Назначение автоматического выключателя – пресекать аварийные режимы работы сети. Это – короткие замыкания и перегрузки. Но как узнать – работает ли эта защита и поможет ли она в нужный момент?
Для этого характеристики расцепителей автоматов проверяются. Это выполняется:
- при вводе в эксплуатацию нового оборудования;
- в процессе эксплуатации по истечении определенного срока;
- при подозрении на отказ выключателя;
- после аварийных ситуаций, связанных с прохождением через выключатель больших токов (совмещается с ревизией контактов);
- для точной настройки характеристик расцепителей.
Виды автоматических выключателей
Самая узнаваемая для пользователей – бытовая серия модульных автоматических выключателей. Они устанавливаются на DIN-рейку и не имеют регулировок характеристик срабатывания. Все уставки расцепителей у модульной серии автоматических выключателей и дифференциальных автоматов отсчитываются от их номинального тока.
Ток отсечки зависит от буквенного обозначения, стоящего перед значением номинального тока.
| Буквенное обозначение | Кратность тока отсечки |
| В | 2-5 от Iном |
| С | 5-10 от Iном |
| D | 10-20 от Iном |
Это означает, что реальное значение тока, при котором сработает автомат, лежит в некотором диапазоне. Завод-изготовитель гарантирует, что это будет так.
Тепловые расцепители автоматов модульной серии начинают работу при превышении номинального тока. Время, по истечении которого произойдет отключение, зависит от кратности проходящего через автомат тока перегрузки к номинальному. У автоматических выключателей разных производителей время отключения отличается. Определить его можно по характеристикам, которые определяются по справочным данным на данную серию автоматов. Но и эта величина имеет разброс, поэтому характеристика отключения представляет собой не одну кривую линию, а их семейство, обозначаемое заштрихованной зоной. При определенном токе через автомат ожидаемое время срабатывания лежит в диапазоне, определяемое на границах этой зоны.
До сих пор в распределительных щитках встречаются автоматы, имеющие в своем составе либо только тепловую, либо максимальную защиту. Проверка этих устройств наиболее актуальна, так как их электромеханическая часть отслужила много лет, часть деталей заржавела и недееспособна.
Следующий вид автоматических выключателей имеет нерегулируемую отсечку и регулируемую тепловую защиту. Для этого на его передней панели есть регулятор, с помощью которого номинальный ток теплового расцепителя изменяется в пределах 0,5 – 1,0 от номинального тока автомата. Такие автоматы применяются для защиты электродвигателей и точной настройки на ток защищаемой кабельной линии, обеспечения селективности защит от перегрузки. Регулятором выставляется ток, при котором начинается работа тепловой защиты. Положение регулятора отражается и на семействе характеристик выключателя.
Еще сложнее конструкция выключателя, имеющего кроме регулируемого теплового расцепителя еще и регулируемый электромагнитный. Есть модели, в которых регулировка осуществляется механически: изменением усилия пружины, противодействующей усилию, создаваемому катушкой отключения. Такие устройства встречаются у выключателей старого образца.
У современных автоматов регулировки выполняются при помощи встроенного блока защиты. Это комплекс, включающий в себя датчики тока, установленные на всех трех фазах выключателя, и полупроводниковое устройство, обрабатывающее полученные сигналы.
Состав защит, устанавливаемых в максимальной комплектации в такие автоматы:
- максимально токовая отсечка с регулируемой независимой от тока выдержкой времени;
- защита от перегрузки с регулируемым стартовым током и характеристикой срабатывания по времени;
- защита от токов однофазного замыкания, с регулируемой уставкой и выдержкой по времени.
Устройства для проверки выключателей
Комплексы, используемые для проверки выключателей, специально разрабатываются для этой цели. Исключением являются устройства серии РЕТОМ, которые изначально предназначены для проверки релейной защиты, но могут использоваться и для подачи токов на контактную систему выключателя с контролем момента отключения.
Наиболее подходит для этой цели РЕТОМ-21. Проверка срабатывания теплового расцепителя выполняется подачей непрерывного тока одновременно с запуском секундомера прибора, настроенного на фиксацию исчезновения тока при отключении. Электромагнитные расцепители проверяются токами, подающимися импульсами длительности, устанавливаемой пользователем. При плавном подъеме тока неизбежно срабатывание защиты автомата от перегрузки.
Важное достоинство РЕТОМа – ток, подающийся для проверки – синусоидальный. Большинство других устройств, специально разработанных для проверки автоматов, выдает импульсный ток, формируемый тиристорными регуляторами. Но их габариты меньше, а управление – проще.
Таких устройств много. Ток для проверки отсечки они тоже подают увеличивающимися по амплитуде импульсами регулируемой длительности, а для проверки тепловой защиты выставляется требуемый ток и запускается секундомер.
Методика проверки автоматических выключателей
Перед проверкой модульного выключателя определяют его номинальный ток и кратность срабатывания. Затем по характеристике находят диапазон времени, в который укладывается тепловая защита при трехкратном номинальном токе. Таким током ее и проверяют.
Автомат подключается к испытательному устройству. Сначала проверяют отсечку. Автомат включают и через него кратковременно пропускают ток, увеличивая его величину ступенями. Большинство приборов выполняют подъем тока и выдержку времени между ступенями автоматически.
Паузы при подъеме нужны для того, чтобы исключить преждевременное срабатывание тепловой защиты. После срабатывания фиксируют ток отсечки, и автомат сразу же включают снова. Если он не включится, то сработала не отсечка, а тепловая защита. Это правило не относится к автоматам с полупроводниковыми расцепителями.
Затем автомату дают немного остыть и проверяют тепловой расцепитель. Ступенями поднимают ток до трехкратного номинального. Паузы делают для того, чтобы биметаллическая пластина расцепителя раньше времени не начала изгибаться. В этом случае результаты проверки исказятся.
Одновременно с запуском секундомера подают ток. Фиксируют время, за которое сработала защита, сравнивают его с диапазоном, определенным по характеристике.
При выходе измеренных параметров из допустимого диапазона автомат бракуют. Если срабатывания тепловой защиты не происходит за максимальное время, определенное по характеристике, испытание прекращают. Иначе от нагрева расплавится корпус автомата.
У трехполюсных выключателей проверяются все три фазы, характеристики срабатывания их примерно одинаковы, но не идентичны – элементы защиты у них разные и каждый имеет разброс параметров.
Проверка полупроводниковых расцепителей
Принцип проверки тот же, отличие лишь в том, что первоначально нужно выставить на расцепителе требуемые уставки. Поскольку такие автоматы используются для защиты производственных механизмов, питающих фидеров на трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах, то эти данные берут из проекта.
Устройства для проверки имеют ограничения по максимально выдаваемому току. Поэтому мощные автоматические выключатели напрямую проверить удается не всегда. Ток отсечки в 10 000 А выдать не просто. Поэтому работники электролабораторий идут на хитрость. Уставка по току занижается до величины, которую способно выдать используемое проверочное устройство. После проверки она возвращается в исходное положение.
То же самое делается и с уставкой по току перегрузки. Если ее можно совсем вывести, то при проверке отсечки эта возможность обязательно используется. Ложного срабатывания защиты от перегрузки не произойдет.
Но ждать при проверке мощных автоматов придется все равно. Токи настолько велики, что нагревается проверочное оборудование и соединительные провода. Чтобы не вывести приборы из строя и не расплавить изоляцию, в работе регулярно делаются паузы.