Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение А
(обязательное)
Согласование между автоматическим выключателем и другим устройством защиты от короткого замыкания, объединенными в одной цепи
А.1 Основные требования
Для обеспечения согласования между автоматическим выключателем С 1 и другим устройством защиты от короткого замыкания (далее - УЗКЗ), объединенными в одной цепи, необходимо учитывать характеристики каждого из устройств так же, как и их динамику поведения в этом объединении.
Примечание - УЗКЗ может включать дополнительные защитные устройства, например реле перегрузки.
УЗКЗ может состоять из плавкого предохранителя (или комплекта плавких предохранителей) (см. рисунок А.1) или другого автоматического выключателя С 2 (см. рисунки А.2 и А.3).
Сравнение индивидуальных рабочих характеристик каждого из двух объединенных устройств может быть недостаточным, поэтому необходимо обратить внимание на поведение данных двух устройств, включенных последовательно, поскольку полным сопротивлением устройств не всегда можно пренебречь. Рекомендуется это учитывать. Для токов короткого замыкания рекомендовано вместо времени сделать ссылку на I 2t. Предпочтительные модели для представления характеристик тока отсечки и сквозной энергии I 2t приведены в приложении K.
Автоматический выключатель С 1 часто соединен последовательно с другим УЗКЗ по причине способа распределения энергии, принятого для данной установки, или вследствие того, что отключающая способность при коротком замыкании одного С 1 может быть недостаточной для предложенного назначения. В таких случаях УЗКЗ может быть установлен в удалении от С 1. УЗКЗ может защищать линию питания нескольких автоматических выключателей С 1 или лишь одного автоматического выключателя.
В таком случае потребителю или компетентной службе приходится теоретически принимать решение о способах достижения оптимального уровня согласования. Настоящее приложение должно способствовать принятию данного решения и направлено на представление о типе информации, которую изготовитель должен предоставить потенциальному потребителю.
В приложении приведены также требования к испытаниям, если для предполагаемой области применения они необходимы.
Термин "координация" включает в себя рассмотрение селективности [см. IEC 60947-1:2007/Изм. 2:2014 (пункт 2.5.23), а также 2.17.2 и 2.17.3], а также рассмотрение резервной защиты [см. IEC 60947-1:2007 (пункт 2.5.24)].
Рассмотрение селективности может быть проведено теоретически или путем испытаний (см. А.5), в то время как для проверки резервной защиты обычно требуются испытания (см. А.6).
В зависимости от выбранного критерия при проверке отключающей способности при коротком замыкании возможно указание номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании I cu или номинальной рабочей отключающей способности при коротком замыкании I cs.
А.2 Область применения и цель
Настоящее приложение служит инструкцией и формулирует требования по согласованию автоматических выключателей с другими УЗКЗ, объединенными в одной цепи, как в отношении селективности, так и резервной защиты. Цель настоящего приложения - установить:
- общие требования к согласованию автоматических выключателей с другими УЗКЗ;
- методы и испытания (если необходимо), предназначенные для проверки условий соблюдения согласования.
А.3 Общие требования к согласованию автоматического выключателя с другим УЗКЗ
А.3.1 Общие положения
Теоретически согласование должно быть таким, чтобы выключатель С 1 срабатывал один при любых значениях сверхтока вплоть до номинальной отключающей способности при коротком замыкании I cu.
Примечание - Если значение ожидаемого тока повреждения в данной точке установки ниже номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании С 1, можно предположить, что включение в цепь УЗКЗ не связано с резервной защитой.
Практически получается следующее:
a) если значение предельного тока избирательности I s (см. 2.17.4) слишком низкое, существует опасность ненужной потери селективности;
b) если значение ожидаемого тока повреждения в данной точке установки превышает номинальную предельную отключающую способность при коротком замыкании С 1, УЗКЗ должен быть выбран таким образом, чтобы поведение С 1 соответствовало А.3.3, а ток согласования I B (см. 2.17.5), при его наличии, удовлетворял требованиям А.3.2.
