7.4. Нормируемые величины
7.4.1. Защита от поражения электрическим током
7.4.2. Защита от перегрузок
7.5. Проведение испытаний
7.5.1. Схемы испытаний и нагрузочные устройства
7.5.2. Технические характеристики устройств «Сатурн-М», «Сатурн-М1»
7.6. Проверка тепловых и электромагнитных расцепителей выключателей бытового и аналогичного назначения
7.7. Проверка расцепителей выключателей, не относящихся к категории «бытового и аналогичного назначения»(по ГОСТ Р 50030.2-99)
7.7.1. Проверка расцепителей перегрузки
Испытания расцепителей автоматических выключателей проводятся с целью проверки соответствия пределов их срабатывания данным завода-изготовителя, требованиям ГОСТ Р 50345-99, ГОСТ Р 50030.2-99.
7.4. Нормируемые величины
Параметры срабатывания автоматических выключателей должны соответствовать данным завода-изготовителя и обеспечивать:
- защиту от поражения электрическим током (в случае недостаточности других защитных мер) при коротких замыканиях;
- защиту сетей от перегрузок и пожаров, вызванных технологическими перегрузками или повреждениями изоляции.
7.4.1. Защита от поражения электрическим током
Обеспечение требований защиты от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания достигается нормированным временем отключения поврежденного участка цепи, зависящего от тока однофазного замыкания (см. лаб. раб. №6. Методики измерения полного сопротивления цепи «фаза-нуль» и токов однофазных коротких замыканий).
Время срабатывания автоматического выключателя проверяется в случае, когда измеренный или расчетный ток однофазного замыкания меньше верхнего предела диапазона токов мгновенного расцепления этого выключателя и разброс времени срабатывания выключателя по время-токовой характеристике выходит за пределы нормированного времени отключения. При этом расцепители автоматических выключателей испытываются током, равным измеренному или расчетному значению тока однофазного замыкания.
7.4.2. Защита от перегрузок
При проверке защиты сетей от перегрузок для автоматических выключателей допустимое время срабатывания в зависимости от кратности номинального тока и температуры окружающей среды определяется по паспортным данным.
При проверке времени срабатывания автоматического выключателя кратность тока испытания должна приниматься такой, чтобы время срабатывания было не менее пяти секунд. При этом необходимая кратность испытательного тока ориентировочно определяется по формуле:
где I7, t7 – семикратный ток испытаний и время срабатывания теплового расцепителя при этом токе;
tx – заданное время срабатывания;
Ix – ток, при котором время срабатывания будет соответствовать заданному.
Время срабатывания должно соответствовать данным завода-изготовителя.
7.5. Проведение испытаний
7.5.1. Схемы испытаний и нагрузочные устройства
Автоматические выключатели (АВ) выпускаются с расцепителями с обратнозависимой выдержкой времени (тепловыми), с независимой выдержкой времени и мгновенного действия (электромагнитные и электронные).
Тепловые расцепители срабатывают с выдержкой времени, зависящей от величины тока – чем больше ток, тем меньше выдержка времени. Электромагнитные расцепители (отсечка) срабатывают без выдержки времени.
Выключатели бытового и аналогичного назначения по ГОСТ Р 50345-99 классифицируются по диапазонам токов мгновенного расцепления, при которых автоматический выключатель может расцепиться без выдержки времени, подразделяются на типы расцепления В, С, D (рис. 6.7).
Таблица 7.1
| Тип расцепления | Диапазоны токов мгновенного расцепления |
| В | 3 In < Ia ≤ 5 In |
| С | 5 In < Ia ≤ 10 In |
| D | 10 In < Ia ≤ 50 In |
Диапазоны токов мгновенного расцепления выключателей этих типов приведены в таблице 7.1.
где In – номинальный ток выключателя (номинальный ток расцепителя с обратнозависимой выдержкой времени);
la – ток мгновенного расцепления.
Дополнительно к этим типам выключателей, в соответствии со стандартом МЭК 898, отечественной промышленностью выпускаются выключатели с типами расцепления L, 1C, 2С, ЗС, 4С.
