Mis on automaatkaitselülitite selektiivsus + selektiivsuse arvutuspõhimõtted

Kaitselülitite valikulisus või selektiivsus on võtmetegur elektriahela usaldusväärse töö tagamisel. See funktsioon aitab ennetada avariiolukordi ja tõstab ohutuse kõrgemale tasemele.

Liini ülekoormuse või lühise korral hakkab tööle ainult kahjustatud liini kaitse, ülejäänud elektripaigaldis jääb töökorda. Miks see nii on, analüüsime selles artiklis üksikasjalikult, vaatleme selektiivkaitse peamisi ülesandeid, ühendusskeeme ja nende eripärasid.

Samuti pöörame tähelepanu selektiivsuse arvutusele ja kaardi loomise reeglitele, varustades materjali selgete skeemide, tabelite ja fotodega. Täiendame artiklit üksikasjalike selgitustega videotes.

Selektiivkaitse tähendus ja peamised ülesanded

Elektripaigaldiste ohutu käitamine ja stabiilne töö – need on ülesanded, mis on pandud valikukaitsele. See arvutab hetkega ja eraldab kahjustatud tsooni ilma toite katkestamata tervetele aladele. Selektiivsus vähendab koormust paigaldisele ja vähendab lühise tagajärgi.

Kaitselülitite häälestatud töö korral rahuldatakse maksimaalselt nõudmised katkematu elektrivarustuse ning selle tulemusena ka tehnoloogilise protsessi osas.

Kui lühise tagajärjel avanemist teostav automaatseade osutub rikkis olevaks, saavad tarbijad tänu selektiivsusele normaalse toite.

Reegel, mis väidab, et kõiki sisendkaitselüliti järel paigaldatud jaotuslüliteid läbiv voolu suurus on väiksem viimase märgitud voolust, on selektiivkaitse aluseks.

Need nimiväärtused võivad kogusummas olla isegi suuremad, kuid iga üksik peab olema vähemalt ühe sammu võrra madalam sisendkaitsme omast. Näiteks kui sisendisse on paigaldatud 50-amprine kaitselüliti, siis selle järele paigaldatakse lüliti, nimivooluga 40 A.

Automaatlüliti koosneb järgmistest elementidest: hoob (1), kruviklemmid (2), liikuv ja fikseeritud kontakt (3, 4), bimetallplaat (5), reguleerimiskruvi (6), solenoid (7), kaaresummuti võre (8), riiv (9)

Hoova abil lülitatakse sisse ja välja voolu juurdevool klemmidele. Klemmidele juhitakse ja fikseeritakse kontaktid. Liikuv kontakt vedruga võimaldab kiiret lahutamist, ning vooluahela ühendus sellega toimub läbi fikseeritud kontakti.

Väljalülitamine, kui vool ületab oma läviväärtuse, toimub bimetallplaadi kuumenemise ja paindumise ning solenoidi mõjul.

Väljalülitusvoolud seadistatakse reguleerimiskruvi abil. Elektrikaare tekke vältimiseks kontaktide lahutamisel on skeemi lisatud kaaresummuti võre. Automaatlüliti korpuse fikseerimiseks on riiv.

Selektiivsus releekaitse omadusena on võime tuvastada süsteemi rikkis sõlm ja eraldada see elektrienergiasüsteemi töötavast osast.

Siin on toodud kilbi skeem, mis näitab selgelt, kuidas koormus korteris jaotub. Enne automaatlüliti paigaldamist tuleb arvutada sellega ühendatavate seadmete koguvõimsus.

Automaatlülitite selektiivsus on nende omadus töötada järjestikku. Kui see põhimõte on rikutud, hakkavad kuumenema nii automaatlülitid kui ka elektrijuhtmestik.

Selle tulemusena võib tekkida lühis liinil, sulavate kontaktide ja isolatsiooni läbipõlemine. Kõik see põhjustab elektriseadmete rikke ja tulekahju.

Oletame, et pikal elektriülekandeliinil tekib avariiolukord. Vastavalt selektiivsuse põhireeglile rakendub esimesena kahjustuskohale lähim automaatlüliti.

Kui tavalises korteris tekib pistikupesas lühis, peaks kilbis rakenduma selle liini kaitse, mille osa see pistikupesa on. Kui seda ei juhtu, on järg automaatlülitil kilbi jaoks ja alles seejärel sisendlülitil.

Kaitse absoluutne ja suhteline selektiivsus

Selektiivsuse mõiste on määratletud GOST IEC 60947-1-2014. Eristatakse kahte tüüpi selektiivsust — absoluutset ja suhtelist. Kui kaitse töö on koordineeritud nii, et see rakendub ainult kaitstud tsoonis, viitab see selle absoluutsele selektiivsusele.