При возможности, УЗКЗ следует размещать со стороны питания C 1. Если УЗКЗ размещен со стороны нагрузки, соединение между С 1 и УЗКЗ должно быть таким, чтобы свести к минимуму опасность возникновения короткого замыкания.
Примечание - Для заменяемых расцепителей все вышеуказанное применяют в каждом конкретном случае.
А.3.2 Ток согласования
С точки зрения резервной защиты ток согласования I B не должен превышать номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании I cu отдельного С 1 [см. А.3, перечисление а)].
А.3.3 Поведение автоматического выключателя С 1 в комбинации с другими УЗКЗ
Для всех значений максимального тока, вплоть до отключающей способности при коротком замыкании комбинации, С 1 должен соответствовать требованиям 7.2.5 IEC 60947-1:2007, а комбинация должна отвечать требованиям 7.2.1.2.4, перечисление а).
А.4 Тип и характеристики взаимодействующего УЗКЗ
По запросу изготовитель автоматического выключателя должен предоставить информацию о типе и характеристиках УЗКЗ, используемого совместно с С 1, и о максимальном ожидаемом токе короткого замыкания, на который рассчитана комбинация, при заданном рабочем напряжении.
Подробное описание УЗКЗ, использованного для любых проведенных испытаний, изложено в соответствии с настоящим приложением, а именно: наименование изготовителя, обозначение типа, номинальное напряжение, номинальный ток и отключающая способность при коротком замыкании должны быть указаны в протоколе испытаний.
Максимальный условный ток короткого замыкания [см. IEC 60947-1:2007 (пункт 2.5.29)] не должен превышать номинальную предельную отключающую способность при коротком замыкании УЗКЗ.
Если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель, он должен отвечать требованиям настоящего стандарта или любого другого соответствующего стандарта.
Если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель, он должен отвечать требованиям соответствующего стандарта на предохранители.
А.5 Проверка селективности
А.5.1 Общие сведения
Селективность, как правило, можно проверить теоретически, т.е. путем сравнения рабочих характеристик С 1 и соответствующего УЗКЗ (см. А.5.2), а также можно определить с помощью проведения испытаний (см. А.5.3).
В некоторых случаях испытания на нескольких устройствах в сочетании демонстрируют более высокий уровень I s, чем получаемый в ходе стендовых испытаний, например, когда:
- С 1 ограничивает ток, а в С 2 не предусмотрена специальная выдержка времени;
- время размыкания УЗКЗ менее того, которое соответствует одному полупериоду.
Для того чтобы получить более эффективную селективность, когда совместное УЗКЗ является автоматическим выключателем, для С 2 иногда предусмотрена преднамеренная кратковременная выдержка.
Селективность может быть частичной [см. рисунок А.3а)] или полной до номинальной максимальной отключающей способности при коротком замыкании I cu для C 1.
Две иллюстрации полной селективности представлены на рисунках А.2а) и А.2b).
А.5.2 Учет селективности в стендовом испытании
А.5.2.1 Селективность в зоне перегрузки
В данном подпункте рассмотрены два случая в зависимости от того, является УЗКЗ автоматическим выключателем или плавким предохранителем.
a) В случае автоматических выключателей, включенных последовательно, С 1 и С 2 можно определить селективность путем сравнения характеристик.
Селективность в зоне сверхтока с задержкой времени проверяют путем сравнения характеристик время/ток. Разделение характеристик по осям времени и тока обеспечивает избирательное срабатывание С 1 относительно С 2 в этой зоне. К характеристикам применимо допустимое отклонение, которое следует учитывать. Данные изготовителя должны отражать диапазон допустимых отклонений или иным образом указывать применимое допустимое отклонение согласно требованиям настоящего стандарта.
b) В случае автоматического выключателя С 1 с плавким предохранителем в качестве УЗКЗ селективность определяют путем сравнения характеристик.
