Accumulator-shop.ru

Аккумулятор Шоп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проверяются электролабораторией автоматы

Как проверяются электролабораторией автоматы

Любая электрическая сеть является потенциальным источником двух факторов опасности: поражение электрическим током и вероятность пожара вследствие короткого замыкания. И если первый фактор присутствует только в сетях с напряжениями свыше 42 вольт, то опасность короткого замыкания сохраняется даже в низковольтной электропроводке. В связи с чем, проверка автоматических выключателей – обязательный пункт в смете как приёмосдаточных, так и планово-профилактических испытаний, выполняемых электролабораторией.

В отличие от дифференциального контроля токов утечки, эта категория защитной аппаратуры присутствовала в электросетях с момента их появления, поэтому технология их проверки достаточно строго стандартизирована.

Проверка функций УЗО

Существует пять действенных способа проверки на исправность системы отключения дифференциального автомата на ток утечки:

  • специальной кнопкой на корпусе выключателя;
  • гальваническим элементом, вырабатывающим напряжение в ходе химической реакции, попросту говоря, батарейкой;
  • имитацией ухудшения сопротивления изоляции, подключая резистор в цепь устройства;
  • с помощью постоянного магнита;
  • с помощью специального точного электронного прибора, выпускаемого для этих целей.

Рассмотрим каждый из способов проверки дифавтомата более подробно.

Штатная кнопка на корпусе

Один из самых быстрых способов проверки как УЗО, так и дифавтоматов является нажатие на кнопку «Тест», которая чаще всего располагается на корпусе этих электрических аппаратов коммутации и защиты. Для того чтобы нажать её не требуется ни особых навыков, ни специального обучения, выполнить данную процедуру может каждый. Кнопка имеет маркировку букву «Т» и именно она выполняет имитацию на ток утечки электрической цепи. Данный ток для разных дифференциальных автоматов указан на корпусе, поэтому при выборе его стоит понимать, что чем меньше ток утечки, тем чувствительнее защита. То есть даже при возникновении минимального повреждения изоляции электрооборудования произойдёт отключение данного участка цепи от сети.

Кнопка ТЕСТ на корпусе

При нажатии на кнопку проверки работоспособности дифференциального автомата сразу же должно произойти автоматическое отключение его, если этого не произошло, то система УЗО, установленная в выключателе, неисправна. То есть, если кнопка тест не работает, последующая эксплуатация не будет обеспечивать надёжной защиты при пробое. Проверять таким способом стоит при правильно подключенном в сеть выключателе, так как некоторые дифавтоматы имеют электронную схему защиты и без подключения или при обрыве одного из питающих проводов, будь то ноль или фаза, срабатывать не будут. Данные автоматические выключатели со встроенным электромагнитным УЗО должны срабатывать и защищать человека от попадания под опасный ток, даже при обрыве нулевого подводящего проводника.

Проверка дифференциального автомата кнопкой ТЕСТ демонстрируется на видео-уроке:

Стоит заметить, что для правильной проверки дифференциального автомата с помощью кнопки «Тест» не обязательно подключение потребителей, то есть нагрузки к его полюсам.

Гальванический элемент (батарейка)

Этот способ даёт возможность проверки работоспособности системы защиты от токовой утечки в цепи дифавтоматов даже непосредственно при покупке. Для этого нет необходимости подключения к электрической цепи, поэтому этот способ один из самых мобильных и быстрых. Для данной проверки понадобится обычная батарейка и два проводника, подключенных к её выводам. Проверить так можно только электромагнитные УЗО и дифавтоматы, а именно они считаются самыми надёжными и эффективными. Плюс нужно подключать к входному контакту полюса автомата, а минус к выходу, как показано на фото:

Читайте так же:
Как устроен выключатель компьютера

Имитация утечки батарейкой

Данным способом проверяются как двухполюсные автоматические выключатели, рассчитанные на 220 Вольт, так и выключатели, предназначенные для трёхфазных цепей. Дело в том, что любое дифференциальное защитное устройство работает на сравнении входящих и исходящих токов, а замыкая контакты батарейки на одном из полюсов автомата, имитируется перекос этих токов, от чего и срабатывает механизм отключения.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить дифавтомат с помощью батарейки:

Подключение резистора с определённым сопротивлением

Этот вариант проверки дифавтомата на срабатывание защиты более трудоёмкий так как потребует от проверяющего не только взять в руки инструмент, но и посчитать сопротивление резистора, который нужно подключить между одним из выводов розетки и защитным заземлением помещения.