Nendes tingimustes muutub maksimaalne selektiivsusvool samaks kui allpool asuva automaatlüliti maksimaalne väljalülitusvõime.

Rakendumist varuna, kui probleemses piirkonnas ei toimu väljalülitamist, nimetatakse suhteliseks selektiivkaitseks. Seejuures toimub ülalpool asuvate lülitite väljalülitamine.

Kui automaatlüliti seatud voolutugevus ületatakse, st suurte ülekoormuste puudumisel, toimib selektiivkaitse praktiliselt tõrgeteta. Palju raskem on seda saavutada lühiste korral.

Ettevõtte toodetavate toodete andmed paigutatakse seadme korpusele ja oma veebisaitidele. Oluline on õigesti lugeda automaatide märgistust – lülitite sidemeid moodustatakse ainult ühe konkreetse tootja tabelite järgi. Tuleb arvestada, et suhtelisel põhimõttel korraldatud rühmadel on palju funktsioone.

Ülesannet lihtsustavad selektiivsustabelid, mida tootjad oma toodetele lisavad. Neid rakendades luuakse rühmad, millel on tööselektiivsus.

Täht «Т» tähistab tabelis paari seadme täielikku selektiivsust, number aga osalist. Kui lühisvoolu eeldatav piirväärtus on väiksem kui tabelis märgitud number, on selektiivsus tagatud.

Et kontrollida selektiivsust ülemise ja alumise automaadi vahel, leitakse vertikaali ja horisontaali ristumiskoht. Selektiivsuse tagamine on väga oluline ülesanne erikategooriasse kuuluvate tarbijate toitmisel.

Selle puudumisel võib toimuda tootmisprotsessi seiskumine, liinide kahjustus, kliimaseadmete, suitsu eemaldamise ja muude süsteemide väljalülitumine.

Selektiivsete ühendusskeemide liigid

Peale absoluutse ja suhtelise selektiivsuse on veel 7 selektiivkaitse liiki:

• tsooniline;
• ajavoolu;
• energeetiline;
• ajaline;
• täielik;
• osaline;
• voolutugevuseline.

Nõutava selektiivsuse tagamiseks elektrivõrgu automaatkaitsel koos automaatsete lülititega kasutatakse erinevaid meetodeid. Kuid igal juhul on oluline lüliti õigesti paigaldada, järgides valitud skeemi ja paigaldusreegleid.

Liik #1 — täielik ja osaline kaitse

Täielik kaitse tähendab, et kui kaks automaati on jadamisi ühendatud, põhjustab ülevoolude ilmumine ühe, mis asub rikkepiirkonna lähedal, väljalülitumist.

Osaline kaitse toimib samal põhimõttel kui täielik kaitse, kuid alles pärast seda, kui vool on saavutanud kindlaksmääratud läviväärtuse.

Automaatide (A ja B) tagatav väljalülituse selektiivsus seisneb selles, et lühis, ükskõik millises elektriseadme kohas see ka ei tekiks, katkestatakse selle punkti kohal asuva lähima lülitiga. Ülejäänud seadmed ei lülitu välja.

Kui selektiivsus on tagatud kuni kahe AB väiksema vooluväärtuseni, on põhjust rääkida nendevahelisest täielikust selektiivsusest. Sel juhul on seadme eeldatava lühisvoolu piirväärtus mingil juhul võrdne kahe AB vooluväärtusega või sellest väiksem.

Liik #2 — voolutüüpi selektiivsus

Vooluselektiivsuse põhinäitaja on piirvoolu märk. Väärtused reastatakse objektist sisendini kasvava põhimõtte alusel. Selle kaitse selektiivsuse toime põhineb samal alusel kui ajalise selektiivsuse puhul.

Erinevus on vaid selles, et viivitus teostatakse vooluväärtuse alusel – lühisekoha lähenemisel sisendile suurenevad lühisevoolu väärtused. Väljalülituse ajaline näitaja võib olla sama.

Lühisest kahjustatud tsoon määratakse erinevate vooluväärtuste häälestusega. Täielik selektiivsus saab olla ainult tingimustes, kus lühisevool on madal ning kahe automaatkaitselüliti vahel on seade, mis omab suurt elektritakistust. Sellise olukorra korral erinevad lühisevoolud oluliselt.

Sellist selektiivsuse tüüpi kasutatakse peamiselt lõppjaotuskilpides. Siin on ühendatud väikese nimivoolu ja suure ühenduskaablite täistakistusega lühisevool.

