Селективность узо и автоматических выключателей

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

что такое селективность автоматов и узо

При прокладке электропроводки в квартирах создаются электросхемы, в которых всегда учитываются вопросы безопасной эксплуатации. Электрический ток может причинить большой вред.

Чтобы этого не произошло, устанавливают устройства защиты: предохранители, автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы и другие средства.
Все они обладают определенными, конкретными возможностями, но не могут быть универсальными. Поэтому при выборе приборов следует четко учитывать их индивидуальные характеристики.

Только в этом случае они будут правильно работать, а не создадут лишних проблем в будущем.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Это свойство еще именуют избирательностью. Селективность позволяет надежно эксплуатировать электрохозяйство благодаря правильному подбору защитных устройств.

Для любой электрической схемы применяется иерархия автоматов защиты, разделяющие электропроводку с потребителями на определенные участки — электрические цепи, даже когда ток идет от источника к потребителю напрямую, минуя промежуточные звенья.

Неисправность в этой самой простой схеме может возникнуть внутри: • генератора; • приемника;

• или соединительных проводов.

Каждый из этих случаев требует своего технического решения, которое позволит быстрыми способами надежно выявить и локализовать поврежденный участок.

Селективность определяет правила установки и совместимости защит. Для этого вся система электроснабжения разбивается на отдельные составные участки, делится на зоны с включением в них отключающих аппаратов, реагирующих на появление неисправностей.

Виды селективности

Избирательность бывает:

  • абсолютная;
  • относительная.

Принцип абсолютной селективности подразумевает отключение возникающих повреждений исключительно в своей зоне.
Защиты, выполненные по относительному принципу, реагируют на неисправности своего и соседних участков. Они могут сработать по любому пусковому фактору. Поэтому для исключения ложных отключений их наделяют дополнительными функциями:

  • величиной выдержки времени на срабатывание;
  • уставками по току, напряжению, частоте, электрическому сопротивлению, направлению мощности или другим параметрам сети.

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Этот принцип можно продемонстрировать схемой.

селективность по времени

Для объяснения ее работы все автоматы наделены одной уставкой тока отсечки в 25 ампер, но отключают поврежденный участок с разным временем.
При возникновении неисправности в схеме любого потребителя, например, запитанного от автоматического выключателя №3, ток короткого замыкания почувствуют автоматы:

  • неисправного участка №3;
  • распределительного щита №2;
  • ГРЩ №3.

Выдержка времени на срабатывание 0,1 сек самая маленькая у автомата №3. Он сработает первым, локализовав неисправность. Ток повреждения прервется, а автоматические выключатели №2 и №1 останутся включенными для продолжения электроснабжения потребителей зон №4 и №5.

В этой ситуации возможна поломка автомата №3, тогда он не сработает. Ток КЗ после прохождения времени 0,1 сек останется в схеме. Его через выдержку времени 0,5 сек отключит защита распределительного щита — автоматический выключатель №2.

Он резервирует работу защит участка №3, но дополнительно отключает потребителей цепочек №4 и 5 на которых ток КЗ отсутствовал.

Если по каким-то причинам этот автоматический выключатель тоже окажется неисправным, то функцию устранения токов замыкания выполняет защита главного распределительного щита (ГРЩ) автоматом №1.

Следует представлять, что она через 1 сек обесточит не только участки зон №3, 4 и 5, запитанные от выключателя РЩ №2, но также других потребителей, которые подключены к дополнительным распределительным щитам ГРЩ №1.

Про типы УЗО и его подключение подробно описано  статьях:

Подбор автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

селективность по току сробатывания

Представленная схема показывает принцип выбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания. Здесь выполняется тот же принцип, что и в предыдущей схеме: вначале должны работать защиты, ближайшие к месту повреждения, а их резервированием занимаются аналогичные устройства следующей, второй очереди.

При КЗ в цепях потребителя №3, 4, или 5 отключаются вначале автоматический выключатель поврежденного участка, а автомат №2 резервирует его работу. В свою очередь, исправность защиты распределительного щита страхует выключатель №1 ГРЩ.

Устройство защитного отключения контролирует состояние схемы на отсутствие токов утечек. Наибольшее значение уставки в 300 mA назначается защитам ГРЩ №1. Самые маленькие уставки 30 mA выставляются на УЗО конечных присоединений. В РЩ головное УЗО №2 настраивается на срабатывание промежуточных значений 100 mA.

На практике уставки для защит выставляются по комбинированному методу с учетом совмещения принципов селективности по времени, току и другим параметрам, дополняющих надежность рабочей схемы.

Решаемые задачи

Принцип селективности позволяет обеспечить:

  • электробезопасность оборудования и людей;
  • автоматическое определение зоны неисправности и ее локализацию;
  • снабжение электричеством исправных участков, смежных с поврежденным;
  • поддержание качества электроэнергии для всех потребителей.

По этим причинам избирательность защитных устройств следует всегда учитывать на практике для выбора аппаратуры при прокладке электрической проводки для надежной эксплуатации электрооборудования.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Источник: http://electric-tolk.ru/princip-selektivnosti-dlya-vybora-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-i-uzo/

Селективное УЗО – что это такое?

С устройством защитного отключения (УЗО) знакомы многие. Современная электрическая сеть не обходится без этого элемента защитной автоматики. Основная цель его монтажа – обезопасить человека от воздействия электричества и от возгораний, вызванных токовыми утечками.

Такие аварийные ситуации могут возникнуть из-за изношенной старой изоляции проводников или некачественного соединения электропроводки. Чтобы подобные аварии вовремя обнаружить и не дать им перерасти в пожар или электротравму, устанавливают устройства защитного отключения. При монтаже двухуровневой защиты применяют селективное УЗО.

Что это за устройство? Чем оно отличается от обыкновенного? Какие ещё бывают виды и типы УЗО? Ниже ответим на все эти вопросы.

Что такое селективность?

Основной целью селективности является избирательность, то есть защитная автоматика выбирает только повреждённый участок и отсекает его от рабочей сети. При этом должны быть исключены нежелательные обесточения других потребителей.

