Разбор защитных характеристик B, C и D модульных автоматических выключателей

На изображении приведен условный рост тока КЗ и обозначено в каком диапазоне сработает модульный автомат с указанной защитной характеристикой (перечислены ниже). На горизонтальной оси отложены целые числа, которые отражают кратность номинальному току (In). Автоматический выключатель посредством электромагнитногорасцепителя производит размыкание главных контактов.

Для модульных автоматических выключателей согласно таблице 2 на странице 11 стандарта ГОСТ Р 50345-99 устанавливается определённая защитная характеристика:

• B – расцепляющее устройство активируется при токе 3-5 от In;
• C – расцепляющее устройство активируется при токе 5-10 от In;
• D – расцепляющее устройство активируется при токе 10-50 от In.

где In – номинальный ток автомата.
Например, при значении In = 10А и защитной характеристике C расцепление произойдёт при достижении током короткого замыкания диапазона 5-10·In или 50-100 ампер, а при защитной характеристике K отключение вызовется в диапазоне 8-14·In или 80-140 ампер.

Преимущественное применение модульной автоматики:

• B – для сетей с малыми токами КЗ (электрические нагреватели, плиты);
• C – для сетей с большими токами (наиболее применяемое исполнение);
• D – для сетей с высокими токами пуска (сварочные аппараты, электродвигатели, трансформаторы).

Пусковые токи появляются кратковременно от доли секунды до 10 секунд, в зависимости от подключенного устройства.
Например:

• лампа накаливания ЛОН кратковременно при включении потребляет 2-4 номинальных мощности;
• электрический двигатель в момент разгона может потреблять 8-14 рабочих мощностей.

Мгновенная защита для силовых автоматических выключателей

Мгновенная защита для силовых автоматов (уставка) задаётся числом в амперах или в виде Х·In (Х – целое число), при котором сработает расцепляющее устройство в зоне КЗ.
Производитель может предлагать различные уставки в своём каталоге, но на практике завозятся выключатели настроенные на одно значение, а остальные под заказ (до 60 дней в зависимости от завода).

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 влоть 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.

Быстродействующие автоматы

Достижение времени отключения 0,002-0,008 с требует специальных мероприятий и других принципов работы приводных электромагнитов. В известных конструкциях применяются следующие способы получения быстродействия:

1) по принципу вытеснения потока (быстродействие 0,003-0,005 с). Отключение автомата осуществляется не отключением катушек удерживающего электромагнита, а вытеснением потока из участка сердечник-якорь. При этом размагничивающий поток создается форсированно током КЗ.

2) механических защелок (замков) t о до 0,002 с. Включение также осуществляется кратковременно работающим электромагнитом, а удержание во включенном положении - механической (электромеханической) защелкой. Освобождение защелки производится отключающим электромагнитом, работающим в форсированном режиме, создаваемом током КЗ.

3) системы с ударным электромагнитом - работающий с большой форсировкой электромагнит создает "ударную силу", превосходящую силу удерживающего электромагнита и "отрывает" якорь, т.е. отключает выключатель.

4) выключатель со взрывным расцепителем - время отключения 0,001 с - не получили распространения из-за своей сложности.

5) вакуумные выключатели, обеспечивающие гашение дуги t0=0,003-0,007с. Примеры исполнения некоторыхвыключателей приведены ниже.

а) Выключатель БВП-5. Построен на принципе вытеснения магнитного поля. Он предназначен для защиты силовой цепи электровозов постоянного тока. U ном =4000 В, U max=4000 В, I ном=1850 А, собственное время отключения 0,003с.

б) Выключатель постоянного тока вакуумный типа ВПТВ-15-5/400 на

U ном=15 кВ, I ном =400 А, I откл =5 кА.

в) Автомат серии ВАБ - 28 наиболее универсальный, I ном =1,5-6 кА, U =825-3300 В.