То есть нужно подключить к электрической цепи резистор с определенным сопротивлением, который будет выполнять роль попавшего под напряжение бедолаги. Посчитать его довольно просто, если вспомнить всем известный со школы закон Ома:

Отсюда R = U/I, где величина напряжения зависит от величины его в сети, то есть 220 В, а ток указан на самом дифференциальном автомате. Например, при указанном токе утечки 10 mA: 220В/10mA = 22 кОм, а при 30 mA: 220В/30 mA = 7,3 кОм. Чтобы увидеть этот ток утечки мультиметром или тестером, нужно выставить его на амперметр и подключить последовательно к резистору.

Данное испытание можно проделать и лампочкой, но у неё очень низкое сопротивление и придется всё равно подключать дополнительный резистор. Для плавного изменения тока, можно в цепь также подключить диммер, применяющийся как регулятор яркости освещения ламп.

О том, как проверить дифавтомат с помощью резистора, подробно рассказывается на видео:

Магнит

Способ с применением магнита является тоже действенным, но не электрическим. При поднесении магнита к одной или же другой стороне взведённого дифавтомата, произойдёт отключение.

Воздействие магнита на автомат

Таким способом в одном из электромагнитов, контролирующих и сравнивающих ток в цепи, наведётся магнитное поле, которое и даст сигнал на отключение автомата. Так проверить можно только электромагнитные, но никак не электронные дифавтоматы.

Электронный измеритель

В связи с появлением данных защитных устройств на рынке измерительной электронной аппаратуры, появились специальные устройства, которые при подключении к сети через розетку дают возможность проверить не только работоспособность дифференциального автомата, но и время его срабатывания, а также реальный ток утечки, при котором он выполняет защитное отключение.

MRP-200

Данное устройство на уровне лабораторных исследований может произвести проверку и испытание как устройств защитного отключения, так и других более сложных измерений, вплоть до испытания высоковольтного электрооборудования. Но его стоимость для бытового использования, довольно, высока.

Читайте так же:
Выключатель для электрических теплых полов

На видео наглядно показывается испытание дифференциального автомата измерителем UNI-T UT 582:

Вот мы и рассмотрели, как проверить дифавтомат на работоспособность батарейкой, магнитом и другими действенными способами. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Что проверяется: времятоковые параметры

Испытание АВ проводится путем определения времени срабатывания расцепителей, если значение расчетного тока замыкания фаз меньше верхней границы мгновенного отключения. Проверка также необходима, когда времятоковые параметры, больше времени отключения, указанного в ПУЭ с учетом напряжения конкретной электросети:

  • 0,8 с — однофазные цепи до 127В, питающие переносные электроприемники или ручной инструмент.
  • 0,4 с — бытовые или промышленные сети 220В, к которым подключена стационарная или переносная техника, оборудование.
  • 0,2 с — трехфазные бытовые или промышленные цепи 380В, питающие бытовую технику либо стационарное оборудование.
  • 0,1 с — электросети более 380В, обслуживающие производственные электроустановки, машины, оборудование.

Сергей Гондуров, генеральный конструктор
Михаил Пирогов, начальник отдела системотехники
Илья Иванов, ведущий инженер отдела системотехники
ООО «НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург

Сети 0,4 кВ – важный узел в передаче электроэнергии от источника к потребителю. От его надежности напрямую зависит работа всех промышленных и сельскохозяйственных предприятий, электростанций и подстанций. Еще недавно проблема дальнего резервирования (ДР) сетей 0,4 кВ не имела качественного решения.

Осуществить резервирование в сети 0,4 кВ теми же методами, что и в высоковольтной сети не удавалось из-за существенного снижения тока короткого замыкания (КЗ) по мере удаления точки КЗ от источников питания.

Появление микропроцессорных устройств релейной защиты позволило решить проблему ДР в сетях 0,4 кВ благодаря реализации алгоритма, в основе которого лежит принципиально новая идея, ранее не существовавшая в мировой практике.

ТРАДИЦИОННАЯ МЕТОДИКА ВЫБОРА УСТАВОК

Рассмотрим проблему ДР на примере выбора уставок срабатывания защиты вводного выключателя подстанции 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВА (рис. 1). Отметим, что в данном случае нагрузка Н1, Н2, Н3 не содержит в своем составе электродвигатели.

Рис. 1. Схема электроустановки

Уставки срабатывания защит выбираются в соответствии с рекомендациями [1].

Выбор уставок автоматического выключателя QF2 защиты электродвигателя

Токовая отсечка. Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя по выражению:

где K н – коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока электродвигателя, принимается равным 1,5;
1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше U ном электродвигателя.

Уставка срабатывания токовой отсечки составляет I с.о. ≥ 3528 А. Выдержка времени срабатывания минимальна и составляет 0,1 с.

