Приложение А (обязательное). Аппараты для прямой коммутации единичного двигателя

Приложение А
(обязательное)

Аппараты для прямой коммутации единичного двигателя

A.1 Общие положения

Выключатели, выключатели-разъединители и комбинированные устройства с плавкими предохранителями, предназначенные для прямой коммутации единичного двигателя, должны удовлетворять дополнительным требованиям настоящего приложения.

Эти требования в основном аналогичны соответствующим пунктам IEC 60947-4-1:2018, и аппарат, отвечающий требованиям данного приложения, должен иметь в маркировочных данных обозначение категории применения в соответствии с таблицей A.1.

A.2 Номинальный режим эксплуатации

A.2.1 Повторно-кратковременный периодический или повторно-кратковременный режим работы

Согласно IEC 60947-1, 5.3.4.3 с нижеприведенными дополнениями.

В зависимости от возможного числа циклов оперирования аппараты делят на следующие классы:

1 - до 1 цикл/ч;

3 - до 3 цикл/ч;

12 - до 12 цикл/ч;

30 - до 30 цикл/ч;

120 - до 120 цикл/ч.

A.2.2 Кратковременный режим

Согласно IEC 60947-1:2020, 5.3.4.4.

A.3 Включающая и отключающая способность

Аппарат характеризуется включающей и отключающей способностями в зависимости от категорий применения согласно таблице A.2 (см. A.4).

A.4 Категория применения

В настоящем приложении к стандартным отнесены категории применения, перечисленные в A.2. Любая другая категория должна быть предметом соглашения между производителем и потребителем, но такое соглашение может быть заменено информацией, содержащейся в каталоге или заявке производителя.

Каждая категория характеризуется значениями токов и напряжений, выраженными в виде кратности номинального рабочего тока и номинального рабочего напряжения, и коэффициентами мощности или постоянными времени согласно таблице A.2, а также другими условиями испытания, входящими в определения номинальными включающей и отключающей способностям.

Для аппаратов, определяемых их категорией, не требуется отдельно указывать включающую и отключающую способности, т.к. их значения непосредственно зависят от категории применения, как это указано в таблице A.2.

Категории, приведенные в таблице A.2, соответствуют типичным областям применения, указанным в таблице A.1.

Таблица A.1 - Категории применения

Вид тока	Категория применения	Типичные области применения
Переменный ток	AC-2	Двигатели с контактными кольцами: пуск, торможение противовключением a), отключение
	AC-3	Двигатели с короткозамкнутым ротором c): пуск, остановка при вращении, реверс d), f)
	AC-3e	Двигатели с короткозамкнутым ротором с более высоким током неподвижного ротора e): пуск, отключение во время работы, реверс d), f)
	AC-4	Двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противовключением a), толчковый режим b)
Постоянный ток	DC-3	Двигатели с параллельным возбуждением: пуск, торможение противовключением a), толчковый режим b), динамическое торможение двигателей постоянного тока
Постоянный ток	DC-5	Двигатели последовательного возбуждения: пуск, торможение противовключением a), толчковый режим b), динамическое торможение двигателей постоянного тока
Коммутирование роторных цепей, конденсаторов или ламп с вольфрамовой нитью накаливания должно быть предметом соглашения между производителем и потребителем. a) Под торможением противовключением подразумевают остановку или быстрое изменение направления вращения путем переключения питающих соединений вращающегося двигателя. b) Под толчковым режимом подразумевают энергоснабжение двигателя посредством одно- или многократного замыкания цепи на короткое время для незначительных смещений приводимого механизма. c) Асинхронные двигатели конструкции N и H по IEC 60034-12. d) Под реверсом понимают обратное направление вращения путем обратного включения питающих соединений только во время вращения двигателя. e) Асинхронные двигатели конструкции NE и HE по IEC 60034-12 с расширенной/более высокой кажущейся мощностью заторможенного ротора по сравнению с конструкцией N и H соответственно для получения более высокого класса эффективности по IEC 60034-30-1. f) Категория AC-3 может предусматривать случайные повторно-кратковременные включения или торможение противотоком ограниченной длительности, например при наладке механизма; в эти ограниченные периоды число срабатываний не должно превышать пяти за 1 мин или свыше десяти за 10 мин.

Таблица A.2 - Номинальные включающая и отключающая способности, соответствующие различным категориям применения

