Гост iec 61009-1-2014 выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения. часть 1. общие правила (с поправкой)

Типы время токовых характеристик автоматических выключателей

Защиты автоматов могут создаваться с различным назначением для условий эксплуатации. По этим показателям графики их ВТХ обладают разными границами срабатывания по времени. Это позволяет их отстраивать по селективности, избегать ложных отключений оборудования. Автоматические выключатели выпускаются для бытового или промышленного использования.

   Виды время токовых характеристик автоматических выключателей

Бытовые автоматы классифицируют тремя группами В, С и D:

Автоматические выключатели типа В являются более чувствительными. Ими принято защищать оконечные потребители внутри квартир и домов. А в качестве вводного автомата лучше устанавливать те, которые относятся к типу С.

Качество состояния электропроводки и величина сопротивления петли фаза-ноль может влиять на выбор автоматического выключателя. Старая изоляция с высоким содержанием токов утечек и завышенными показателями петли способны ухудшить условия срабатывании автомата типа С или привезти к его отказу. В таких ситуациях применяют класс В.

Промышленные автоматы классифицируют тремя группами:

Среди производителей стран Европы встречаются модели автоматов с классом А, который имеет границу кратности токов 2÷3 Iном.

Все эти особенности необходимо учитывать при выборе конструкции автоматического выключателя и его проверках. Автоматы, обозначенные одним и тем же номиналом, в зависимости от типа время токовой характеристики, обладают разными временами срабатывания.

Техническое обслуживание.

В процессе эксплуатации элементов и систем приходится устранять отказы, а также предотвращать возможность их появления. Эти меры включают в себя проведение регулировок и замену еще работоспособных приборов (в зависимости от их наработки, отклонения параметров от номинальных или каких-либо других признаков старения и износа). Правильная организация, своевременное, полное и качественное проведение этих мер в существенной степени определяют надежность элементов и систем в условиях эксплуатации. Особое значение имеют профилактические мероприятия. Известно, что с целью обеспечения заданной надежности разрабатываемой аппаратуры проектировщики имеют возможность предусмотреть объемы профилактических мероприятий и сроки их проведения. Невыполнение этих мероприятий или увеличение интервала между ними неизбежно приводит к снижению надежности элементов и систем.
В условиях эксплуатации большое значение имеет выполнение графика технологического процесса, когда все регламентные работы проводятся в заданные сроки и в объеме, который обеспечивает сохранение надежности элементов и систем в заданных пределах

При этом, естественно, важное значение имеет контроль за выполнением технологического процесса со стороны руководителей

2.5.1. Субъективные факторы

Субъективные факторы определяются деятельностью обслуживающего персонала. К субъективным факторам относятся: квалификация обслуживающего персонала; соблюдение правил эксплуатации; уровень организации технического обслуживания.

Квалификация определяется уровнем подготовленности персонала, знанием назначения и устройства оборудования, условий и правил эксплуатации, умением поддерживать его в работоспособном состоянии, предупреждать появление некоторых отказов и устранять причины возникших отказов. Хорошо подготовленный персонал может обеспечить эксплуатацию, например, транспортных средств с меньшими затратами сил и средств.

Соблюдение правил эксплуатации способствует содержанию транспортных средств в работоспособном состоянии. Эти правила предусматривают такие действия персонала, которые лучше обеспечивают эксплуатацию данного транспортного средства.

Уровень организации технического обслуживания характеризуется рядом мероприятий (профилактика, снабжение запасными частями и т.п.), направленных на обеспечение эксплуатации с высокими значениями коэффициента готовности. Невыполненная вовремя смазка может привести к отказу узла, а отсутствие в ЗИПе необходимого элемента не позволит быстро восстановить оборудование.

