Герметичные шкафы среднего напряжения с встроенными измерительными приборами, установленные в помещении для нейтрального оборудования.

Объяснение номинальных значений kA в распределительных устройствах среднего напряжения: отключающая способность, замыкающая способность и кратковременная выдерживающая способность

Автор: Время чтения: около 20 минут

Краткое резюме

  • Соотнесите каждое значение kA с соответствующим оборудованием и режимом работы. При размыкании проверяйте среднеквадратичное значение переменного тока и асимметрию, а при замыкании и определении пиковой выдерживаемой напряжения используйте пиковые значения.
  • Проверьте кратковременную выдержку, учитывая как среднеквадратичное значение тока, так и время в секундах. Более высокое номинальное значение для 1 секунды само по себе не гарантирует способности выдерживать нагрузку в течение 1.4 секунды.
  • Сверьте предлагаемый автоматический выключатель, главную цепь и цепь заземления с отдельными декларациями и документацией, подтверждающей их точную конфигурацию.

Когда на ваш стол попадает расчет на короткое замыкание вместе с двумя предложениями по распределительным устройствам, задача сравнения кажется обманчиво простой: выбрать более высокое значение kA и двигаться дальше. На самом деле эта задача требует более структурированного подхода. Один-единственный показатель в кА объединяет как минимум четыре разных величины — каждая из которых связана с отдельным физическим объектом, отдельной операцией и отдельной системой измерения — и предложение, выигрывающее по одной величине, может при этом иметь явный недостаток по другой.

В данной статье подробно рассмотрено, что измеряет каждая оцениваемая величина, почему для каждой из них важна основа оценки, как соотнести результаты исследования с соответствующей оцениваемой величиной и как применить это соотнесение к практическому примеру с двумя наглядными предложениями. Цель состоит в том, чтобы вы смогли определить, какой критерий оценки применяется к какому результату исследования, а также выявить, где доказательная база является полной, а где еще требуется задать вопрос.


Почему одно значение в кА не позволяет охарактеризовать распределительное устройство

Узел распределительного устройства одновременно выполняет несколько номинальных функций, которые обозначают разные вещи.

Номинальный ток при нормальных условиях эксплуатации измеряется в амперах. Для заявленных условий установки этот показатель характеризует ток, который оборудование способно пропускать в нормальном режиме эксплуатации. Необходимо отдельно проверить требования к нагрузке и к короткозамкнутой нагрузке.

Номинальные величины при коротком замыкании указываются в кА, однако одного значения в кА недостаточно. Необходимо проверить, используется ли в декларации среднеквадратичное значение (RMS) или пиковое значение (мгновенный максимум). При расчете выдерживаемости среднеквадратичное значение относится к периодической составляющей переменного тока. В случае кратковременной выдержки необходимо уточнить, на какой основе было проведено исследование (эквивалентное среднеквадратичное значение или тепловая основа), а также каким заявлением оно будет проверяться. Использование неверной основы приводит к получению значения, которое невозможно сопоставить с соответствующими результатами исследования. Значение 25 kA по среднеквадратичному значению и значение 63 kA по пиковому значению не являются взаимозаменяемыми — они описывают разные физические величины при одном и том же событии.

Продолжительность дополняет представление о тепловых характеристиках при испытаниях в замкнутом контуре. Заявление о кратковременной выдержке тока 25 kA в течение одной секунды и того же значения 25 kA в течение трёх секунд отражает разные уровни тепловой нагрузки. Узел, прошедший испытание с более короткой продолжительностью, не продемонстрировал эквивалентности при более длительном воздействии.

Проблема становится очевидной, когда вы сопоставляете номинальные значения с физическими объектами внутри сборки. Главная цепь питания, проходящая по шинам, сам автоматический выключатель, кабельные концевые заделки или проходники, а также заземляющий выключатель представляют собой отдельные объекты. Один и тот же заголовок из каталога может относиться к любому из них и не применяться к остальным. Область применения IEC 62271-100 касается устройства выключателя и испытаний на прямое замыкание и размыкание. Область применения IEC 62271-200 касается сборного узла кондиционера в металлическом корпусе. Проверяйте доказательства конфигурации узла отдельно от выключателя. Таблица из каталога, в которой прочная нагрузка главной цепи, цепи заземления, шины, размыкания выключателя, замыкания выключателя и всего узла выделена в отдельные строки, имеет правильную структуру. Если в таблице все эти позиции объединены под одним заголовком, это является поводом для вопроса о доказательствах, а не автоматическим признаком соответствия требованиям.