Чтобы вам было понятно, рассмотрим это на простом примере.

Для обеспечения селективности защитная автоматика в распределительном щитке подключается последовательно по такой схеме:

  • После вводного автомата установлено общее селективное УЗО на вводе.
  • Также несколько отдельных устройств защитного отключения смонтированы в качестве групповой защиты. Здесь схемы могут различаться. Есть вариант установить УЗО отдельно на каждую комнату. Можно разделить защиту для розеточной и осветительной групп. Чаще всего применяется схема, когда для каждого элемента мощной бытовой техники (водонагревателя, стиральной машинки, электрической печи, кондиционера) устанавливается отдельное устройство защитного отключения.

Вводное селективное УЗО должно иметь определённую выдержку времени (от 0,06 до 0,5 с).

Наглядно про селективность УЗО на видео:

Если в стиральной машине произошла аварийная ситуация, например, пробой изоляции, то на её корпусе появится некий потенциал.

Когда в квартире трёхпроводная электрическая сеть, то есть имеется защитное заземление, то УЗО отреагирует сразу и путём отключения прекратит подачу питания из сети на стиральную машину.

В случае двухпроводной сети (без защитного заземления) УЗО никак не реагирует на эту ситуацию до тех пор, пока к корпусу стиральной машинки не прикоснётся человек.

В этот момент он начнёт играть роль проводника для прохождения токовой утечки на землю, и тогда устройство отключается.

Селективность в данной ситуации заключается в срабатывании УЗО, которое к месту повреждения располагается ближе, то есть группового, защищающего именно машинку. Устройство на вводе должно оставаться в рабочем положении. Это и есть принцип избирательности.

Таким образом, селективность позволяет обойтись минимальными потерями, то есть обесточенной остаётся только стиральная машина, вся остальная техника в квартире продолжает работать.

Также за счёт селективности облегчается поиск повреждённого участка – какое УЗО отключилось, в той группе и есть неисправность.

Обеспечение селективной работы

Для обеспечения селективности нескольких УЗО, подключенных последовательно, нужно правильно их выбрать по значениям тока и времени. Главную роль играют такие параметры УЗО, как временные и токовые уставки. Эти устройства отличаются от остальной автоматики тем, что их селективность может быть выставлена не только по значению времени, но и по току.

Исходя из временного интервала селективное УЗО имеет две разновидности:

  • Тип «S» с выдержкой времени 0,15-0,5 с.
  • Тип «G» с выдержкой времени 0,06-0,08 с.

Обратите внимание на то, что обыкновенное УЗО без функции селективности срабатывает через 0,02-0,03 с после обнаружения утечки тока. Такое устройство устанавливают для отходящих групповых потребителей, а тип «S» или «G» подходит для монтажа на входе (вблизи с источником питания).

Способ обеспечения селективности УЗО на видео:

Запомните, что вышестоящее УЗО должно иметь в три раза большую выдержку по времени, чем у устройств, защищающих отходящие линии. Аналогичная разница нужна и в варианте, когда селективная работа выстраивается по номинальному дифференциальному току отключения. Эта величина у вводного устройства должна в три раза превосходить ток групповой защиты.

Если сказать проще, вводное УЗО при возникновении утечки фиксирует разницу в величинах входного и выходного тока, но не реагирует. Оно как бы даёт возможность отработать нижестоящим устройствам.

И только в том случае, если по какой-то причине эти устройства не сработали (из-за поломки самого УЗО либо допущенных ошибок при коммутировании схемы), через определённое время отключится селективное УЗО на вводе.

Оно является своего рода подстраховкой групповым устройствам.

Есть ещё один случай, когда отработает вводное устройство – если токовая утечка возникнет между ним и групповым УЗО, расположенным ниже. Чтобы было понятнее, объясним на примере.

Предположим вводное устройство вместе со счётчиком электроэнергии и общим автоматом смонтированы в распределительном щите, расположенном на улице. А устройства для отходящих линий установлены в щите, который расположен внутри дома.

Если на кабеле между этими двумя щитами возникнет токовая утечка, то среагирует и отключится селективное УЗО на вводе.

Селективность – хорошо это или плохо – на видео:

Классификация устройств по форме токовой утечки

Практически все характеристики отображаются на корпусах устройств защитного отключения. Там указываются номинальные параметры, схема подключения и некоторые буквенные символы. Мы уже рассмотрели выше, что значат английские буквы «S» и «G», а что характеризует обозначение «В», «А» и «АС»? Эта маркировка УЗО означает разные формы токовых утечек, на которые реагирует устройство:

  1. Тип «АС» – наиболее распространённый и доступный в финансовом плане. Эти УЗО отключаются при появлении в сетях мгновенных или плавно нарастающих переменных токовых утечек синусоидальной формы.
  1. Тип «А». Эти устройства реагируют, так же как и «АС» на синусоидальные переменные токовые утечки, плюс ещё и на постоянные пульсирующие формы тока. Цена УЗО типа «А» выше за счёт того, что они контролируют не только переменные, но и постоянные утечки.
  2. Тип «В». Эти устройства в жилых квартирах и домах практически не применяются, чаще их устанавливают в производственных помещениях. Они осуществляют контроль сразу за тремя формами токовых утечек: постоянной пульсирующей, выпрямленной и переменной синусоидальной.

Все мы отлично знаем, что наша бытовая электрическая сеть имеет переменную синусоидальную форму.

Казалось бы, что достаточно устанавливать УЗО «АС», зачем ещё нужны какие-то «А» и «В»? Но если вы внимательно прочитаете характеристики современной бытовой техники, то обнаружите, что в большинстве своём приборы оборудованы полупроводниковыми блоками питания.

Когда синусоида доходит до этого элемента, то преобразуется в импульсный полупериод. Если повреждение произойдёт в этом месте, то устройство «АС» не обнаружит постоянную токовую утечку и не сработает.

Рекомендуем внимательно изучать паспорт на бытовую технику, перед тем как отправитесь покупать УЗО. Производитель зачастую указывает, через какой тип («А» или «АС») необходимо выполнить подключение.