Принцип гашения электрической дуги

При разрыве контактов между поверхностями возникает ионизация пространства. В вакуумных выключателях применяется технология, отличная от воздушных и масляных. Основной принцип основан на том, что в идеальном вакууме отсутствует какое-либо вещество, способное выделять заряженные частицы. Поэтому в момент разделения контактов, из-за разности потенциалов, единственным источником ионизации являются пары раскаленного металла. Они продолжают движение между контактными поверхностями, но при переходе синусоиды электрического тока через ноль, заряженные частицы утрачивают энергию для ионизации и перемещения и их место занимает пустое пространство с высокой электрической плотностью и дуга рвется. Ионы металлов примыкают к ближайшей поверхности – контактам или стенкам камеры. Такой принцип действия позволяет сократить время на прекращение горения дуги и предоставляет ряд преимуществ, в сравнении с другими типами коммутационных аппаратов. Однако чрезмерные коммутационные перенапряжения могут привести к деформации поверхности, что будет препятствовать нормальному замыканию контактов, увеличит переходное сопротивление и вызовет перегрев внутри вакуумной камеры.

Действие биологической среды.

К биологической среде относят грибковые образования (плесень), насекомых (жуки, термиты, муравьи), грызунов (крысы, мыши и т. д.). Наибольшее повреждение аппаратуре причиняет плесень. Она может развиваться на металлах, стекле и керамике. В этом случае питательной средой служит слой пыли (микроорганизмы), покрывающий поверхность материалов. Разрушительное действие плесени проявляется в виде: изменения механических и электрических свойств материалов, служащих питательной средой для развития плесени; коррозии металлов под действием выделяемых плесенью органических кислот (лимонной, угольной, щавелевой и др.); изменения оптических свойств материалов. Кроме того, покрытая плесенью аппаратура, даже при исправном ее действии, естественно, не внушает доверия эксплуатационному штату. Защита от влияния плесени проводится подбором материалов, не являющихся питательной средой.
Наряду с плесенью, серьезные повреждения наносятся аппаратуре термитами и некоторыми видами муравьев. Термиты проникают внутрь аппаратуры и поедают деревянные изделия, пластмассу, кожу и т. д. К вредным насекомым следует также отнести некоторые виды жуков, которые зарываются в землю и, натыкаясь на кабель, нарушают его оболочку. Кабели и провода (монтаж) часто повреждаются грызунами, особенно часто — провода и кабели в хлорвиниловой оболочке или резиновой изоляции. Основными мерами защиты от насекомых и грызунов являются механическая защита аппаратуры и кабелей, а также применение ядохимикатов.

READ  Ультразвуковое резание металла

Требования к автоматическим выключателям специального исполнения

Работа в тропическом климате

Автоматические выключатели и дополнительные элементы климатического исполнения Т, ТВ, ТС (тропического, тропического влажного и тропического сухого) испытываются в соответствии со стандартом ИЭК 60068-2-30 путём выполнения 2 рабочих циклов при 55 °C. Конструктивно пригодность выключателей для эксплуатации в жарком и влажном климате обеспечивается благодаря:

  • литому изолирующему корпусу, изготовленному из синтетических смол, армированных стекловолокном;
  • антикоррозионной обработке основных металлических частей;
  • оцинковыванию Fe/Zn 12 (ISO 2081) с защитным слоем, не содержащим шестивалентного хрома, с такой же коррозионной стойкостью согласно требованиям стандарта ISO 4520, класс 2c;
  • применению специальной защиты от конденсатообразования для электронных расцепителей и соответствующих аксессуаров.

Устойчивость к ударному воздействию и вибрации (морское исполнение)

Автоматические выключатели климатического исполнения М выдерживают влияние вибраций, вызванных механическими или электромагнитными воздействиями, величина которых регламентируется стандартом ИЭК 60068-2-6, а также техническими условиями следующих организаций:

  • RINA;
  • Det Norske Veritas;
  • Bureau Veritas;
  • Регистр Ллойда;
  • Germanischer Lloyd;
  • Nippon Kaiji Kyokai;
  • Korean Register of Shipping;
  • ABS;
  • Российский морской регистр судоходства.

Согласно стандарту ИЭК 60068-2-27, автоматические выключатели также испытываются на стойкость к ударным воздействиям до 12 g в течение 11 мс.

Автоматические выключатели с защитой по току в нейтрали

Исполнение автоматических выключателей с защитой по току нейтрали используется в особых случаях, когда присутствие третьей гармоники на отдельных фазах может привести к очень высокому току в нейтрали. Среди обычных областей применения: установки с нагрузками, имеющими высокие гармонические искажения (тиристорные преобразователи, компьютеры и электронные устройства в целом), системы освещения с большим количеством флуоресцентных ламп, системы с инверторами и выпрямителями, системы бесперебойного электроснабжения (UPS), а также системы для регулирования скорости электродвигателей.

Действие тепла и холода.

Надежность устройств в определенной степени зависит от действия тепла и холода. Температура элементов может изменяться под действием солнечных лучей, нагревания аппаратуры от близлежащих источников высокой температуры, от внутренних источников. Перепады температуры элементов происходят при суточном изменении температуры, переносе аппаратуры из нагретого помещения в среду с холодным воздухом и обратно и т. д. Колебания температуры окружающей среды в течение суток имеют большое значение для эксплуатации аппаратуры. Максимальная разность температур в течение суток в одном месте характеризуется следующими данными: тропический климат плюс 10 °С, умеренные области плюс 25 °С, пустыни плюс 40 °С. Максимальная температура в тени на территории России плюс 50 °С, а минимальная минус 50 °С.
При работе аппаратуры часть электрической энергии преобразуется в тепловую, поэтому температура отдельных элементов может быть значительно выше температуры окружающей среды. Наиболее сильно нагреваются баллоны электронных ламп, температура которых достигает плюс (150— 250) °С. Смазочный материал в кодовых трансмиттерах нагревается до температуры плюс 100 °С.
Различают три вида температурного воздействия: постоянное, периодическое и апериодическое.
Постоянное воздействие температуры характерно для аппаратуры, непрерывно работающей в помещении. Повреждение элементов в данном случае происходит из-за несоответствия допустимой рабочей температуры элемента тепловому воздействию. Кроме того, аппаратура может отказать из-за ускоренного старения элементов (монтажные провода, обмотки реле, смазочный материал и т. д.), обусловленного высокой рабочей температурой и отсутствием средств охлаждения.
Периодическое воздействие может быть обусловлено суточным изменением температуры, регулярным солнечным облучением и т. д. Особенно вредно сказываются переходы температуры через ноль при наличии влаги, что может в определенных условиях приводить к индевению контактов, примерзанию якорей реле, нарушению контакта в электроприводах и т. д.
Апериодическое воздействие вызывается единичным воздействием тепла или холода, например при выносе аппаратуры из теплого помещения на холод или наоборот.
Тепло и холод сильно влияют на свойства металлов в аппаратуре, что приводит к изменению посадочных и установочных зазоров, ослаблению креплений деталей и узлов, смещению деталей относительно друг друга, возникновению значительных напряжений, вызывающих деформацию деталей, изменению электрических и магнитных параметров (удельное сопротивление и магнитная проницаемость).
Параметры ряда элементов в значительной степени зависят от температуры. Так, в процессе эксплуатации емкость электролитических конденсаторов только под влиянием изменения температуры от минус 60 до плюс 100 °С может изменяться в широких пределах. В зависимости от температуры меняются диэлектрические потери конденсаторов, сопротивление изоляции и диэлектрическая прочность. Применяемые в аппаратуре СЦБ резисторы очень чувствительны к отклонению температуры, и их сопротивление может изменяться на 15-25 % в интервале от минус 60 до плюс 60 сС.
Из-за теплового расширения деталей и изменения электрических свойств материалов в зависимости от температуры меняются параметры катушек индуктивности, что влечет за собой уход резонансной частоты контура. В большей степени влиянию температуры подвержены полупроводниковые диоды и триоды. При изменении температуры окружающей среды от минус 50 до плюс 60 °С их параметры меняются на 10-25 %. Так, из-за изменения параметров полупроводниковых приборов кодовые устройства диспетчерской централизации могут отказывать в работе при температуре минус 40 °С.