See selektiivsuse variant on ökonoomne, lihtne ja toimib hetkega. Siiski on nimetatud selektiivsus sageli osaline, kuna suurim vool on reeglina väike.

Fotol on vooluselektiivsus automaatkaitselülitite rakendamisega. Sellise selektiivsuse korral on üksteise järel paiknevate automaatkaitselülitite vooluomaduste vooluteljel nihe.

Kui väärtused Isd1 ja Isd2 on samad või äärmiselt lähedased, siis Is – selektiivsuse maksimaalne vool – on võrdne Isd2-ga. Kui need väärtused erinevad oluliselt, siis Is = Isd1.

Vooluselektiivsuse tagamise tingimuseks on võrratuste täitmine: Ir1/Ir2 > 2 ja Isd1/Isd2 > 2. Sel juhul on selektiivsuse maksimum – Is = Isd1.

Puudustena tuuakse välja ka suurte voolude kaitsehäälestuste taseme kiiret kasvu. Kahjustatud ahelat pole võimalik kiiresti välja lülitada, kui üks automaatkaitselülititest osutub rikkis olevaks.

Voolukaitse häälestuste arvutamisel tuleb arvesse võtta tegelikke voolusid, mis läbivad automaatrežiimis töötavaid kaitselüliteid.

Liik #3 — aja- ja ajavoolu variant

Kui vooluringis on rida automaatkaitselüliteid, millel on identsed vooluomadused, kuid erinev viivitusaeg, siis rikke ilmnemisel kindlustavad nad üksteist. See, mis asub kahjustuskohale kõige lähemal, rakendub kohe, järgmine – teatud aja möödudes jne.

Sellel 2-tasemelisel skeemil on lüliti «A» sellise viivitusajaga, mis tagab täieliku selektiivsuse kaitselüliti «B» omadustega.

Ajavoolu selektiivsuse korral kaitseseadmed reageerivad mitte ainult voolule, vaid ka reaktsiooni kestusele. Teatud vooluväärtuse korral teatud viivitusaja järel rakendub kaitse, mille kaugus lühisekohani on väiksem. Seadme töökorras osa ei lülitu välja.

Fotol on ajalise selektiivsuse graafik, kasutades kaitselüliteid. Kaitselülitite B ja A ajavoolu karakteristikud ei ristu. Need on paigutatud astmeliselt.

Voolu ja aja selektiivsuse kombinatsioon suurendab väljalülituse efektiivsust. Kui Isc B < Irm A, on selektiivsus täielik, rakendumine toimub hetkega. Ülemal asuv kaitselüliti on varustatud kahe seadistusega: Im A ja Ii A. Esimene on selektiivne voolukatkestus, teine on hetkeline rakendumine.

Liik #4 — kaitselülitite energiline selektiivsus

Energia selektiivsuse korral toimuvad väljalülitused automaadi korpuse sees. Protsessi kestus on nii väike, et lühisevool ei jõua läheneda oma piirväärtusele.

Ajavoolu kaitsesüsteemi peetakse keerukaks. Siin on kaasatud mitte ainult reageerimine voolule, vaid ka aeg, mille jooksul see toimub.

Voolu suurenemisel automaadil väheneb rakendumisaja suurus. Selle selektiivsuse aluseks on kaitse reguleerimine selliselt, et kaitstava objekti poolelt rakendub see kiiremini kõigil voolu läviväärtustel võrreldes sisendautomaadiga.

Liik #5 — tsoonikaitse skeem

Tsooniline meetod on keerukas ja mitte odav, seetõttu kasutatakse seda peamiselt tööstuses. Niipea kui voolu läviväärtused saavutavad maksimumi, saabuvad juhtimiskeskusesse andmed ja valitud automaat rakendub. Elektrivõrk sellise selektiivsusega sisaldab spetsiaalseid elektroonilisi vabastusmehhanisme.

Kui tuvastatakse rike, saadab allpool asuv lüliti signaali üleval asuvale seadmele. Esimene automaat peab reageerima ühe sekundi jooksul. Kui see ei reageeri, rakendub teine.

Võrreldes seda selektiivsuse tüüpi ajalise selektiivsusega, on näha, et rakendumisaeg on sel juhul palju väiksem — mõnikord on see sadu millisekundeid. Väheneb nii süsteemi sekkumise protsent kui ka selle kahjustuse protsent. Vähenevad termilised ja dünaamilised mõjud seadme osadele. Seleksiivsuse tasandite arv suureneb.

Kui kaitseseadmeid läbivad voolud saavutavad suurema väärtuse kui nende endi seadistused, edastab iga lüliti blokeerimissignaali kõrgema taseme kaitsele.

Tsoonilise selektiivsuse korral rakendub toiteallika poolel asuv kaitse, kui võtta lähtepunktiks lühisekoht. Kuni automaadi rakendumiseni kontrollitakse, et koormatud poole kaitseseade ei saadaks sarnast signaali.

Kuid selline selektiivsus nõuab täiendava toiteallika olemasolu. Seetõttu on selle selektiivsuse tüübi ratsionaalne rakendamine süsteemid, millel on kõrged lühisvoolu parameetrid ja märkimisväärne vool. Sellised on lülitus- ja jaotusaparaadid, mis asuvad generaatorite ja trafode koormatuse poolel.

Kaitselülitite selektiivsuse arvutus

Asjatundlik automaatkaitselüliti valik ja õige seadistus on automaatkaitselülitite selektiivsuse järgimise põhiprintsiip. Selektiivsus allika lähedal asuva kaitselüliti jaoks tagab nõude täitmise: Iso.posled ≥ Kno ∙ I k.pred.

Siin on Iso. posled. selline voolu suurus, millele järgneb kaitse rakendumine. I k.pred. on lühisvool tsooni lõpp-punktis, millele energiaallikast kaugel asuva automaatkaitselüliti toime ulatub. Kno on usaldusväärsuse koefitsient. Selle suurus sõltub parameetrite hajuvusest.

Ahela automaatkaitselüliti nimiväärtus valitakse mitte ainult arvutuse teel, vaid ka sellise tabeli abil, lähtudes skeemi kaablite läbilõikest.

Seos tso. posled ≥ tk. pred. + Δt näitab selektiivsust aja järgi reguleerimise korral. Tso. posled ja Tk. pred. on kaitselülitite rakendumisajad, mis asuvad toiteallikast suurel kaugusel ja selle lähedal. Δt on parameeter, mis võetakse kataloogist ja tähistab ajaselektiivsuse astet.

Selektiivsuse kaart ja selle loomise reeglid

Kõigi elektriskeemi kuuluvate seadmete voolu-aja karakteristikud kujutatakse selektiivsuse kaardil. Selle koostamise eesmärk on automaatkaitselülitite maksimaalne kaitse tagamine. Kaitselülitite kaitse aluseks on põhimõte, mille kohaselt ühendatakse kaitselülitid üksteise järel rangelt järjestikku.

Selektiivsuse kaardi loomisel on kohustuslikud mitmed reeglid:

1. Paigaldistel peab olema üks pingekang.
2. Kõik olulised arvutipunktid peavad olema hästi nähtavad. Seda nõuet arvesse võttes tuleb valida mõõtkava.
3. Kaardil märgitakse kaitseomadused, lühise minimaalsed ja maksimaalsed parameetrid süsteemi punktides.

Tihti rikutakse projekteerimisnorme ja projektides puuduvad selektiivsuse kaardid. See võib põhjustada tarbijate elektritoite katkestusi.

Kaardile kantakse järjestikku üksteise järel ühendatud automaatkaitselülitite karakteristikud. Skeem ise ehitatakse telgedel.

Kaart annab täieliku ülevaate seadistuste kooskõlastamisest. See võimaldab võrrelda automaatkaitselülitite tööd sellise karakteristiku nagu selektiivsuse alusel.

Aeg-voolu karakteristikud on aluseks mitte ainult selektiivsuse kaartide koostamisel voolukaitseks automaatlülititena, vaid ka teistele liikidele: kaitsmetele, relee. Tavaliselt sisaldab üks kaart 2–3 AV karakteristikuid. X-teljel märgitakse voolutugevus kilovoltides, y-teljel aga aeg sekundites.

Järeldused ja kasulik video teemal

Rikked automaatlülitite töös ja nende kõrvaldamine:

Selektiivsuse kaardi joonistamine spetsiaalse programmi abil:

Elektrilise juhtmestiku usaldusväärne ja ohutu kasutamine on võimatu ilma automaatide selektiivsust arvestamata. Teades selektiivse kaitse loomise põhipunkte, saab oma tehnilise projekti jaoks seadmeid asjatundlikult valida.

Kas te tegelete professionaalselt elektripaigaldustöödega ja soovite ülaltoodud materjali täiendada? Või märkasite selles artiklis vastuolu või viga? Või äkki soovite esitada küsimuse meie ekspertidele? Palun kirjutage oma kommentaarid allolevasse plokki.