Селективность в зоне перегрузки определяют путем сравнения характеристик время/ток. Разделение характеристик по осям времени и тока обеспечивает избирательное срабатывание С 1 относительно плавкого предохранителя в этой зоне. К характеристикам применимо допустимое отклонение, которое следует учитывать. Данные изготовителя должны отражать диапазон допустимых отклонений или иным образом указывать применимое допустимое отклонение согласно требованиям стандарта, применимого к изделию.
А.5.2.2 Определение селективности в зоне тока короткого замыкания
Определение по характеристикам времени/тока селективности между двумя автоматическими выключателями в зоне тока короткого замыкания [см. рисунок А.2а)] ограничено случаем, когда в С 2 предусмотрена функция задержки по времени срабатывания при коротком замыкании, реализованная на основе электронного расцепителя.
a) В случае автоматических выключателей С 1 и С 2, включенных последовательно, можно определить селективность путем учета сквозного тока.
Когда мгновенное расцепление С 2 зависит от электромагнитного воздействия (т.е. тепловой/магнитный или только магнитный автоматический выключатель) или в случае электронного устройства расцепления с мгновенным расцепителем, минимальный уровень селективности между двумя автоматическими выключателями в зоне тока короткого замыкания может быть определен нижеприведенным образом.
Селективность обеспечивается до уровня тока короткого замыкания, при котором пиковый проходной ток С 1 меньше пикового значения, соответствующего значению мгновенного тока короткого замыкания (I i) С 2 с учетом допустимого отклонения.
Примечание 1 - Пример расчета селективности
С 2 = 800 А МССВ; I i = 8 - 12 кА с.к.з (уставка 10 кА 20 %); С 1 = 125 А МССВ.
Минимальный уровень расцепления С 2 составляет = 11,3 кА пик.
Проходной ток С 1 при ожидаемом 15 кА с.к.з из-за ограничения тока С 1 составляет 11 кА пик по данным испытания.
Тем самым система является избирательной, как минимум, до ожидаемого 15 кА с.к.з.
Примечание 2 - Предел селективности, полученный таким способом, находится на пониженной стороне, а фактический предел, установленный данным способом, будет в большинстве случаев значительно выше.
b) Автоматический выключатель С 1 с плавким предохранителем в качестве УЗКЗ
Селективность в зоне тока короткого замыкания (см. рисунок А.1) определяют по характеристикам I 2t.
Предельный ток селективности I s - это максимальное значение, при котором проходной I 2t автоматического выключателя ниже I 2t перед образованием дуги на плавком предохранителе. В отсутствие фактической кривой применяют указанное изготовителем значение I 2t перед образованием дуги для плавкого предохранителя.
c) Плавкий предохранитель С 1 с автоматическим выключателем в качестве УЗКЗ
Селективность в зоне мгновенного расцепления при коротком замыкании определяют по проходному току плавкого предохранителя.
Предельный ток селективности I s - это максимальное значение, при котором пиковый проходной ток плавкого предохранителя ниже пикового значения, соответствующего мгновенному уровню расцепления I i автоматического выключателя с учетом допуска.
А.5.2.3 Определение предельного тока селективности для конкретных условий установки
Данные о пределах селективности могут предоставляться в форме таблиц, графиков или программных медиафайлов. Данные, полученные в ходе стендовых исследований или испытаний по настоящему стандарту, будут основаны на уровне ожидаемого тока короткого замыкания на входном устройстве С 2 и предположении о том, что скоординированные устройства находятся в непосредственной близости. На практике на предел селективности будет влиять полное сопротивление между двумя устройствами. Тем самым в практической ситуации учет ожидаемого тока короткого замыкания на нижестоящем автоматическом выключателе определяет более точное значение предела избирательности.
А.5.3 Избирательность, определяемая испытанием
Пример электрической схемы для испытаний приведен на рисунке А.5, где:
- С 1 может представлять собой автоматический выключатель в соответствии с настоящим стандартом или другим стандартом МЭК или плавкий предохранитель в соответствии со стандартом МЭК для плавких предохранителей;
- уставки С 1 и С 2 установлены на максимальный мгновенный уровень, если применимо.
Испытания при других уставках расцепителей могут быть проведены по усмотрению изготовителя, и в этом случае настройки расцепителя должны быть записаны в отчет об испытаниях.