Защита от перегрузки. Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из условия возврата защиты после окончания пуска или самозапуска электродвигателя по выражению:

, (2)

где K н – коэффициент надежности, учитывающий запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты;
K в – коэффициент возврата защиты;
I ном – номинальный ток электродвигателя.

Читайте так же:
Шкаф питания соленоидов выключателя

Для автоматических выключателей серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР: K в = 0,97÷0,98, K н =1,19÷1,32. По выражению (2) I с.п. = 1,25 · I ном = 400 А.

Время срабатывания защиты от перегрузки принимается из условия несрабатывания защиты при пуске или самозапуске электродвигателя и определяется по выражению:

где t с.п. – время срабатывания защиты при токе, равном пусковому;
t пуск – длительность пуска электродвигателя.

Время срабатывания защиты от перегрузки t с.п. = 4,5 с.

Выбор уставок срабатывания защит автоматических выключателей QF4, QF5

Токовая отсечка. Ввиду отсутствия на данном присоединении двигательной нагрузки, уставка срабатывания отсечки определяется по следующему выражению:

где K н – коэффициент надежности, для автоматических выключателей серии ВА составляет 1,5;
I раб.макс – максимальный рабочий ток присоединения, равный в данном случае I ном .

По выражению (4) находим I с.о. = 1,5 · I раб.макс =108 А.

Согласование с отсечками выключателей отходящих линий не производим ввиду их отсутствия.
Уставка времени срабатывания токовой отсечки выбирается минимальная – 0,1 с.

Защита от перегрузки. На данных присоединениях защита от перегрузки не используется, в связи с этим установлены автоматические выключатели, имеющие только электромагнитные расцепители.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF3

Токовая отсечка. Определяется по двум условиям, из которых принимается наибольшее значение.
1-е условие: несрабатывание при максимальном рабочем токе. Определяется по выражению (4) и составляет:

2-е условие: согласование с отсечками выключателей отходящих линий. Определяется по выражению:

где K н.с. – коэффициент надежности согласования, равный 1,4;
I с.о.л. – наибольший из токов срабатывания отсечек выключателей отходящих линий, составляющий 108 А.

По выражению (5) I с.о. = 151 А.
Таким образом, наибольшее значение I с.о. =216 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению:

где t с.о.л. – выдержка времени срабатывания отсечки выключателя отходящей линии;
Δt – ступень селективности, равная 0,15 с.
Уставка выдержки времени срабатывания токовой отсечки t с.о. = 0,25 с.

Защита от перегрузки. На данном присоединении защита от перегрузки не используется.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF1

Токовая отсечка. Выбор уставки срабатывания отсечки вводного автоматического выключателя определяется при полной нагрузке секции и электродвигателя с наибольшим пусковым током:

, (7)

где K н – коэффициент надежности, равный 1,5;
– сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током;
I пуск.макс – наибольший пусковой ток.

По выражению (7) ток срабатывания отсечки вводного выключателя составляет I с.о. = 4356 А.
Согласование с отсечками выключателей отходящих линий определяется по выражению (5) и составляет I с.о. = 4939 А.
Из полученных значений выбираем максимальное I с.о. = = 4939 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению (6) и составляет t с.о. = 0,4 с.

Защита от перегрузки. Уставка защиты от перегрузки рассчитывается так же, как и для электродвигателя (2), однако вместо I ном используется максимальный рабочий ток, который с учетом допустимой перегрузки трансформатора 1,2 составляет I раб.макс = 1,2 · I н.т. = 1734 А.
По выражению (2) уставка срабатывания защиты от перегрузки I с.п. = 1,25 · I раб.макс =2167,5 А.
Время срабатывания защиты в 2 раза больше длительности пуска электродвигателей и составляет t с.п. = 2 · t пуск = 6 с.

Читайте так же:
Методика проверки масляных выключателей

Анализ выбранных уставок

Рассчитав токи КЗ [2], представим их в виде графика (рис. 2), где кривая указывает значение тока дугового двухфазного КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции. Значения I с.о. и I с.п соответствуют значениям уставок срабатывания защит вводного выключателя QF1. На графике видно, что токовая отсечка вводного выключателя QF1, начиная с 84 м, не выполняет резервирование защит отходящего выключателя QF3. Защита от перегрузки также не удовлетворяет выбору проводников по условиям нагрева при КЗ [4] и нарушает требования п.1.4.16 ПУЭ [3]. Это означает, что при возникновении КЗ вне зоны резервирования защиты вводного выключателя QF1 и при отказе отходящего выключателя QF3 произойдет термическое повреждение кабеля по всей его длине, а в наихудшем случае – пожар в кабельных каналах.

