Приложение F (справочное). Координация между автоматическим выключателем для электрооборудования и устройством защиты от коротких замыканий, объединенных одной цепью

Приложение F
(справочное)

Координация между автоматическим выключателем для электрооборудования и устройством защиты от коротких замыканий, объединенных одной цепью

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 аспекты координации системы, такие 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.

Настоящее приложение 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.

Настоящее приложение 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, что условия для координации 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 , ABO совместно с УЗКЗ должен надежно срабатывать при всех значениях сверхтока вплоть до условного тока короткого замыкания .

Для резервной защиты применяются следующие положения:

a) 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 включительно, указанных для АВО и объединенного 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-й 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. 5.2.5);

- 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 IEC.

Если УЗКЗ является плавким предохранителем:

- тип и номинальные параметры плавкого предохранителя;

- рабочую характеристику;

- преддуговую характеристику;

- номинальную отключающую способность плавкого предохранителя.

Необходимо сделать ссылки на IEC 60269.

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 значением до номинальной наибольшей коммутационной способности включительно.

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 в стандартах 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 расцепителем 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), не применима. 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, которые проходят 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 тока селективности

Испытания на проверку тока должны проводиться в соответствии с 9.12 стой 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. 5.2.5.1).

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. 5.2.5.2).

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

- рабочая характеристика АВО;

- рабочая характеристика УЗКЗ;

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

- максимальное значение , которое способен выдержать АВО;

- пиковый ток, до которого не происходит приваривания контактов;

- пиковый ток, до которого не происходит электродинамический отброс 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 9.12.

Примечание 1 - Различие критериев оценки для категорий применения РС1 и РС2 см. 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 обозначения:

- - 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;

- __.. __ - способность АВО с тепловым расцепителем выдержать

- - операционная зона АВО;

- - операционная зона УЗКЗ.

Рисунок F.1 - ABO с тепловой защитой и резервная защита автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.2 - ABO с тепловой защитой и резервная защита предохранителем

Рисунок F.3 - ABO с тепловой и электромагнитной защитой и резервная защита автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.4 - ABO с гидравлической электромагнитной защитой и резервная защита автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.5 - АВО с тепловой защитой и резервная защита автоматическим выключателем с гидравлической электромагнитной защитой

Рисунок F.6 - Токоограничивающий ABO и резервная защита автоматическим выключателем с тепловой и электромагнитной защитой

Рисунок F.7 - Токоограничивающий ABO и резервная защита предохранителем

На рисунках F.8a и F.8b, приведенных ниже, показаны версии двух токовых характеристик 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.8 - Примеры надлежащей и ненадлежащей координации