В».

Срабатывание данного устройства обеспечивает необходимую селективность. Итогом этого процесса является то, что питающая среагировавший автомат шина останется под напряжением.

Избежать негативных последствий перенапряжения или замыкания и обеспечить качественную защиту системы проводки можно проверенным способом. Еще на этапе проектирования и в процессе планировки схемы электроцепей и оборудования требуется тщательная разработка с обязательным учетом параметров селективности.

Таким образом, потребитель получает в свое распоряжение функцию автоматического определения зоны, где возникла неисправность, и локального отключения определенного участка без потери работоспособности остальных.

Все используемое оборудование снабжается максимально эффективной защитой, что обеспечивает безопасность людей и значительно повышает сроки эксплуатации электропроводки и бытовых приборов.

Селективные автоматы

Рассмотрим работу селективной защиты на примере автомата АВВ S750DR, в которых обеспечивается селективность автоматов за счет наличия дополнительного токового пути, не размыкающегося после сработки главного контакта при коротком замыкании.

При выключении расположенной ниже аварийной зоны селективной клеммой создается задержка по времени сработки. Основная клемма селективного автомата при этом под действием пружины возвращается в исходное положение. При продолжении поступления сверхтока тепловая защита и в главной, и во вспомогательной цепях отключается. Селективная пластина при этом продолжает препятствовать механизму размыкания — пружина не может обратно изолировать основную клемму.

Ограничение автомата по току обеспечивается наличием селективного резистора на 0,5 Ом и значительного дугового сопротивления внутри самого устройства.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here