Читайте также:  Соотношение мощностей светодиодных ламп и ламп накаливания

Разновидности УЗО по принципу действия

По принципу действия бывает УЗО электронное и электромеханическое.

Для работы электронного устройства недостаточно появления токовой утечки, обязательно необходима ещё питающая сеть.

Его схема дополнена электронным встроенным усилителем, получающим питание от внешних источников электричества. И если по какой-то причине на этот усилитель не будет поступать напряжение, устройство не сработает.

По этой причине электромеханическое УЗО считается более надёжным, чем электронное, и получило большее распространение.

Рассмотрим, как конструктивно устроено и по какому принципу работает электромеханическое УЗО. Оно состоит из четырёх основных узлов: расцепляющего механизма и электромагнитного реле (они работают в связке), самого трансформатора дифференциального тока и проверочного элемента.

К трансформатору подключены встречные обмотки фазы и ноля. При нормальном режиме сети эти провода способствуют наведению в трансформаторном сердечнике магнитных потоков, имеющих относительно друг друга встречное направление. За счёт противоположной направленности сумма этих потоков равна нулю.

Электромагнитное реле подключено во вторичную трансформаторную обмотку и при нормальном режиме сети находится в покое. Как только появляется утечка, по проводам фазы и нуля начинают течь различные токовые величины.

В итоге на трансформаторном сердечнике магнитные поля будут отличаться теперь не только по направлению, но и по величине. Сумма магнитных потоков больше не равна нолю.

Ток, появившийся во вторичной трансформаторной обмотке, в определённый момент достигает значения, при котором работает электромагнитного реле. Соответственно сразу же среагирует расцепляющий механизм и УЗО отключается.

Всё-таки до сих пор механика преимущественнее электроники, поэтому при покупке выбирайте электромеханическое УЗО.

Полезные советы по выбору устройств

  • При выборе учтите, что есть ещё типы УЗО, различные по конструктивному исполнению. Устройства с двумя полюсами монтируют в однофазной сети, для трёхфазной следует выбирать УЗО с четырьмя полюсами.
  • Если позволяют финансовые возможности, то целесообразнее будет применение дифференциальных автоматов. Это устройство представляет собой два защитных элемента, скомбинированных в одном корпусе (УЗО и автоматический выключатель).

Как уже неоднократно говорилось, устройство защитного отключения всегда следует ставить в схему последовательно с автоматом.

Если устанавливать их для каждого отдельного потребителя, то распределительный щиток получится больших размеров, в нём неудобно будет производить компоновку такого количества элементов, а дифавтоматов понадобится в два раза меньше.

  • Описание практически всех характеристик устройства вы найдёте на корпусе. При выборе следует обратить внимание на параметры номинального рабочего тока – величины, которую УЗО пропускает через себя продолжительное время. Второй важной характеристикой является величина номинального отключающего дифференциального тока, при котором происходит срабатывание устройства.

Чтобы обеспечить защиту людей, выбирайте УЗО на 6, 10, 30, 100 мА. УЗО на 300 мА эффективно защитит от возгораний, его монтируют на вводе, а уже потом устанавливают устройства с большей чувствительностью.

Защитить розеточные и осветительные группы можно с помощью УЗО на 30 мА, для оборудования ванных комнат и мощной бытовой техники (котлов, бойлеров) покупайте устройства с номинальным током отключения 10 мА.

  • Если позволят финансы, старайтесь приобретать устройства известных европейских фирм («АВВ», «Legrand», «Schneider Electric», «Siemens» и «Моеllеr»). Разница в цене, конечно, ощутимая, но она гарантирует надёжность и качество. Среди российских производителей можно посоветовать продукцию «КЭАЗ», «ИЭК», «DEKraft». Не покупайте УЗО на рынке, чтобы избежать приобретения подделок, отправляйтесь только в специализированные магазины.

Подробнее про выбор УЗО на видео:

Прежде чем начать монтаж защитной автоматики в квартире, определитесь, с помощью каких устройств вы это сделаете – дифавтоматов или УЗО. Для надёжности применяйте двухуровневую защиту с установкой на вводе селективного устройства.

Основные советы по выбору мы вам предоставили.

Если что-то осталось непонятным, то лучше обратитесь за помощью к профессиональным электрикам, потому что даже продавцы в магазинах электротоваров не всегда могут дать необходимую консультацию в плане выбора УЗО.

Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/selektivnoe-uzo

Селективность автоматических выключателей

Содержание:

Надежная и безопасная работа электрических сетей обеспечивается различными способами, среди которых важную роль играет селективность автоматических выключателей.

Она представляет собой особую функцию релейной защиты, способной избирательно обнаруживать неисправный участок или элемент в общей системе и отключать только его.

Таким образом, предупреждаются аварийные ситуации, а уровень защиты становится значительно выше.

Общее понятие селективности

Для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий в системе релейной защиты применяются автоматические выключатели. В аварийной ситуации они полностью отключают потребителей, что не всегда удобно.

В связи с этим были разработаны селективные схемы защиты, принцип действия которых заключается в отключении не всей линии, а только аварийного участка. Групповой автоматический выключатель остается во включенном состоянии.

Отсюда следует, что селективностью считается определенный подбор автоматов для одной системы, призванный обеспечить отключение лишь конкретного аварийного участка.

То есть, срабатывает то защитное устройство, которое отвечает за этот участок, а прочие автоматы в это время работают в обычном режиме. Путем селективности согласуется работа защитной аппаратуры, установленной последовательно.

При возникновении короткого замыкания или перегрузки, отключается только неисправная часть электроустановки.

Выбор автоматов, в том числе и для защиты с абсолютной селективностью зависит от их номинала и характеристик срабатывания, обозначаемых как В, С и D. Система должна выстраиваться таким образом, чтобы срабатывания происходили в нужное время при различных токах коротких замыканий.

Модульные автоматы отличаются по току различными классами токоограничения, характеризующими время срабатывания электромагнитных расцепителей и собственной избирательностью.