Категория применения	Условия включения и отключения
	I c/I e	U r/U e	cos	Время включения, с b)	Время отключения, с	Число циклов оперирования
AC-2	4,0	1,05	0,65	0,05	c)	50
AC-3 e)	8,0	1,05	a)	0,05	c)	50
AC-3e e)	8,5	1,05	a)	0,05	c)	50
AC-4 e)	10,0	1,05	a)	0,05	c)	50
			L/R, мс
DC-3	4,0	1,05	2,5	0,05	c)	50 f)
DC-5	4,0	1,05	15,0	0,05	c)	50 f)
Категория применения	Условия включения
	I/I e	U/U e	cos	Время включения, с b)	Время отключения, с	Число циклов оперирования
AC-3	10	1,05 d)	a)	0,05	10	50
AC-3e	12 g)	1,05 d)	g)	0,05	10	50
AC-4	12	1,05 d)	a)	0,05	10	50
I - включаемый ток. Ток включения выражают как постоянный ток или среднеквадратичное значение симметричной составляющей переменного тока, при этом следует понимать, что для переменного тока пик асимметричного тока, соответствующий коэффициенту мощности в такой цепи, может принимать более высокое значение. I c - ток включения и отключения, выраженный как постоянный ток или как среднеквадратичное значение симметричной составляющей переменного тока. I e - номинальный рабочий ток. U - подаваемое напряжение. U r - восстанавливающееся напряжение промышленной частоты или постоянного тока. U e - номинальное рабочее напряжение. cos - коэффициент мощности испытательной цепи. L/R - постоянная времени испытательной цепи. a) cos  = 0,45 при I e  100 А, 0,35 при I e > 100 А. b) Время может быть менее 0,05 с, если до повторного размыкания контакты успевают занять первоначальное положение. c) См. таблицу A.3. Для U/U e приемлемо допустимое отклонение  20 %. e) Условия включения также нужно проверять, но они могут быть объединены в испытаниях включения и отключения по согласованию с производителем. В этом случае кратности тока включения должны быть выражены как I/I e, а ток отключения должен быть выражен как I c/I e. Время отключения берется из таблицы A.3. f) 25 циклов оперирования при одной полярности и 25 циклов оперирования при другой полярности. g) cos  = 0,35 при I e  100 A; cos  = 0,25 при I e > 100 А. Производитель может на свое усмотрение выбирать любой коэффициент I/I e в диапазоне между 12 и 13. В этом случае коэффициент мощности дается в следующих формулах: I e  100 A: cos  = 0,1  I/I e - 0,85; I e > 100 A: cos  = 0,1  I/I e - 0,95.

Таблица A.3 - Соотношение между током отключения I _c и временем отключения для проверки номинальных включающей и отключающей способностей

Ток отключения I c, А	Время отключения, с
I c 100	10
100 < I c 200	20
200 < I c 300	30
300 < I c 400	40
400 < I c 600	60
600 < I c 800	80
800 < I c 1000	100
1000 < I c 1300	140
1300 < I c 1600	180
1600 < I c	240

По согласованию с производителем время отключения можно сократить.

A.5 Срабатывание в рабочих условиях

Согласно IEC 60947-1:2020, 8.2.4.2 с нижеприведенными дополнениями

Аппараты должны безотказно включать и отключать токи в условиях, указанных в таблице A.4, в зависимости от категорий применения и числа циклов, приведенных в этой таблице.

Таблица A.4 - Работоспособность в процессе эксплуатации. Условия включения и отключения в зависимости от разных категорий применения

Категория применения	Условия включения и отключения
	I c/I e	U r/U e	cos	Время включения, с b)	Время отключения, с	Число циклов оперирования
AC-2	2,0	1,05	0,65	0,05	с)	6000
AC-3	2,0	1,05	а)	0,05	с)	6000
AC-3e	2,0	1,05	а)	0,05	с)	6000
AC-4	6,0	1,05	а)	0,05	с)	6000
			L/R, мс
DC-3	2,5	1,05	2,0	0,05	с)	6000 d)
DC-5	2,5	1,05	7,5	0,05	с)	6000 d)
I c - включаемый и отключаемый ток. Ток включения выражают как постоянный ток или среднеквадратичное значение симметричной составляющей переменного тока, но предполагают, что реальная величина - это пиковое значение, соответствующее коэффициенту мощности цепи. I e - номинальный рабочий ток. U r - восстанавливающееся напряжение промышленной частоты или постоянного тока. U e - номинальное рабочее напряжение. L/R - постоянная времени испытательной цепи. a) cos  = 0,45 при I e  100 А. 0,35 при I e > 100 А. b) Время может быть менее 0,05 с, если до повторного размыкания контакты успевают занять первоначальное положение. c) Эти показатели времени отключения не должны превышать значения, указанные в таблице A.3. d) 3000 циклов оперирования при одной полярности и 3000 циклов оперирования при другой полярности.

A.6 Механическая износостойкость

Согласно IEC 60947-1:2020, 8.2.4.3.1 с нижеприведенным дополнением.

Предпочтительное число циклов оперирования без нагрузки, выраженное в миллионах, выбирают из ряда:

0,001; 0,003; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3 и 1.

Если производитель не указал механическую износостойкость в кратковременном режиме эксплуатации, минимальная механическая износостойкость должна соответствовать 8000 ч оперирования при максимальной частоте циклов оперирования в зависимости от класса (см. A.2.1).

A.7 Коммутационная износостойкость

Согласно IEC 60947-1:2020, 8.2.4.3.2 с нижеприведенным дополнением.

Общее число циклов оперирования под нагрузкой должно быть указано производителем.

A.8 Проверка включающей и отключающей способностей

Согласно 9.3.4.4, но испытательные параметры должны соответствовать таблицам A.2 и A.3.

