Дифференциальные автоматы селективные АД12MS 2P тип А IEK

Автоматические выключатели ИЭК со встроенной защитой А-типа

Существует множество устройств, способных защитить нас от последствий аварийных ситуаций, возникающих в электрической сети. Обезопасить человека от поражения электрическим током, защитить дорогостоящее электрооборудование от поломок из-за короткого замыкания или перегрузок, предотвратить пожар, причиной которого могут стать неполадки в электросети, способны автоматические выключатели. Селективные двухполюсные дифференциальные выключатели со встроенной защитой от сверхтоков известной торговой марки IEK справятся со всеми этими задачами.

Они используются для построения многоступенчатых схем защиты от дифференциального тока и предназначены для эксплуатации в однофазных электрических цепях переменного тока напряжением 230 Вольт с частотой 50 Герц. Представленная серия автоматов может быть рассчитана на номинальную нагрузку тока в диапазоне от 20 до 63 Ампер. Максимальный отключающий дифференциальный ток составляет 100 или 300 мАмпер. Важной особенностью автоматических выключателей дифференциальных токов типа А является предназначение для работы в сети постоянного тока.

Автоматы этой серии имеют увеличенную прочность корпуса, которая обеспечивается 2-мя дополнительными заклепками и монолитной лицевой панелью. В устройствах имеется визуальная индикация состояния контактов и светодиодная индикация наличия напряжения на клеммах «нагрузка». В качестве коммутационных аппаратов использованы автоматические выключатели ВА47-29 новой серии. В устройствах применяется усовершенствованная дугогасительная система, а также встроенная защита от длительных перенапряжений сети. Используется стандартное присоединение нагрузки и двойное присоединение сети.

Областью применения автоматических выключателей выступают распределительные щиты жилых и общественных зданий, квартирные щитки, приборы временного электроснабжения строительных площадок, садовых домов и гаражей. Благодаря усовершенствованной конструкции и компактным габаритам дифавтоматы обеспечивают экономию места в щитке. Они являются модульным устройством и легко монтируются на DIN-рейку без применения специального инструмента. К аппаратам возможно безвинтовое присоединение дополнительных приборов КС47, КСВ47. Корпус со степенью защиты от пыли и влаги IP20 предполагает их размещение во влагозащищенных местах с диапазоном температур окружающего воздуха от -25 до +40 градусов Цельсия.

06.10.2016, Селективность автоматических выключателей: теория и практика — 2016 — Блог — Пресс-центр — Компания

Проектируя новую электрическую сеть или реконструируя уже существующую, всегда необходимо придерживаться требований, которые создают условия надежной работы. В частности, речь идет о селективности — согласовании рабочих характеристик защитных аппаратов на всех этапах распределения электроэнергии. Это делается для того, чтобы в случае короткого замыкания или перегрузки сработал только тот защитный аппарат, в цепи которого возникла неисправность. При этом остальная часть электроустановки должна не отключаться, а оставаться в работе.

Калькулятор селективности

Например, если произошло короткое замыкание в розетке на кухне, то должен сработать групповой автоматический выключатель (на схеме аппарат с защитной характеристикой «В» и номинальным током в 10 А). Таким образом, должна отключиться только поврежденная линия «розетки кухни», а не вводной аппарат, отключая при этом всю квартиру.

Если отключения защитного аппарата по каким-либо причинам не произошло, то возникшую неисправность в розетке контролирует вышестоящий автоматический выключатель квартирного щитка.

Основные определения:

Селективность — согласование характеристик установленных последовательно аппаратов защиты таким образом, чтобы в случае аварии отключалась только та линия питания или часть схемы, где возникла неполадка.

Полная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя отключается раньше, чем аппарат со стороны источника питания. Отключение происходит во всем диапазоне возможного тока к.з. в данной сети вплоть до значения максимальной отключающей способности нижестоящего аппарата.

Частичная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя осуществляет защиту до значения Is (предельного тока селективности). При этом аппарат со стороны источника питания не должен срабатывать.

Зона перегрузки — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает тепловой расцепитель.

Зона короткого замыкания — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает электромагнитный расцепитель.

Избирательность срабатывания устройств защиты достигается за счет согласования время-токовых характеристик. Например, для обеспечения селективной работы оборудования при перегрузках достаточно, чтобы номинальный ток защитного аппарата со стороны питания минимум на 1 ступень был выше номинального тока автоматического выключателя со стороны нагрузки.

Методы обеспечения селективности

В зоне перегрузки обычно реализуется время-токовый тип селективности. В зоне КЗ могут использоваться другие методы обеспечения селективности, о которых мы поговорим далее.

Временная селективность

Этот вид селективности обеспечивается благодаря разному времени срабатывания аппаратов защиты.

Время срабатывания ближайшего к защитному оборудованию аппарата защиты №1 настраивается на значение 0,02 с. На следующем этапе защиты отключение неисправности в цепи обеспечивается настройкой времени срабатывания аппарата 0,5 с. На последнем этапе выбирается время срабатывания выключателя — 1 секунда. Защита № 3 будет резервировать 2 нижестоящие защиты №1 и №2.

Токовая селективность

У всех защит №1, №2 и №3 выдержка по времени срабатывания минимальна: 0,02 с, однако значения срабатывания по току (уставки) отличаются: 200, 300 и 400 А соответственно. При возникновении в защищаемой сети короткого замыкания ток будет резко возрастать и вызывать срабатывание защит. Если защита №1 не сработает, то ее будет резервировать следующая защита №2.

Время-токовая селективность

Еще одним способом настройки защиты электроустановок до 1 кВ является согласование время-токовых характеристик применяемых автоматических выключателей.

Так, например, можно добиться избирательности срабатывания защиты, подобрав время-токовую характеристику выключателя В таким образом, чтобы она располагалась на определенном расстоянии ниже характеристики выключателя А. Эта зона определяется опытно-расчетным путем с учетом погрешностей срабатывания защит расцепителей. С учетом этой зоны строятся таблицы селективности.

Сегодня производители предоставляют своим клиентам уже готовые таблицы селективности, при помощи которых можно с уверенностью выбирать гарантированно селективные связки автоматических выключателей.

Выбирая аппараты защиты с учетом требований селективности защиты, вы повышаете не только надежность электроустановки, но и упрощаете работу по поиску поврежденного участка. Создать селективную защиту, применяя аппараты разных производителей, проблематично, поэтому следует устанавливать защитные аппараты одного производителя, дополнительно пользуясь специальными таблицами селективности.

Калькулятор селективности

Селективные автоматические выключатели | Архитектура и строительство

Селективные автоматические выключатели предназначены для защиты электрического оборудования от чрезмерных нагрузок и сверхтоков коротких замыканий. Благодаря избирательному принципу работы подобные устройства идеально подходят для защиты сетей, требующих бесперебойного питания. Рассмотрим особенности и основные характеристики селективных автоматических выключателей.

Отличительные особенности

Модели с функцией селективности работают независимо от напряжения: для замыкания и размыкания контактов не требуется дополнительного питания, что позволяет использовать приборы на технологических линиях, в информационных центрах, сервисах безопасности и других системах, в которых предъявляются строгие требования к бесперебойности. Устройства не нуждаются в подключении к нейтрали и характеризуются высокой способностью к ограничению мощности. Другие особенности современных выключателей селективного типа:

• селективность с нижестоящими автоматическими выключателями модульного типа;
• селективность с вышестоящими приборами;
• возможность использования в качестве устройства для изоляции или защиты в щитах учета при нижестоящей электроустановке, а также в ГРЩ и ВРУ, требующих высокой непрерывности питания;
• возможность использования прибора в качестве главного автоматического выключателя.

Принцип селективности позволяет поднять уровень защиты и безопасности электрических установок на новую ступень. В случае перегрузки или короткого замыкания изолируется исключительно аварийная линия без нарушения питания системы.

Основные характеристики

К основным параметрам выключателей селективного действия, которые необходимо учитывать при выборе подходящей модели, относят:

• количество полюсов;
• номинальную силу тока;
• характеристики срабатывания;
• тип тока утечки;
• предельный ток селективности;
• класс ограничения перенапряжения;
• диапазон рабочих температур.

Производители современных приборов постоянно работают над модернизацией существующих конструкций, стремясь предложить пользователям новые функции. Некоторые компании наладили выпуск устройств, конструкция которых позволяет осуществить блокировку полюсов с помощью кабельной стяжки, навесного замка или проволочной пломбы. В каталоге маркетплейса Getenergo можно купить селективные автоматические выключатели ABB, IEK и других известных брендов, рассчитанные на различные условия эксплуатации. Удачного выбора!