Однако быстрота не всегда имеет решающее значение, поэтому в селективных системах устанавливаются групповые автоматы, срабатывающие медленнее, чем приборы на отходящих линиях.

Это позволяет исключить одновременное срабатывание основного устройства и автомата с более низким ограничением тока.

Функции и задачи селективности

Основной задачей селективной защиты является функция обеспечения стабильной работы и безопасной эксплуатации электроустановок.

При возникновении аварийных ситуаций, поврежденный участок определяется практически мгновенно и сразу же отключается, не нарушая работу исправных мест.

За счет селективности значительно снижается нагрузка на электроустановки, уменьшаются негативные последствия от действия короткого замыкания.

Четкая и слаженная работа защитных автоматических устройств максимально обеспечивает требования, предъявляемые к бесперебойному электроснабжению. В результате, селективность автоматического выключателя сохраняет непрерывность всех технологических процессов с участием электроустановок. Отключенные участки никак не влияют на их стабильную работу.

Основное правило устройства селективной защиты предполагает установку автоматов с номинальным током, более низким, чем у вводного устройства.

Суммарно они могут превышать номинал группового автомата, но по отдельности каждый из них должен быть хотя-бы на одну ступень ниже.

То есть, при установке вводного устройства на 50 А, следующий прибор на линии будет иметь номинал не выше 40 А. Первым всегда срабатывает автомат, ближе всего расположенный от места повреждения.

Селективность автоматов обеспечивается их конструкцией. Включение и отключение питания выполняется специальным рычажком. Неподвижные контакты соединяются с клеммами, к которым, в свою очередь, подключаются проводники.

Быстрое размыкание осуществляется с помощью подвижного контакта, соединенного с пружиной.

Расцепление обеспечивается биметаллической пластиной, изгибающейся после нагрева в случае превышения током своего предельно допустимого значения.

Для настройки токов срабатывания имеется регулировочный винт. В совокупности все элементы способствуют быстрому определению неисправного участка и отсечению его от работоспособных частей.

Основным принципом селективности считается поочередное срабатывание защитной аппаратуры. В случае отступлений от норм, произойдет перегрев не только автоматов, но и электропроводки. В результате, возникают аварийные ситуации с серьезными негативными последствиями.

Виды селективности защитных устройств

Устройства автоматической защиты классифицируются по ПУЭ в соответствии со схемами подключения:

  • При полной схеме осуществляется последовательное подключение нескольких устройств. В случае аварии быстрее всех сработает аппарат, находящийся на минимальном расстоянии от места неисправности. Это основное условие работы защитных систем.
  • Частичная схема селективной защиты действует аналогично предыдущему варианту, за исключением некоторых ограничений, установленных для величины тока.
  • Временные схемы отличаются избирательностью, то есть, различным временем выдержки устройств с одинаковыми параметрами. Таким образом, обеспечивается не только селективная защита, но и страховка автоматов по скорости отключения на случай их неисправности. Например, первый прибор должен сработать через 0,2 секунды. Если он оказался неисправным, то через 0,4 секунды сработает второй прибор.
  • Токовая селективность имеет такой же принцип работы, как и временная, но в данном случае основным критерием служит максимальная величина токовой отметки. Значения тока выставляются в направлении от источника питания до нагрузок в порядке убывания.
  • Наиболее сложной в устройстве считается времятоковая селективность. Для таких схем используется аппаратура четырех групп – А, В, С и D. Каждая из них отличается собственной реакцией на электрический ток и обеспечивает отключение в нужный момент. Защитная схема от коротких замыканий составляется с учетом индивидуальных особенностей каждой из них. При необходимости обеспечивается селективность между предохранителями и автоматическим выключателем.
  • Зонные схемы чаще всего применяются на объектах промышленного производства. Данный способ селективности считается не только сложным, но и дорогим вариантом, требующим специальных приборов слежения. При этом, все полученные данные сосредотачиваются в центре контроля, который и определяет, какой автомат будет использован для отключения. То есть, он мгновенно выполняет необходимый расчет. В таких устройствах используются электронные расцепители, работающие по следующей схеме, предусмотренной ПУЭ: в случае аварийной ситуации нижестоящий аппарат, подает сигнал вышестоящему. Если через 1 секунду не произойдет срабатывания нижнего автомата, то сразу же включится второй прибор.
  • Энергетическая схема предполагает быстрое действие селективности автоматических выключателей, при котором токи коротких замыканий не успевают набрать свое максимальное значение.

Правила составления карты селективности

Максимальное использование защитных свойств автоматических выключателей обеспечивается за счет составления специальной карты, отображающей селективность защиты электрической сети, с графическим обозначением всех возможных процессов. Она выполняется в виде схемы установленного образца, в которой указываются все токовые характеристики защитных устройств, включенных в конкретную электрическую сеть.

При составлении карты должны соблюдаться определенные правила:

  • Все электроустановки должны быть подключены к общему источнику питания.
  • Все места расположения значимых расчетных точек должны нормально просматриваться, поэтому карта селективности выполняется в наиболее подходящем масштабе.
  • На схеме отмечаются защитные свойства каждого автомата, а также характеристики возможных коротких замыканий в различных точках с их минимальным и максимальным значением.
  • Характеристики автоматов наносятся последовательно, в соответствии с порядком их подключения. Для правильного построения схемы используются оси с основными показателями. На основании схемы составляется специальная таблица, облегчающая выбор защитных устройств.

На правильно составленной карте отображается полная картина об уставках автоматов, согласованных между собой. Это дает возможность сравнивать параметры защитных устройств и общую селективность защиты.

Сама карта в первую очередь строится на основе осей времятоковых характеристик и их разновидностей. Как правило, в одной этой схеме отображаются параметры двух или трех автоматов.

Горизонтальная ось абсцисс содержит токовые величины (в кВт), а на вертикальной оси ординат отмечается время (с).

Ускорить составление карты помогает специальная программа, которую можно легко найти в интернете. Иногда такие схемы отсутствуют в проектной документации на электрооборудование. Это может привести к нарушениям установленных норм и отключениям питания потребителей.

Источник: https://electric-220.ru/news/selektivnost_avtomaticheskikh_vykljuchatelej/2018-10-07-1583

Селективность автоматических выключателей

Давайте разберемся, что такое селективность автоматических выключателей. При перегрузке или коротком замыкании в линии электросети должен сработать автоматический выключатель. При этом нам хочется, чтобы отключилась минимальная часть потребителей, а остальные продолжали работать.

Читайте также:  Правильный монтаж силового кабеля

При правильно настроенной селективности, должен сработать только автомат аварийной линии, а групповой автомат должен остаться включенным.

Таким образом, селективность автоматических выключателей – это такой подбор устройств в одной системе, при котором в случае аварийной ситуации на любом ее участке, отключение производилось одним автоматом, который отвечает только за данный участок, а другие автоматы при этом не срабатывали.

Другими словами, селективность — согласование работы установленных последовательно защитных аппаратов таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания отключалась только та часть установки, в которой возникла неисправность.

Какая может быть селективность при защите, построенной на обычных модульных автоматических выключателях? Мы располагаем выбором номинального тока и характеристики срабатывания: B, C и D. Невелик выбор, но не у всех есть возможность даже этим набором располагать: автоматы типов B и D продаются далеко не во всех магазинах.

Еще одна проблема – далеко не везде токи КЗ достигают величины, достаточной для срабатывания автоматов с характеристикой D. Если промышленные автоматы могут иметь фиксированную или регулируемую выдержку времени при срабатывании, то модульные автоматы такой роскоши не позволяют.

Рассмотрим типичный пример щитка квартиры или небольшого дома:

Здесь мы видим общий вводной автомат на 25А с характеристикой срабатывания С, две отходящих линии на розетки, защищенных автоматами С16, и одну линию на освещение, защищенную автоматом В10.

В зоне перегрузки обычно селективность соблюдается, а вот в зоне короткого замыкания не всё так просто. Ток срабатывания мгновенного расцепителя у автоматов типа В находится в пределах (3÷5)In, а у автоматов типа С в пределах (5÷10)In.

Причем заранее неизвестно, какая будет кратность срабатывания у конкретного автомата.

Например, у одного выключателя с характеристикой С она может быть равна 5, у другого из этой же коробки – 8 или 10. Допустим, мгновенный расцепитель АВ0 срабатывает при 5In, АВ1 – при 5In, АВ2 – при 10Inа ток короткого замыкания в точках К2-К4 равен 150А.

При замыкании в точке К2 ток будет достаточен для срабатывания как АВ1, так и АВ0, с точкой К4 ситуация аналогичная. Какой из двух автоматов сработает раньше, либо они сработают оба – неизвестно, как получится. При замыкании в точке К3 автомат АВ2 по отсечке вообще не сработает, АВ0 отключится раньше.

То есть селективности при коротком замыкании у нас нет вообще.

При токе замыкания 100А ситуация будет получше, потому что мгновенный расцепитель АВ0 при этом токе не будет срабатывать. АВ1 и АВ3 сработают мгновенно, а вот более грубый АВ2 так же, как и АВ0 будет работать в зоне перегрузки.

Обратимся к графику. Для АВ0 кратность тока равна 4, время срабатывания от 2 до 6 секунд. Для АВ2 кратность равна 6, время срабатывания от 1 до 3.5 секунд. Тоже есть вероятность того, что АВ0 сработает раньше.

Тоже нет полной селективности.

Мы рассмотрели довольно малые токи короткого замыкания, которые обычно бывают в слабых, сильно перегруженных сетях, либо на отдаленных розетках, в удлинителях и т.п. Чаще они имеют более высокие значения, и при этом все автоматы работают в зоне отсечки.

И какой из них сработает раньше, какой позже – это как повезет. Хороший вариант – поставить групповой автомат (АВ0 в нашем примере) с небольшой задержкой при срабатывании (полагаю, было бы достаточно 0.1-0.2с), но таких модульных автоматов в нашем ширпотребе нет.

Может быть, если есть возможность, имеет смысл АВ0 взять с характеристикой D. А АВ1 и АВ2 подобрать так, чтобы кратность срабатывания была поближе к минимальной.

Брать АВ0 более высокого номинала не стоит, так как он не будет уже выполнять функции подстраховки нижестоящих автоматов.

У модульных автоматических выключателей есть еще такой параметр, как класс токоограничения, который фактически отражает быстродействие электромагнитного расцепителя.

Казалось бы – чем быстрей, тем лучше, но для селективности имеет смысл поставить групповой автомат с более медленным срабатыванием, чтобы при КЗ на какой-то отходящей линии он не срабатывал вместе с автоматом этой линии. Хотя нет гарантий того, что автомат с меньшим классом токоограничения сработает медленней автомата с более высоким классом.

Вряд ли все производители придерживаются единых норм по этому параметру. Но если есть возможность поставить автомат с более высоким классом токоограничения на отходящую линию, то стоит так сделать.

При проектировании рассчитываются токи короткого замыкания в определенных точках электросети. На этих данных строится защита – так, чтобы при коротком замыкании или перегрузке в максимуме случаев срабатывал только один автомат, а именно тот, который расположен ближе всего со стороны источника питания.

В домашних условиях такой расчет провести не так уж и сложно, но обычно его не делают, а просто придерживаются такого правила: номинал автомата, находящегося со стороны потребителя, должен быть меньше, чем у автомата, находящегося со стороны источника.

Если вы прочитали и ничего не поняли, то могу порекомендовать небольшой видеоролик с ютуба:

Полной селективности на таких автоматах почти никогда не удается добиться, поэтому обычно приходят к какому-то разумному компромиссу. Но производители знают о такой проблеме, и разрабатывают селективные модульные автоматы.

Например, ABB уже несколько лет производит селективные модульные автоматические выключатели S750DR номиналом от 0,5 до 63А, внешне очень похожие на обычные автоматы, но с существенными отличиями внутри.