Упрощённая однолинейная схема помогает чётко разграничить эти объекты. Обозначьте входящую шину, автоматический выключатель и цепи, которые он соединяет в замкнутом состоянии, выходной фидер с любыми установленными соединительными элементами или трансформаторами тока, а также отдельный путь заземления с собственным выключателем. Каждому сегменту на этой схеме соответствует своя колонка номинальных характеристик в таблице сравнения предложений. Распространённой ошибкой является сравнение только столбца номинальных характеристик автоматических выключателей и упущение остальных параметров как само собой разумеющихся.


Ток отключения при коротком замыкании при размыкании контактов

Термин «ток отключения» характеризует способность выключателя прервать замыкание на линию — разъединить его контакты при замыкании под напряжением и погасить дугу, чтобы ток перестал протекать. Это наиболее известное значение в кА, которое также чаще всего интерпретируется неверно.

Номинальный ток отключения определяется по среднеквадратичному значению периодической составляющей переменного тока. Объяснение компании Schneider Electric относительно постоянной составляющей определяет отдельное условие, связанное с апериодической составляющей. При проверке на соответствие условиям эксплуатации необходимо сопоставить значение среднеквадратичного значения переменного тока (AC RMS) и соответствующую асимметрию при размыкании контактов, полученные в ходе исследования, с заявленными характеристиками выключателя. Если поставщик указывает постоянную времени, необходимо уточнить, как она применяется к соответствующему времени размыкания контактов.

Это различие имеет значение, поскольку форма тока замыкания на землю изначально асимметрична. Мгновенное значение на первом пике значительно превышает среднеквадратичное значение переменной составляющей. Сравнение значения первого пика, полученного в ходе исследования, с номинальным среднеквадратичным значением отключающей способности автоматического выключателя привело бы к применению стандарта, в соответствии с которым выключатель не был разработан и не проходил испытания. Правильным сравнением является сопоставление среднеквадратичной величины компоненты переменного тока, полученной в ходе исследования, со номинальной среднеквадратичной величиной отключения, указанной в техническом паспорте выключателя, с отдельной проверкой того, находятся ли компонента постоянного тока или процент асимметрии, полученные в ходе исследования, в пределах заявленных для выключателя условий.

Для полной проверки отключения необходимо подтвердить два дополнительных условия: напряжение восстановления и режим работы. Напряжение восстановления возникает на размыкающихся контактах после прерывания тока. Сравните переходное напряжение восстановления (TRV) для соответствующего типа неисправности и конфигурации системы с заявленными характеристиками выключателя. Убедитесь в правильности последовательности действий и соблюдении всех указанных режимов работы, таких как отключение при неисправности на клеммах или при коротком замыкании на линии, если это применимо. Технические характеристики Eaton W-VACi — это один из примеров того, как условия DC и TRV проявляются независимо от величин тока.

Кроме того, необходимо проводить различие между отключением и пропусканием тока. Устройство отключения, находящееся в замкнутой цепи, пропускает ток замыкания до устранения неисправности. Проверьте пиковую выдерживаемую мощность при соответствующем пиковом значении и кратковременную выдерживаемую мощность в течение периода воздействия. То, какое устройство устраняет неисправность, зависит от конкретного случая. Речь идет о различных номинальных величинах, которые будут рассмотрены в последующих разделах.


Ток замыкания и пиковое усилие

Когда автоматический выключатель замыкается на имеющуюся неисправность, ранний пик тока может содержать значительную затухающую постоянную составляющую. Номинальная величина при замыкании определяется исходя из соответствующего мгновенного пика для данного режима замыкания.

Качественная форма сигнала, характеризующаяся первым положительным пиком тока после замыкания на неисправность.
При проверке формирования сигнала используется прогнозируемое пиковое значение для соответствующего случая отключения по неисправности. График приведён в качестве примера и не имеет числовой шкалы.

Угол замыкания влияет на начальное смещение. При прочих равных условиях и на одной и той же частоте более высокое отношение реактивного сопротивления к сопротивлению (X/R) означает, что постоянная составляющая затухает медленнее. Воспользуйтесь соответствующим пиковым значением из расчета и сравните его в кА (пиковое значение) с заявленными характеристиками устройства замыкания и указанными условиями эксплуатации.

Номинальный ток замыкания автоматического выключателя должен обеспечивать покрытие пикового значения тока замыкания, указанного в расчетах. Эти величины можно напрямую сравнивать при одинаковых условиях.

В случае замыкания на неисправности этот же ранний пик может также создавать нагрузку на замкнутый токовый контур. Необходимо отдельно проверить расчетный случай выдержки пикового напряжения. Его топология или точка возникновения неисправности могут отличаться от случая замыкания. Шина, установленные соединения, кабельные концевые заделки и любые другие компоненты, образующие непрерывный токовый путь в момент возникновения неисправности, подвергаются воздействию этого мгновенного пика. Электромагнитная сила между параллельными проводниками пропорциональна квадрату мгновенного тока; значительный ранний пик может создавать высокую механическую нагрузку на шины, изоляторы и опоры. Подтвердите пиковую выдерживаемую нагрузку для соответствующего токового пути. Например, Технические характеристики Eaton HMH указать пиковую выдерживаемую напряжение шины и пиковую силу замыкания выключателя при коротком замыкании в отдельных полях.

На практике это означает, что необходимо проверить оба параметра: номинальную мощность автоматического выключателя (на какую мощность он способен замыкать) и пиковую выдерживаемую мощность сборки (какую нагрузку способна выдержать замкнутая цепь). Оба заявленных значения должны обеспечивать соответствие соответствующим расчетным случаям.


Для кратковременного выдерживаемого тока необходимо указать продолжительность

После возникновения неисправности и замыкания (или если оно уже было замыкано) автоматического выключателя в неисправной панели ток неисправности протекает по замкнутому контуру до тех пор, пока не сработает защитное устройство, чтобы устранить неисправность. Более быстрое устранение неисправности сокращает время, в течение которого по цепи протекает ток. Если первичная защита не сработает или если в соответствующей зоне защиты предусмотрена намеренная задержка, требуемое время воздействия может вместо этого регулироваться резервным устранением неисправности.

Кратковременный выдерживаемый ток — это среднеквадратичное значение тока, которое указанная цепь способна выдерживать в течение заявленного короткого промежутка времени. Символ может варьироваться в зависимости от документа. Ознакомьтесь с указанной продолжительностью и определением. Для характеристики заявленной способности необходимы как среднеквадратичное значение, так и продолжительность. Номинальное значение, указанное как 25 kA в течение 1 секунды, и номинальное значение, указанное как 25 kA в течение 3 секунд, отражают разные уровни воздействия при одинаковой величине среднеквадратичного значения. Показатель I²t, представляющий собой интеграл квадрата тока по времени, помогает описать тепловую нагрузку, но не заменяет декларацию производителя.

На трёх карточках указано: одна секунда для предложения А, 1.4 секунды для исследования и три секунды для предложения В.
В приведенном примере исследование занимает 1.4 секунды. Сравните каждую продолжительность с заявленным среднеквадратичным значением тока.

Сравнение только среднеквадратичного значения может скрыть несоответствие в заявленной продолжительности. Поставщик может предложить высокое значение среднеквадратичной выдерживаемой силы тока — например, 25 kA, — полученное в результате испытания продолжительностью 1 секунды, в то время как расчеты по неисправностям показывают, что отключение резервного источника может занять 1.4 секунды. Значение в 25 kA численно превышает среднеквадратичное значение, указанное в исследовании, но продолжительность меньше требуемой. Эту разницу невозможно устранить путем экстраполяции: одного лишь предположения об эквивалентности I²t недостаточно для подтверждения способности выдерживать воздействие в течение 1.4 секунды. Запросите соответствующее заявление о токе и продолжительности воздействия или другие подтверждённые доказательства для конкретной конфигурации.

В Руководство по эксплуатации ABB VD4, как сертифицированный стационарный выключатель на 12 kV, так и сертифицированный выдвижной выключатель на 12 kV для UniGear ZS1 имеют симметричную отключающую способность 63 kA. В руководстве указана кратковременная выдерживаемая способность 63 kA в течение 3 секунд для сертифицированного стационарного выключателя и 1 секунды для сертифицированного выдвижного выключателя. Эти данные относятся к двум указанным конфигурациям выключателей. Проверьте полную сборку отдельно. Иллюстрируемый здесь момент носит общий характер: одинаковое среднеквадратичное значение при различной продолжительности представляет собой реальное отличие продуктов, которое отражается в опубликованных данных производителя.