Разновидность типов расцепления импортных выключателей гораздо шире, но наиболее широкое применение в отечественной практике находят выключатели вышеуказанных типов.
Диапазоны токов мгновенного расцепления для каждого типа выключателя указываются в паспортных данных.
Остальные выключатели, не относящиеся к категории «бытового и аналогичного назначения» (ГОСТ Р 50030.2-99), имеют конкретные значения уставок расцепителей по токам коротких замыканий.
Токи мгновенного расцепления этих выключателей должны находиться в диапазоне 0,8 Iук < Ia ≤ 1,2 Iук,
где Iук – уставка расцепителя по току короткого замыкания (отсечка).
Расцепители регулируют и калибруют на заводе-изготовителе, после чего их крышки пломбируют. Открывать крышки и регулировать расцепители не допускается. При наружном осмотре проверяют отсутствие повреждений основания кожуха и крышки автомата, производят несколько включений и отключений вручную, проверяя действие расцепителей.
Тепловые расцепители проверяют по схеме, приведенной на рисунке 7.1 (а, б).
Рис. 7.1 Схема испытания тепловых расцепителей
а – поочередная нагрузка полюсов автоматического выключателя,
б – одновременная нагрузка полюсов автоматического выключателя испытательным током
На заводе-изготовителе тепловые расцепители калибруют по начальному току срабатывания.
Проверка этого тока требует больших затрат времени. Поэтому при приемосдаточных и эксплуатационных испытаниях проверку производят в форсированном режиме: при трех – пяти кратном номинальном токе расцепителя.
Для каждого типа выключателя и расцепителя время срабатывания при трех – пяти кратной нагрузке не должно превышать указанного заводом. Заводские данные даются для случая одновременной нагрузки испытательным током всех полюсов выключателя, соединенных последовательно (рис. 7.1 б).
Однако при одновременной нагрузке всех полюсов проверка не дает гарантии исправности каждого расцепителя. Поэтому, кроме проверки при одновременной нагрузке всех полюсов выключателя, целесообразно проверить каждый тепловой расцепитель в отдельности.
При испытании тепловых расцепителей необходимо помнить, что, если тепловой элемент не сработает и не произойдет отключения автомата за максимально допустимое для него время, необходимо отключить испытательный ток во избежание перегрева и порчи расцепителя.
Максимально допустимое время равно примерно двойному времени срабатывания при форсированном режиме испытания.
Электромагнитные расцепители проверяются только при поочередной нагрузке испытательным током каждой фазы автомата (рис. 7.1, а). При этом нагрузочный ток повышают до 0,8 значения тока отсечки, указанного в паспортных данных выключателя, или до нижнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D и аналогичных.
Электромагнитный расцепитель не должен сработать. После этого нагрузочный ток увеличивается до 1,2 тока отсечки или до верхнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D.
Электромагнитный расцепитель должен сработать. Это означает, что ток отсечки находится в допустимых пределах.
При проверке комбинированных расцепителей (с тепловыми и электромагнитными элементами) нагрузочный ток необходимо повышать быстро, чтобы не успел сработать тепловой расцепитель. Чтобы убедиться в том, что тепловой расцепитель не сработал, сразу после отключения выключатель включают вручную, при срабатывании теплового расцепителя повторное его включение не произойдет.
Принципиальная схема проверки тепловых и электромагнитных расцепителей автоматического выключателя предусматривает:
- проверку каждого полюса в отдельности (рис. 7.1 а);
- проверку при одновременной нагрузке всех полюсов (рис. 7.1, б);
R – реостат (автотрансформатор);
НТ – нагрузочный трансформатор.
В качестве испытательных устройств в схеме могут быть использованы следующие нагрузочные устройства и трансформаторы:
- ТН-3 (разработчик ЦЛЭМ Мосэнерго), максимальный ток нагрузки 1800 А;
- НТ-10 (разработчик ВНИИПЭМ), максимальный ток нагрузки 10000 А;
- нагрузочное устройство РТ-2048 в комплекте с однофазным нагрузочным трансформатором ТОН-7М2 (Ассоциация наладочных организаций, Санкт-Петербург, завод «Электросила»), максимальный ток нагрузки 11000 А, снабжено электронным секундомером для измерения времени срабатывания расцепителей.
В качестве нагрузочных устройств могут также использоваться сварочные или котельные трансформаторы с регулировкой напряжения по первичной стороне (регулировочные автотрансформаторы типа РНО или регулировочные реостаты). В настоящее время широкое распространение получили разработанные НПО «Радиус» совместно с фирмой ОРГРЭС специализированные испытательные устройства серии «Сатурн» [7], выполняемые в двух вариантах: «Сатурн-М» и «Сатурн-M1», а также разработанные Ассоциацией наладочных организаций комплекты НТИ-1 с пультом РТ2048М, НТИ-2, НТИ-5 и НТИ-10 с пультом РТ2048 [7];
- комплектный источник тока КИТ-10, максимальный ток нагрузки 10000 А [11];
- нагрузочное устройство конструкции КрасГАУ, максимальный ток нагрузки 500 А.
7.5.2. Технические характеристики устройств «Сатурн-М», «Сатурн-М1»
Устройство «Сатурн-М» представляет собой одноблочное устройство, а «Сатурн-М1» – двухблочное, состоящее из полностью аналогичного «Сатурн-М» базового блока и силового блока, соединяемых при работе кабелем. Базовый блок может использоваться автономно, аналогично устройству «Сатурн-М», а также с нагрузочным трансформатором.
7.5.2.1. Диапазон регулирования и измерения тока в схеме без нагрузочного трансформатора: «Сатурн-М», базовый блок «Сатурн-М1» 10 – 2000 А, «Сатурн-M1» с силовым блоком 30 – 12000 А.
Общий вид устройств «Сатурн-М» и «Сатурн-М1» с силовым блоком представлены на рисунке 7.2 а, б.
7.5.2.2. Диапазон регулирования первичного тока в схеме с нагрузочным трансформатором (0,5 – 300) А.
Рис. 7.2 Общий вид устройств
а) «Сатурн-М»;
б) «Сатурн-М1» с силовым блоком
7.5.2.3. Диапазон измерения тока со встроенным трансформатором тока 10 – 2500 А, с внешним трансформатором тока 0,1 – 99,99 кА.
7.5.2.4. Диапазон задания и измерения длительности протекания тока и времени отключения аппарата от 0,01 до 99,99 с.
7.5.2.5. Диапазон регулирования угла открытия тирис-торов от 1 до 100%.
7.5.2.6. Диапазон задания роста угла открытия тиристоров от 1 до 10%.
7.5.2.7. Допустимая длительность протекания тока в схеме без нагрузочного трансформатора для «Сатурна-М», силового блока «Сатурн-M1» приведена в таблице 7.2.
Таблица 7.2
Допустимая длительность протекания тока в схеме устройств «Сатурна-М» и силового блока «Сатурн-M1»
| Сатурна-М | Сатурн-M1 |
| Ток, А | tдоп, с | Ток, А | tдоп, с |
| 100 | 100 | 300 | 100 |
| 200 | 20 | 400 | 50 |
| 300 | 12 | 500 | 40 |
| 500 | 5 | 800 | 20 |
| 1000 | 1 | 1000 | 10 |
| 1500 | 0,3 | 1500 | 5 |
| 2500 | 0,06 | 2000 | 3 |
| | | 5000 | 0,4 |
| | | 8000 | 0,15 |
| | | 12000 | 0,06 |
7.5.2.8.Относительная погрешность измерения эффективного значения тока в рабочем диапазоне – 8%.
7.5.2.9. Абсолютная погрешность измерения времени отключения аппарата и установки заданной длительности тока при частоте 50 Гц не превышает (0,01 · Тизм + 0,01) с.
7.5.2.10. Напряжение питания 220 В, 50 Гц.
7.5.2.11. Допустимое отклонение напряжения питания +10 до -15%.
Испытательные схемы с использованием устройства «Сатурн» приведены в инструкциях завода-изготовителя.
7.6. Проверка тепловых и электромагнитных расцепителей выключателей бытового и аналогичного назначения
В соответствии со стандартом МЭК 60898, устанавливающим требования к автоматическим выключателям бытового и аналогичного назначения, АВ должны нормально расцепляться при протекании испытательного тока в течение установленного для данного типа АВ времени, согласно параметрам, приведенным в таблице 7.5.
Таблица 7.5
Параметры нормальной времятоковой зоны АВ
- Собрать схему проверки в соответствии с инструкцией изготовителя используемого нагрузочного устройства.
- Для проверки тепловых расцепителей пропустить через каждый находящийся в холодном состоянии полюс выключателя ток, равный 2,55 In (при такой величине тока электромагнитный расцепитель АВ не сработает при любом типе мгновенного расцепителя).
Время расцепления должно составлять не менее 1 с и не более:
60 с – при номинальных токах выключателей до 32 А;
120с – при номинальных токах выключателей выше 32 А.
– Для проверки электромагнитных расцепителей типа «В» пропустить через каждый полюс ток, равный 3 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1 с.
Пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.
– Для проверки электромагнитных расцепителей типа «С» пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1 с.
Пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.
– Для проверки электромагнитных расцепителей типа «D» пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1 с.
Пропустить через каждый полюс ток, равный 50 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.
Так же, как и при проверке тепловых расцепителей, полюса выключателей перед каждым испытанием должны находиться в холодном состоянии.
Термин «холодное» означает: «Без предварительного пропускания тока при контрольной температуре калибровки» (ГОСТ Р 50345-99). Контрольная температура калибровки – 30°С.
Испытания проводят при любой температуре, а результаты корректируют к температуре 30°С на основании поправочных коэффициентов изготовителя. При отсутствии данных изготовителя испытательные токи устанавливают отличными от указанных на 1,2% на каждый градус изменения температуры, при которой проводятся испытания.
Пример: при проведении испытаний при температуре 20°С испытательные токи следует увеличивать на 12%.
7.7. Проверка расцепителей выключателей, не относящихся к категории «бытового и аналогичного назначения»(по ГОСТ Р 50030.2-99)
7.7.1. Проверка расцепителей перегрузки
Расцепители перегрузки рассматриваемых выключателей подразделяются на:
- расцепители мгновенного действия;
- расцепители с независимой выдержкой времени;
- расцепители с обратнозависимой выдержкой времени (преимущественно тепловые).
При проверке расцепителей мгновенного действия или с независимой выдержкой времени через каждый полюс выключателя пропустить испытательный ток, равный 90% уставки по току перегрузки.
При этом расцепитель не должен сработать с начала прохождения тока в течение:
- 0,2 с для расцепителей мгновенного действия;
- удвоенной выдержки времени, указанной изготовителем, для расцепителей с независимой выдержкой времени.
Пропустить через каждый полюс ток, равный 110% уставки по току нагрузки. При этом расцепитель должен сработать в течение:
- 0,2 с для расцепителей с независимой выдержкой времени;
- удвоенной выдержки времени, указанной изготовителем, для расцепителей мгновенного действия.
При проверке расцепителей с обратнозависимой выдержкой времени (тепловых) при контрольной температуре (30±2)°С (холодное состояние полюсов) через последовательно соединенные полюса выключателя пропускают ток, равный 1,05 уставки расцепителя, в течение одного часа. В течение этого времени расцепитель сработать не должен.
По истечении этого времени значение испытательного тока в течение 5 с повышают до 1,3 уставки расцепителя. При протекании этого тока расцепитель должен сработать в течение двух часов с момента увеличения испытательного тока. Данные испытания требуют больших затрат времени, поэтому проверку соответствия параметров расцепителей с обратнозависимой выдержкой времени данным изготовителя при массовых испытаниях производят в форсированном режиме при условии, что время расцепления должно быть не менее 5 с.
| 
,