В каталоге АВВ приводит следующую схему:

Честно говоря, я ожидал увидеть немного другое. В моем представлении, устройство автомата должно было отличаться от обычного лишь механизмом замедления срабатывания электромагнитного расцепителя. На деле оказалось все сложней.

В каждом полюсе автомата S750DR два токовых пути, соответственно и два силовых контакта. При появлении сверхтока в цепи, главный контакт размыкается моментально, но ток через автомат проходит по дополнительному пути, через верхний по схеме контакт. В этой цепи стоит резистор 0.5 Ом.

Естественно, он не рассчитан на длительное протекание тока, но доли секунды он выдержит. За это время должен разомкнуться нижестоящий автомат. Если этого не происходит, то быстродействующий селективный тепловой расцепитель разорвет изолирующий контакт и селективный автомат оказывается в отключенном состоянии.

Иначе – селективный биметалл остывает и главный контакт автоматически переходит во включенное состояние. Я не знаю, откуда у автомата берутся силы на возврат главного контакта во включенное состояние, но производитель утверждает, что автомат работает именно так. Цена таких автоматов немалая: порядка 4-5 тыс.

рублей за полюс. Называются автоматы S751DR, S752DR, S753DR, S754DR, где последняя цифра означает количество полюсов.

Также на отечественном рынке предлагаются модульные селективные автоматы от Hager. Например, вот такая модель Hager HTS350E. 3 полюса, 50А, характеристика Е. Стоит порядка 28 тыс. рублей.

Источник: http://electromaster.pro/selektivnosti-avtomatov.php

Что такое селективное УЗО и где оно применяется

Современные электрические сети просто невозможно представить без основных элементов защитной автоматики.

Селективное УЗО для защиты от поражений электрическим током в результате энерго утечек может различаться не только типовыми характеристиками, но и принципом функционирования.

Что такое селективность УЗО

Основная цель селективности защитного устройства представлена его избирательностью, поэтому таким типом автоматики выбираются исключительно поврежденные участки, которые отсекаются от рабочей электрической сети.

В этом случае исключается нежелательное обесточивание любых других, работоспособных потребителей.

Устройства селективного защитного отключения в обязательном порядке применяются при электрификации современных жилых зданий и офисных помещений, складских площадей и производственных сооружений, квартир и частных домовладений.

Таким образом, селективность является свойством автоматической защиты электрической сети — срабатывать строго поочередно.

Необходимость использования

Селективность УЗО обозначает, что приборы, последовательно включенные в электрическую цепь, в условиях возникновения токовой утечки, характеризуются срабатыванием устройства, наиболее близкорасположенного к поврежденному участку.

Благодаря техническим характеристикам полностью исключается нежелательное обесточивания всех последующих устройств защитного отключения, в результате чего значительно упрощается выявление и устранение любых неисправностей, вызывающих срабатывание прибора, а также обеспечивается бесперебойное функционирование других участков электрической цепи.

Защитное действие, проявляющееся отключением питающей электрической сети, происходит в условиях применения селективного УЗО при наличии проблем, представленных:

  • замыканием «на землю» корпуса электрических приборов под напряжением;
  • контактом токоведущих частей с заземленными или нетоковедущими элементами любых электрических установок при повреждении изоляции;
  • переменой заземляющих (PE) и нулевых (N) токовых проводников внутри электрической схемы;
  • защитой электрической сети от перепадов в показателях напряжения.

С целью обеспечения беспроблемного функционирования к входной нейтрали и выходной фазе прибора необходимо подключить нелинейное сопротивление. В этом случае любое стандартное протекание дифференциального тока в условиях увеличения напряжения до 270 В или более, вызывает отключение сети устройством защитного типа.

Подразделяется абсолютная или относительная селективность защиты, которая зависит от того, какой тип участков подлежит отключению в случае срабатывания.

Типы селективных УЗО

Основные разновидности УЗО представлены классификацией приборов согласно их токовым показателям при которых происходит срабатывание устройства. В соответствии с основными параметрами, противопожарные устройства защитного типа могут реагировать на токовую силу, равную 100 и 300, а также 500 мА.

Классификация защитных селективных устройств также может осуществляться в соответствии с количеством полюсов. Стандартные приборы УЗО обладают парой полюсов и находят широкое применение в однофазных электрических сетях. Приборы, которые используются в трехфазных электрических сетях, имеют четыре стандартных полюса.

УЗО селективное

В зависимости от способа работы защитных селективных устройств, приборы данного типа подразделяются на определенные категории:

  • «АС» — монтируется в электрических сетях с переменными токовыми значениями, на которые и рассчитаны данные приборы;
  • «А» — может устанавливаться в электрических сетях с переменными и постоянными токовыми величинами;
  • «В» — характеризуется работоспособностью в условиях трех видов тока, поэтому может легко взаимодействовать с постоянными и переменными величинами, а также с выпрямленными дифференциальными токовыми показателями;
  • «S» — относится к селективным защитным устройствам, имеющим определенную задержку отключения;
  • «G» — селективные УЗО с минимальной задержкой по времени отключения.

В зависимости от типа и характеристик технического исполнения, все селективные виды УЗО представлены электронными и электромеханическими моделями.

Первый тип таких моделей нуждается в отдельном источнике питания, чем и обуславливается некоторая ограниченность распространения.

Второй вариант не нуждается в электрическом питании и способен реагировать на дифференциальные токовые величины.

Вариант УЗО

Подключение электронного защитного устройства выполняется как к внешним источникам, так и к защищаемой энергосети. Такие УЗО способны в автоматическом режиме осуществлять отключение сети в условиях выключения дополнительного источника питания.

Возобновление подачи электрического питания сопровождается автоматическим включением сети. Тем не менее нужно помнить, что для некоторых типов защитных устройств, такая функция недоступна.

Не все виды селективных устройств используются с целью защиты человека от поражения электрическим током, поэтому с такими целями рекомендуется устанавливать приборы, способные отключать напряжение при наличии показателей 10-30 мА.