Для входных данных исследования определите общую требуемую продолжительность воздействия. Измерьте продолжительность воздействия с момента возникновения неисправности до её устранения для каждого соответствующего сценария, включая обнаружение, любую преднамеренную задержку и общее время срабатывания устройства отключения в соответствии с согласованными условиями. Если требуется резервное отключение, оцените этот сценарий отдельно. Соотнесите продолжительность и силу тока каждого случая с трактом, по которому они фактически протекают.


This explanation of MV switchgear short-circuit test duties adds context to the breaking, making and withstand ratings discussed above.



Как X/R и время очистки влияют на входные данные исследования

Публичное резюме IEC 60909-0 определяет область применения для расчета трехфазных токов короткого замыкания переменного тока при частоте 50 или 60 Hz. Уточните указанные в проекте метод расчета, редакцию нормативов и расчетные случаи. Запросите расчетные данные, необходимые для проверки рабочих режимов каждого оборудования. Чтобы понять, как получить правильные значения для сравнения номинальных характеристик, необходимо знать, что именно рассчитывается в рамках данного расчета и почему каждый результат отличается от остальных.

Форма тока замыкания после его возникновения состоит из двух частей: симметричной переменной составляющей, которая может изменяться после возникновения замыкания, и затухающего постоянного смещения. Точка на кривой напряжения, в которой начинается замыкание, влияет на начальное смещение. Постоянная времени сети влияет на скорость его затухания.

Этот разрушающийся элемент В исследовании предусмотрено, что проверка выключателя осуществляется по среднеквадратичному значению переменного тока в момент размыкания контактов — это симметричная составляющая, которую выключатель должен прервать. При типичных временах срабатывания систем защиты и выключателей может сохраняться некоторое смещение постоянного тока, и в расчёте следует указать степень асимметрии или процент постоянного тока в этот момент времени. Именно эти величины сравниваются с номинальными условиями отключения выключателя. Значение первого пика характеризует иной режим работы и имеет иную основу.

Этот достижение пика — это максимальный расчетный пиковый ток для соответствующего случая замыкания на неисправности. Сравните его с номинальной пиковой токовой способностью выключателя. Проверьте максимальный применимый пиковый ток в замкнутом цепном пути на соответствие заявленной пиковой выдерживаемой способности, используя определяющий расчетный случай для данного цепного пути.

Этот проверка кратковременной выдержки использует согласованное эквивалентное среднеквадратичное значение (RMS) или тепловую нагрузку для рассматриваемого случая и его продолжительности. Если в исследовании приводится эквивалентное среднеквадратичное значение при фактическом времени воздействия, именно оно сравнивается с заявленной кратковременной выдержкой сборки в течение указанной продолжительности. Если в передаточной документации указано только начальное значение переменного тока, запросите тепловой эквивалент или иную согласованную основу «ток-продолжительность» для фактического воздействия. Учтите, как компоненты переменного и постоянного тока изменяются в течение соответствующего интервала.

Практическим следствием этого является отсутствие универсального коэффициента для пересчета между этими величинами. В расчетном задании должны быть четко указаны все перечисленные параметры: среднеквадратичное значение переменного тока при размыкании (с указанием доли постоянного тока или постоянной времени), отдельные требования к пиковым значениям при замыкании и в замкнутом контуре, а также среднеквадратичная выдерживаемая мощность при требуемой продолжительности. Применение фиксированного множителя для вывода одного параметра из другого не учитывает специфические для системы соотношения X/R и постоянные времени. Применимая редакция расчета и заданные режимы работы определяют, что именно рассчитывается для конкретной топологии системы.


Проверьте автоматический выключатель, шину и цепь заземления по отдельности

Полная проверка номинальных характеристик охватывает все участки цепи, по которым будет протекать ток при неисправности, а не только функцию отключения автоматического выключателя.

Схематический шкаф распределительного устройства с отдельными обозначениями для главной цепи, автоматического выключателя и цепи заземления.
Запросите документацию по основной цепи, автоматическому выключателю и цепи заземления. На иллюстрации указаны номинальные параметры, однако фактическая конструкция шкафа не показана.

Сборка состоит из нескольких физически отдельных компонентов, каждый из которых имеет собственное объявление:

Основная цепь — шинопровод, соединительные проводники и сам выключатель как единая сборная система. Стандарт на сборку распространяется на готовый корпус в сборе и его токопроводящую конструкцию. Декларация о кратковременной выдержке тока в главной цепи охватывает данный путь при заявленном среднеквадратичном значении тока и продолжительности.

Выключатель — устройство отключения имеет собственные номинальные значения отключающей, замыкающей и кратковременной выдерживаемой способности, указанные в стандарте на автоматический выключатель. Кратковременная выдерживаемая способность автоматического выключателя применяется в случае, когда он находится в замкнутом состоянии и пропускает ток без отключения; это значение может отличаться от указанного в декларации на изделие.

Кабельные муфты или втулки — соединительные элементы между внутренними шинами сборки и внешними кабелями являются частью токопровода. В некоторых технических описаниях сборки варианты клемм или проходных втулок указаны отдельно. Изменение типа установленного заделки может повлиять на применимое номинальное значение.

Интерфейсы трансформаторов тока и сопутствующего оборудования — У встроенного преобразователя тока предусмотрены собственные кратковременные номинальные значения, и документация по монтажу должна охватывать его установку, основные соединения и соответствующую механическую опору.

Цепь заземления — заземляющий выключатель имеет собственные номинальные значения по замыканию и кратковременной выдержке, которые могут существенно отличаться от показателей главной цепи. Эти номинальные значения могут включать замыкание на цепь под напряжением в указанных условиях неисправности и пропускание соответствующего тока до устранения неисправности. Как показано в каталоге серии Eaton HMH, в котором кратковременная выдерживаемая мощность главной цепи и цепи заземления указана отдельно в разных столбцах таблицы, эти характеристики явно разделены. Проверяйте требуемую способность заземляющего выключателя к замыканию отдельно от кратковременной выдерживаемой мощности цепи заземления. Запрашивайте подтверждающие данные для конкретного выключателя и цепи.

Классификация по типу внутренней дуги — на некоторых узлах указаны значения в кА и продолжительность, связанные с испытаниями по классификации по внутренней дуге. Это отдельная область применения, отличная от способности выдерживать короткое замыкание. Заявленная классификация по внутренней дуге имеет собственные условия испытаний и доступные стороны. Для проверки токовыдерживающей способности при неисправности используйте заявленные характеристики кратковременной выдержки. Если данная маркировка указана в коммерческом предложении, перед использованием её при сравнении токов неисправности уточните, к какому объему испытаний она относится.

Правильная структура проверки заключается в том, чтобы разместить каждый компонент сборки в отдельной строке, а затем убедиться, что указанное в каждой строке номинальное количество и описание соответствуют требованиям исследования для данного конкретного маршрута.


Сравните два предложения по поставке распределительных устройств среднего напряжения, подготовленные на основе одних и тех же расчетных данных

В приведенном ниже примере используются условные значения для одной конкретной шины среднего напряжения. В обоих предложениях применяются одинаковые значения рабочего напряжения, частоты и заданного основного токового пути. Режимы работы и параметры предложений являются вымышленными учебными значениями, не связанными с номинальными характеристиками SUBIA или каталогами поставщиков.

Задачи исследования для выбранного автобуса:

Служебные обязанности Количество Основа
Превышение среднеквадратичного значения переменного тока при размыкании контактов 17.8 kA RMS (периодическая составляющая переменного тока)
Пик производства с учетом дефектов 47 kA Пиковое мгновенное значение
Выдерживаемое напряжение на пике в замкнутом контуре 47 kA Пиковое мгновенное значение
Выдерживаемое напряжение RMS в замкнутом контуре 18.2 kA RMS
Требуемая продолжительность замкнутого цикла 1.4 s Секунды

Обратите внимание, что две записи со значением 47 kA приведены в отдельных строках и имеют разные физические значения. Пиковое напряжение при замыкании относится к операции замыкания; пиковое напряжение, выдерживаемое замкнутым контуром, относится к конструктивной способности узла выдерживать это усилие. В реальных проектах эти значения могут быть получены в рамках разных сценариев расчета. Не следует предполагать, что они обязательно должны совпадать, или рассматривать данное совпадение как универсальное правило.

Предложение А:

Оцениваемый объект Номинальное значение Основа Требования к обучению Экран
Среднеквадратичное значение размыкания выключателя 25 kA RMS 17.8 kA, среднеквадратичное значение Соответствует номинальным значениям — с учетом постоянного тока/асимметрии, TRV и условий работы
Пик производства выключателей 63 kA Пик пиковый ток 47 kA Соответствует по показателям — при соблюдении применимых условий
Максимальное испытательное напряжение при сборке 63 kA Пик пиковый ток 47 kA Соответствует по значению
Кратковременная выдерживаемость при сборке 25 кА в течение 1 с Среднеквадратичное значение и продолжительность Действующее значение 18,2 кА в течение 1,4 с Недостаточная длительность: декларация распространяется только на 1 с

Значения размыкания и пиковые значения отображаются на соответствующих цифровых дисплеях при условии подтверждения применимых параметров постоянной составляющей, огибающей TRV и режима работы в соответствии с документацией по конкретной модели выключателя. Разница в длительности существует на самом деле и не может быть устранена за счет более высокого значения среднеквадратичного значения. Заявленные характеристики 25 kA/1 с не подтверждают работоспособность при 1.4 с; экстраполяция на основе предполагаемой эквивалентности I²t не допускается, поскольку заявленная испытательная огибающая не распространяется на требуемое время. Чтобы устранить этот разрыв, необходимо получить соответствующее заявление, охватывающее 1.4 с при требуемом уровне среднеквадратичного значения, либо поручить проектной группе по защите обосновать и утвердить проект, который обеспечит удержание требуемого воздействия в пределах 1-секундного заявления для данной шины.

Предложение B:

Оцениваемый объект Номинальное значение Основа Требования к обучению Экран
Среднеквадратичное значение размыкания выключателя 20 kA RMS 17.8 kA, среднеквадратичное значение Соответствует номинальным значениям — с учетом постоянного тока/асимметрии, TRV и условий работы
Пик производства выключателей 50 kA Пик пиковый ток 47 kA Соответствует по значению
Максимальное испытательное напряжение при сборке 50 kA Пик пиковый ток 47 kA Соответствует по значению
Кратковременная выдерживаемость при сборке 20 кА в течение 3 с Среднеквадратичное значение и продолжительность Действующее значение 18,2 кА в течение 1,4 с Проходит указанный отбор по критериям силы тока и продолжительности

В предложении B указаны более низкие номинальные значения, чем в предложении A, в столбцах «Разрывная способность» и «Пиковая нагрузка», однако оно соответствует требованию по продолжительности, которое предложение A в настоящее время не может обеспечить. Все четыре числовых критерия проходят проверку для указанных сценариев. Это наглядная иллюстрация того, почему более высокое номинальное значение kA не гарантирует автоматическую победу в сравнении.

Однако прохождение числовых проверок не означает, что предложение является полным. Окончательный выбор остается открытым до тех пор, пока к доказательствам по предложению B не будут привязаны следующие условия: точный вариант сборки и конфигурация, номинальное напряжение и частота, условия постоянной составляющей и процент асимметрии для выключателя, диапазон TRV, конкретный вариант соединителя или проходки, включенный в декларации по пиковым и выдерживаемым значениям, а также любые отдельные задачи цепи заземления. Отсутствие любого из этих элементов является пробелом в документации — не поводом для предположения об отклонении заявки, а поводом для направления конкретного запроса поставщику.

Основные методологические ограничения данного расчёта: не использовать значение первого пика исследования для проверки номинальной нагрузки RMS при разрыве; не экстраполировать данные из показателя «1 секунда» (Offer A) на 1.4 секунды с использованием предполагаемого коэффициента I²t; не применять универсальный пиковый коэффициент для преобразования величин; а отсутствие данных о продолжительности, отсутствие указания базы (RMS/пик) или неустановленная модель устройства рассматривать как пробел в доказательствах, требующий ответа от поставщика.


Что необходимо уточнить перед утверждением тарифного плана

Утверждение таблицы номинальных характеристик обязывает проект использовать конкретную сборку с конкретной заявленной производительностью. Доказательная документация, подтверждающая данное утверждение, должна охватывать каждый расчетный случай, каждый объект, подлежащий оценке, и каждое применимое условие. Ниже приведены сведения, которые должны быть указаны в полном запросе.

Три иллюстративных документа под названиями «Анализ неисправностей», «Таблица номинальных значений» и «Протокол конфигурации».
При проверке каждого режима работы следует использовать результаты анализа неисправностей, предоставленную таблицу номинальных значений и точные данные о конфигурации.

Идентификационный номер сборки: Точное обозначение варианта сборки, тип панельного модуля и конфигурация (фиксированная, выдвижная, кольцевая и т. д.). Модели одной и той же серии одного производителя в разных конфигурациях могут иметь разные значения продолжительности кратковременной выдержки, как показано на примере различия между фиксированными и выдвижными вариантами, зафиксированного для конкретных вариантов ABB VD4. Название серии без указания конфигурации не является полным ответом.

Модели устройств: Конкретная модель выключателя или переключателя, модель заземляющего выключателя, а также любые установленные принадлежности, такие как трансформаторы тока с собственными номинальными параметрами. Каждая модель сопровождается соответствующими декларациями; название серии без указания номера модели не может быть сверено с протоколом испытаний.

Заявления и ссылки на соответствующие протоколы испытаний: Номинальные величины, указанные в предложении, должны быть привязаны к конкретному документальному подтверждению — например, к соответствующей таблице номинальных характеристик, подкрепленной ссылкой на соответствующий протокол типовых испытаний, а также к любому задокументированному подтверждению применимости или расширения на конкретную предлагаемую конфигурацию. Сам по себе стандартный номер не является основанием для установления номинальных характеристик. Страница каталога, на которой перечислены номинальные характеристики общей серии, является отправной точкой, а не окончательным заявлением. Результаты испытаний должны соответствовать конкретной предлагаемой конфигурации, включая фактические варианты клемм или проходных муфт.

Текущий маршрут и интерфейсы: Какой путь прохождения тока охватывает каждое заявление — основная цепь, цепь заземления, шина, тип соединения. Это особенно важно, если в конструкции используются трансформаторы тока, специальные проходные втулки или герметичные кабельные наконечники, которые являются частью заявленного пути прохождения тока.

Напряжение и частота: Убедитесь, что указанные технические характеристики применимы при фактическом напряжении и частоте в системе. Технические характеристики, заявленные для другого уровня напряжения, не применяются автоматически.

Примеры из практики и основания для клиринга: Соотнесите каждый сценарий исследования с конкретной номинальной нагрузкой, при которой он реализуется. Определите, используется ли в сценарии отключения основное время разгрузки или резервный сценарий, используется ли в сценарии включения пиковая нагрузка в худшем случае, а также используется ли в сценарии продолжительности основное время разгрузки с добавлением допустимого запаса или полное резервное время.

Асимметрия и условия восстановления: При проверке отключения необходимо убедиться, что заявленный для данной модели выключателя процент постоянного тока или постоянная времени соответствуют параметрам системы X/R на шине неисправности. При проверке восстановительного напряжения необходимо убедиться в работоспособности TRV при фактическом рабочем напряжении и конфигурации источника питания.

Отклонения и ограничения: Любые примечания в представленных данных, которые ограничивают заявленный номинальный показатель конкретными условиями (такими как максимальный уровень неисправности для определенного варианта клеммного соединения или снижение номинальных характеристик в связи с температурой окружающей среды), должны быть явно подтверждены как не применимые к фактическим условиям проекта.

По каждой открытой линии зафиксируйте объект исследования, оборудование и путь протекания тока, требуемую нагрузку с указанием единиц измерения, основание и продолжительность, предлагаемую модель и версию, предлагаемую конфигурацию, ссылку на соответствующую декларацию и протокол испытаний, любые отклонения, а также владельца и меры, необходимые для закрытия позиции. Получив ответы, сохраните их в точном соответствии с изложенным — не переформулируйте условия в обобщённой форме, которая устраняет ограничения.


Дополнительную информацию о составе конфигурации распределительных устройств среднего напряжения см. в Страница SUBIA, посвящённая распределительным устройствам среднего напряжения. Что касается импеданса трансформатора в качестве входных данных для расчета тока замыкания, см. Объяснение импеданса трансформатора. О том, как результаты заводских испытаний применимы к заказанной сборке, см. Приемо-сдаточные испытания подстанции и испытания трансформатора. Что касается решений по архитектуре защиты фидеров трансформаторов, которые влияют на входные данные по времени отключения в рамках данного исследования, см. Автоматический выключатель или выключатель с предохранителем для фидеров трансформатора.


Часто задаваемые вопросы

Почему нельзя использовать пиковый ток включения для проверки достаточности номинальной отключающей способности автоматического выключателя?