READ  Рабочая программа по диагностике состояния электрооборудования электрических станций, сетей и систем рабочая программа на тему

Виды автоматических выключателей

Подобные устройства делятся на несколько типов:

  • установочные автоматы – оснащаются пластиковым коробом, благодаря чему данные устройства можно монтировать в жилых помещениях без риска получения повреждений током;
  • универсальные автоматы – не оснащаются защитным корпусом, а потому их можно монтировать только в специальном распределительном оборудовании;
  • быстродействующие автоматы – особенность заключается в том, что время реагирования составляет менее 5 миллисекунд;
  • автоматы замедленного действия – в таких моделях время срабатывания колеблется в диапазоне от 10 до 100 миллисекунд;
  • селективные – подобное оборудование можно настроить на определенное время выключения в области тока короткого замыкания;
  • электрооборудование обратного тока – техника срабатывает исключительно при смене направления тока в определенном участке;
  • поляризованные устройства – обесточивают участок цепи при условии значительного скачка силы тока;
  • неполяризованные – работают так же, как и предыдущие только во всех направлениях тока.

Разные виды автоматических выключателей

Скорость отключения напрямую зависит от принципа действия устройства. Также скорость отключения зависит от наличия условий для моментального обесточивания определенного участка цепи. Данные условия созданы в электрооборудовании, которые работают по методу токоограничения.

Старение и износ материалов.

Старением называется относительно медленное изменение физико-химических свойств материалов в процессе хранения и эксплуатации. Старению подвержены все металлы и изоляционные материалы. Время старения зависит от степени воздействия окружающей среды и режимов работы. Как следствие, старение материалов вызывает соответствующее старение элементов аппаратуры. Так, старение непроволочных резисторов характеризуется медленным необратимым увеличением сопротивления. Среднее изменение сопротивления составляет 1,5 — 3 % в год. Скорость старения некоторых резисторов достигает 5 — 10 % в год.
Уменьшение влияния процессов старения на надежность аппаратуры можно добиться применением качественных материалов с малыми скоростями старения; соответствующих режимов, определяющих малые скорости старения; правильно выбранных схемных решений, в которых значительные изменения параметров элементов не приводят к отказам.
Влияние квалификации обслуживающего персонала. В процессе обслуживания устройств, хранения и транспортировки приборов не исключается возможность различных ошибок работников эксплуатации (неправильное включение, неточная регулировка, случайные удары и т. д.). Очевидно, что число ошибок будет тем меньше, чем выше квалификация обслуживающего персонала, чем лучше он знает технику и чем больше имеет опыта в работе. Возможность ошибок увеличивается при усложнении обстановки и ухудшении внешних условий (возникновение одновременно нескольких отказов, большие морозы и т. п.).
При проведении мероприятий по техническому обслуживанию работники эксплуатации также могут совершать ошибки, связанные с нарушением сроков и небрежным проведением профилактических и ремонтных работ, с неправильной заменой приборов, неточным отсчетом по шкале измерительных приборов и т. д. Все эти ошибки могут привести к немедленным отказам или значительно снизить эксплуатационную надежность при последующей работе аппаратуры. Поэтому первостепенным требованием к обслуживающему персоналу является внимательное отношение к делу и строгая технологическая дисциплина в выполнении установленного порядка обслуживания.