Читайте также:  Правильная установка розеток

Селективность по времени

Область применения устройств данного типа представлена радиальными сетями. Временной отсчет установленной изначально выдержки, стартует в условиях превышения токовых величин для срабатывания реле.

Обязательное условие при использовании такой селективности по времени — согласование порогового значения срабатывания токового реле.

В этом случае допускается пара схем избирательности, что напрямую зависит от типовых особенностей используемой временной выдержки.

Следует отметить, что применение простого селективного устройства при наличии резервирования срабатывания на каждом уровне, относится к преимуществам временной избирательности.

Селективность по току

Стандартные значения установки по току утечки или в соответствии с показателями номинального отключающего дифференциального тока IΔn1 в условиях выше установленного устройства защитного отключения, должны быть минимум в три раза больше установки IΔn2 УЗО, которая расположена ближе к электрическому потребителю: IΔn1>=3 IΔn2.

Принцип работы электромеханического УЗО

Токовая селективность аналогична временной, но основной параметр представлен максимальной токовой отсечкой, поэтому прибор выбирается в соответствии стороны уменьшения установки от источника электрического питания и до момента загрузки.

Срабатывание с задержкой

В случае появления утечки тока на одной из нижерасположенных групп, выше установленное селективное устройство защиты способно пропускать сквозь себя токовую утечку и выжидать, что дает возможность срабатывать групповому УЗО.

В таких условиях остальные потребители электрической энергии из других групп остаются во включенном состоянии.

Селективное УЗО срабатывает при выходе из строя нижестоящего устройства защиты или при появлении любой токовой утечки в электрической цепи на участке между выше и ниже установленными приборами.

Обзор селективных УЗО

На сегодняшний день выпускается несколько моделей селективного УЗО, которые отличаются техническими параметрами и основными характеристиками. При выборе необходимо учитывать номинальные значения напряжения, тока и токовой утечки.

Наиболее популярные варианты:

  • двухполюсная модель ABB для включения в сеть 40 А при максимальной токовой утечке в пределах 200 мА;
  • двухполюсная модель Legrand с номинальным токовым значением 63 А для утечки 300 мА устанавливается чаще всего в бытовых электрических щитках.

Дифференциальный автомат ABB

Особенно востребованы модели Schneider Electric, предназначенные для защиты от токового поражения в условиях прямого прикосновения и предотвращающие возгорание эксплуатируемой электроустановки. Приборы оснащены кнопкой тестирования и маркировкой цепей, имеют фиксацию посредством двойного пружинного зажима, изолированные клеммы и индикацию аварийного отключения.

УЗО селективного типа отличаются от традиционных устройств защиты значительным временем срабатывания, что позволяет в условиях перебоев внутри электрической сети последовательного подключения, осуществлять частичное отключение проводки.

Селективная защита в автоматическом режиме обеспечивается внутри распределительного щитка согласно схеме, при которой за вводным автоматом монтируется общее УЗО селективного типа.

Часть отдельных защитных устройств устанавливается как групповая защита с различной схемой решения, включая розеточную и осветительную группы.

Специалисты рекомендуют применять подобную схему для всех элементов бытовой мощной техники, включая бойлеры, стиральные машины, электрические печи и кондиционеры, с установкой отдельного вводного селективного устройства отключения.

Источник: https://proprovoda.ru/elektrobezopasnost/selektivnoe-uzo.html

Селективность и время токовые характеристики автоматических выключателей

Во время проектирования электрической проводки и ещё на стадии формирования всех электроцепей и установки оборудования необходимо позаботиться о качественной защите.

Обеспечивают такую защиту два типа приборов – автоматика и УЗО, которые в нужный момент выполняют отключение части электропроводки от питания.

Для подобного выбора необходимо учитывать селективность автоматических выключателей , которая заключается в правильном расположении каждого автомата и его подключению к электропроводке.

Отключение производится с небольшой временной задержкой, которую также потребуется учесть при монтаже электрощитовой и установке автоматики. Можно рассчитать временную задержку и ампераж каждого выключателя автоматики для обеспечения максимальной защиты всей цепи.

Существует две ситуации, при которых срабатывает автоматика и УЗО – это короткое замыкание электропроводки или перенапряжение в сети. Правильно рассчитанная селективность автоматических выключателей позволит своевременно выполнить отключение и локализовать повреждённый участок электропроводки.

Автоматика срабатывает под воздействием теплового или магнитного расцепителя. Тепловой датчик срабатывает при возникновении зоны перегрузки или перенапряжения, а магнитный учитывает ситуации при возникновении короткого замыкания на каком-либо участке цепи.

Как выбрать автоматы защиты по их характеристикам?

Автоматы защиты в правильно смонтированном электрощите должны отвечать за каждый участок электропроводки и подключенное к ней оборудование.

То есть, каждый автомат может своевременно обесточить только один участок цепи, оставив остальные электроприборы и сеть в рабочем состоянии.

Кроме того, при необходимости автомат может быть отключён вручную, например, для ремонтных работ или замены оборудования.

Чтобы селективность автоматических выключателей соответствовала максимальному уровню обеспечения безопасности, автоматика должна располагаться в два ряда. Первый ряд автоматов отвечает за каждый участок электропроводки и подключенные к ней приборы, а второй обеспечивает защиту уже всей проводки в помещении, отсекая его полностью от питания.

Автоматические выключатели, отвечающие за безопасность подключения оборудования на каждом участке должны иметь меньший ампераж, чем главные автоматы, обеспечивающие защиту всей сети.

Принцип селективности автоматических выключателей обеспечивает подобное условие.

То есть, первый ряд автоматов будет отключать питание при возникновении короткого замыкания прежде главных автоматов и оставит в работе другие участки электроцепи помещения.

Как расположить автоматы защиты?

Расположить автоматы защиты следует исходя из принципа селективности и времятоковых характеристик.

То есть, тут учитываются время токовые характеристики автоматических выключателей и их номинал, который указан в соответствующей документации.

Автоматы с меньшим номиналом устанавливаются ближе к потребителям, а автоматика с большим номиналом обеспечивает общее подключение.

