Класс перенапряжения автоматического выключателя

Сборка щита учета с УЗИП и УЗО, заземление TN-C-S

Использование в щите учета частного дома Устройства Защиты от Импульсных Перенапряжений — УЗИП, позволяет значительно обезопасить жилище. Защитить электрооборудование, предотвратить возможное возникновение пожара.

В отличии от многоквартирного, частный дом значительно чаще страдает от воздействий кратковременных высоких напряжений. Например, при ударе молнии, коротком замыкании или включении в сеть мощных потребителей. Именно для таких случаев и используется УЗИП, оно не пропускает высокое напряжение, переводя его на контур заземления.

Из-за своего принципа работы или возможного брака оборудования, при сработке УЗИП – при улавливании высокого напряжения, оно разрушится, нередко его просто разрывает.

При этом, как и при взрыве, выделяется тепло, летят искры. Случись это внутри помещения, например, в распределительном щитке (РЩ), вероятность возникновения пожара очень велика. А если это произойдёт в щите учета, установленном на улице, за пределами жилища, большая вероятность потерять лишь электрощит, избежав серьезных последствий.

Ранее, мы уже рассмотрели все основные схемы монтажа учетных электрощитов 380В, для выделенной мощности 15кВт, в том числе и с УЗИП. При этом, для разных заземлений, подключения отличаются.

В этой статье, мы рассмотрим сборку щита учета электрической энергии частного дома с УЗИП и УЗО, при заземлении TN-C-S.

Вариант для системы ТТ – смотрите ЗДЕСЬ.

Сейчас же перейдём к самой схеме:

Щит учета частного дома с УЗИП при системе заземления TN-C-S

Чаще всего защиту от импульсных перенапряжений разумнее всего подключать сразу после вводного автомата, параллельно остальной нагрузке.

Мы рассмотрим пошаговую схему сборки такой схемы электрощита, где, для обеспечения максимальной защиты дома, используется и УЗИП и селективное противопожарное Устройство Защитного Отключения.

1. В первую очередь в электрощит устанавливается всё модульное оборудование.

Важно при этом не забыть, что всё, что стоит до счетчика электрической энергии, обязательно необходимо защитить от возможности несанкционированного подсоединения и кражи электроэнергии.

Обычно для этого монтируется пластиковый бокс, который имеет возможность пломбировки.

Именно в него устанавливается и вводной автоматический выключатель и Устройство защиты от импульсных перенапряжений

В данной сборке используется:

1) Стальной электрический щит (степень защиты ip54 или выше)

2) Бокс/кожух для установки вводного АВ на 3 модуля

3) Автоматический выключатель трехполюсный 25А

4) Трехфазный счетчик электрической энергии 380В

5) распределительный блок на DIN-рейку

6) Селективное УЗО от 40А, ток утечки 100мА или 300мА

7) Бокс/кожух для установки вводного АВ на 4 модуля (в зависимости от типа УЗИП)

8) Устройство Защиты от Импульсных Перенапряжений — УЗИП

Разводка проводов внутри щита и их подключение

Вводные проводники – СИП

В первую очередь подключаются провода с большим сечением, в нашем случае это ввод — СИП 4 х 16мм.кв.

Для системы TN-C-S они должны подсоединяться в следующем порядке:

Фазные проводники – с желтой, зеленой и красной полосой, к верхним контактам главного автомата, а провод с синей маркировкой – PEN, к распределительному блоку.

Соединение контура заземления с УЗИП при TN-C-S

Следующим шагом подключаем все защитные заземления. Провод идущий от контура дома 1х10мм.кв. заводится в распределительный блок. Затем от него, такой же провод прокладывается до соответствующей клеммы Устройства защиты от перенапряжений, со знаком заземления. А также заземляется корпус щита как показано на изображении ниже:

Соединение вводного автомата со счётчиком электрической энергии

Теперь можно соединять вводной автоматический выключатель и электросчётчик. Для этого три фазы, пробрасываются до соответствующих клемм счётчика. Схема и порядок подсоединения для трехфазного счётчика – подробно рассмотрена нами ранее ЗДЕСЬ.

Ноль прокинут до распределительного блока.

Подключение УЗИП в щите учета

От нижних клемм главного автоматического выключателя, где уже есть провода, идущие в счетчик, прокладываются фазные проводники к контактам устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Нулевой проводник к клемме «N», подводится от распределительного блока. Как показано на изображении ниже:

Далее соединяется противопожарное селективное УЗО, с выводными клеммами электросчётчика.

При этом задействовано 4 провода — фазы и ноль.

Важно запомнить, что после УЗО соединять где-то в схеме НОЛЬ и ЗАЗЕМЛЕНИЕ уже нельзя.

Кабель идущий в Распределительный щиток дома

Финальный шаг – к нижним контактам Устройства Защитного Отключения, подсоединяются жилы кабеля, идущего в РЩ дома.

Фазные и нулевая жила, как показано выше, подсоединяются к УЗО снизу, при этом голубой — ноль, к контакту со маркировкой «N».

А вот заземление – желто-зеленая жила, цепляется к распределительному блоку.

На этом всё, сборка щита учета частного дома с защитой от импульсных перенапряжений – УЗИП, завершена. Теперь можно вызвать представителей энергосбытовой компании, чтобы они опечатали ВРУ и вы смогли им полноценно пользоваться.

Автомат защиты от перенапряжения (АЗП)

Под перенапряжением понимают аварийный рост напряжения свыше 30÷31 В, происходящий из-за нарушений в работе регулятора напряжения (наиболее вероятны спекание угольного столба или обрыв цепи рабочей об­мотки электромагнита). При росте напряжения в сети в 2÷2,5 раза согласно закона Ома во столько же возрастают токи во всех цепях, получающих это напряжение:

I =

Ввиду того, что на самолётах и вертолётах во всех электрических цепях сечение проводов выбирается минимально допустимым в соответствии с то­ком в конкретной цепи, при увеличении фактически проходящего по проводу тока в 2÷2,5 раза количе­ство тепловой энергии, выделяющейся на проводе, находится в квадратичной зависи­мости к току и составляет в 4÷6 раз больше расчётного, что может привести к обгора­нию или оплавлению изоляции про­водов, а затем – к короткому замыканию и пожару.

Для предотвращения подобных ситуаций на самолётах и вертолётах совместно с каждым генератором постоянного тока работает автомат защиты от перенапряжения (АЗП), который осуществляет контроль напряжения со­ответствующего генератора.

При росте Uген > 30÷31 В (для некоторых серий АЗП при Uген = 33 В) АЗП сра­батывает и выполняет следующие функции:

— разрывает цепь включения генератора, что приводит к срабатыванию ДМР, как при отключении генератора с помощью его выключателя;

— расшунтирует резистор в цепи возбуждения генератора, что приводит к резкому уменьшению тока возбуждения и падению Uген

— К – кнопочный контактор КНК-М – является силовым элементом схемы. Кон­тактор имеет встроенную пружину, которая в исходном положе­нии контактора сжата и фиксируется защёлкой. При подаче напряжения на обмотку контактора защёлка ос­вобождает якорь, который усилием пружины перемещается, обеспечивая замыкание и размыкание связанных с ним кон­тактов. Возврат КНК-М в исходное положение (взвод пружины) произво­дится нажатием кнопки на корпусе контактора.

Работа автомата защиты от перенапряжения (рис. 4.6.):

В исходном положении плюс генератора поступает через шунт ампер­метра, угольный столб регулятора напряжения, клемму 3Ш2 АЗП, контакты 4-3 КНК-М и через клемму 3Ш1 АЗП – на шунтовую обмотку возбуждения генератора, обеспечивая возбуждение и работу генератора. Также после кон­тактов 4-3 КНК-М плюс поступает через включенные последовательно рези­сторы R1, R2 на обмотку реле РЗД-М (Р1). На второй конец обмотки, а также к Р2 и к КНК-М минус поступает с клеммы 1Ш2.

При нормальной работе генератора напряжения 27 В недостаточно для срабаты­вания РЗД-М за счёт падения напряжения на резисторах Р1 и Р2, включенных после­довательно с обмоткой реле.

Плюс с генератора также поступает через шунт амперметра, клемму «Ген» ДМР, перемычку, клемму « + », клемму1Ш1 АЗП на обмотку Р3 и че­рез контакты 7-8 КНК-М, клемму 5Ш2 АЗП на выключатель генератора.

При включении выключателя плюс (см. рис. 4.5.) поступает через клемму «В» ДМР на реле включения, которое срабатывает, обеспечивая включение генератора в сеть аналогично рассмотренному в п.4.2. Также плюс поступает через клемму 2Ш1 АЗП на Р2, которое срабатывает и вклю­ченными параллельно контактами 2-3 и 5-6 подключает к балластному со­противлению в минусовой цепи генератора уравнитель­ную обмотку его ре­гулятора напряжения, то есть подключает данный генератор к схеме парал­лельной работы генераторов.

Если напряжение генератора по какой-либо причине превысит 30÷31 В,

напряже­ния, приложенного к обмотке Р1 (РЗД-М), окажется достаточно для его срабатывания. При этом его контакты 2-1 подают минус с клеммы 1Ш2 на обмотку Р3, на которую с другой стороны уже подан плюс. Р3 срабатывает и контактами 2-3 подаёт плюс с клеммы 1Ш1 АЗП на клемму «А» кнопоч­ного контактора КНК-М. На его клемме «Б» уже присутствует минус с клеммы 1Ш2. Контактор срабатывает и своими контактами:

— 3-4 расшунтирует резистор Р5 – если до этого момента цепь возбуж­дения гене­ратора проходила через контакты 3-4 КНК-М, то есть в обход Р5, то после размыкания контактов 3-4 резистор Р5 оказался включенным после­довательно с обмоткой возбуж­дения – ток возбуждения генератора резко уменьшается, уменьшается магнитный по­ток обмотки возбуждения, что при­водит к падению напряжения генератора ниже 10 В (см.формулу для U ген.).

Рис 4.6. Принципиальная схема АЗП и его связь со схемой самолёта

— 5-6 замыкает цепь включения сигнализации перенапряжения (сраба­тывания АЗП) – на большей части самолётов и вертолётов данная сигнализа­ция не предус­мот­рена;

— 7-8 разрывает цепь подачи плюса на выключатель генератора, что приводит к снятию плюса с клеммы «В» ДМР, с его реле включения и сле­довательно к отключе­нию генератора. Также снимается плюс с Р2, что при­водит к размыканию его контак­тов и к отключению генератора от параллель­ной работы;

Возврат схемы АЗП в исходное положение в полёте производится на­жатием кнопки на корпусе АЗП, при помощи которой взводится пружина контактора КНК-М. Если при нажатии кнопки её «выбивает», повторное на­жатие на кнопку ЗАПРЕ­ЩА­ЕТСЯ !

Перед нажатием на кнопку необходимо выключить выключатель отклю­чивше­гося генератора. Если на нём в момент нажатия на кнопку сохра­нилось перенапряже­ние, то при включенном выключателе при нажатой кнопке это перенапряжение будет подано в бортсеть.

Для возможности восстановления работоспособности генераторов в полёте после срабатывания АЗП, автоматы защиты от перенапряжения разме­щают в легко доступ­ных для экипажа местах: на Ми-8Т(П) – на этажерке в кабине экипажа, на Ан-24 (26, 30) – за потолочной панелью переднего ба­гажника, на Ту-134 – в центральной распределительной панели заднего ба­гажника и т. д. После нажатия на кнопку на кор­пусе АЗП, если её не выби­вает, экипаж должен проверить напряжение соответствую­щего генератора, при необходимости отрегулировать его, после чего включить его в бортсеть.

Если после указанного произойдёт повторное срабатывание АЗП, не­обходимо выключить выключатель соответствующего генератора. Повторные попытки восста­новления работоспособности ЗАПРЕЩАЮТСЯ!

На некоторых самолётах и вертолётах предусмотрена наземная проверка сраба­тывания АЗП. Для этого предусмотрены соответствующие кнопки. При нажатии на кнопку 24 В (или 27 В) подаётся через клемму 5Ш1 АЗП, минуя R1, через R2 на РЗД-М. В этих условиях напряжения, подаваемого на РЗД-М, оказывается достаточно для срабатывания АЗП, как при перенапряжении.

На самолётах Ан-24 (26, 30) предусмотрены кнопки аварийного отключения стар­тёр-генераторов. При нажатии на кнопку напряжение, как при проверке срабатывания АЗП, подаётся через клемму 5Ш1 АЗП, в обход R1, через R2 на РЗД-М. При этом сра­батывает АЗП, отключая генератор от сети, понижая его напряжение и отключая гене­ратор от параллельной работы.

Лекция № 18 автоматические воздушные выключатели (автоматы)

Назначение, классификация и область применения автоматов.

Требования, предъявляемые к автоматам.

Узлы автомата и принцип его действия, физические явления в электрическом аппарате.

Универсальные и установочные автоматы.

Автоматы для гашения магнитного поля мощных генераторов.

Выбор, применение и эксплуатация автоматических воздушных выключателей.

18.1 Назначение, классификация и область применения автоматов

Назначение автоматов. Автоматы предназначены для проведения тока в нормальных режимах и автоматического отключения защищаемой цепи при перегрузках, КЗ, чрезмерного понижения питания, а также оперативных нечастых отключений.

Классификация автоматов. Конструкции, характеристики и защитные функции весьма разнообразны, однако по назначению и принципам работы они могут быть разделены на включатели общего назначения, быстродействующие и специальные.

Автоматы общего назначения по роду тока цепи выполняются переменного, постоянного, переменного и постоянного тока.

По собственному времени отключения выключатели могут быть токоограничивающими и нетокоограничивающими.

Общая продолжительность КЗ tK3 (рис 76.а и б) складывается из трех слагаемых:

tO -времени от начала КЗ до момента, когда ток достигнет значения Iуст, при котором в стационарном режиме срабатывает отключающее устройство;

tOткл — собственное время отключения — время от момента достижения током значения тока уставки до момента расхождения контактов;

tг — длительность процесса дугогашения.

Время tO зависит в основном от постоянных цепи. Время tOткл определяет быстродействие выключателя.

Рис. 76. Процесс отключения при КЗ: а — нетокоограничивающим выключателем;

б, в — токоограничивающим выключателем

Токоограничивающий выключатель — выключатель, у которого собственное время отключения таково, что в данной цепи за это время ток не успевает достигнуть установившегося значения IКЗ и отключаемый ток Iоткл меньше того, который был бы в случае отсутствия выключателя или при нетокоограничивающем выключателе (рис 76,а).

Нетокоограничивающие выключатели могут быть с выдержкой токов в цепи КЗ или без нее.

Первые предназначены для осуществления селективной защиты суть которой заключается в том, что при токе IКЗ (рис. 77), превосходящем ток уставки Iуст выключателей всех ступеней, отключается ближайший к месту аварии участок, у которого выключатель имеет меньшую выдержку времени tl (tl 53 / 106 53 54 55 56 57 58 59 60 61 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Категории перенапряжения

Структура электрических систем распределения и потребителей становится все более сложной. Поэтому возрастает вероятность переходного перенапряжения. Компоненты силовой электроники (например, преобразователи частоты, системы импульсно-фазового управления, силовые выключатели с ШИМ-управлением) чаще всего генерируют в сочетании с индуктивными нагрузками временные пики напряжения, которые существенно превышают соответствующее номинальное напряжение. Для обеспечения безопасности пользователя в DIN VDE 0110 / EN 60664 определено четыре категории перенапряжения (CAT I – CAT IV).

Категория измерения описывает допустимые области применения измерительных и контрольных устройств для электрооборудования и установок (например, индикаторы напряжения, мультиметры, контрольные приборы VDE, анализаторы качества электроэнергии Janitza) для использования в низковольтных сетях.

В стандарте МЭК 61010-1 определены следующие категории и области применения (CAT I, CAT II, CAT III и CAT IV):

Категории также делятся по силе напряжения 300 В / 600 В / 1 000 В.

Категория имеет особое значение для безопасности при измерениях, так как контуры тока с низким сопротивлением имеют большие токи короткого замыкания, и / или измерительные устройства должны выдерживать сбои в форме переключения нагрузки и других переходных перенапряжений, не вызывая при этом угрозу удара электрическим током, возгорания, искрообразования или взрыва. Из-за низкого полного сопротивления сети электроснабжения общего пользования в точке абонентского ответвления возникают самые большие токи короткого замыкания. В рамках системы домовой разводки максимальные токи короткого замыкания снижаются последовательными сопротивлениями системы. Технически соблюдение категории обеспечивается, в частности, путем защиты от прикосновения штекеров и гнезд, изоляции, достаточными воздушными зазорами и путями тока утечки, приспособлениями для разгрузки провода от натяжения и защитой от перегиба проводов, а также обеспечением достаточного сечения кабелей.

Рис.: Графическое представление CAT-категорий

Практический опыт

Наш опыт показывает, что данная тематика требует дополнительных комментариев. В связи с категорией перенапряжения, в том или ином случае может потребоваться переход от анализатора ПКЭ UMG 604 с 300 В CAT-III на UMG 508 с категорией перенапряжения 600 В CATIII, т. е. вместо расчетного импульсного напряжения 4 000 В можно получить на 50 % превышающее его расчетное импульсное напряжение, равное 6 000 В! Это также может привести к перемещению точки измерения. Это означает дополнительную безопасность для людей и оборудования!

Сочетание категории CAT и определенной величины напряжения дает расчетное импульсное напряжение.