Селективный щиток от Schneider Electric

 В современном мире ежегодно растет количество применяемых электрических приборов, что приводит к тому, что электрические сети становятся все более разветвленными и увеличивается количество защитных устройств, которые устанавливаются в электрических щитах. Возникает новая задача – как обеспечить надежную и бесперебойную работу этой сложной системы.

На языке специалистов это называется обеспечить «селективную работу» т. е. сделать так, чтобы любое повреждение электрической сети отключалось бы ближайшим к нему защитным устройством, а остальные ее части  оставались бы в работе, не отключая электроснабжение потребителя. Сложность данной задачи состоит в том, что при этом необходимо защищать сеть от повреждений т.е. нужен баланс между возможностью своевременно отключить повреждение и необходимостью сделать это с наименьшими потерями для электроснабжения потребителя. Каким образом можно сделать это?

Основная опасность связана с протеканием по сети тока, превышающего номинальное значение, на которое эта сеть расcчитана. Для защиты от высоких токов короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели (иногда для краткости их называют «автоматы»).

Важно помнить, что эксплуатация сети без устройств, защищающих от короткого замыкания и перегрузки, недопустима ни при каких обстоятельствах!  

Рассмотрим вариант решения на основе наиболее популярной в настоящий момент  линейки модульного оборудования Easy 9 производства Schneider Electric. Это оборудование среднего ценового сегмента, которая обладает оптимальным соотношением цена/качество и имеет самый широкий ассортимент защитных устройств среди других аналогичных предложений. В составе линейки представлены автоматические выключатели с отключающей способностью 4,5 кА и 6 кА и различными время-токовыми характеристиками B,C и D, все виды современных устройств дифференциального тока, устройства защиты от перенапряжений, выключатели – разъединители и реле напряжения. Отдельно стоит сказать об экономичной серии пластиковых щиток для модульного оборудования Easy 9 Box, производимых в России.

Широкий выбор автоматических выключателей Easy 9 разных типов позволяет решить задачу обеспечения селективной работы автоматов в щитах конечного распределения. Самый простой вариант это установка в щите  автомата с характеристикой D  в качестве вводного (на отходящих линиях обычно применяют автоматы с характеристикой С или В), повышает порог токовой селективности. Это возможно за счет того, что автоматы с разными характеристиками отключаются при различных величинах токов. Например, автомат с характеристикой В отключается мгновенно, если через него протекает ток от 3 до 5 номинальных токов  т.е. если номинал составляет 10 А, то диапазон мгновенного отключения составит от 30 до 50А. Аналогично, для автоматов с характеристиков С этот диапазон от 5 до 10 номиналов, для D от 10 до 20 номиналов. Рассмотрим взаимодействие двух автоматов с характеристикой С, где 40 А установлен на вводе, а 10 А на отходящей линии. Исходя из сказанного выше, при коротком замыкании автомат 10 А отключится в диапазоне токов 50 — 100 А, а 40 А в диапазоне 200 – 400А. Т.е. если ток при повреждении будет превышать 200 А, то с большой долей вероятности отключится вводной автомат или оба, что не обеспечивает селективной работы. В случае. Если на вводе будет установлен автомат также на 40А, на с характеристикой D, диапазон его срабатывания будет от 400 до 800 А и порог селективной работы составит уже 400 А. Таким образом применение автоматов с характеристикой D на вводе позволяет уменьшить риск ложного отключения вводного автомата при повреждении на отходящей линии.  

Кроме того, установка на вводе щита автомата с более высокой отключающей способностью (6 кА против 4.5 кА) позволяет «подстраховать» нижестоящий автомат на случай отключения коротких замыканий с большими токами, что повышает надежность и безопасность всей системы распределения в щите.

Вторым важным вопросом является обеспечение селективной работы устройств дифференциального тока – УДТ, к которым относятся выключатели дифференциального тока (раньше их называли УЗО) и  дифференциальные автоматы (обычно их для краткости называют диффавтоматы). Оба вида этих устройств могут выполнять функцию  защиты объекта от пожара и защищать человека от поражения током.

Все устройства дифференциального тока имеют  техническую характеристику номинальный отключающий дифференциальный ток, это величина тока (тока утечки), при котором  УДТ отключается. Для защиты от поражения электрическим током применяются УДТ, у которых этот параметр составляет не более 30 мА. По ГОСТ Р 50572.4.42-2012 для защиты от пожара должны устанавливаться  УДТ с номинальным отключающим дифф. током менее 300 мА. Кроме того, для отдельных видов нагрузок, где из-за отказа высока вероятность пожара должны быть установлены УДТ с номинальным отключающим дифф. током менее 30 мА. К таким нагрузкам можно отнести, к примеру, теплые полы с пленочным нагревательным элементом. 

ГОСТ Р 50571.5.53-2013 устанавливает основные правила взаимодействия УДТ в электрической цепи для двух случаев: для применения в жилищном строительстве и для прочих применений. Так, для жилищного строительства необходимо, чтобы УДТ на вводе имело номинальный отключающий дифференциальный ток в три раза больше, чем  устройство на отходящей линии. Это условие подразумевает, что при установке на отходящих линиях УДТ с током отключения 30 мА на вводе мы можем применять устройства, имеющие ток срабатывания как 300 мА, так и 100 мА т. к. это соответствует условию, указанному выше. Выбор тока срабатывания вводного УДТ определяется несколькими факторами, в частности длиной присоединенных кабелей и мощностью нагрузок. На практике же для квартир и небольших дачных домов на вводе используют устройства 100 мА, для коттеджей применяют УДТ с током отключения 300 мА т.к. электрические цепи в последнем случае являются более разветвленными.

Однако, как показывает практика, выполнение этого условия не всегда позволяет обеспечить селективную работу УДТ. Дело в том, что повреждения изоляции не всегда развиваются постепенно, иногда из-за повреждений изоляции ток утечки быстро достигает больших значений, что приводит к отключению не только УДТ на поврежденном участке, но и вводного устройства дифференциального тока, что обесточивает всю электроустановку.  Такая ситуация очень неприятна для любого жилища, а для дома и вовсе является критической т.к. отключаются жизненно важные потребители. Помимо дискомфорта и отключения, по сути, всех инженерных систем в доме, полное отключения электроснабжения требует еще и много времени на поиск поврежденного участка и восстановление работы всех систем. В зимнее время это может привести к замерзанию и повреждениею, например, систем водоснабжения и отопления дома и значительному финансовому ущербу.

Решением в даном случае будет установить на вводе УЗО с выдержкой времени на срабатывание, так называемое селективное УЗО. Этот тип устройств имеет индекс «S» (от англ. Selectivity – селективность) и в случае повреждения отключается с задержкой до 130 миллисекунд (полное время отключения может быть до 0,5 сек в зависимости от величины дифф. тока см таблицу 1). Такие УЗО с недавнего времени представлены в линейке Easy 9, производимой Schneider Electric.

Таблица 1. 

Как это работает?

Например, в квартире установлены селективное УДТ с отключающим током 300 мА на вводе электрического щита и несколько УДТ с отключающим током 30 мА на группах, питающих электрические розетки, как показано на рис 1. Возникло повреждение кабеля в электрической розетке и из-за этого возникает дифференциальный ток 200 мА, который обнаруживают групповое и вводное УДТ, при этом групповое УДТ отключается мгновенно, а селективное вводное ждет ждет 60 мсек (из таблицы 1). Отключение группового устройства устраняет ток повреждения и вводное УДТ не отключается т.е. остальная, неповрежденная часть электроустановки остается в работе. Таким вот образом отключается только аварийный участок и при этом не нарушается электроснабжение объекта вцелом. При этом селективное УЗО как бы «подстраховывает» УЗО на отходящих линиях.  Если одно из них по какой то причине не сработает, в этом случае  селектиное УЗО отключится, защитив всю электрическую цепь от дальнейшего развития аварии.

Рис.1 

Сейчас применение селективных УЗО в жилых и общественных зданиях является обязательным. Так, действующий СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» п.10.13 требует, для повышения уровня защиты от возгорания, установки УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током до 300 мА. При этом, для соблюдения селективности срабатывания УДТ при двух- и многоступенчатой схеме установки, уставка и время срабатывания УДТ установленного ближе к источнику питания должно быть не менее чем в 3 раза больше, чем у УДТ установленного ближе к потребителю. Другими словами, УДТ на вводе должно иметь уставку диффтока до 300 мА и выдержку времени срабатывания т.е. быть селективным.