Аналогично выбирается автомат и по времени срабатывания. Приборы защиты, срабатывающие быстрее, устанавливаются в первом ряду.

Второй ряд формируется (он может состоять и из одного автомата) из приборов, время срабатывания которых будет дольше.

Чтобы определить, какой прибор в каком ряду будет установлен для селективности, необходимо выполнить расчеты автоматических выключателей , исходя из их характеристик.

Определение время токовых характеристик

Время токовая характеристика автоматического выключателя определяется отношением времени срабатывания автомата к току, который протекает через его цепь. То есть, подобная величина будет иметь вид кривой, отображающей связь между током во время работы сети и временем отключения приборов автоматики.

Если говорить более понятным языком, то автомат защиты будет отключен при достижении определенной температуры пластины из биметалла.

Нагрев пластины осуществляется за счёт повышения тока, проходящего через автомат.

Время токовые характеристики и показывают, насколько сильным должен быть ток, чтобы отключить автоматику, и за какое время произойдёт нагрев расцепителя и перевод прибора в отключенное состояние.

Рисунок отображает время токовую характеристику для обычного автомата защиты , а оси координат позволяют определить время нагрева расцепителя и срабатывания выключателя.

Ось абсцисс показывает отношение тока, который протекает через автомат, к его номинальному току.

Также на рисунке можно увидеть, что время отключение автоматики будет стремиться к бесконечности при значении I/Iн≤1.

Если говорить более понятным языком, то до момента, когда номинальный ток будет больше протекающего через автомат, либо равен ему, выключатель не отключится.

Также тут можно увидеть, что автомат защиты будет отключен гораздо быстрее, если значение I/Iн будет иметь большую величину.

Если рассматривать подобное значение для левой кривой, то оно должно составлять «7» и, соответственно, автомат перейдёт в отключенное состояние через 0,1 секунды.

Подбор номинала автоматического выключателя

Чтобы подобрать для конкретной цепи номинал автоматического выключателя можно воспользоваться одним из двух методов:

  • Провести самостоятельный расчёт;
  • Выбрать номинал в таблице для сечения используемых кабелей в проводке.

Наиболее простым будет, конечно же, выбор номинала для автоматов по таблице. Однако, это выполнить не всегда возможно, так как проводка может использовать сразу несколько вариантов сечения для кабелей. В таких ситуация выполняется расчет автоматического выключателя согласно мощности используемых потребителей, безопасность работы которых он и осуществляет.

Определив мощность всех приборов на участке цепи, вам будет необходимо высчитать потребляемый ток, то есть, ампераж данного участка. Он определяется отношением мощности к напряжению, то есть, делим рассчитанную нами мощность участка проводки на напряжение сети – 220В.

Например, для обогревателя мощностью 2,4 кВт такой расчёт будет иметь вид отношения:

2,4 / 220 = 11А.

Следующим этапом расчётов будет умножение полученного потребляемого тока на коэффициент погрешностей и потерь (учитывается старение проводки, её повреждение, некачественная изоляция и так далее), который составляет величину от 1 до 1,25.

В зависимости от используемых приборов этот коэффициент вы выбираете самостоятельно. Для освещения расчеты автоматического выключателя производится по минимальным значениям коэффициента – единице, а для более мощных приборов – печей или кондиционеров – 1,2-1,25.

Лучше всего для обычного бытового помещения выбрать средний коэффициент 1,1.

Определив необходимое для обеспечения защиты электропроводки значение, выбирается конкретный номинал автоматических выключателей, который будет наиболее близок к полученному числу. Для бытовых помещений такой номинал обычно составляет от 6 до 50 А.

Выбор автоматов по время токовой характеристике

Итак, номинал по нагрузке для электроцепи мы уже определили. Теперь необходимо провести расчет автоматического выключателя по его время токовым характеристикам .

Данный параметр позволяет, не только учесть время срабатывания конкретного автомата защиты, но и обеспечить безопасность всей цепи, предотвратив её отключение при коротком замыкании либо перенапряжении.

Селективность время токовых характеристик автоматических выключателей позволяют при неисправностях отключить только один автомат, и только часть приборов и оборудования, которые он питает. При верном расчёте времятоковых характеристик будет отключён автомат, который расположен ближе всего к неисправному потребителю или месту короткого замыкания.

Чтобы отключение первого ряда автоматов защиты, которые обеспечивают питание всего помещения или помещений, не произошло вследствие замыкания, его времятоковые характеристики должны быть выше. То есть, главные автоматы защиты по времени срабатывания будут больше, чем автоматика второго ряда.

Определяется времятоковая характеристика автоматических выключателей по буквенному значению в наименовании. Различают четыре уровня времятоковых характеристик – A,B,C и D.

  • Уровень «А» отличается повышенной чувствительностью. Такие автоматы могут быть использованы только для самых маломощных приборов, например, при организации участка цепи с освещением ;
  • Уровень «В» имеет также высокую чувствительность, но автомат уже можно будет установить для защиты нескольких не слишком мощных бытовых приборов;
  • Уровень «С» является оптимальным вариантом для бытового применения, так как свободно выдерживает перепады в сети при работе мощных приборов. Также срабатывает в случае перенапряжения или КЗ маломощного оборудования, включая осветительные приборы;
  • Уровень «D» имеет наименьшую чувствительность и устанавливается на таком оборудовании, как печи и кондиционеры.

Преимущества селективности автоматики

Итак, проведя расчёты и сверившись по всем показателям селективности, мы добиваемся обеспечения защиты. То есть, селективность автоматических выключателей позволяет:

  • Обеспечить максимальный уровень безопасности для людей и используемого оборудования;
  • Автоматически определить зону неисправности и локализовать данный участок без отключения питания всех помещений;
  • Поддерживать качественную работу и своевременное отключение для сохранения работоспособности оборудования.

Источник: http://obelektrike.ru/posts/selektivnost-i-vremja-tokovye-harakteristiki-avtomaticheskih-vykljuchatelej/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector