Mikä on suojauksen selektiivisyys sähköasennuksissa

Sähköpiiriä käytettäessä ja suunniteltaessa kiinnitetään aina huomiota sen turvalliseen käyttöön. Tätä tarkoitusta varten kaikki sähkölaitteet on suojattu erityisillä laitteilla, jotka valitaan ja sijoitetaan tiukasti tietyn hierarkkisen suhteen mukaan.

Esimerkiksi matkapuhelimen latauksen aikana sen virtausta ohjaa akkuun sisäänrakennettu suojaus. Se katkaisee latausvirran kapasiteetin kasvun lopussa. Kun akun sisällä tapahtuu oikosulku, laturiin asennettu sulake palaa ja katkaisee piirin.

Jos näin ei jostain syystä tapahdu, niin pistorasian vikaa ohjaa asuntopaneelin katkaisija ja sen toiminta on vakuutettu pääkoneella. Tätä vaihtoehtoisten puolustustoimien sarjaa voidaan tarkastella edelleen.

Sen mallit määräytyvät selektiivisyyden periaatteella, jota kutsutaan myös selektiivisyydeksi, ja se korostaa toimintoa valita tai määrittää poistettavan vian sijainti.

Selektiivisyyden tyypit

Sähkösuojauksen selektiivisyysmenetelmät muodostetaan hankkeen luomisen aikana ja niitä ylläpidetään käytön aikana siten, että sähkölaitteiden vian esiintymispaikka tunnistetaan nopeasti ja se erotetaan työpiiristä, jolla on pienimmät häviöt.

Tässä tapauksessa suojan peittoalue on jaettu selektiivisyyden mukaan:

1. absoluuttinen;

2. suhteellinen.

Ensimmäinen suojatyyppi hallitsee täysin työaluetta ja korjaa vain siinä olevia vaurioita. Sisäänrakennetut sähkölaitteet toimivat tässä mallissa. katkaisijat.

Suhteellisesti rakennetut laitteet suorittavat enemmän toimintoja. Ne sulkevat pois oman vyöhykkeen ja naapurimaiden viat, mutta kun absoluuttiset tyyppisuojaukset eivät ole toimineet niissä.

Hyvin viritetty suojaus määrittelee:

1. vaurion sijainti ja tyyppi;

2. ero epänormaalin mutta sallitun tilan välillä sellaisesta tilanteesta, joka voi aiheuttaa erittäin vakavan vaurion valvonta-alueen sähköasennuksen laitteistolle.

Vain ensimmäisessä toiminnossa konfiguroidut laitteet toimivat yleensä ei-kriittisissä verkoissa aina 1000 volttiin asti. varten suurjännitesähköasennukset yritä soveltaa molempia periaatteita. Tätä tarkoitusta varten suojaukseen sisältyy:

• estojärjestelmät;

• tarkkuus mittauslaitteet;

• tiedonvaihtojärjestelmät;

• erityisiä logiikkaalgoritmeja.

Kahden sarjaan kytketyn katkaisijan välissä on suojaus ylivirtaa vastaan, joka ylittää nimelliskuorman mistä tahansa syystä.Tässä tapauksessa viallista käyttäjää lähinnä olevan kytkimen on katkaistava vika avaamalla koskettimet ja kauko-ohjaimen on jatkettava jännitteen syöttämistä osaansa.

Tässä tapauksessa otetaan huomioon kahden tyyppinen selektiivisyys:

1. valmis;

2. osittainen.

Jos vikaa lähinnä oleva suojaus pystyy poistamaan vian kokonaan koko asetusalueella kaukokytkintä laukaisematta, se katsotaan valmiiksi.

Osittainen selektiivisyys on ominaista lyhyen matkan suojauksille, jotka on konfiguroitu toimimaan tiettyyn rajoittavaan selektiivisyyteen asti. Jos se ylittyy, kaukosäädin aktivoituu.

Ylikuormitus- ja oikosulkuvyöhykkeet selektiivisissä suojauksissa

Toiminnalle määritellyt virtarajat automaattiset turvakytkimet, on jaettu kahteen ryhmään:

1. ylikuormitustila;

2. oikosulkualue.

Selvityksen helpottamiseksi tämä periaate koskee katkaisijoiden virtaominaisuuksia.

Ne on asetettu toimimaan ylikuormitusvyöhykkeellä nimellisvirroilla jopa 8 ÷ 10 kertaa.

Tällä alueella toimivat pääasiassa lämpö- tai termomagneettiset suojalaukaisimet. Oikosulkuvirrat osuvat hyvin harvoin tälle alueelle.

Oikosulkuvyöhykkeeseen liittyy yleensä virtoja, jotka ylittävät katkaisijoiden nimelliskuorman 8 ÷ 10 kertaa ja joille on ominaista vakava vaurio sähköpiirissä.

Niiden sammuttamiseen käytetään sähkömagneettisia tai elektronisia laukaisuja.

Menetelmät selektiivisyyden luomiseksi

Ylivirta-alueelle luodaan suojauksia, jotka toimivat aikavirran selektiivisyyden periaatteella.

Oikosulkuvyöhyke muodostetaan perustuen:

1. virta;

2. väliaikainen;

3. energia;

4. alueen selektiivisyys.

Aikaselektiivisyys luodaan valitsemalla suojatoiminnalle erilaisia ​​aikaviiveitä. Tätä menetelmää voidaan soveltaa myös laitteisiin, joissa on sama virta-asetus mutta eri ajoitus kuvan osoittamalla tavalla.

Esimerkiksi laitteistoa lähinnä oleva suojaus nro 1 on asetettu toimimaan oikosulun sattuessa, jonka aika on lähellä 0,02 s, ja sen toiminnan tarjoaa kauimpana oleva nro 2 asetuksella 0,5 s.

Kauimpana suojattu yhden sekunnin sammutusaika tukee aikaisempien laitteiden toimintaa mahdollisen vian sattuessa.

Virran selektiivisyys säädellään toimintaan, kun sallitut kuormat ylittyvät. Karkeasti tämä periaate voidaan selittää seuraavalla esimerkillä.

Kolme sarjassa olevaa suojausta valvovat oikosulkuvirtaa ja ne on konfiguroitu toimimaan 0,02 s ajan, mutta eri virta-asetuksilla 10, 15 ja 20 ampeeria. Siksi laite irrotetaan ensin suojalaitteesta nro 1 ja nro 2 ja nro 3 vakuuttavat sen valikoivasti.

Ajan tai virran selektiivisyyden toteuttaminen puhtaimmassa muodossaan vaatii herkkien virta- ja aikaanturien tai releiden käyttöä. Tässä tapauksessa luodaan melko monimutkainen sähköpiiri, joka käytännössä yleensä yhdistää molemmat harkitut periaatteet, eikä sitä sovelleta puhtaassa muodossaan.

Aikavirran suojauksen selektiivisyys

Enintään 1000 voltin jännitteisten sähköasennusten suojaamiseen käytetään automaattisia kytkimiä, joilla on yhdistetty aika-virtaominaisuus.Tarkastellaan tätä periaatetta esimerkkinä kahdesta sarjaan kytketystä koneesta, jotka sijaitsevat linjan päissä kuorma- ja syöttöpuolella.

Aikaselektiivisyys määrittää, kuinka katkaisija on asetettu laukeamaan, kun se on lähellä kuluttajaa eikä generaattorin päässä.

Vasemmassa kaaviossa näkyy ylemmän suojakäyrän pisin laukaisuaika kuormituspuolella ja oikealla katkaisijan lyhin aika syöttöpäässä. Tämä mahdollistaa yksityiskohtaisemman analyysin suojausten selektiivisyyden ilmenemisestä.

Lähempänä toimitettua laitetta oleva kytkin «B» toimii aikavirran selektiivisyyden käytön vuoksi aikaisemmin ja nopeammin, ja kytkin «A» säilyttää sen vian sattuessa.

Suojauksen nykyinen valikoivuus

Tässä menetelmässä selektiivisyys voidaan muodostaa luomalla tietty verkkokonfiguraatio, joka sisältyy esimerkiksi kaapelin tai ilmajohdon piiriin, jolla on sähkövastus. Tässä tapauksessa generaattorin ja kuluttajan välisen oikosulkuvirran arvo riippuu vian sijainnista.

Kaapelin tehopäässä sen maksimiarvo on esimerkiksi 3 kA ja vastakkaisessa päässä minimiarvo esimerkiksi 1 kA.

Jos kytkimen A lähellä tapahtuu oikosulku, pään B suojan (I kz1kA) ei pitäisi toimia, vaan sen pitäisi poistaa jännite laitteesta. Suojausten oikean toiminnan varmistamiseksi on tarpeen ottaa huomioon kytkimien läpi hätätilassa kulkevien todellisten virtojen suuruus.

On ymmärrettävä, että täyden selektiivisyyden varmistamiseksi tällä menetelmällä on välttämätöntä, että kahden kytkimen välillä on suuri vastus, joka voi muodostua seuraavista syistä:

• laajennettu voimalinja;

• muuntajan käämityksen sijoitus;

• sisällyttäminen poikkileikkaukseltaan pienennetyn kaapelin katkeamiseen tai muulla tavalla.

Siksi tällä menetelmällä selektiivisyys on usein osittaista.

Suojauksen aikaselektiivisyys

Tämä selektiivisyysmenetelmä yleensä täydentää edellistä menetelmää ottaen huomioon ajat:

• paikan suojauksen määrittäminen ja vian kehittymisen alku;

• laukaisu sammuttaessa.

Suojaustoiminnon algoritmin muodostus johtuu virta-asetusten asteittaisesta lähentymisestä ja ajasta, jolloin oikosulkuvirrat siirtyvät virtalähteeseen.

Aikaselektiivisyyttä voidaan luoda koneilla, joilla on samat virtaluokitukset, kun niillä on kyky säätää vasteviivettä.

Tällä suojausmenetelmällä kytkimen B vika sammuu, ja kytkin A - ne ohjaavat koko prosessia ja ovat valmiita käyttöön. Jos oikosulkua ei poisteta suojien B toiminnalle varatun ajan aikana, vika poistuu A-puolen suojaimien toiminnan avulla.

Suojausten energiaselektiivisyys

Menetelmä perustuu erityisten uudentyyppisten katkaisijoiden käyttöön, jotka on valmistettu valetussa kotelossa ja jotka pystyvät toimimaan mahdollisimman nopeasti silloin, kun oikosulkuvirrat eivät ole ehtineet saavuttaa edes maksimiarvojaan.

Tämän tyyppiset nopeusautomaatit toimivat muutaman millisekunnin, kun ohimenevät jaksolliset komponentit ovat edelleen aktiivisia.Tällaisissa olosuhteissa kuormien virtauksen suuren dynamiikan vuoksi on vaikea koordinoida suojausten todellisia toiminta-aika-virtaominaisuuksia.

Loppukäyttäjällä on vain vähän tai ei ollenkaan jälkeä energian selektiivisyysominaisuuksista. Valmistaja toimittaa ne kaavioiden, laskentaohjelmien, taulukoiden muodossa.

Tässä menetelmässä on otettava huomioon syöttöpuolen termomagneettisten ja elektronisten laukaisujen erityiset käyttöolosuhteet.

Puolustuksen vyöhykeselektiivisyys

Tämän tyyppinen selektiivisyys on eräänlainen ajallinen ominaisuus. Sen toimintaan käytetään molemmilla puolilla virranmittauslaitteita, joiden välillä vaihdetaan jatkuvasti tietoa ja verrataan virtavektoreita.

Vyöhykeselektiivisyys voidaan muodostaa kahdella tavalla:

1. Signaalit valvottavan alueen molemmista päistä lähetetään logiikkasuojauksen valvontalaitteeseen samanaikaisesti. Se vertaa tulovirtojen arvoja ja määrittää katkaisijan avautuvan;

2. tieto molemmilla puolilla olevien virtavektoreiden yliarvioiduista arvoista tulee estosignaalina suojauksen loogiseen osaan korkeammalla hierarkiatasolla virtalähteen puolella. Jos alla on estosignaali, alavirtakytkin on pois päältä. Kun alalaukaisukieltoa ei vastaanoteta, jännite poistetaan yläsuojasta.

Näillä menetelmillä sammutus on paljon nopeampi kuin aikaselektiivisyydellä. Tämä takaa vähemmän sähkölaitteiden vaurioita, pienemmät dynaamiset ja lämpökuormitukset järjestelmässä.

Selektiivisyysvyöhykemenetelmä edellyttää kuitenkin monimutkaisten mittaus-, logiikka- ja tiedonvaihtoteknisten järjestelmien luomista, mikä nostaa laitteiston kustannuksia.Tästä syystä näitä suurtaajuisia estotekniikoita käytetään voimajohdoissa ja suurjännitesähköasemissa. jotka välittävät jatkuvasti suuria tehovirtoja.

Tähän tarkoitukseen käytetään nopeita ilma-, öljy- tai SF6-katkaisijoita, jotka pystyvät kytkemään suuria virtakuormia.