Таким образом, используя  автоматические выключатели линейки Easy 9 с различными номиналами и время-токовыми характеристиками, а также селективные УЗО  Easy 9 мы можем обеспечить надежную защиту и бесперебойную работу электрической сети дома или квартиры. Доступная цена и высокое качество этого оборудования,  а также постоянно расширяющися ассортимент  позволяют решать с помощью линейки Easy 9 любые задачи современного электромонтажа.

Селективны ли модульные автоматические выключатели Legrand?

Типовая схема электроснабжения квартиры или загородного дома обычно включает в себя несколько уровней защиты от сверхтоков. Прежде всего, это вводной автоматический выключатель, установленный перед счетчиком электроэнергии, автоматический выключатель на вводе в квартирный щиток и наконец, автоматические выключатели защищающие цепи освещения розеток и т. д.

Иногда возникает ситуация, когда при случайном коротком замыкании, например на одной из розеток отключается и автоматический выключатель, защищающий эту цепь, и автоматический выключатель, расположенный выше по схеме. Если это вводной аппарат, то обесточивается вся квартира или дом. Особенно неприятно такое событие в загородном доме, т.к. вводной аппарат находится в щите, на опоре, расположенной за границей участка.

Селективность устройств защиты – способность системы при повреждениях или возникновении аварийной ситуации на любом её участке, отключать его одним устройством, которое расположено ближе всего к месту повреждения (аварии). Вышестоящие устройства при этом не срабатывают.

Для обеспечения селективности между двумя автоматическими выключателями, аппарат со стороны нагрузки должен всегда иметь

меньший номинальный ток и уставку срабатывания магнитного расцепителя, чем аппарат защиты со стороны питания.

Селективность является полной, если обеспечивается до уровня отключающей способности нижестоящего автоматического выключателя. Стандартные модульные автоматические выключатели обладают частичной селективностью.

В приведённых ниже таблицах указаны предельные значения токов короткого замыкания, при которых срабатывает только нижестоящий автоматический выключатель. При превышении этих значений тока короткого замыкания, может также отключиться аппарат со стороны питания.

T = полная селективность.

Для примера рассмотрим вариант с вводным модульным автоматическим выключателем на 40А тип «С» и модульным автоматическим выключателем на 16А тип «С» в розеточной линии. На пересечении столбца и строки цифра 300 указывает, что система селективна только при токах короткого замыкания менее 300А. Величина тока короткого замыкания зависит от мощности источника энергии (трансформаторной подстанции), длины кабеля и его сечения. Чем мощнее источник, короче линия и чем больше сечение кабеля, тем ток короткого замыкания выше. Среднее значение токов короткого замыкания в квартирных сетях примерно 400-500А, т.е. для рассмотренной выше комбинации аппаратов селективности не будет, и при коротком замыкании сработают оба аппарата.

Частично улучшить селективность можно изменив тип характеристики вводного аппарата. Так, для комбинации: вводной аппарат 40А тип «D» и аппарат в розеточной линии 16А тип «С» предел селективности уже будет 480А. Возможно в некоторой ситуации (квартира на верхних этажах, удаленная подстанция) этого будет достаточно для селективной работы. Для загородных домов ситуация сложнее, обычно для индивидуальных застройщиков выделяют мощность 15 кВт, этому значению соответствует трехфазный вводной автоматический выключатель на 25А. Очевидно, что при таком номинале предел селективности с групповыми аппаратами в доме будет совсем низким (187 или 300А) и ни о какой селективной работе не может быть и речи. Кардинально решить проблему селективности, предварительно согласовав в энергоснабжающей организации, можно используя в качестве вводного аппарата устанавливаемого перед счетчиком автоматического выключателя в литом корпусе. В нижней части таблице определяем, что для вводного аппарата на 25А и группового аппарата на 16А передел селективности составляет 4000А. Такого значения тока короткого замыкания в домашних цепях достичь невозможно, следовательно, такая комбинация практически на 100% селективна. Это объясняется тем, что автоматический выключатель в литом корпусе в силу особенностей конструкции оказывается менее быстродействующим при коротком замыкании, чем малогабаритный модульный аппарат. Для опломбирования клемм аппарата в литом корпусе, предусмотрены специальные крышки.

Автоматический выключатель 1000А, 1000В АС, 3 полюса, откл.способность 85кА, селективный расцепитель (NZMh5-VE1000-S1)

Технические характеристики для подтверждения типа конструкции
Номинальный ток для указания потери мощности	In	A	1000
Потеря мощности оборудования, в зависимости от тока	Pvid	W	111
Мин. рабочая температура		°C	-25
Макс. рабочая температура		°C	70
Проверка конструкции IEC/EN 61439
10.2 твёрдость материалов и деталей
10.2.2 Коррозионная стойкость			Требования производственного стандарта выполнены.
10.2.3.1 Нагревостойкость изоляции			Требования производственного стандарта выполнены.
10.2.3.2 Сопротивление изоляционных материалов при обычном нагреве			Требования производственного стандарта выполнены.
10.2.3.3 Сопротивление изоляционных материалов при сильном нагреве			Требования производственного стандарта выполнены.
10.2.4 Устойчивость к ультрафиолетовому излучению			Требования производственного стандарта выполнены.
10.2.5 Подъём			Не имеет значения, поскольку необходимо оценить всё коммутационное оборудование.
10.2.6 Испытание на удар			Не имеет значения, поскольку необходимо оценить всё коммутационное оборудование.
10.2.7 Ярлыки			Требования производственного стандарта выполнены.
10.3 Класс защиты изоляции			Не имеет значения, поскольку необходимо оценить всё коммутационное оборудование.
10.4 Воздушные промежутки и пути утечки тока			Требования производственного стандарта выполнены.
10. 5 Защита от удара электрическим током			Не имеет значения, поскольку необходимо оценить всё коммутационное оборудование.
10.6 Монтаж оборудования			Не имеет значения, поскольку необходимо оценить всё коммутационное оборудование.
10.7 Внутренние электрические цепи и соединения			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства.
10.8 Подключения проводов, введённых снаружи			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства.
10.9 Свойства изоляции
10.9.2 Электрическая прочность при рабочей частоте			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства.
10.9.3 Прочность по отношению к импульсному напряжению			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства.
10.9.4 Проверка оболочек кабелей из изолирующего материала			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства.
10.10 Нагрев			Расчёт параметров нагрева находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства. Компания Eaton указывает данные по потере мощности устройств.
10.11 Стойкость к коротким замыканиям			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства. Соблюдать указания для коммутационных устройств.
10.12 Электромагнитная совместимость			Находится в сфере ответственности компании, монтирующей распределительные устройства. Соблюдать указания для коммутационных устройств.
10.13 Механическая функция			Для устройства требования считаются выполненными, если были соблюдены данные инструкции по монтажу (IL).

Автоматические выключатели селективность защит. Для чего нужна селективность описание. Электрика-шоп

Селективность защит

Является одним из основных элементов, который следует учитывать в процессе проектирования электроустановки, чтобы гарантировать пользователям максимальную бесперебойность электроснабжения.
Селективность важна для всех электроустановок, где нужно обеспечить удобство пользователей, однако наибольшее значение она имеет в системах питания промышленного технологического оборудования.
Злектроустановка, в которой нет селективности, подвергается следующим рисками различной степени тяжести:
— несоблюдение производственных требований.
— приостановка производственного процесса, влекущая за собой: недопроизводство или потерю готовых изделий, опасность повреждения технологической оснастки в случае непрерывного производственного процесса.
— после общего отключения питания необходимо повторно запустить одну за другой все производственные машины.
— отключение электродвигателей механизмов, связанных с безопасностью, таких как насос системы смазки, дымосос и т.д
Следует отметить что селективная защита является важной составляющей проектирования низковольтных распределительных сетей в целях обеспечения устойчивой работы оборудования. Правильно построенная селективная защита обеспечивает при коротком замыкании отключение только выключателя на отходящей линии, в которой произошла авария, вышестоящий вводной выключатель при этом останется включенным, не прерывая питания остальных отходящих линий.

Что такое селективность?

Это координация устройств автоматического отключения, осуществляемая для того, чтобы  повреждение, произошедшее в какой-либо точке сети, было устранено автоматическим выключателем, расположенным непосредственно перед повреждением, и только им.

Полная селективность

Распределительная сеть полностью селективно, если при любом тоже повреждения, от перегрузки до глухого короткого замыкания, автоматический выключатель №2 отключается, а автоматический выключатель №1 остается включенным.

Частичная селективность:

Селективность является частичной, если оговоренное выше условие соблюдается не до полной величины тока короткого замыкания, а только до определенного меньшего значения, называемого пределом селективности.