Возможность ошибочной работы в условиях эксплуатации зависит  также и от удобства обслуживания, ремонтопригодности элементов и систем.
Большое влияние на исправность работы устройств оказывает не только квалификация обслуживающего персонала, но и степень его натренированности в выполнении профилактических работ и устранении отказов. В этой связи следует рекомендовать применение широко используемых так называемых тренажеров, на которых создаются искусственные отказы и затем ликвидируются обслуживающим персоналом в лабораторных условиях. Уменьшить влияние квалификации обслуживающего персонала на эксплуатационную надежность можно также автоматизацией контроля параметров аппаратуры, использованием устройств, фиксирующих место отказа, автоматизацией поиска отказов, упрощением контрольно-проверочной аппаратуры.

Токоограничивающая селективность

В селективных автоматических выключателях реализована токоограничивающая селективность. Она обеспечивается за счёт конструктивных особенностей аппарата: резистора сопротивлением 0,5 Ом и способности устройства быстро размыкать контакты в случае появления к.з. (примерно за 1 мс), что приводит к возникновению между ними дуги, которая также представляет собой сопротивление. При этом осуществляется резервная защита автоматического выключателя со стороны нагрузки, что позволяет минимизировать воздействие аварии на всю установку и сети питания.

Благодаря токоограничивающей селективности можно выбирать нижестоящий автоматический выключатель с предельной отключающей способностью ниже, чем ожидаемый ток короткого замыкания. «В случае аварии вышестоящий селективный аппарат ограничит сверхтоки введением сопротивления дуги в цепь к.з. Устройство снизит протекающий ток и поможет нижестоящему модульному устройству отключить повреждение, – поясняет Павел Томашёв (АББ). — Таким образом, за счёт дополнительного токоограничения вышестоящего аппарата серии S750DR отключающая способность нижестоящего автоматического выключателя увеличивается».

Рис. 3. Поддержка следующих за S 750 DRавтоматических выключателей при коротком замыкании

Как показано на рис. 3, независимо от номинального тока аппарата S 750 DR при коротком замыкании значительно снижаются ток к.з. и удельная пропускаемая энергия.

READ  Инструмент для снятия изоляции

Инженеры-проектировщики систем электроснабжения уже успели оценить новую разработку. По словам специалистов, серия S750DR значительно упрощает процесс разработки технической документации, так как отпадает необходимость в использовании таблиц селективности и специальных программ подбора оборудования. Удобна новая разработка и с точки зрения эксплуатации – аппарат оснащён встроенной блокировочной панелью. Она позволяет фиксировать положение рычага управления, что исключает возможность доступа посторонних лиц к управлению устройством. Блокировка не влияет на защитные свойства аппарата: расцепитель сработает и предотвратит неполадки в сети, несмотря на фиксацию рычага во включённом положении.

Проектирование селективной установки — задача сложная и трудоёмкая. Подходить к её выполнению нужно ответственно: любая ошибка чревата авариями, которые могут повлечь за собой тяжёлые последствия для персонала и оборудования. Именно поэтому селективность должна обеспечиваться на разных уровнях. Современное оборудование позволяет добиться полной координации работы электрических аппаратов.

1 «Чистыми» сетями называют сети электроснабжения компьютеров и другой офисной техники, чувствительной к скачкам напряжения.

Механизм включения, отключения (автоматического отключения)

Состоит из привода оперативных включений-отключений, взводного механизма с пружинным накопителем для функции оперирования, в том числе для обеспечения мгновенного срабатывания выключателя при отключении токов короткого замыкания и перегрузки привода, связывающего его с контактной системой выключателя. Совместно с данным механизмом агрегатируется мотор-редуктор, обеспечивающий функционирование выключателя дистанционно, по команде оператора или с помощью автоматической системы управления. В рабочем (включённом) состоянии выключателя механизм расцепления находится во взведённом положении. Взвод перед включением осуществляется вручную, оператором с помощью рукоятки или дистанционно, подачей сигнала на электропривод. Включение выключателя после взвода осуществляется оператором вручную, воздействием на кнопку включения, или дистанционно, с помощью электромагнита включения. Выключение осуществляется оператором вручную, воздействием на кнопку выключения, или дистанционно, с помощью команды на независимый или минимальный расцепитель напряжения. Автоматическое отключение, в случае возникновения перегрузки или короткого замыкания, производится по командному сигналу от микро-процессорного блока.