Рис. 2. Токи КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции

Пример расчета дан для простой схемы, в которой преобладает нагрузка с малой кратностью пускового тока. В более сложных случаях (наличие групп электродвигателей средней и большой мощности) уставки вводного выключателя увеличатся и, как следствие, зона ДР резко сократится (до 60–70 м).

Существующие автоматические выключатели различных производителей не способны решить эту проблему, так как принцип действия их защит одинаков: сравнение действующего значения тока с уставкой, которая должна быть отстроена от токов пуска и самозапуска. Основная причина появления зон, в которых защита вводного выключателя не способна резервировать отходящие выключатели, – резкое, в отличие от сетей среднего и высокого напряжения, снижение токов КЗ по мере удаления от источника питания, а также большие пусковые токи электродвигателей.

Защита ДР должна быть построена с учетом этих явлений и выполняться на принципах, точно определяющих факт возникновения КЗ, а не факт превышения током КЗ уставки. Благодаря появлению блоков цифровой релейной защиты это стало осуществимо.

АЛГОРИТМ ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

Впервые алгоритм ДР отказов защит выключателей был реализован А. В. Беляевым и М. А. Эдлиным в блоках БМРЗ-0,4 в 2000 г.

Многолетний опыт эксплуатации показал, что ДР в БМРЗ-0,4 надежно срабатывает при всех видах КЗ, достоверно определяет и не срабатывает при пусках или самозапусках электродвигателей, а также при повреждениях в высоковольтной сети. Алгоритм ДР основан на анализе переходного процесса, возникающего при КЗ, пусках или самозапусках электродвигателей. В основу алгоритма заложен анализ активного тока при возникновении КЗ в кабельных линиях и реактивного в случае пуска или самозапуска электродвигателей.

Особенность алгоритма ДР – анализ не абсолютных величин токов, а их производных, что существенно увеличивает зоны резервирования, ограниченные минимальным диапазоном измерения цифрового устройства, и позволяет с высокой точностью определить границу зоны ДР вне зависимости от нормируемых погрешностей измерений. Принцип функционирования данного алгоритма требует детального рассмотрения в отдельной статье.

Читайте так же:
Выключатель замка багажника ваз 2110

Сегодня БМРЗ-0,4 – это единственное в мире устройство, которое проверено эксплуатацией и натурными испытаниями с реальными КЗ, выполняющее ДР отказов защит выключателей 0,4 кВ. Блоки БМРЗ-0,4 широко применяются на объектах нефтегазовой промышленности и в процессе эксплуатации зарекомендовали себя как надежное и качественное комплексное решение по защите и автоматике подстанции.

ВЫВОДЫ

В каждом проектном или эксплуатационном случае требуется проверка зон ДР для предотвращения пожаров в кабельных каналах. Проверку необходимо проводить для всех схем с кабельными линиями длиной более 60 метров.
Существующие модели автоматических выключателей не могут обеспечить ДР по принципу действия защиты.
Многолетний опыт эксплуатации доказал, что блоки БМРЗ-0,4 позволяют решить актуальную проблему ДР благодаря применению принципиально нового алгоритма.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Беляев А. В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. СПб.: ПЭИПК, 2008.
  2. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. Минск, 1994.
  3. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп.
  4. О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания: Циркуляр № Ц-02-98(Э). М., 1998.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Результаты проверки автоматических выключателей

Результаты проведения испытательных работ заносятся в специальный протокол. В документе фиксируется срабатывание или несрабатывание автомата, время срабатывания и ток в момент срабатывания.

Выключатель должен быть исключен из сети и заменен аналогичным в следующих случаях:

  • при токе несрабатывания происходит расцепление;
  • при токе срабатывания расцепление не происходит;
  • автомат срабатывает, но этот момент не вписывает в допустимый интервал времени срабатывания.

Если в ходе испытаний был выявлен хотя бы один выключатель, который подлежит замене, то по требованиям ПУЭ необходимо дополнительно проверить такое же количество приборов, которое было отправлено на первичную проверку.

Чаще всего выявление неисправных выключателей происходит при эксплуатационных испытаниях. Если проверка осуществляется в рамках передачи объекта в эксплуатацию, то вероятность обнаружения неисправности значительно ниже. Использование надежного оборудования и строгое соблюдение регламента испытаний позволяет нам выявить дефектные выключатели с высокой точностью. Это позволяет максимально защитить электросеть, объект и людей, которые проживают на нем, работают или посещают его. И хотя замена выключателя может быть достаточно затратной, повышение безопасности этого стоит.

Случается, что из-за короткого замыкания происходит поломка другого оборудования сети: вентиляционного или промышленного. В результате затраты становятся еще больше, поэтому вклад средств в испытания и замену выявленных неисправных автоматов можно рассматривать как экономию в долгосрочной перспективе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector