Що таке селективність? Розрахунок селективності автоматичних вимикачів

Під селективністю розуміється налагоджений механізм роботи приладів захисту електричних ланцюгів. В результаті дії запобіжників або автоматичних вимикачів запобігається згоряння електропроводки і вихід з ладу підключених до неї навантажень при коротких замиканнях і перевищеннях номіналів на окремих ділянках, коли інша частина схеми продовжує працювати.

Схема роботи автоматів

Уявлення про те, що така селективність, можна отримати, якщо розглянути схему роботи домашнього електричного щита. При короткому замиканні на кухні або в іншому приміщенні повинен спрацювати тільки той захисний апарат, який відноситься до даної ланцюга. Автомат на вводі при цьому не зупиниться і буде проводити електрику до інших дільницях. Якщо з якихось причин вимикач для кухні не спрацював, тоді несправність проконтролює автомат введення, відключивши харчування у всіх електричних ланцюгах.

Класифікація

Що таке селективність автоматів, можна представити у вигляді їх підбірок і схем підключення.

Повна. При послідовному підключенні декількох апаратів на сверхтоки реагує той, який розташований ближче до аварійній зоні.

Часткова. Захист аналогічна повній, але діє тільки до певної величини надструмів.

Тимчасова. Коли у послідовно підключених апаратів з однаковими струмовими характеристиками встановлюється різна тимчасова витримка на спрацьовування з її послідовним збільшенням від ділянки з несправністю до джерела живлення. Тимчасова селективність автоматів використовується з метою підстраховки один одного по швидкості відключення. Наприклад: перший спрацьовує через 01 с, другий - через 05 сек, третій - через 1 сек.

Струмова. Селективність аналогічна тимчасової, тільки параметром є максимально-струмова відсічка. Апарати вибирають в бік зменшення уставки від джерела живлення до об'єктів завантаження (наприклад, 25 А на вводі і далі, 16 А до розеток і 10 А - до висвітлення).

Времятоковая. В автоматах передбачена реакція на струм, а також - час. Автомати поділяються на групи A, B, C, D. На них організувати тимчасову селективність при КЗ (короткому замиканні) складно, оскільки характеристики апаратів накладаються один на одного. Максимальний захисний ефект досягається в групі A, яка застосовується переважно для електронних ланцюгів. Найбільш поширені пристрої типу С, але бездумно і де попало встановлювати їх не рекомендується. Група D застосовується для систем електроприводу з великими пусковими струмами.

Зонна. За роботою електромережі стежать вимірювальні пристрої. При досягненні порогу уставки (заданого граничного значення) дані передаються в центр контролю, де вибирається автомат для відключення. Спосіб використовується в промисловості, оскільки є складним, дорогим і вимагає окремих джерел живлення. Тут застосовуються електронні розчеплювача: при виявленні несправності нижерасположенний автомат подає сигнал вишерасположенному і той починає відраховувати інтервал часу, що становить близько 50 мсек. Якщо розташоване нижче вимикач за цей час не спрацює, включається той, який розташований вище по ланцюгу.

Енергетична. Автомати мають високу швидкодію, за рахунок чого струм КЗ не встигає досягнути максимуму.

Види селективності

Селективність захисту підрозділяється на абсолютну чи відносну, в залежності від того, які ділянки відключаються. Для першого випадку найнадійніше спрацьовують запобіжники на пошкодженій ділянці ланцюга. У другому відключаються вище розташовані автомати, якщо захист не нижче відпрацювала з різних причин.

Таблиці селективності

Селективна захист працює в основному при перевищенні номіналу I n автоматичного вимикача, тобто при невеликих перевантаженнях. При коротких замиканнях домогтися її значно складніше. Для цього виробники продають вироби з таблицями селективності, з допомогою яких можна створювати зв'язки з вибірковістю спрацювання. Тут можна вибирати групи апаратів тільки одного виробника. Таблиці селективності представлені нижче, їх можна знайти також на сайтах підприємств.
Для перевірки вибірковості між вищестоящим та нижчестоящим апаратами знаходиться перетин рядка і стовпця, де "Т" - це повна селективність, а число - часткова (якщо струм КЗ менше зазначеного в таблиці значення).

Розрахунок селективності автоматів

Захисними пристроями в основному служать звичайні вимикачі, селективність яких необхідно забезпечувати шляхом правильного вибору і налаштувань. Їх виборче дію для захисту, встановленої ближче до джерела живлення, забезпечується шляхом виконання наступної умови.

I с. о. послід >= K н. о. • I к. перед. , де:
- I с. о. послід - струм, при якому спрацьовує захист;
- I к. перед. - струм короткого замикання в кінці зони дії захисту, розташованої на більшій відстані від джерела живлення;
- K н. о. - коефіцієнт надійності, що залежить від розкиду параметрів.

Що таке селективність при регулюванні автоматів по часу, що видно зі співвідношення нижче.

t с. о. послід >= t к. перед. + ?t, де:
- t с. о. послід і t к. перед. - тимчасові інтервали, через які спрацьовують відсічення автоматів, відповідно розташовані поруч і на віддаленні від джерела живлення;
- ?t - тимчасова ступінь селективності, що вибирається по каталогу.

Графічне зображення селективності

Для надійної струмового захисту електропроводки необхідна карта селективності. Вона являє собою схему времятокових характеристик апаратів, встановлених по черзі в ланцюзі. Масштаб вибирається так, щоб по граничним точках було видно захисні властивості апаратів. На практиці карти селективності в проектах переважно не використовуються, що є великим недоліком і призводить до відключень електрики у користувачів.
Співвідношення номіналів повинно бути як мінімум 25 для забезпечення селективності. Але навіть у них є спільні зони спрацьовування, хоча й невеликі. Тільки при співвідношенні 32 не спостерігається їх перетин. Але в цьому випадку один з номіналів може вийти завищеними і доведеться встановити після автомата проводку більшого перерізу. У більшості випадків селективність захисту не потрібно. Вона потрібна лише там, де можуть виникнути серйозні наслідки. Якщо в розрахунку виходять завищені значення номіналів автоматів, на вводі встановлюють рубильники або вимикачі навантаження. Можна також застосовувати спеціальні селективні автомати.

Селективні автомати S750DR

Компанія АВВ випускає вироби марки S750DR, де селективність вимикачів забезпечується додатковим струмовим шляхом, який не відокремлюється після спрацювання основного контакту при короткому замиканні. При відключенні розташованого нижче аварійної ділянки селективним біметалічним контактом створюється затримка за часом спрацьовування. При цьому основний контакт селективного вимикача повертається під дією пружини. Якщо сверхток продовжує надходити, через 20-200 мсек відключається теплова захист основної і додаткової ланцюгах. При цьому селективна біметалева пластина блокує механізм розчеплення, і пружина вже не зможе назад замкнути основний контакт. Обмеження по струму автомата забезпечується за рахунок селективного резистора на 05 Ом і великого опору електричної дуги всередині апарату.

Висновок

Що таке селективність, легко зрозуміти при розгляді електричних кіл з послідовним підключенням автоматів. Їх неважко підібрати, щоб забезпечити вибірковість спрацьовування по перевантажень. Труднощі з'являються при великих струмах короткого замикання. Для цього застосовується кілька методів, а також спеціальні автомати компанії АВВ, створюють затримку на спрацьовування в часі.