Приложение F (справочное). Координация между АВО и устройством защиты от коротких замыканий (УЗКЗ), объединенными в одной цепи

Приложение F
(справочное)

Координация между АВО и устройством защиты от коротких замыканий (УЗКЗ), объединенными в одной цепи

Введение

В большинстве случаев применения АВО являются частью электрической системы, в которой два или несколько устройств защиты от сверхтока объединены в одной цепи.

Поэтому необходимо учитывать такие аспекты координации системы, как:

a) резервная защита;

b) селективность.

Настоящее приложение главным образом касается резервной защиты, но также дает некоторые ориентиры относительно селективности.

Резервная защита становится необходимой, как только ожидаемый ток короткого замыкания в месте установки АВО превысит номинальную наибольшую коммутационную способность АВО.

Если номинальная наибольшая коммутационная способность (см. 5.2.6) не указана изготовителем, следует использовать вместо нее номинальную коммутационную способность (см. 5.2.4).

Во многих местах ожидаемый ток короткого замыкания, как правило, превышает номинальную наибольшую коммутационную способность (или номинальную коммутационную способность, какая применяется) АВО.

Поэтому требуется, чтобы, несмотря на то, что АВО способны надежно отключать ожидаемый ток короткого замыкания, была предусмотрена соответствующая резервная защита как неотъемлемая часть оборудования или чтобы необходимость ее наличия была указана в инструкциях изготовителя.

Если максимальный ток повреждения превышает номинальную наибольшую коммутационную способность АВО, то требования могут быть соблюдены только в случае проверки должной координации между АВО и УЗКЗ.

В настоящем приложении показано, как на основе теоретических исследований и/или испытаний можно достичь координации.

Оно также определяет тип информации, которую следует предоставить в распоряжение предполагаемого потребителя.

F.1 Область применения

Настоящее приложение дает указания по координации между АВО и УЗКЗ, которое может быть либо плавким предохранителем, либо автоматическим выключателем.

Оно устанавливает:

- общие требования к координации АВО и объединенным с ним УЗКЗ;

- требования к резервной защите АВО, осуществляемой плавким предохранителем или автоматическим выключателем;

- взаимодействие АВО и УЗКЗ, для которых при определенных условиях можно путем теоретических исследований установить селективность и/или резервную защиту;

- методы проверки координации путем теоретических исследований;

- испытания, предназначенные для проверки того, чтобы условия для координации были соблюдены.

F.2 Общие требования к координации АВО и объединенным с ним УЗКЗ.

F.2.1 Общие положения

АВО, соединенный последовательно с УЗКЗ, может отключать токи короткого замыкания вплоть до предельного тока селективности без помощи УЗКЗ.

При токах выше, чем , АВО совместно с УЗКЗ должен надежно срабатывать при всех значениях сверхтока вплоть до условного тока короткого замыкания .

Для резервной защиты применяются следующие положения:

а) Если значение ожидаемого тока повреждения в определенной точке установки меньше номинальной наибольшей коммутационной способности АВО, можно допустить, что УЗКЗ включено в цепь с иной целью, чем резервная защита;

b) Если значение ожидаемого тока повреждения в определенной точке установки превышает номинальную наибольшую коммутационную способность АВО, УЗКЗ должно выбираться так, чтобы соблюдалось соответствие требованиям F.2.2 и F.2.3.

F.2.2 Требования, касающиеся резервной защиты

F.2.2.1 Основное поведение

Для всех значений сверхтока, превышающих , до номинального условного тока короткого замыкания включ., указанных для АВО и объединенным с ним УЗКЗ, операция включения АВО так же, как операция отключения этого объединения, не должна увеличивать внешние проявления факторов, которые могут представлять опасность для оператора или повышать пожароопасность. Для АВО 2-ой категории работоспособности названное объединение позволяло АВО оставаться годным для дальнейшей эксплуатации. Соответствие проверяется испытанием по 9.12.

F.2.2.2 Ток координации

Ток координации должен быть не более номинальной наибольшей коммутационной способности отдельного АВО ().

F.2.3 Требования, касающиеся селективности

Для всех значений сверхтока до предельного тока селективности включительно АВО должен отключить ток, не вызывая размыкания резервного автоматического выключателя или ухудшения дальнейшей эксплуатации резервного предохранителя.

F.2.4 Требуемая информация

Для проверки координированной защиты от короткого замыкания требуется информация относительно работоспособности АВО, а также УЗКЗ. Такая информация содержит:

для АВО:

- тип и номинальные параметры;

- рабочую характеристику;

- выдерживаемое значение ;

- номинальную наибольшую коммутационную способность ;

- номинальный условный ток короткого замыкания (см. 4.2.5);

- ток, при котором может произойти электродинамический отброс контактов;

- ток, при котором может произойти приваривание контактов.

Если УЗКЗ является автоматическим выключателем:

- тип и номинальные параметры автоматического выключателя;

- класс токоограничения, если имеется и применяется;

- рабочие характеристики автоматического выключателя.

Примечание - Данная информация содержит мгновенный ток отключения .

- значения время-токовых рабочих характеристик автоматического выключателя;

- номинальную наибольшую отключающую способность автоматического выключателя.

Следует сделать ссылку на соответствующий стандарт МЭК.

Если УЗКЗ является плавким предохранителем:

- тип и номинальные параметры плавкого предохранителя;

- рабочую характеристику;

- преддуговую характеристику;

- номинальную отключающую способность плавкого предохранителя.

Необходимо сделать ссылки на ГОСТ Р 50339.1, ГОСТ Р 50339.2, ГОСТ Р 50339.3, ГОСТ Р МЭК 60269-1.

F.3 Проверка координации

F.3.1 Общие положения, касающиеся условий проверки путем теоретических исследований

Если требуемая информация согласно F.2.4 (приложение F) применима, в некоторых комбинациях координация может определяться сравнением индивидуальных характеристик при условии, что АВО содержит только защиту от перегрузки и, кроме того, удовлетворяет следующим двум условиям:

a) ожидаемый ток короткого замыкания не превышает 1500 А;

b) электродинамический отброс контактов и приваривание контактов не происходят при токах величиной до номинальной наибольшей коммутационной способности включ.

Пример комбинации, координацию для которой можно проверить путем теоретического исследования, показан на рисунке F.1.

Рекомендуется для проверки координации при коротком замыкании, где применимо, предпочтительнее использовать характеристику , чем время-токовую характеристику.

Примечание - В настоящее время некоторые уместные характеристики не могут использоваться из-за того, что стандартами не указано, как они должны оцениваться. Пример такой характеристики приведен в F.3.2.1.

Для некоторых комбинаций индивидуальные характеристики могут подходить, но некоторые не позволяют сделать прогноз относительно поведения комбинации. Последовательное соединение двух автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями со сравнимыми интервалами времени мгновенного отключения может служить примером этого. Такая комбинация позволяет прогнозировать диапазон селективности путем теоретического исследования, но не позволяет осуществить проверку условного тока короткого замыкания без проведения испытаний.

F.3.2 Проверка селективности

F.3.2.1 Проверка селективности путем теоретического исследования

Для некоторых комбинаций селективность можно проверить путем наложения соответствующих характеристик, выполненных в одном масштабе.

Примеры приведены на рисунках:

- рисунок F.1 - для АВО с тепловым расщепителем с резервной защитой, осуществляемой автоматическим выключателем с тепловым-электромагнитным расцепителем;

- рисунок F.2 - для АВО с тепловым расцепителем с резервной защитой, осуществляемой плавким предохранителем;

- рисунок F.3 - для АВО с тепловым-электромагнитным расцепителем с резервной защитой, осуществляемой автоматическим выключателем с тепловым-электромагнитным расцепителем;

- рисунок F.4 - для АВО с гидравлическим-электромагнитным расцепителем с резервной защитой, осуществляемой автоматическим выключателем с тепловым-электромагнитным расцепителем;

- рисунок F.5 - для АВО с тепловым расцепителем с резервной защитой, осуществляемой автоматическим выключателем с гидравлическим-электромагнитным расцепителем.

В настоящее время в некоторых комбинациях селективность нельзя проверить теоретически, поскольку требуемая характеристика несрабатывания автоматического выключателя, осуществляющего резервную защиту (характеристика неселективности), неприменима. Речь идет о комбинации токоограничивающего АВО с условным автоматическим выключателем с тепловым-электромагнитным расцепителем, осуществляющим резервную защиту.

Кривые характеристик отключения позволяют изготовителю указать установленные пределы времени, которое проходит до момента отключения тока. Эти кривые относятся к ожидаемому току короткого замыкания. Требуемая кривая должна показывать ответ автоматического выключателя, осуществляющего резервную защиту, на импульсы тока короче полуволны и отличие от синусоидальной формы. Такие кривые в настоящее время не стандартизированы. Применение кривых, в настоящее время предусмотренных изготовителем автоматических выключателей резервной защиты, могло бы привести к неверным выводам. На рисунке F.6 приведен пример.

F.3.2.2 Проверка селективности посредством испытаний

Проверочные испытания необходимы, когда не выполняются условия, указанные в F.3.1. Это касается некоторых комбинаций АВО с автоматическими выключателями, осуществляющими резервную защиту, указанными в F.3.2.1. Это не относится к комбинациям АВО с плавкими предохранителями, где применяется преддуговая характеристика предохранителя.

F.3.2.3 Проверка

Испытания на проверку должны проводиться в соответствии с 9.12 с той разницей, что цикл операций при каждом испытательном токе должен быть О-t-О и коэффициент мощности должен быть 0,60,05. Испытание должно повторяться при более высоких испытательных токах до тех пор, пока не произойдет расцепление автоматического выключателя, осуществляющего резервную защиту. Наибольшее значение испытательного тока, при котором не происходит расцепление автоматического выключателя, осуществляющего резервную защиту, является предельным током селективности .

Один цикл испытаний должен повторяться на комбинации при этом токе.

F.3.3 Проверка координации резервной защиты

F.3.3.1 Проверка координации резервной защиты путем теоретического исследования

a) для АВО категории применения 1 (РС1: см. 4.2.5.1).

Соответствие требованиям F.2.2.2 не выполняют, поскольку для проверки необходимы испытания в соответствии с F.3.3.2.

b) для АВО категории применения 2 (РС2: см. 4.2.5.2).

Соответствие требованиям F.2.2 можно проверить теоретически, при условии выполнения требований F.3.1 и применения информации, указанной ниже:

- рабочая характеристика АВО;

- рабочая характеристика УЗКЗ;

- номинальная наибольшая коммутационная способность или, где необходимо, номинальная коммутационная способность АВО;

- максимальное значение , который способен выдержать АВО;

- пиковый ток, до которого не происходит приваривания контактов;

- пиковый ток, до которого не происходит электродинамического отброса контактов.

Рисунки приведены в разделе F.4.

F.3.3.2 Проверка координации резервной защиты испытаниями

Соответствие требованиям F.2.2 можно проверить испытаниями на условный ток короткого замыкания в соответствии с 8.12.

Примечание 1 - Различие критериев оценки для категорий применения РС1 и РС2 приведено в 9.12.

Примечание 2 - Начальная проверка соответствия требованию (см. F.2.2.2) должна выполняться теоретически.

F.4 Примеры проверки координации путем теоретического исследования

Приведенные в настоящем разделе примеры иллюстрируют, координацию каких комбинаций АВО и УЗКЗ можно или нельзя проверить наложением сравнительных характеристик, выполненных в одном масштабе.

В ряде примеров используются время-токовые характеристики, иллюстрирующие полный диапазон токов в одном рисунке, в других взяты значения против токовых характеристик, частично охватывающих диапазон токов короткого замыкания.

В настоящем разделе использованы следующие символы:

- - номинальная наибольшая отключающая способность АВО;

- - ток координации;

- - условный ток короткого замыкания комбинации;

- - предельный ток селективности;

- - рабочая характеристика;

- - граничная линия неотключения время-токовой характеристики автоматического выключателя, осуществляющего резервную защиту;

Рисунок F.1 - АВО только с тепловой защитой, защищаемый автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.2 - АВО только с тепловой защитой, защищаемый предохранителем

Рисунок F.3 - АВО с тепловой и электромагнитной защитой, защищаемый автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.4 - АВО с гидравлическо-электромагнитной защитой, защищаемый автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.5 - АВО с тепловой защитой, защищаемый автоматическим выключателем с гидравлически-электромагнитной защитой

Выводы из графиков на рисунках F.4 и F.5 - для РС1 и РС2 только может быть определен теоретически. Резервная защита должна быть проверена испытаниями.

Рисунок F.6 - Токоограничивающий АВО, защищаемый автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.7 - Токоограничивающий АВО, защищаемый предохранителем

Два примера графика зависимости от характеристики тока двух различных АВО с тепловой защитой номинального тока 7 А, защищаемых одним автоматическим выключателем с электромагнитной и тепловой защитой номинального тока 20 А.

Рисунок F.8a - Надлежащая координация

Выводы из графика -

Настоящее сочетание обеспечивает защиту при токах выше .

Условия при < на рассмотрении.

Рисунок F.8b - Ненадлежащая координация

Выводы из графика -

Настоящее сочетание не обеспечивает защиту в соответствии с требования настоящего стандарта.

Условные обозначения на графиках:

- , - характеристики выдерживаемого двух АВО (1 и 2 - различные АВО);

- , - характеристики , отключаемых двумя АВО (1 и 2 - различные АВО);

- С - характеристика , отключаемого автоматическим выключателем;

Рисунок F.8 - Примеры надлежащей и ненадлежащей координации