Отсутствие селективности:

При повреждении отключаются оба автоматических выключателя (№1 и №2).
Полная селективность — стандартная функция для автоматических выключателей Masterpact NT/NW:
Благодаря эффективным блокам контроля и управления, а также многим техническим преимуществам автоматические выключатели Masterpact NT и NW обеспечивают как стандартную функцию полную селективность с нижестоящими выключателями Comact NSX с номинальным током до 630 А.

Естественная селективность автоматических выключателей Compact NSX:

Принцип рото-активного размыкания, который используется в аппаратах Compact NSX, позволяет значительно повысить пределы селективности. Высокие значения предельного тока селективности аппаратов Compact NSX обусловлены одновременным использованием 3 видов селективности:
— токовой селективности
— временной селективности
— энергетической селективности

Основы селективности между автоматическими выключателями

Что такое селективность?

По экономическим соображениям и по соображениям надежности обслуживания не всегда идеально прерывать подачу питания на установку в случае неисправности как можно быстрее . Вот почему у нас есть избирательность между защитными устройствами.

Основы селективности (различения) автоматических выключателей (фото предоставлено АББ)

Так что же такое селективность? Весь смысл селективности в том, что защитное устройство непосредственно перед неисправностью должно сначала среагировать .Изолировать следует только неисправную часть установки. Все остальные коммутационные и защитные устройства, подключенные к системе, должны оставаться в рабочем состоянии.

Селективность сокращает продолжительность неисправности и ограничивает ее возможный разрушительный эффект только частью установки. Перебои в обслуживании сведены к минимуму.

Давайте теперь обсудим два типа селективности между автоматическими выключателями //

Селективность по току

нагрузка.Точно так же и уставки магнитных расцепителей короткого замыкания будут все ниже и ниже. В то же время величина тока короткого замыкания, который может возникнуть, также будет постепенно снижаться.

Это приводит к естественной селективности типа в зависимости от величины тока короткого замыкания.

Принцип селективности по току применяется в основном для распределительных фидеров на конце системы , с заметным снижением тока короткого замыкания из-за большой длины проводов.

Должен быть известен предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя.

Два автоматических выключателя являются взаимоселективными, если ток короткого замыкания, протекающий через нижестоящий выключатель, ниже (регулируемого) порога срабатывания магнитного расцепителя вышестоящего устройства. Это значение считается пределом селективности.

Проверяется, действительно ли два автоматических выключателя взаимно селективны, путем сравнения времятоковых характеристик выключателей .Характеристики отключения двух выключателей не должны касаться или пересекаться друг с другом до максимального значения допустимого уровня неисправности.

Между двумя характеристиками должно быть определенное расстояние в зависимости от допустимого диапазона допуска расцепителей выключателей.

Рисунок 1 – Времятоковые характеристики двух токоселективных автоматических выключателей

Хотя метод сравнения времятоковых характеристик является точным, он также требует много времени.Опубликованные таблицы производителей с указанием селективности автоматических выключателей между собой облегчают выбор.

Что касается перегрузки, биметаллические расцепители перегрузки с термической задержкой автоматических выключателей с различными номинальными токами всегда селективны по отношению друг к другу . Время срабатывания автоматических выключателей различных номиналов при одинаковых токах перегрузки автоматически различается (как, например, версия на 100 А и версия на 6.3А версия).

Вернуться к Типы селективности ↑

Селективность по времени

Если селективность по току не может быть достигнута, как, например, между двумя быстродействующими автоматическими выключателями, имеющими практически одинаковое время срабатывания, селективность должна быть реализована через регулируемое время задержки выключателей .

Селективность по времени в случае больших автоматических выключателей для защиты установок реализуется за счет задержки времени магнитного отключения на несколько полупериодов.Общее время отключения нижестоящего автоматического выключателя должно быть меньше, чем минимально необходимая продолжительность командного времени автоматического выключателя, подключенного непосредственно выше по линии.

Другими словами, для взаимно селективных автоматических выключателей, действующих в ступенчатой ​​последовательности по времени  – Время задержки вышестоящего автоматического выключателя должно быть больше, чем общее время отключения нижестоящего автоматического выключателя.

Минимальное время задержки, которое может быть реализовано между автоматическими выключателями со сдвигом по времени, составляет 60 или 100 мс .Характеристика срабатывания выключателя с задержкой на опубликованной диаграмме времятоковой характеристики смещена вверх.

Рисунок 2 – Времятоковые характеристики двух автоматических выключателей с временной селективностью

Селективность по времени между автоматическими выключателями, реагирующими в разнесенной по времени последовательности, достигается за счет того, что контакты или магнитный расцепитель не реагируют непосредственно на ток короткого замыкания . Механизм механического замедления или электронная схема задерживают действие автоматического выключателя.

Для вышестоящего автоматического выключателя уже нельзя говорить о быстродействующем прерывании с ограничением тока. Через защитное устройство замедленного действия, а также через установку протекает более полупериода фактического тока короткого замыкания. Это, очевидно, должно быть спроектировано соответственно , чтобы выдерживать это напряжение .

Вернуться к типам селективности ↑

Справочник // Основы автоматических выключателей Rockwell Automation

Селективность автоматических выключателей по доступности электропитания

Промышленные предприятия, больницы, центры обработки данных и, фактически, все типы объектов или университетский городок, не могут позволить себе простои из-за проблем с электричеством. Время простоя также негативно влияет на удовлетворенность клиентов и прибыль. Кроме того, стандарт IEC 60364 делает селективность обязательной для установок, обеспечивающих безопасность, в то время как местные правила могут также требовать ее для других конкретных приложений.

Конструкция электрической системы, включая выбранные защитные устройства, непосредственно способствует обеспечению доступности электропитания. Частью достижения доступности является оптимизация координации устройств. Устройства следует тщательно выбирать для правильной работы в сочетании с другими устройствами в электрической системе, включая переключатели, контакторы, автоматические выключатели и устройства защитного отключения (УЗО) внутри сборки, такой как распределительный щит.

В этой серии блогов мы рассмотрим преимущества координации автоматических выключателей. Существует несколько типов координации, которые могут использоваться в электрических системах в зависимости от требований. В этом посте мы рассмотрим «избирательность», а в следующем посте мы обсудим «каскадирование». Оба метода охватываются стандартом на автоматические выключатели IEC 60947-2, Приложение A.

.

Как работает избирательность?

Очевидно, что для таких объектов, как больницы, центры обработки данных и аэропорты, важно поддерживать время безотказной работы для всех критических нагрузок.Но для таких приложений, как непрерывные промышленные процессы или охлаждение пищевых продуктов, потеря мощности может привести к дорогостоящему повреждению сырья, продуктов и времени. При возникновении перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю в распределительной цепи доступность энергии должна сохраняться для всех других частей электроустановки.

Одним из решений является применение селективности, иногда называемой дискриминацией , между цепями. Как это работает? Если в цепи возникает неисправность, автоматический выключатель, ближайший к месту неисправности, сработает.Автоматические выключатели перед сработавшим выключателем остаются незатронутыми, поэтому питание остается доступным для всех других цепей и нагрузок.

Кроме того, бригаде предприятия будет намного быстрее найти и устранить источник неисправности, поскольку им просто нужно определить цепь, в которой сработал один выключатель. Напротив, если бы сработал выключатель выше по течению, неисправность могла произойти в любой из нескольких распределительных цепей ниже по течению, поэтому для ее локализации потребовалось бы больше времени.

Несколько уровней селективности

Важно, чтобы автоматические выключатели были рассчитаны на совместную работу.В коммерческих зданиях, например, функция и номинал автоматического выключателя зависят от его положения в электрической архитектуре: воздушные автоматические выключатели (ACB) или автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) высокого класса в качестве ввода, с MCCB среднего уровня и миниатюрной цепью. автоматические выключатели (MCB) для оконечных цепей.

При рассмотрении нескольких уровней качество установки будет зависеть от того, как продукты спроектированы для координации друг с другом, чтобы справиться с коротким замыканием. В этом трудно убедиться, когда смешиваются продукты разных марок.Выбор продуктов от одного производителя, инженеры которого тесно сотрудничают, может помочь обеспечить наилучшую координацию.

В случае короткого замыкания в одной точке установки следует иметь в виду, что все автоматические выключатели между источником питания (например, коммунальной сетью) и местом повреждения будут иметь перегрузку по току. Основной ввод ACB или MCCB с высоким рейтингом может быть задержан для достижения «избирательности на основе времени». Задача здесь состоит в том, чтобы определить правильную настройку. Для токоограничивающих автоматических выключателей, к которым относятся большинство автоматических выключателей на фидерах и автоматических выключателей в конечных распределительных цепях, добиться селективности еще сложнее.Он основан на ограничении пропускаемой энергии всех задействованных автоматических выключателей, а также на энергии несрабатывания вышестоящего автоматического выключателя. Это необходимо учитывать при расчете характеристик отключения и характеристик отключения всего диапазона.