Ток размыкания и ток замыкания представляют собой разные операции, разные физические величины и разные единицы измерения. Номинальная мощность размыкания — это среднеквадратичное значение периодической составляющей переменного тока, которую выключатель должен прервать при размыкании контактов. Пиковое значение тока замыкания — это мгновенный максимальный ток, возникающий в первом полуцикле при замыкании выключателя на неисправность. Пиковое значение при замыкании может быть выше, поскольку оно отражает мгновенный максимум и может включать значительное постоянное смещение. Условия, определяющие замыкание и размыкание, также могут различаться. Сравнение пикового значения при замыкании с номинальным среднеквадратичным значением отключения привело бы к установлению стандарта, не имеющего физической связи с режимом прерывания тока. Правильная проверка заключается в сравнении среднеквадратичной составляющей прерывания переменного тока, полученной в результате расчёта (в момент размыкания контактов и с соответствующим процентом постоянного тока), со среднеквадратичным номинальным значением прерывания автоматического выключателя и заявленными условиями асимметрии. Это отдельные столбцы в таблице проверки с отдельными входными данными расчёта и отдельными номинальными значениями.

Можно ли подтвердить способность сборки выдерживать воздействие в течение 1.4 секунды путем экстраполяции результатов испытания продолжительностью 1 секунду с использованием формулы I²t?

Нет. Заявленная область кратковременной выдержки относится конкретно к испытанной продолжительности. Концепция энергии I²t является полезным инженерным приближением для понимания тепловых эффектов, однако заявленный результат испытания при одной продолжительности не является доказательством выдержки при более длительной продолжительности. Заявление относится к конкретной цепи, продолжительности и набору условий испытаний. Любое расширение требует документального подтверждения применимости к предлагаемому оборудованию. Узел, испытанный и сертифицированный на продолжительность в 1 секунду, не может считаться соответствующим требованию по продолжительности в 1.4 секунды только на том основании, что его значение kA превышает необходимое. Правильным решением при несоответствии продолжительности является запрос у поставщика соответствующей декларации на требуемую продолжительность или предоставление документированной схемы защиты, которая снижает требуемое время воздействия до уровня ниже заявленной продолжительности с подтверждающими данными, поддающимися отслеживанию.

Если в расчетах указана только величина тока замыкания, как понять, относится ли значение 47 kA к току замыкания или к току выдержки?

В исследовании каждая величина должна быть четко обозначена с указанием названия параметра и основания расчета. Пиковый ток представляет собой конкретный результат расчета для наихудшего сценария замыкания; это мгновенное значение первого пика, которое обозначается соответствующим образом. Пиковая выдерживаемая нагрузка при замкнутом контуре — это конструктивное требование, согласно которому узел должен выдерживать эту мгновенную силу без повреждений; она может быть получена из того же или другого сценария расчета. Попросите автора расчета указать начальный симметричный ток, пиковый ток, ток отключения и соответствующую постоянную составляющую, если эти значения применимы к данному анализу. Каждое из этих понятий относится к определенному случаю или моменту времени. Если в таблице результатов исследования приводится одно значение в кА без указания режима работы, базы расчета и применимого сценария, это означает, что информация передана неполно. Запросите сводку исследования, в которой указаны все режимы работы, приведены значения среднеквадратичного или пикового тока, определены сценарий неисправности и топология шин, а также указана доля постоянного тока или постоянная времени в момент размыкания контактов. Использование неподписанного значения в неправильной колонке таблицы проверки оборудования является одной из наиболее распространенных и серьезных ошибок в процессе закупки распределительного оборудования.

Иллюстрированный аватар для Энди Хуанга (Andy Huang)

Об авторе

Энди Хуанг (Andy Huang) — старший инженер и соучредитель компаний SUBIA Power и Subian Electric. Он пишет о трансформаторах, компактных подстанциях, а также распределительных устройствах среднего и низкого напряжения, уделяя особое внимание техническим решениям, связанным с определением технических характеристик и закупкой оборудования для распределения электроэнергии. В своих статьях он объясняет, как напряжение, мощность, импеданс, векторная группа, система охлаждения и условия на объекте влияют на выбор оборудования. Он также освещает вопросы, связанные с интерфейсами защиты, заводскими приемочными испытаниями, отчетами о плановых испытаниях и информацией, которую покупатели должны уточнить перед размещением заказа. Его технические руководства посвящены промышленным объектам, проектам в области возобновляемой энергетики, аккумулированию энергии в батареях, зарядке электромобилей и центрам обработки данных; они помогают инженерам, подрядчикам и специалистам по закупкам сравнивать предложения, уточнять требования к проектам и задавать производителям более обоснованные вопросы.