По согласованию с производителем испытания A.8 и A.9 могут быть проведены на одном и том же образце.

A.9 Испытание на срабатывание в процессе эксплуатации

Согласно 9.3.5.2, но испытательные параметры должны соответствовать таблице A.4.

По согласованию с производителем испытания A.8 и A.9 могут быть проведены на одном и том же образце.

A.10 Специальные испытания

A.10.1 Общие требования

Механическую и/или коммутационную износостойкость проверяют испытанием на срабатывание в процессе эксплуатации по A.9.

В аномальных условиях эксплуатации (см. также IEC 60947-1:2020, 8.2.4.3) могут потребоваться нижеприведенные испытания.

A.10.2 Испытание на механическую износостойкость

A.10.2.1 Состояние аппарата, подлежащего испытанию

Аппарат должен быть установлен так, как при нормальных условиях эксплуатации, в частности; проводники должны быть присоединены как в рабочих условиях.

Во время испытания в главной цепи не должно быть ни напряжения, ни тока. Допускается смазывать аппарат, если смазка предусмотрена при нормальных условиях эксплуатации.

A.10.2.2 Рабочие условия

Оперирование должно быть осуществлено как в нормальных условиях эксплуатации.

A.10.2.3 Методика испытаний:

a) испытания проводят при частоте оперирования, соответствующей данному классу кратковременного режима работы. Однако если производитель считает, что аппарат может удовлетворять требованиям при более высокой частоте оперирования, он вправе ее увеличить;

b) число циклов оперирования, подлежащих выполнению, должно быть не меньше числа циклов оперирования без нагрузки, указанного производителем;

c) после выполнения каждой десятой от общего числа операций перед продолжением испытания допускается:

- очистка всего аппарата без его разборки,

- смазка частей, для которых она предусмотрена производителем в нормальных условиях,

- регулирование хода и нажатия контактов, если конструкция аппарата допускает такую возможность;

d) такое обслуживание не должно допускать замену деталей.

A.10.2.4 Требуемые результаты

После испытаний на механическую износостойкость аппарат должен сохранять работоспособность в нормальных условиях оперирования и нормальных климатических условиях. Зажимы для присоединения проводников не должны быть ослаблены.

A.10.3 Испытание на коммутационную износостойкость

Коммутационная износостойкость аппарата характеризуется числом циклов оперирования под нагрузкой в зависимости от категорий применения согласно таблице A.5, выполняемых без ремонта и замены деталей.

Частоту и число циклов оперирования устанавливает производитель.

Испытания следует считать положительными, если значения, внесенные в протокол испытаний, отличаются только на величины, не выходящие за пределы допусков, указанных в IEC 60947-1:2020, 9.3.2.2.2.

Испытаниям должны подвергаться аппараты, состояние которых должно удовлетворять требованиям A.10.2.1 и A.10.2.2 при методике испытаний согласно A.10.2.3, при этом замена контактов не допускается.

После испытания аппарат должен удовлетворять нормальным условиям эксплуатации, указанным в 9.3.4.3, и выдерживать испытательное напряжение, равное удвоенному номинальному рабочему напряжению U _e, но не ниже 1000 В, подаваемому строго в соответствии с перечислением 4) b) IEC 60947-1:2020, 9.3.3.4.1.

Таблица A.5 - Проверка числа циклов оперирования под нагрузкой. Условия включения и отключения в зависимости от категорий применения

Категория применения	Значения номинального рабочего тока	Включение			Отключение
		I/I e	U/U e	cos  a)	I c/I e	U r/U e	cos  a)
AC-2	Все значения	2,5	1	0,65	2,5	1	0,65
AC-3	I e 17 А	6	1	0,65	1	0,17	0,65
	I e > 17 А	6	1	0,35	1	0,17	0,35
AC-3e	I e 17 А	6	1	0,65	1	0,17	0,65
	I e > 17 А	6	1	0,35	1	0,17	0,35
AC-4	I e 17 А	6	1	0,65	6	1	0,65
	I e > 17 А	6	1	0,35	6	1	0,35
		I/I e	U/U e	L/R b), мс	I c/I e	U r/U e	L/R b), мс
DC-3	Все значения	2,5	1	2	2,5	1	2
DC-5	Все значения	2,5	1	7,5	2,5	1	7,5
I e - номинальный рабочий ток. U e - номинальное рабочее напряжение. I - включаемый ток. При переменном токе ток включения выражают среднеквадратичным значением симметричной составляющей тока, но предполагают, что пиковое значение асимметричного тока, соответствующее коэффициенту мощности цепи, может быть гораздо выше. U - подаваемое напряжение. U r - восстанавливающееся напряжение промышленной частоты или постоянного тока. I c - включаемый и отключаемый ток. L/R - постоянная времени испытательной цепи. a) Допуск для cos :  0,05; b) Допуск для L/R:  15 %.

A.11 Работоспособность аппаратов с номиналом постоянного тока в условиях критического тока нагрузки

Главные цепи аппарата должны быть способны включать и отключать критический ток нагрузки согласно 9.3.9, что проверяют в цикле испытаний VI (см. 9.3.9).