Благодаря тесному сотрудничеству между нашими командами разработчиков MCB, MCCB и ACB компания Schneider Electric может предложить несравненный ассортимент селективной продукции, позволяющей использовать архитектуры с несколькими промежуточными распределительными щитами для оптимизации длины кабеля.

Выбор автоматических выключателей по селективности

Что еще более важно, как выбрать правильную комбинацию автоматических выключателей и номиналов, чтобы селективность работала надежно?

Schneider Electric предоставляет специальное программное обеспечение (EcoStruxure Power Design), онлайн-инструменты и руководство (Руководство по селективности, каскадированию и координации) для поддержки проектирования низковольтной установки с учетом селективности. Кроме того, наличие соответствующих продуктов, таких как автоматические выключатели серии MasterPact, ComPact и Acti9, предлагает ограниченное количество типоразмеров и моделей, что еще больше упрощает этот процесс. Эти серии автоматических выключателей также разработаны и испытаны для селективной координации — от автоматических выключателей до MCCB до автоматических выключателей, а также пускателей двигателей и автоматических выключателей двигателей — что дает вам уверенность в том, что селективность будет работать, от сети до фидеров к окончательному распределению.

Что вы думаете? Продолжить обсуждение на форуме Power Availability Forum

.

Селективная координация с автоматическими выключателями

Введение в селективную координацию

Избирательную координацию часто называют просто координацией.Координация определяется в NEC ® 240.2 как: «Правильная локализация состояния неисправности для ограничения отключений затронутого оборудования, достигаемая выбором селективных устройств защиты от сбоев».

Важно отметить, что тип выбранного устройства защиты от перегрузки по току часто определяет выборочную координацию системы.

На рис. 1 показана разница между системой без избирательной координации и системой с избирательной координацией.На рисунке слева показана система без выборочной координации. В этой системе может произойти ненужная потеря мощности для незатронутых нагрузок, поскольку устройство, ближайшее к неисправности, не может устранить неисправность до того, как разомкнутся вышестоящие устройства.

Рис. 1. С выборочной координацией и без нее

Система справа представляет собой избирательно скоординированную систему.

Здесь неисправность устраняется ближайшим к ней устройством максимальной токовой защиты до того, как размыкаются какие-либо другие вышестоящие устройства, что позволяет избежать ненужных потерь мощности на незатронутые нагрузки.

Селективная координация —

NEC ®

В NEC ® обсуждается избирательная координация в 240.12 и указывается:

«Там, где требуется упорядоченное отключение для минимизации опасности (опасностей) для персонала и оборудования, должна быть разрешена система координации, основанная на следующих двух условиях:

1. Скоординированная защита от короткого замыкания
2. Индикация перегрузки на основе системы мониторинга или устройств.

Система мониторинга может привести к тому, что условие перейдет в состояние тревоги, что позволит принять корректирующие меры или упорядоченное отключение, что сведет к минимуму опасность для персонала и повреждение оборудования.

Кроме того, координация особенно необходима в медицинских учреждениях (в соответствии с NEC ® 517.17) и в нескольких лифтовых цепях (в соответствии с NEC ® 620.62).

Надлежащая практика проектирования учитывает непрерывность обслуживания, стоимость простоя, потерю производительности труда и безопасность людей, находящихся в здании.

Методы проведения исследования координации

Наиболее часто для проведения исследования координации используются два метода:

1. Наложения кривых время-ток, в которых используются световая таблица и опубликованные данные производителей.
2. Компьютерные программы, которые используют ПК/ноутбук и позволяют разработчику выбирать кривые время-ток, опубликованные производителями. (Например, у Schneider Electric есть отличное программное обеспечение Direct Curves, предназначенное для проведения исследования селективности на основе кривых срабатывания защитных устройств.)

Независимо от того, какой метод используется, глубокое понимание кривых времятоковой характеристики устройств защиты от перегрузки по току необходимо для создания избирательно скоординированной системы.

Для систем предохранителей проверка выборочной координации выполняется быстро и легко: просто соблюдайте коэффициенты номинальных токов предохранителей, указанные производителем.

Следует отметить, что изучение кривых время-ток указывает на работу в условиях перегрузки и короткого замыкания. Характеристики устройств перегрузки по току, которые работают в условиях отказа от среднего до высокого уровня, не отражаются на стандартных кривых время-ток. Необходимо использовать другие инженерные методы.

Селективная координация — автоматические выключатели

На приведенной ниже кривой показан автоматический выключатель на 90 ампер и автоматический выключатель на 400 ампер выше по линии с уставкой мгновенного срабатывания 5 (5 умножить на 400 А = 2000 А).

Минимальный мгновенный ток разблокировки для автоматического выключателя на 400 А может составлять всего 2000 А, умноженное на 0,75 = 1500 А (диапазон ± 25 %). Если на стороне нагрузки 90-амперного выключателя произойдет замыкание свыше 1500 ампер, оба выключателя могут разомкнуться. Выключатель на 90 ампер обычно размыкается раньше, чем выключатель на 400 ампер.

Однако до того, как 90-амперный выключатель сможет отключить ток короткого замыкания, 400-амперный выключатель также мог разомкнуться и начать размыкаться.

Пример ниже иллюстрирует это.

Рис. 2. Автоматический выключатель на 90 А и автоматический выключатель на 400 А выше по линии с уставкой мгновенного срабатывания 5 (5 умножить на 400 А = 2000 А)

Предположим, что на стороне нагрузки автоматического выключателя на 90 А имеется короткое замыкание на 4000 А. . Последовательность событий будет следующей:

1. Выключатель на 90 ампер размыкается (точка A).
2. Размыкается выключатель на 400 ампер (точка B). Как только выключатель разблокируется, он откроется. В момент разблокировки процесс необратим.
3. В точке C автоматический выключатель на 90 ампер полностью отключит ток короткого замыкания.
4. В точке D автоматический выключатель на 400 ампер также полностью разомкнется.

Следовательно, это неселективная система, вызывающая отключение других нагрузок, защищенных выключателем на 400 А.

Это типично для автоматических выключателей в литом корпусе (MCCB) из-за мгновенного срабатывания и широкого диапазона срабатывания при средних и сильных условиях неисправности. Кроме того, это может повлиять на другие вышестоящие автоматические выключатели в литом корпусе в зависимости от размера и мгновенной уставки вышестоящих автоматических выключателей и величины тока короткого замыкания.

Автоматические выключатели с кратковременной выдержкой времени и мгновенным отключением

Некоторые автоматические выключатели в литом корпусе с электронным расцепителем (MCCB) и большинство автоматических выключателей в изолированном корпусе (ICCB) имеют кратковременную задержку (STD). Это позволяет выключателю задерживать срабатывание на определенный период времени, обычно от 6 до 30 циклов.

Однако автоматические выключатели в литом корпусе и в изолированном корпусе с электронным расцеплением имеют встроенный механизм мгновенного отключения.

Это называется функцией мгновенной блокировки, и она блокирует STD для ошибок среднего и высокого уровня. Уставка мгновенного отключения для этих устройств обычно в 8–12 раз превышает номинал автоматического выключателя и срабатывает при неисправностях, равных или превышающих уставку блокировки.

Из-за этого мгновенного отключения может существовать неизбирательное отключение, подобное автоматическим выключателям в литом корпусе и автоматическим выключателям в изолированном корпусе без кратковременной задержки.

Таким образом, несмотря на то, что кратковременная задержка в автоматических выключателях в литом и изолированном корпусе может улучшить координацию в областях перегрузки и короткого замыкания низкого уровня, она может быть не в состоянии обеспечить координацию в условиях среднего и высокого уровня неисправности.

Фото 1. Уставки защиты автоматического выключателя НН

Силовые автоматические выключатели низкого напряжения (LVPCB) с кратковременной задержкой

Кратковременная задержка с настройками от 6 до 30 циклов также доступна для силовых автоматических выключателей низкого напряжения.Однако с силовыми автоматическими выключателями низкого напряжения мгновенное отключение не требуется. Так, низковольтные силовые выключатели с малой выдержкой времени могут удерживать КЗ до 30 циклов.

Это позволяет нижестоящему устройству размыкать неисправность до того, как размыкается вышестоящий силовой выключатель низкого напряжения.

Однако, если неисправность возникает между нижестоящим устройством и силовым выключателем низкого напряжения, электрооборудование может подвергаться излишне высоким механическим и тепловым нагрузкам.

№ по каталогу

Обзор плана электрооборудования — защита от перегрузки по току и устройства, расчеты короткого замыкания, защита компонентов, выборочная координация и другие соображения — COOPER Bussmann

Координация выборочного отключения — Отключение автоматического выключателя нижестоящей цепи

Настоящая критически важная производительность

Настоящая критически важная производительность достигается, когда компоненты RPP рассчитаны на выборочное срабатывание; И имеют свойство токоограничивающего или быстродействующего отключения.

Выборочное отключение означает, что при возникновении неисправности где-либо в распределительной системе сработает один и только один выключатель. Этот выключатель всегда будет располагаться вверх по течению и ближе всего к месту повреждения.

Имитация отключения автоматического выключателя

Изделия

LayerZero отличаются прочностью и исключительной надежностью как в электрическом, так и в механическом отношении.

Конструкция панельных плат LayerZero, разработанная для безопасного и простого обслуживания, значительно снижает вероятность ошибки оператора, помогая обеспечить максимальное время безотказной работы.Операторы менее склонны к ошибкам при работе с защищенной от прикосновения панелью, которая физически отделена барьером. Детали конструкции, такие как болты выключателя, которые не находятся под напряжением, и изолированная шина также помогают повысить надежность, снижая нагрузку на операторов. Отбойные молотки прошли самые жесткие физические испытания и доказали свою исключительную надежность.

Тенденция к проектированию более высокой удельной мощности в современных центрах обработки данных создала новые трудности в обеспечении надлежащей координации автоматических выключателей.Силовые распределительные трансформаторы большей мощности с более низким погонным сопротивлением создают повышенную координационную нагрузку на все последующие защитные устройства.

Традиционные автоматические выключатели ответвления пропускают слишком большой ток короткого замыкания перед отключением короткого замыкания, что не позволяет обеспечить надлежащую координацию с главными или вспомогательными распределительными автоматическими выключателями щита 225ARMS или 400ARMS.

Селективное отключение за счет надлежащей координации достигается при очень высоких ожидаемых уровнях тока короткого замыкания с помощью токоограничивающих (быстродействующих) автоматических выключателей ответвлений.Токоограничивающие выключатели ответвлений значительно облегчают процесс согласования проектирования, повышают общую надежность системы и обеспечивают ощутимое увеличение времени безотказной работы для конечного пользователя критически важного объекта.

Работа высокоскоростного (токоограничивающего) автоматического выключателя

В критически важных средах, таких как центры обработки данных, компоненты должны быть рассчитаны на выборочное отключение и обладать свойством ограничения тока или высокоскоростного отключения. Ниже представлено видео автоматического выключателя, используемого в продуктах LayerZero, устраняющего неисправность нисходящего потока.

Быстродействующие токоограничивающие автоматические выключатели обеспечивают высоконадежный механизм отключения, предназначенный для защиты кабелей и проводов от чрезмерного перегрева. Выключатели состоят из токоограничивающего элемента, который безопасно отводит энергию повреждения от контактов для защиты вышестоящих устройств.

Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Посмотреть видео на YouTube

Это видео о фактическом событии неисправности:

Координация автоматических выключателей — Руководство по устройству электроустановок

Каскадная (или резервная защита)

Метод «каскадирования» использует свойства токоограничивающих автоматических выключателей, чтобы разрешить установку всех нижестоящих распределительных устройств, кабелей и других компонентов цепи со значительно более низкими характеристиками, чем это было бы необходимо в противном случае, тем самым упрощая и снижая стоимость установки.

Определение метода каскадирования

Ограничивая пиковое значение проходящего через него тока короткого замыкания, токоограничивающий выключатель позволяет использовать во всех цепях ниже его места расположения элементы распределительных устройств и цепей, имеющие гораздо меньшую отключающую способность при коротком замыкании, а также тепловые и электромеханические выдерживать способности, которые в противном случае были бы необходимы.Уменьшенный физический размер и более низкие требования к производительности приводят к существенной экономии и упрощению монтажных работ. Можно отметить, что, хотя токоограничивающий автоматический выключатель оказывает влияние на нижестоящие цепи (очевидно) увеличения импеданса источника в условиях короткого замыкания, он не оказывает такого эффекта в любых других условиях; например, при пуске большого двигателя (где очень желательно низкое сопротивление источника). Особенно интересна линейка токоограничивающих автоматических выключателей Compact NSX с мощными ограничивающими характеристиками.

Условия реализации

Как правило, лабораторные испытания необходимы для обеспечения соблюдения условий реализации, требуемых национальными стандартами, и производитель должен предоставить совместимые комбинации распределительных устройств.

Большинство национальных стандартов допускают каскадную технику при условии, что количество энергии, «пропускаемой» ограничивающим выключателем, меньше энергии, которую все нижестоящие выключатели и компоненты могут выдержать без повреждений.

На практике это можно проверить только для CB с помощью тестов, проведенных в лаборатории. Такие испытания проводятся производителями, которые предоставляют информацию в виде таблиц, чтобы пользователи могли уверенно проектировать каскадную схему на основе комбинации рекомендуемых типов автоматических выключателей. Например, На рисунке h57 показаны возможности каскадирования автоматических выключателей типов iC60, C120 и NG125 при установке после токоограничивающих выключателей Compact NSX 250 N, H или L для сети 230/400 В или 240/415 В 3 -этапная установка.

Рис. h57 – Пример возможности каскадирования на 3-фазной установке 230/400 В или 240/415 В

1. ^ ^{1 2} 230 В между фазой и нейтралью

Преимущества каскадирования

Ограничение тока приносит пользу всем нисходящим цепям, которые контролируются соответствующим выключателем с ограничением тока.

Принцип не является ограничительным, т. е. токоограничивающие выключатели могут быть установлены в любой точке установки, где в противном случае нижестоящие цепи были бы неадекватно рассчитаны.

Результат:

• Упрощенный расчет тока короткого замыкания
• Упрощение, т. е. более широкий выбор распределительных устройств и устройств, расположенных ниже по потоку
• Использование более легких распределительных устройств и приборов с, следовательно, меньшими затратами
• Экономия занимаемой площади, поскольку легкое оборудование обычно имеет меньший объем

Принципы селективности

Селективность необходима для обеспечения непрерывности питания и быстрой локализации неисправности.

Селективность достигается за счет устройств защиты от перегрузки по току и замыканий на землю, если состояние неисправности, возникающее в любой точке установки, устраняется защитным устройством, расположенным непосредственно перед местом повреждения, в то время как все другие защитные устройства остаются незатронутыми (см. , рисунок h58). ).

Рис. h58 — Принцип селективности

Селективность требуется для установки, питающей критические нагрузки, где одна неисправность в одной цепи не должна вызывать прерывание питания других цепей.В серии IEC 60364 это обязательно для установки, обеспечивающей безопасность (IEC60364-5-56 2009 560.7.4). Селективность также может требоваться некоторыми местными нормативными актами или для некоторых специальных приложений, таких как :

• Медпункт
• Морской
• Высотное здание

Селективность настоятельно рекомендуется там, где непрерывность подачи имеет решающее значение из-за характера нагрузки.

• Центр обработки данных
• Инфраструктура (тоннель, аэропорт…)
• Критический процесс

С точки зрения установки: Селективность достигается, когда максимальный ток короткого замыкания в точке установки ниже предела селективности автоматических выключателей, питающих эту точку установки.

Селективность должна быть проверена для всех цепей, питаемых от одного источника, и для всех типов неисправностей:

• Перегрузка
• Короткое замыкание
• Замыкание на землю

Когда система может питаться от разных источников (например, от сети или генераторной установки), селективность должна проверяться в обоих случаях.

Селективность между двумя автоматическими выключателями может быть

• Всего: до отключающей способности нижестоящего выключателя
• Частичная : до указанного значения в соответствии с характеристиками автоматического выключателя Рисунок h59, H50 и H51

Для достижения селективности предусмотрены различные решения, основанные на:

• Текущий
• Время
• Энергия
• Логика

Рис.h59 — полная и частичная селективность

Рис. H50 – Суммарная селективность между выключателями A и B

Рис. H51 – Частичная селективность между выключателями A и B

Селективность по току

см. (a) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем установки последовательных порогов срабатывания на ступенчатых уровнях от нижестоящих цепей (более низкие настройки) к источнику (более высокие настройки).

Селективность полная или частичная, в зависимости от конкретных условий, как указано выше.

Селективность по времени

см. (b) из Рисунок H52

Этот метод реализуется путем настройки устройств отключения с выдержкой времени таким образом, чтобы последующие реле имели самое короткое время срабатывания с постепенно увеличивающимися задержками по направлению к источнику. В показанной двухуровневой схеме верхний автоматический выключатель А имеет задержку, достаточную для обеспечения полной селективности с В (например: Masterpact с электронным расцепителем).

Автоматические выключатели категории селективности B рассчитаны на селективность по времени, пределом селективности будет значение выдерживаемой кратковременной выдержки на входе (Icw)

Селективность, основанная на сочетании двух предыдущих методов

см. (c) из Рисунок H52

Временная задержка, добавленная к схеме текущего уровня, может улучшить общие характеристики селективности.

Вышестоящий автоматический выключатель имеет два порога магнитного срабатывания:

• Im A: электромагнитное отключение с задержкой или электронное отключение с короткой задержкой
• Ii: мгновенное отключение

Селективность полная, если Isc B < Ii (мгновенное).

Рис. H52 – Селективность по току, селективность по времени, комбинация обоих

Защита от высоких токов короткого замыкания: Селективность на основе уровней энергии дуги

Там, где кривые время-ток накладываются друг на друга, селективность возможна с автоматическим выключателем-ограничителем, если они должным образом скоординированы.

Принцип: Когда два автоматических выключателя A и B обнаруживают очень высокий ток короткого замыкания, их контакты размыкаются одновременно. В результате ток сильно ограничен.

• Очень высокая энергия дуги на уровне B вызывает отключение автоматического выключателя B
• Затем энергия дуги ограничивается на уровне A и недостаточна для срабатывания A

Рис. H53 — Селективность на основе энергии

Этот подход требует точной координации уровней ограничения и уровней энергии срабатывания.Он реализован в линейке Compact NSX (автоматический выключатель с ограничением тока) и между сериями compact NSX и acti 9. Это единственное решение, обеспечивающее селективность до высоких токов короткого замыкания с автоматическим выключателем категории селективности A в соответствии с IEC60947-2.

Рис. H54 – Практический пример селективности на нескольких уровнях с автоматическими выключателями Schneider Electric (с электронными расцепителями)

Повышенная селективность за счет каскадирования

Каскадирование между двумя устройствами обычно достигается за счет отключения вышестоящего автоматического выключателя A, чтобы помочь нижестоящему автомату B отключить ток. Принципиально каскадирование противоречит селективности. Но технология энергетической селективности, реализованная в автоматических выключателях Compact NSX, позволяет улучшить отключающую способность нижестоящих автоматических выключателей и поддерживать высокие характеристики селективности.

Принцип следующий:

• Последующий ограничительный автоматический выключатель B обнаруживает очень высокий ток короткого замыкания. Отключение происходит очень быстро (<1 мс), затем ток ограничивается 90 165
• Вышестоящий автоматический выключатель А воспринимает ограниченный ток короткого замыкания по сравнению с его отключающей способностью, но этот ток вызывает отталкивание контактов.В результате напряжение дуги увеличивает ограничение тока. Однако энергии дуги недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. Таким образом, автоматический выключатель A помогает автоматическому выключателю B отключиться, не отключаясь сам. Предел селективности может быть

выше, чем Icu B, и селективность становится полной при снижении стоимости устройств.

Логическая селективность или «Блокировка последовательности зон — ZSI»

Схемы селективности, основанные на логических методах, возможны с использованием автоматических выключателей, оснащенных электронными расцепителями, разработанными для этой цели (Compact, Masterpact) и соединенными между собой контрольными проводами.

Этот тип селективности может быть достигнут с автоматическими выключателями, оснащенными электронными расцепителями специальной конструкции (Compact, Masterpact): Logic управляет только функциями защиты от короткого замыкания (Isd, Tsd) и защиты от замыканий на землю (GFP) управляемых устройств. Селективность. В частности, функция мгновенной защиты не затрагивается.

Одним из преимуществ этого решения является короткое время срабатывания автоматического выключателя категории селективности В, где бы он ни находился.Селективность, основанная на времени, в многоуровневой системе предполагает длительное время отключения в начале установки.

Настройки управляемых автоматических выключателей

• временная задержка: ступенчатость временных задержек необходима, по крайней мере, для автоматического выключателя, получающего вход ZSI (ΔtD1 > время срабатывания без задержки D2 и ΔtD2 > время срабатывания без задержки D3)

Пороги

• : пороговые правила не применяются, но необходимо соблюдать естественную стадию рейтингов устройств защиты (IcrD1 > IcrD2 > IcrD3).

Примечание : Этот метод обеспечивает селективность даже с автоматическими выключателями с одинаковыми параметрами.

Принципы

Активация функции логической селективности через передачу информации по контрольному проводу:

• ЗСИ вход:
  • низкий уровень (нет отказов нижестоящего): функция защиты находится в режиме ожидания без выдержки времени,
  • высокий уровень (наличие нисходящей неисправности): соответствующая функция защиты переходит в состояние временной задержки, установленное на устройстве.

Выход

• ZSI:
  • низкий уровень: расцепитель не обнаруживает неисправностей и не отправляет команды,
  • высокий уровень: расцепитель обнаруживает неисправность и отправляет команду.

Эксплуатация

Контрольный провод каскадно соединяет защитные устройства установки (см. Рисунок H55). При возникновении неисправности каждый автоматический выключатель перед неисправностью (обнаружение неисправности) отправляет команду (высокий уровень выходного сигнала) и переводит вышестоящий автоматический выключатель на установленное время задержки (высокий уровень входного сигнала).Автоматический выключатель, расположенный непосредственно над местом повреждения, не получает никаких команд (низкий уровень на входе) и, таким образом, срабатывает почти мгновенно.

Рис. H55 – Логическая селективность.

Технология селективного отключения предохранителей (SFB)

Техническое примечание Perle Systems

Максимальная доступность системы

Для обеспечения максимальной готовности системы стандартные автоматические выключатели должны отключаться магнитным способом, чтобы выборочно отключать поврежденные пути тока и обеспечивать бесперебойную работу важных частей системы. Источники питания и преобразователи постоянного тока QUINT с технологией SFB обеспечивают подачу тока, в несколько раз превышающего номинальный, в течение короткого периода времени для выборочного срабатывания миниатюрных автоматических выключателей и предохранителей, подключенных на вторичной стороне.

Ваша цель: максимальная доступность системы

Никогда нельзя полностью избежать ошибок в производстве. Например, могут возникнуть короткие замыкания в проводке или неисправности нагрузки. Тем не менее, машины или системы, расположенные в незатронутых зонах, должны продолжать работать без перерыва.

Решение состоит в том, чтобы обеспечить отдельную защиту для отдельных оконечных устройств или небольших функциональных групп. Это предотвращает ненужное отключение незатронутых частей системы в случае ошибки.

Источники питания и преобразователи постоянного тока

QUINT с технологией SFB защищают ваше производство. SFB означает селективное отключение предохранителей. В случае ошибки QUINT подает шестикратный номинальный ток в течение 12 мс, чтобы отключить неисправную цепь.

Экономичная защита с автоматическими выключателями

Обычно дополнительные нагрузки, такие как датчики или исполнительные устройства, подключаются к блоку питания параллельно контроллеру. Чтобы свести к минимуму время простоя, каждый из этих текущих путей должен быть защищен индивидуально.

Таким образом, в случае короткого замыкания будет отключен только неисправный тракт источника питания, а остальные нагрузки продолжат работу без перерыва.

В настоящее время стандартные автоматические выключатели представляют собой наиболее экономичное решение для защиты цепи.Они могут отключаться электромагнитным или термическим способом через биметалл.

Чтобы обеспечить срабатывание за несколько миллисекунд, ток встроенного соленоида всегда должен быть значительно выше номинального тока автоматического выключателя.

Характеристики автоматического выключателя

Токи короткого замыкания, необходимые для электромагнитного отключения, обычно указываются производителями для переменного тока (AC). Поэтому пользователи должны убедиться, что значения DC равны 1.в 2 раза выше.

Доступны автоматические выключатели

с различными характеристиками срабатывания. Автоматические выключатели с характеристикой B или C в основном используются в промышленности.

Для характеристики B необходимы следующие токи для срабатывания автоматического выключателя:

• Применения переменного тока: в три-пять раз больше номинального тока
• Применения постоянного тока: в три-шесть раз больше номинального тока

Таким образом, в самых неблагоприятных условиях требуется 150 А для срабатывания автоматического выключателя на 25 А с характеристикой В в течение нескольких миллисекунд.

Для автоматических выключателей с характеристикой C требуются следующие токи:

• Применения переменного тока: в пять-десять раз больше номинального тока
• Применения постоянного тока: в пять-двенадцать раз больше номинального тока

Технология SFB предотвращает провалы напряжения

В случае ошибки длинные кабельные пути ограничивают требуемый ток отключения. Это может задержать или даже предотвратить срабатывание автоматических выключателей.

Если блоки питания обеспечивают меньший запас мощности, это означает, что тепловое отключение может занять несколько секунд или минут.

В этом случае поиск и устранение неисправностей очень прост, так как вы можете видеть, какой автоматический выключатель сработал. Однако за это время напряжение 24 В постоянного тока источника питания уже было прервано, и контроллер вышел из строя.

В худшем случае ток, подаваемый блоком питания, слишком низок или он просто обеспечивает кратковременный запас мощности на несколько секунд, что означает, что предохранитель даже не сработает.В результате устранение неполадок является чрезвычайно трудоемким и дорогостоящим.

Источники питания

QUINT с технологией SFB обеспечивают ток, в шесть раз превышающий номинальный. Этим импульсом отключаются автоматические выключатели.

Длина кабеля и поперечное сечение проводника

Достаточно быстрое срабатывание автоматического выключателя также зависит от длины и поперечного сечения кабеля, по которому подключается нагрузка.

Здесь важен не только ток, который может обеспечить блок питания.Только в том случае, если импеданс поврежденного пути тока достаточно низок, большой ток может также протекать в коротком замыкании и вызывать магнитное срабатывание автоматического выключателя.

Чтобы определить, какой блок питания подходит для вашего приложения в зависимости от длины и поперечного сечения кабеля, обратитесь к нашей матрице конфигурации внизу этой страницы.

Пример сценария:

• Блок питания (24 В/20 А) питает контроллер и три другие нагрузки.
• Каждая цепь тока защищена автоматическим выключателем (характеристика 6 A/B).
• Токопроводы состоят из медных кабелей длиной 25 м (сечение 2,5 мм²).

В этом примере, в случае короткого замыкания, блок питания на 20 А обеспечивает кратковременный шестикратный номинальный ток с использованием технологии SFB, т. е. максимум 120 А. Автоматический выключатель всегда отключается в течение 3 до 5 мс при десятикратном номинальном токе в магнитном диапазоне его характеристической кривой.

Другие нагрузки продолжают работать, на контроллер постоянно подается напряжение 24 В постоянного тока, и он продолжает работать без перерыва, несмотря на короткое замыкание.

Устройство автоматических выключателей от Phoenix Contact

Серия термомагнитных автоматических выключателей Phoenix Contact впервые использует характеристику SFB.

Эта характеристика отключения была специально разработана для использования с источниками питания, работающими на основе технологии SFB.Комбинация этих двух устройств обеспечивает особенно надежное отключение в случае ошибки, даже в случае длинных кабелей между источником питания и оконечным устройством.

Характеристическая кривая SFB основана на характеристике C, но ее допуск значительно сужен. Таким образом, автоматический выключатель быстрее достигает своего тока срабатывания и поэтому срабатывает раньше. Это ограничивает ток короткого замыкания и снижает нагрузку на кабели и подключенные устройства.

Матрица конфигурации SFB

(PDF) Новый низковольтный селективный автоматический выключатель с дополнительным токопроводом

Энергии 2021,14, 8179 13 из 14

Описанное предложение также позволяет нам расширить спектр взаимодействующих в одной установке автоматических выключателей

. Использование нового аппарата может снять ограничения, установленные производителями

SCB и MCB, что упрощает достижение селективности в

установках.

Вклад авторов:

Концептуализация, Б.Р. и П.А.; методология, Б.Р. и П.А.; программное обеспечение, PA;

валидация, B.R., P.A. и ПК; формальный анализ, Б.Р. и П.А.; расследование, Б.Р. и П.А.; ресурсы,

Б.Р. и П.А.; курирование данных, BR; написание – подготовка первоначального проекта, П.А.; написание—обзор и

редактирование, Б.Р. и ПК; визуализации, Б.Р., П.А. и ПК; надзор, Б.Р. и П.К. Все авторы

прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование:

Эта работа, представленная в этой статье, финансировалась за счет субсидии на науку, предоставленной польским Министерством науки и высшего образования

Краковскому технологическому университету.

Заявление Институционального контрольного совета: неприменимо.

Заявление об информированном согласии: Не применимо.

Заявление о доступности данных: Неприменимо.

Благодарности: Неприменимо.

Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Касейко, П.; Маховски, Дж. Короткие замыкания в электроэнергетических системах; WNT: Варшава, Польша, 2020 г. (на польском языке)

2.

Bayliss, C.R.; Харди, Б. Дж. Глава 11 — Плавкие предохранители и миниатюрные автоматические выключатели. В области электротехники передачи и распределения,

, 4-е изд.; Elsevier: Амстердам, Нидерланды, 2012 г.; стр. 361–395. ISBN 9780080969121. [CrossRef]

3. Markiewicz, H. Bezpiecze´nstwo w Elektroenergetyce: Zagadnienia Wybrane; WNT: Варшава, Польша, 2013 г. ISBN 9788363623463.

4.

Рекомендуемая практика IEEE по защите и координации промышленных и коммерческих энергосистем (справочная книга IEEE). В

IEEE Std 242-2001 (пересмотр IEEE Std 242-1986) [IEEE Buff Book]; Исследование IEEE: Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, 2001 г. ; стр.1–710. [CrossRef]

5.

Дин, В.; Чен, Ю .; Чен, Л. Селективный переключатель с селективным защитным модулем. Шанхайский электроприбор SC. Патент CN

1617405A, 18 мая 2005 г. Доступно в Интернете: https://patents.google.com/patent/CN100428603C/en (по состоянию на 9 октября 2021 г.).

6.

Kelaiditis, K. Автоматический выключатель для защиты линии и/или оборудования от перегрузки по току и короткого замыкания, HAGER ELECTRO GMBH

& CO. Патент Германии 3316230, 19 августа 2002 г.

7. Видмар С.; Долнисек, М. Автоматический электрический выключатель, Эти Электроэлемент ДД. Патент SI 22187, 29 декабря 2005 г.

8.

Mamcarz, D.; Альбрехтович, П.; Радван-Прагловска, Н.; Розегнал Б. Анализ симметричных токов короткого замыкания в системах резервного электроснабжения

с маломощными синхронными генераторами. Энергия 2020, 13, 4474. [CrossRef]

9.

Альбрехтович, П.; Щепаник, Дж. Анализ эффективности стандартных устройств защиты в системах электроснабжения, питаемых от

синхронных генераторных установок. Материалы Международного симпозиума по электрическим машинам (SME) 2018 г., Андрыхув,

, Польша, 23 августа 2018 г.; стр. 1–5. [CrossRef]

10.

Розегнал Б.; Альбрехтович, П.; Мамкарц, Д.; Радван-Прагловска, Н.; Себула, А. Защита от короткого замыкания в гибридных системах

с маломощными синхронными генераторами. Energies 2021, 14, 160. [CrossRef]

11.

Людвинек, К.; Щепаник, Дж.; Сулович М. Экспериментальный анализ оценки эффективности срабатывания миниатюрных автоматических выключателей

в электроустановке с питанием от синхронного генератора.электр. Система питания Рез.

2017

,142, 341–350. [CrossRef]

12.

Радван-Прагловска, Н.; Вегиел, Т .; Борковски, Д. Моделирование генераторов с постоянными магнитами с осевым потоком. Энергии

2020

,13,

5741. [CrossRef]

13.

Радван-Прагловска, Н.; Вегиел, Т .; Борковски, Д. Определение параметров генератора с постоянными магнитами без сердечника с осевым потоком.

Арх. электр. англ. 2018, 67, 391–402. [Перекрестная ссылка]

14.

Борковски Д.; Майдак, М. Малые гидроэлектростанции с переменной скоростью — определение оптимальной рабочей кривой —

. Energies 2020,13, 6230. [CrossRef]

15.

Смугала, Д. Оптимизация включения электромагнитных реле с использованием подхода фазового управления. IEEE транс.

Индивидуальный электрон. 2021, 68, 6152–6160. [CrossRef]

16. Смугала Д.; Бонк, М. Подход к ограничению энергии дуги при переключении для автоматических выключателей низкого напряжения. Энергии 2021,14,6774.[CrossRef]

17.

Ларсен, Э. Новый подход к избирательной координации низковольтных выключателей при коротком замыкании. В материалах технической конференции IEEE/IAS

Industrial and Commercial Power Systems 2008 г., Клируотер-Бич, Флорида, США, 22 августа 2008 г.; стр. 1–7. [CrossRef]

18.

Белометти, М.; Беттинелли, ПК; Фидигатти, А .; Рагайни, Э.