Забезпечення селективності при застосуванні ПЗВ

За умовами функціонування ПЗВ поділяють на такі типи:

- АС - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм, що виникає раптово, або повільно зростає;

- А - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм і пульсуючий постійний диференційний струм, що виникають раптово, або повільно зростають;

- В - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний, постійний і випрямлений диференційний струми;

- S - пристрій захисного відключення, селективний (з витримкою часу відключення);

- G - те ж, що і тип S, але з меншою витримкою часу.

Джерелом пульсуючого струму є, наприклад, пральні машини з регуляторами швидкості, регульовані джерела світла, телевізори, відеомагнітофони, персональні комп'ютери та ін. У житлових будинках, як правило, повинні застосовуватися ПЗВ типу А, що реагують не тільки на змінні, але і на пульсуючі струми пошкоджень. Практично всі персональні комп'ютери, телевізори, відеомагнітофони мають імпульсні блоки живлення; всі останні моделі електроінструменту, пральних машин, швейних машин, побутових кухонних електроприладів забезпечені тиристорними регуляторами без розділюючого трансформатора. Широко застосовуються різні світильники - торшери, бра з тиристорними світлорегуляторами. Отже, ймовірність виникнення витоку пульсуючого постійного струму, а значить і ураження людини значно зросла, що стало причиною для впровадження ПЗВ типу А.

ПЗВ встановлюють [21]:

- у ВРП, розташованих в приміщеннях без підвищеної небезпеки ураження струмом, у місцях, доступних для обслуговування;

- у групових колах електроустановки будівель, де найбільша ймовірність електровраження людей при дотику до струмоведучих або відкритих провідних частин електрообладнання, які можуть через пошкодження ізоляції опинитися під напругою (розеткові групи, ванні, душові кімнати, пральні машини та ін);

- ПЗВ, призначені для здійснення протипожежного захисту, повинні встановлюватися на головному введенні об'єкта;

- у багатоквартирних житлових будинках ПЗВ рекомендується встановлювати в групових, у тому числі в квартирних щитках, допускається їх встановлення в поверхових розподільних щитках; в індивідуальних будинках - у ВРП і поверхових розподільних щитках;

- у схемах електропостачання радіального типу із значною кількістю відхідних груп рекомендується установка загального на вводі і окремого ПЗВ на кожну групу за умови відповідного вибору параметрів ПЗВ, забезпечують селективність їх дії.

Для забезпечення селективної роботи декількох ПЗВ в радіальних схемах електропостачання необхідно враховувати наступні фактори [22]:

- в силу дуже високої швидкодії ПЗВ практично неможливо забезпечити селективність дії ПЗВ по струму витоку при значеннях уставок на сусідніх щаблях захисту, наприклад, 10 і 30 мА; або 30 і 300 мА;

- на практиці витік струму в електроустановці зовсім не обов'язково плавно збільшується в міру старіння ізоляції, появи дрібних дефектів і т.д.

Можливий пробій ізоляції або її серйозному пошкодженні, коли струм витоку миттєво досягає значення, що перевищує уставки на обох щаблях захисту. При цьому можливе спрацьовування будь-якого з ПЗВ, встановлених послідовно в колі;

- селективність роботи ПЗВ може бути забезпечена застосуванням модифікації ПЗВ з витримкою спрацьовування (ПЗВ з індексом «S» і «G»).

Важливо врахувати, що ПЗВ, що працюють з витримкою часу, перебувають більш довгий час під впливом екстремальних струмів, тому до них пред'являються підвищені вимоги по умовному струму короткого замикання, термічної та динамічної стійкості, комутаційної здатності і т.д.

У Франції широко практикується застосування селективних ПЗВ як вельми ефективний протипожежний захід. На головному вводі в розподільному щиті електроустановки, як правило, встановлюють ПЗВ протипожежного призначення типу «S» із номінальним вимикаючим диференційним струмом 300 або 500 мА.

На рис. 4.17 наведені приклади схем з двома і трьома рівнями селективності.

Як правило, ПЗВ застосовуються разом з автоматичними повітряними вимикачами або плавкими запобіжниками, селективність дії яких також треба забезпечувати в системах електропостачання.

Рис. 4.17. Приклади схем з двома і трьома рівнями селективності

Як правило, ПЗВ застосовуються разом з автоматичними повітряними вимикачами або плавкими запобіжниками, селективність дії яких також треба забезпечувати в системах електропостачання.

Якщо в мережі встановлено кілька послідовно включених запобіжників, рис. 4.18, то при КЗ, наприклад, в точці К2 плавка вставка запобіжника F2 повинна розірвати дугу раніше, ніж плавка вставка запобіжника F4. Це можливо в тому випадку, якщо захисна характеристика 1 плавкої вставки запобіжника F1 розташована вище захисної характеристики 2 плавкої вставки запобіжника F2 у всьому діапазоні струмів, що проходять і захищають кола при перевантаженнях і при КЗ.

Для отримання селективної дії більшості типів запобіжників необхідно виходити з наступного:

- для послідовно встановлених однотипних низьковольтних запобіжників слід вибирати плавкі вставки з номінальними струмами, що відрізняються на два щаблі шкали;

- для різнотипних запобіжників плавкі вставки вибирають з номінальними струмами, що відрізняються більше, ніж на два щаблі шкали, зберігаючи необхідну чутливість.

Рис. 4.18. Захист запобіжниками радіальної мережі з одностороннім живленням:

а) схема електропостачання, б) захисні характеристики запобіжників 1 і 2

Однак, як показав досвід експлуатації, таке узгодження низьковольтних запобіжників не завжди забезпечує їх селективну роботу. Це пов'язано з тим, що фактичний час відключення запобіжника може відрізнятися від отриманого по його захисній характеристиці.

Для забезпечення селективного відключення послідовно встановлених автоматів захисні характеристики їх розщіплювачів не повинні перетинатися, причому уставка струму у розщіплювача вимикача SF1, розташованого ближче до джерела живлення, повинна бути більше, ніж у розщіплювача автомата SF2, рис. 4.19. При узгодженні захисних характеристик середню похибку дії разщіплювачів приймають рівною ± 20 % незалежно від типу автомата [21].

Рис. 4.19. Захист мережі автоматичними вимикачами

Селективність забезпечується також, якщо погоджувати номінальні струми плавких вставок за наступним виразом

I_{ВС.НОМ.1} ≥ 1, 26 I_{ВС.НОМ.2}

У мережах напругою до 1 кВ необхідна селективність при спільній роботі автоматичних вимикачів і запобіжників. У разі, коли ближче до джерела живлення знаходиться автоматичний вимикач, селективності досягти просто, використовуючи селективний автоматичний вимикач. У разі, коли ближче до джерела знаходиться запобіжник, вимоги до селективності такі ж, як при узгодженні між собою захисних характеристик запобіжників.

Як говорилося раніше, автоматичні вимикачі мають переваги порівняно з запобіжниками: в нормальному режимі і при будь-яких видах КЗ вони проводять відключення всіх трьох фаз, тим самим виключаються неповнофазні режими. Це дозволяє з їх допомогою виконати схеми мережевої автоматики (ПАПВ, ПАВР); розщіплювачі автоматичних вимикачів є більш досконалими пристроями, ніж плавка вставка запобіжника.