Соединительные кабели должны быть включены, как указано в 8.3.2.6.4, за исключением того, что общая длина кабелей может быть распределена между стороной питания и стороной нагрузки С 1 и С 2, если это удобно.
Испытание должно состоять из операций О - t - СО, при этом операция СО выполняется путем замыкания нижестоящего устройства С 1. Если нижестоящее устройство является плавким предохранителем, операцию выполняют путем замыкания С 2.
Испытание проводят на уровне ожидаемого тока, к которому изготовителем заявлена селективность сочетания С 1 и С 2.
Полученные результаты:
- применяют подпункт 8.3.4.1.7 IEC 60947-1:2007;
- во время операции С 1 должен сработать, а С 2 не должен расцепиться. Если во время операции контакты С 2 моментально размыкаются, время между началом короткого замыкания и окончанием размыкания контактов С 2 должно быть менее или равно 30 мс. Фактическое значение должно быть указано в отчете об испытаниях;
- должна быть подтверждена возможность размыкания контактов С 2 с помощью стандартных рабочих средств.
А.6 Проверка резервной защиты
А.6.1 Определение тока согласования
Соответствие требованиям А.3.2 можно проверить путем сравнения рабочих характеристик автоматического выключателя С 1 и взаимодействующего УЗКЗ на всех уставках автоматического выключателя С 1 и, если необходимо, на всех уставках автоматического выключателя С 2.
А.6.2 Проверка резервной защиты
Резервная защита может быть проверена либо проведением испытаний, либо путем сравнения характеристик.
a) Проверка испытаниями
Соответствие требованиям А.3.3 обычно проверяют путем проведения испытаний по А.6.3. В этом случае должны быть соблюдены все условия испытаний, приведенные в 8.3.2.6, при регулируемых резисторах и катушках индуктивности для испытаний на короткое замыкание со стороны питания в соединении.
b) Проверка путем сравнения характеристик
На практике, если УЗКЗ является автоматическим выключателем [рисунки А.3а) и А.3b)], возможно сравнение производителем рабочих характеристик автоматического выключателя С 1 и взаимодействующего УЗКЗ, при этом особо рекомендуется учитывать:
- значение интеграла Джоуля С 1 при его I cu и это же значение УЗКЗ при ожидаемом токе комбинации;
- влияние на автоматический выключатель С 1 (к примеру, дуговой энергии, максимального пикового тока, тока отсечки) при пиковом рабочем токе УЗКЗ.
Пригодность соединения можно оценивать по полной максимальной рабочей характеристике I 2t УЗКЗ в диапазоне от номинальной отключающей способности при коротком замыкании I cu от С 1 до ожидаемого тока короткого замыкания данного назначения, но не более максимального допустимого I 2t для С 1 при его номинальной отключающей способности при коротком замыкании или другом, более низком предельном значении, указанном изготовителем.
Примечание - Если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель, теоретическое значение ограничивают I cu для автоматического выключателя C 1.
А.6.3 Испытания для проверки резервной защиты
Если автоматический выключатель C 1 оснащен регулируемыми максимальными расцепителями тока, рабочие характеристики должны соответствовать минимальным уставкам по времени и току.
Если автоматический выключатель C 1 может быть оснащен максимальными расцепителями мгновенного действия, то применяемые рабочие характеристики должны соответствовать характеристикам C 1, оснащенного такими расцепителями.
Если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель С 2, оснащенный регулируемыми максимальными расцепителями. применяемые рабочие характеристики должны соответствовать максимальным уставкам по времени и току.
Если взаимодействующее УЗКЗ состоит из комплекта предохранителей, испытание каждый раз следует проводить на новом комплекте предохранителей, даже если один из них во время предыдущих испытаний функционирует в установленном режиме.
При необходимости, должны быть использованы соединительные провода, как указано в 8.3.2.6.4, за исключением того, что если взаимодействующее УЗКЗ является автоматическим выключателем С 2, кабель полной длины (75 см), связанный с данным автоматическим выключателем, может быть установлен со стороны питания (см. рисунок А.4).
Каждое испытание должно состоять из цикла операций О-t-СО, выполняемых в соответствии с 8.3.5; операцию СО выполняют для автоматического выключателя С 1.
Испытание проводят с максимальным ожидаемым током для предлагаемого назначения. Он не должен превышать номинальный условный ток короткого замыкания [см. IEC 60947-1:2007/Изм. 2:2014 (пункт 4.3.6.4)].
Дальнейшее испытание должно быть проведено при значении ожидаемого тока, равном номинальной отключающей способности при коротком замыкании I cu или I cs С 1, для которого может быть использован новый образец автоматического выключателя С 1, а также если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель - новый образец С 2.
Во время каждой операции:
а) если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель С 2:
- или С 1 и С 2 должны сработать при обоих испытательных токах, тогда дальнейших испытаний не требуется.
Это общий случай, и он гарантирует только резервную защиту;
- или С 1 должен сработать, а С 2 должен быть в замкнутом положении в конце каждой операции при обоих испытательных токах, тогда не требуется дальнейших испытаний.
При этом требуется, чтобы контакты С 2 кратковременно размыкались во время каждой операции. В этом случае обеспечивается восстановление подачи питания в дополнение к резервной защите [см. рисунок А.3а), примечание 1]. Длительность прерывания подачи питания, при наличии, должна быть зарегистрирована,
- С 1 должен сработать при более низком испытательном токе, или С 1 и С 2 должны сработать при более высоком испытательном токе.
При этом требуется, чтобы контакты автоматического выключателя С 2 кратковременно размыкались при более низком токе. Дополнительные испытания должны быть проведены при промежуточных токах для установления наименьшего тока, при котором С 1 и С 2 срабатывают, вплоть до тока, при котором обеспечивается восстановление подачи питания;
b) если взаимодействующим УЗКЗ является предохранитель (или комплект предохранителей):
- в однофазной цепи по крайней мере один предохранитель должен перегореть;
- в многофазной цепи либо должны перегореть два предохранителя или более, либо один предохранитель должен перегореть, а автоматический выключатель С 1 - сработать.
А.6.4 Ожидаемые результаты
По IEC 60947-1:2007 (пункт 8.3.4.1.7 и 8.3.2.6.7) применяют первый абзац этого стандарта со следующим дополнением.
В результате испытаний, если С 1 является автоматическим выключателем, он должен соответствовать 8.3.5.4 и 8.3.5.5; если С 1 - предохранитель, он должен соответствовать применимым требованиям IEC 60269-1.
Кроме того, если взаимодействующим УЗКЗ является автоматический выключатель С 2, следует проверить вручную или другим соответствующим способом, что контакты автоматического выключателя С 2 не оплавились.
I - ожидаемый ток короткого замыкания; I cu - номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании (см. 4.3.6.2.2); I s - предельный ток селективности (см. 2.17.40); I B - ток согласования (см. 2.17.5); А - преддуговая характеристика плавкого предохранителя; В - рабочая характеристика плавкого предохранителя; С - рабочая характеристика автоматического выключателя без ограничения тока N (время отключения/ток и I 2t/ток)
По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо слов "2.17.40" следует читать "2.17.4"
Примечания
1 А считают нижним пределом, В и С - верхними пределами.
2 Неадиабатическая зона для I 2t показана пунктиром.
Рисунок А.1 - Согласование по сверхтокам между автоматическим выключателем и предохранителем или резервной защитой, осуществляемой предохранителем, рабочие характеристики
С 1 - токоограничивающий выключатель L (характеристика времени отключения); С 2 - ограничитель тока или автоматический выключатель без ограничения тока N (характеристика срабатывания). Значения I cu не указаны
Рисунок А.2а) - Токоограничивающий выключатель на выходе
С 1 - автоматический выключатель без ограничения тока N (характеристика времени отключения); С 2 - автоматический выключатель с преднамеренной задержкой срабатывания (ПЗС) (характеристика срабатывания). Значения I cu не указаны
Рисунок А.2b) - Выходной автоматический выключатель без ограничителя тока
Рисунок А.2 - Полная селективность между двумя выключателями
Рисунок А.3 - Резервная защита автоматическим выключателем. Рабочие характеристики
S - источник питания; V - вольтметр; Ur1, Ur2, Ur3, Ur4, Ur5, Ur6 - датчики напряжения; I 1, I 2, I 3 - датчики тока; L - реакторы; F - плавкий элемент [IEC 60947-1:2007, пункт 8.3.4.1.2, перечисление d)]; R 1 - регулируемый резистор; R L - сопротивление, ограничивающее ток повреждения; А - замыкающее устройство; В - временные перемычки для калибровки; W 1 - кабель длиной 75 см, калиброванный для УЗКЗ; W 2 - кабель длиной 50 см, калиброванный для С 1; W 3 - кабель длиной 25 см, калиброванный для С 1; УЗКЗ - автоматический выключатель С 2 или комплект из трех плавких предохранителей; N - нейтраль источника питания (или искусственная нейтраль); Т - земля, только одна точка заземления (со стороны нагрузки или источника питания); r - независимое сопротивление [IEC 60947-1:2007, пункт 8.3.4.1.2, перечисление b)]
Примечание 1 - Регулируемые нагрузки R 1 и L могут размещаться либо с высоковольтной, либо с низковольтной стороны цепи питания; замыкающее устройство А размещают с низковольтной стороны.
Примечание 2 - Ur1, Ur2, Ur3 могут альтернативно подсоединены между фазой и нейтралью.
Примечание 3 - Если устройства предназначены для использования в фазозаземленной сети, F должен быть подсоединен к одной фазе питания.
Примечание 4 - В США и Канаде (см. 4.3.2.1, примечание) плавкий элемент F должен быть подключен:
- к одной фазе питания для оборудования, маркированного одним значением U e;
- нейтрали для оборудования, маркированного двойным напряжением.
Рисунок А.4 - Пример испытательной цепи для испытаний на отключающую способность при условном токе короткого замыкания, показывающий схему соединений для трехполюсного автоматического выключателя С 1
S - источник питания; Ur1, Ur2, Ur3, Ur4, Ur5, Ur6, Ur7, Ur8, Ur9 - датчики напряжения; V - вольтметр; A - замыкающее устройство; R 1 - регулируемый резистор; N - нейтраль источника питания (или искусственная нейтраль); F - плавкий элемент [IEC 60947-1:2007, пункт 8.3.4.1.2, перечисление d)]; L - реакторы; R L - сопротивление, ограничивающее ток повреждения; R p - поляризующие резисторы; В - временные перемычки для калибровки; I 1, I 2, I 3 - датчики тока; Т - земля, только одна точка заземления (со стороны нагрузки или источника питания); r - независимое сопротивление [IEC 60947-1:2007, пункт 8.3.4.1.2, перечисление b)]; W 1 - кабель длиной 75 см, калиброванный для С 2; W 2 + W 3 - кабель длиной 75 см, калиброванный для С 1 (см. А.5.2); С 1, С 2 - испытуемые автоматические выключатели
Регулируемые нагрузки R 1 и L могут быть размещены либо с высоковольтной, либо с низковольтной стороны цепи питания; замыкающее устройство А размещают с низковольтной стороны.
Ur1, Ur2, Ur3 могут альтернативно подсоединены между фазой и нейтралью.
Если устройства предназначены для использования в фазозаземленной сети, F должен быть подсоединен к одной фазе питания.
Примечание 1 - В США и Канаде (см. пункт 4.3.2.1, примечание) плавкий элемент F должен быть подключен:
- к одной фазе питания для оборудования, маркированного одним значением U e;
- нейтрали для оборудования, маркированного двойным напряжением.
Примечание 2 - Поляризационные резисторы позволяют определять время размыкания контактов для двух устройств последовательно, причем это значение достаточно велико, чтобы не влиять на испытуемые устройства.
Рисунок А.5 - Пример испытательной цепи для проверки селективности
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.