5 специальных применений устройств остаточного тока (УЗО)

УЗО или Дифавтомат? Что выбрать? (June 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Устройства остаточного тока (УЗО)

Обычно устройства остаточного тока (RCD) используются для защиты от прямых и косвенных контактов . УЗО может обнаруживать низкие токи утечки, которые могут протекать через тело человека. Таким образом, он обеспечивает дополнительную защиту, если нормальные средства защиты не срабатывают, например, старая или поврежденная изоляция, человеческая ошибка и т. Д.

5 специальных применений устройств остаточного тока - УЗО (фото кредит: electricsoutdoors.co.uk)

Это также можно назвать максимальной защитой, поскольку она может прервать текущий процесс, даже если другие устройства потерпели неудачу.

УЗО - единственное решение для защиты от непрямых контактов в системе TT, поскольку опасный ток короткого замыкания слишком мал для обнаружения устройствами защиты от перегрузки по току. Это также простое решение для систем TN-S и IT.

Давайте посмотрим на специальные приложения, в которых используются УЗО, и где особое внимание должно быть уделено.

  1. При использовании двух и более УЗО - Дискриминация
    1. Вертикальная дискриминация
    2. Горизонтальная дискриминация
  2. Подключение RCD вверх или вниз от ограничителей перенапряжения
  3. Когда токи утечки нарушают работу УЗО
    1. Токи утечки при частоте питания
    2. Временные токи утечки
    3. Высокочастотные токи утечки
  4. Комбинации УЗО и приводов с переменной скоростью
  5. Установка с источниками резервного копирования, такими как источники бесперебойного питания (ИБП)

1. Дискриминация

Целью координации дискриминации и защиты является обеспечение того, чтобы только неисправная часть цепи обесточивалась путем отключения защитного устройства.

1.1 Вертикальная дискриминация

Этот тип дискриминации относится к работе двух защитных устройств, установленных последовательно на схеме (см. Рис.1).

Рисунок 1 - Вертикальная дискриминация между УЗО

Учитывая допуски вокруг порогов УЗО и времени разрыва, используются как временная, так и временная дискриминация:

Токовая дискриминация, поскольку, согласно стандартам, УЗО должен работать для тока повреждения между IΔn / 2 и IΔn . Фактически, необходим коэффициент 3 между настройками двух УЗО, чтобы избежать одновременной работы двух устройств, то есть IΔn (вверх по течению)> 3 IΔn (вниз по течению) .

Ограничение времени для случаев, когда ток повреждения внезапно превышает оба номинальных рабочих тока (см. Рис. 2). Необходимо учитывать время отклика, даже минимальное, всех механизмов, к которым может потребоваться добавить умышленные временные задержки.

Двойным условием обеспечения отключения D a для неисправности ниже D b является:

IΔn (D a )> 3 IΔn (D b ) и tr (D a )> tr (D b ) + tc (D b ) или tr (D a )> tf (D b )

где:

  • tr - время бездействия
  • tc - время отключения между моментом, когда рабочий заказ задается реле измерения до момента разъединения (включая время дуги),
  • tf - время разрыва, от обнаружения неисправности до полного прерывания тока повреждения; tf = tr + tc.

Пороговые схемы детектирования электронных реле могут проявлять явление запоминания неисправностей. Поэтому необходимо учитывать « время памяти », которое можно рассматривать как виртуальное увеличение времени прохождения тока, чтобы гарантировать, что они не будут работать после открытия нисходящего устройства.

Рисунок 2 - Временная задержка RCD (a) восходящего потока должна учитывать нерабочее время tr и время отключения tc нижестоящего УЗО (b)

Заметка:
Особое внимание должно быть уделено при определении условий дискриминации для автоматических выключателей с дополнительными УЗО и реле остаточного тока, которые используются вместе (см. Рис. 3). Это потому что:

  • автоматический выключатель с дополнительным УЗО определяется в терминах времени бездействия (tr),
  • реле остаточного тока определяется с точки зрения времени между моментом возникновения неисправности и передачей порядка открытия, к которому необходимо добавить время отклика устройства размыкания.

Поэтому необходимо рассчитать последовательные tf и tr раз (при 2 IΔn, обычный ток для нерабочего теста задержанных RCD) для каждого RCD, от низа до восходящего потока.

Рисунок 3 - Два примера дискриминации по времени между автоматическим выключателем Vigicompact с дополнительным RCD и реле Vigirex (Schneider Electric)

Вернуться к содержанию ↑

1.2 Горизонтальная дискриминация

Иногда упоминается как выбор схемы, предусмотренный в стандарте NFC15-100, раздел 535.4.2, это означает, что УЗО не требуется в коммутаторе в начале установки, когда все исходящие цепи защищены УЗО. Только неисправная цепь обесточена.

УЗО, размещенные на других цепях (параллельно неисправному), не обнаруживают ток повреждения (см. Рис. 4). Поэтому УЗО могут иметь одинаковую настройку tr.

Рисунок 4 - Пример горизонтальной дискриминации

На практике горизонтальная дискриминация может представлять проблему. Наблюдалось неудовлетворительное срабатывание, особенно в ИТ-системах и очень длинных кабелях (паразитная емкость в кабелях) или емкостных фильтрах (компьютеры, электронные системы и т. Д.).

Отключение может происходить на не неисправных цепях, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 - В случае ошибки Da может открыться вместо Db

Вернуться к содержанию ↑

2. Ограничители перенапряжений

В зависимости от местных правил утилизации, УЗО подключаются вверх или вниз от ограничителей перенапряжения. Если УЗО находится вверх по течению, он обнаруживает текущий всплеск, вызванный молнией, и может остановиться. Рекомендуется использовать УЗО с замедленным или усиленным иммунитетом.

Если УЗО находится ниже по течению, может использоваться стандартный УЗО.

Для получения дополнительной информации и связи между УЗО и ограничителями перенапряжений не стесняйтесь читать: Лучшая практика использования устройств защиты от перенапряжений (SPD) и RCD вместе

Вернуться к содержанию ↑

3. Нарушения, вызванные токами утечки

Существует несколько типов токов утечки, которые могут нарушить работу УЗО:

  1. Токи утечки при частоте питания,
  2. Временные токи утечки,
  3. Высокочастотные токи утечки.

Эти токи могут быть естественными, протекающими через емкость, распределенную по всем кабелям в установке, или преднамеренную, то есть ток, протекающий через компоненты, используемые намеренно, а именно емкостные фильтры, установленные на цепях питания электронных устройств (компьютеры, приводы с переменной скоростью и т. Д. .).

Цель этих фильтров - привести устройства в соответствие с нормами выбросов и иммунитета, которые были приняты в соответствии с директивами Европейской EMC.

Вернуться к содержанию ↑

3.1 Токи утечки при частоте питания (50 или 60 Гц)

Эти токи генерируются источником питания и протекают через естественную или преднамеренную емкость. Для однофазного устройства в системе 50 Гц измеряются постоянные токи утечки приблизительно от 0, 5 до 1, 5 мА на устройство.

Рисунок 6 - В зависимости от местных правил, в установке, содержащей ограничитель перенапряжения, УЗО может быть помещен в A (S-тип или иммунизированный УЗО) или B (стандартный УЗО)

Эти токи утечки складываются, если устройства подключены к одной и той же фазе. Если эти устройства подключены ко всем трем фазам, токи компенсируются, когда они сбалансированы (алгебраическая сумма равна нулю).

Из-за этих токов утечки количество устройств, которые могут быть подключены после RCD, ограничено .

Учитывая, что отключение RCD может происходить, начиная с 0, 5 IΔn, рекомендуется избегать неприятного срабатывания, чтобы ограничить постоянный ток утечки до 0, 3 IΔn для систем TT и TN и 0, 17 IΔn для ИТ системы .

Использование УЗО с узким рабочим диапазоном (0, 7 от IΔn до IΔn) уменьшает это ограничение.

Вернуться к содержанию ↑

3.2. Токи утечки при переходе

Эти токи появляются при включении схемы с емкостным дисбалансом или при перенапряжении в общем режиме (см. Рис. 7).

Рисунок 7 - Ток утечки, вызванный емкостью, распределенной по всем кабелям или протекающей через входные конденсаторы устройств (пунктирные линии)

Например, измерения, проведенные при запуске рабочей станции, оборудованной емкостным фильтром, выявили кратковременный ток утечки со следующими характеристиками:

  • амплитуда первого пика: 40 А
  • частота колебаний: 11, 5 кГц
  • время демпфирования (66%): 5 периодов

УЗО с определенным временем бездействия избегают неприятного срабатывания, вызванного этим типом сигнала. Примерами являются RCD типа «si» (IΔn = 30 мА и 300 мА), VCD и V-типа (IΔn ≥ 300 мА).

Вернуться к содержанию ↑

3.3 Токи утечки высокой частоты

Высокочастотные токи утечки (от нескольких кГц до нескольких МГц) вызваны техникой измельчения, используемой приводами с переменной скоростью или электронными балластами люминесцентного освещения. Определенные проводники подвергаются высоким градиентам напряжения (около 1 кВ / мкс), которые генерируют большие всплески тока через паразитную емкость цепей.

Токи утечки в несколько десятков или сотен мА могут протекать (общий режим) и быть обнаружены УЗО, как показано на рисунке 8 для привода с переменной скоростью.

Рисунок 7 - Нарушение УЗО, вызванное токами утечки высокой частоты

В отличие от токов утечки 50 Гц - 60 Гц, для которых алгебраическая сумма равна нулю, эти токи HF не синхронны по всем трем фазам, а их сумма представляет собой незначительный ток утечки.

Во избежание нежелательных срабатываний УЗО должны быть защищены от этих токов ВЧ (оборудованных фильтрами нижних частот).

Вернуться к содержанию ↑

4. Приводы с переменной скоростью

Для комбинаций УЗО и приводов с переменной скоростью, использующих частотное преобразование, необходимо одновременно учитывать ряд ограничений:

  • токи утечки при включении,
  • непрерывные токи утечки при 50/60 Гц,
  • непрерывные токи утечки HF,
  • специальные формы тока для ошибок на выходе привода,
  • ток с компонентом постоянного тока для сбоев на шине постоянного тока.

Вернуться к содержанию ↑

5. Источники бесперебойного питания (ИБП)

При установке с источниками резервного питания, такими как ИБП, система защиты должна учитывать различные возможные конфигурации. В частности, работа от сети переменного тока или от батарей, переключатели байпаса закрыты или нет, и т. Д.

В примере на рисунке 8 установка (система TT) включает ИБП. Если питание переменного тока выходит из строя, необходимо заземлить нейтраль после ИБП (т. Е. Закрыть контактор K), чтобы обеспечить правильную работу УЗО.

Рисунок 8 - Когда обнаружена потеря мощности переменного тока, контактор K закрывается, чтобы воссоздать систему TT после ИБП

Однако эта операция заземления не является обязательной для защиты людей, поскольку:

  1. установка становится ИТ-системой, и первая ошибка не является опасной,
  2. вероятность второй ошибки изоляции, возникающей в течение ограниченного времени работы от аккумулятора, очень низкая.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Устройства остаточного тока в LV Жаком Шонеком (Schneider Electric)

Связанные электрические направляющие и изделия

ПОИСК: Статьи, программное обеспечение и руководства