Действие влаги.

Определенный процент отказов обусловлен действием влаги на применяемые в аппаратуре материалы и элементы. Влиять могут водяные пары, находящиеся в виде мельчайших частиц в окружающем воздухе. Элементы аппаратуры могут непосредственно соприкасаться с водяными каплями или водой при конденсации водяных паров на поверхности аппаратуры, при смачивании брызгами воды или дождем, попадании и таянии снега.
Влага изменяет электрические характеристики материалов, способствует их гидролизу, ускоряет процессы старения, вызывает интенсивную коррозию металлов, способствует образованию плесени и т. д. В различных географических районах относительная влажность колеблется в широких пределах (5-95 %).
На механические и электрические свойства металлов, если исключить явление коррозии, протекающее под действием влаги, изменение влажности воздуха и конденсации влаги практически не влияет. Но у диэлектрических материалов под действием влаги изменяются механические и электрические характеристики. Некоторые материалы, обладающие объемной гигроскопичностью, при впитывании влаги увеличивают свои линейные размеры, отчего возрастают внутренние напряжения, изменяются зазоры и посадочные размеры, возникает коробление и т. д. Еще большее влияние оказывает влага на электрические характеристики диэлектриков. Проникновение влаги в поры диэлектрика в значительной степени повышает диэлектрическую проницаемость, что вызывает, например, соответствующее изменение емкости конденсаторов. Влага, поглощенная изоляционным материалом, уменьшает пробивное напряжение и увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь.
Наличие влаги приводит к следующим характерным изменениям параметров элементов аппаратуры:
для конденсаторов — к возрастанию емкости, тока утечки, тангенса угла потерь, снижению электрической прочности;
для постоянных непроволочных резисторов — к увеличению сопротивления;
для контуров — к увеличению диэлектрической проницаемости, собственной емкости и потерь;
для кабелей и проводов — к уменьшению электрической прочности, снижению сопротивления изоляции, увеличению емкостной связи между проводами;
для трансформаторов и дросселей — к уменьшению сопротивления изоляции и росту диэлектрических потерь, приводящим к местному и тепловому пробою, уменьшению пробивного напряжения между витками и выводами, усилению коррозии. Поглощение влаги трансформаторным маслом ускоряет его окисление и образование шлама;
для реле — к увеличению числа отказов вследствие обрыва обмоток из-за коррозии и электролиза, уменьшению сопротивления изоляции и пробоям между контактами, между контактами и корпусом, нарушениям контактов из-за их окисления, заеданиям в подвижной системе.
Для обеспечения влагостойкости материалов к элементов аппаратуры могут быть рекомендованы следующие меры: применение негигроскопичных изоляционных материалов, покрытие деталей и узлов негигроскопичными и гидрофобными материалами (пластмассы, лаки, краски и т. д.) гальваническое или лакокрасочное покрытие поверхности металлов, герметизация отдельных элементов аппаратуры (трансформаторов, реле, дросселей, релейных шкафов и т. д.), пропитка деталей и узлов негигроскопичными материалами, введение в аппаратуру ocyсающих реагентов-влагопоглотителей.
Из этих мер особо следует остановиться на применении влагопоглотителей. Силикагель (SiО2) может поглощать до 60 % воды от собственной массы. Адсорбированная силикагелем влага прочно удерживается, для ее удаления требуется нагревание силикагеля до температуры свыше плюс 500 0 С. Применение силикагеля удобно также тем, что по мере поглощения влаги он меняет свой цвет, позволяя легко контролировать его состояние.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: