БАКАЛАВР
Разработка рабочих методик для испытания низковольтных автоматических выключателей.
Выполнил:
Аннотация.
В начале работе описывается цель работы, а так же стандарты, действующие на территории Российской Федерации, и технические требования, которые предъявляются ими ко всем АВ.
В первой главе идет описание работы автоматических выключателей, их характеристики и области применения.
Во второй главе представлены выписки из ГОСТа с описаниями испытаний и требования предъявляемые к ним.
Как в третьей, так и в четвертой главе приведены разработанные рабочие методики испытаний автоматических выключателей: прогруза АВ и испытания изоляции электрооборудования соответственно.
В заключительной части работы представлены вывод по работе и преимущества разработанных методик.
Введение.
В настоящее время на территории нашей страны представлено огромное множество бытовых низковольтных автоматических выключателей, среди них есть как качественная, так и бракованная продукция, использование которой может привести к поражению человека электрическим током, пожару в сетях и разрушению оборудования. Данная продукция подлежит испытаниям на соответствие существующим требованиям государственных стандартов с целью подтверждения заявленных характеристик безопасности и работоспособности. Массовое использование этих устройств привело к необходимости создания рабочих методик испытаний, которые позволяли бы в кротчайшие сроки и с минимальными затратами проверять большое количество данных аппаратов. Сегодня на территории Российской Федерации действуют сразу два государственных стандарта, регламентирующие требования, предъявляемые к низковольтным автоматическим выключателям (далее АВ).
Основным стандартом является стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947-2) – «Низковольтная аппаратура распределения и управления. Автоматические выключатели». В этом стандарте оговариваются технические требования, предъявляемые ко всем АВ, вне зависимости от их применения и назначения. Номинальное напряжение Ue таких выключателей составляет 1000 В переменного тока, или 1500 В постоянного тока. Для этих АВ не регламентируется их величина номинального тока. В идеале своем, номинальный ток определяется наибольшей энергетической способностью низковольтной системы, которая выражается в мощности питающего трансформатора. Для нашей страны наибольшей номинальной мощностью трансформатора S является величина в 1600 кВА, что определяет максимальную величину номинального тока Ie как 6300 А. Также не регламентируется для этих автоматических выключателей их номинальная предельная наибольшая отключающая способность Icu, которую еще принято называть предельной коммутационной способностью (далее ПКС).
Другой стандарт ГОСТ Р (МЭК 60898), «Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения», распространяется на воздушные АВ переменного тока для работы при частоте f 50 или 60 Гц с номинальным напряжением Ue (между фазами) не более 440 В, номинальным током Ie не более 125 А и номинальной отключающей способностью не более 25000 А. Требования этого стандарта должны, по возможности, максимально согласовываться с требованиями ГОСТ Р 50030.2-99. Стоит также отметить, что АВ, подчиняющиеся этому стандарту, предназначены для защиты от сверхтоков систем в зданиях и аналогичных установок; они рассчитаны на использование специально не обученными для этого людьми и не нуждаются в обслуживании. Стандарт устанавливает требования к выключателям, рассчитанным как на одно, так и на несколько значений номинального тока (т. е. АВ с регулируемой токовой уставкой), при условии, что устройство для перехода от одного значения номинального тока к другому в нормальных условиях эксплуатации недоступно и этот переход не возможен без инструмента. Стандарт ГОСТ Р не распространяется на выключатели, предназначенные для защиты двигателей, а также на АВ, чей ток уставки регулируется средствами, доступными потребителю. Традиционно, степень защиты таких аппаратов выбирается как IP20, и если она отличается от IP20, то данный факт оговаривается производителем. Номинальные токи для АВ, соответствующих данному стандарту, традиционно выбираются из следующего предпочтительного ряда: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.
Стоит отметить, что, начиная с 1-го января 2007-го года, на территории Российской Федерации вместо ныне существующих государственных стандартов в действие вводятся технические регламенты, которые будут регламентировать технические требования, предъявляемые к тем или иным видам продукции, включая и техническую продукцию, в том числе и коммутационные аппараты, а, в частности, и АВ. Это будет сделано с целью конкретизировать требования, предъявляемые к каждому из видов продукции, а также избавиться от перекрестных нормативных ссылок на другие стандарты и прочие технические документы, что является нормой для ныне существующих стандартов. Стоит полагать, что в этом случае работа с нормативной документацией станет более простой, а трактовка тех или иных пунктов не будет иметь двоякого толкования.
Целью настоящей работы будет являться оптимизация и разработка методик и рабочих мест для испытаний низковольтных АВ, удовлетворяющим требованиям ГОСТ Р.
Глава 1. Описание работы и характеристик автоматического выключателя.
Автоматические выключатели, соответствующие ГОСТ Р , на языке специалистов по электрическим аппаратам называют еще бытовыми или модульными. Логично, что само название стандарта определяет и их основную область применения, потому и слово «бытовой», характеризующее данный класс аппаратов, является весьма уместным и применимым. Модульными их называют из-за того, что традиционно многополюсные автоматические выключатели комплектуются из наборов однополюсных модулей (рис. 1), объединенных общей механической связью в виде общего органа управления (рукоятки) АВ, а также, иногда, общей связью механизмов свободного расцепления полюсов АВ.
Рис. 1. Пример модульного автоматического выключателя серии S230 фирмы АВВ
("1") Ширина одного полюса для АВ с номинальными токами Ie до 63 А включительно традиционно составляет величину 17,5 мм. Ширина одного полюса для АВ с номинальными токами Ie 80, 100, 125 А традиционно составляет 25 мм. Аппараты предназначены для крепления на DIN-рейке безвинтовым способом, передняя часть корпуса традиционно имеет одинаковую для всех производителей форму, чтобы аппараты легко можно было убрать за оперативную панель распределительного или комплектного устройства, оставив доступными только органы управления АВ. Тем самым удается существенно повысить степень защиты аппарата IP, исключив прикосновение к токоведущим частям вблизи выводов. Такая мера является весьма актуальной в том случае, если с аппаратами работает неквалифицированный персонал. Вообще говоря, данный класс аппаратов является необслуживаемым, узлы этих аппаратов незаменяемые, корпус, в идеале своем, неразборный. В случае выхода из строя АВ подлежит замене на аналогичный ему аппарат.
Принципиальная схема универсального АВ приведена на рис.2 .
Рис 2. Принципиальная схема АВ
В АВ три основных узла: контактно-дугогасительная система (элементы 10-16), узел привода и передаточного механизма (элементы 5-9), блок управления и защиты (элементы 1-4).
Аппарат коммутирует электрическую цепь с током i, в результате цепь отключается и дуга в аппарате гаснет. Для ручного включения АВ поворачивают рукоятку 5 указанном направлении до момента, когда привод не встанет на защелку (на рисунке не изображена). Главные контакты 15 и дугогасительные контакты 11 будут замкнуты, а отключающая пружина 6 взведена. Кроме ручного в АВ могут быть электромагнитный привод 8 и электродвигательный привод, в котором после отключения АВ электродвигатель небольшой мощности взводит включающую пружину (на рисунке не изображена).
При включении первыми замыкаются дугогасительные контакты 11, после них – главные контакты 15. При отключении в начале расходятся главные контакты и то переходит в дугогасительные контакты. В результате на главных контактах предотвращается образование дуги большой мощности. Дуга гасится в дугогасительном устройстве 12. гибкая латунная связь 16 необходима для создания цепи тока, когда он переходит в дугогасительные контакты 11.
Детали 13 образуют компенсатор электродинамических сил, который создает дополнительное электродинамическое усилие взаимодействия двух шарнирносвязанных деталей с противоположнонаправленными токами. Это усилие суммируется с усилием контактной пружины 14 и компенсирует электродинамическую силу, возникающую в самих контактах, и отталкивающую их друг от друга.
Деталь 9, осуществляющая связь между рукояткой 5 и валом 7 аппарата, является механизмом свободного расщепления, который разрывает связь между рукояткой и валом при автоматическом отключении аппарата от блока управления и защиты или при дистанционном отключении («защита от драка»). При включении на существующее короткое замыкание механизм свободного расцепления предотвращает «прыганье» аппарата. Если бы не было механизма 9 и существовала бы жесткая связь между рукояткой 5 и рычагом 7, то при нажатой кнопке аппарата после включения аппарат тут же отключился бы от защиты. Но если сигнал на включение еще не был снят (оператор «зазевался»), то аппарат включится еще раз и быстро отключится и так далее. Это может привести к аварии автомата.
Расцепитель 1 с биметаллическим элементом осуществляет защиту от токов перегрузки (традиционно конструируется на основе биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения), электромагнитный расцепитель 2 – от токов короткого замыкания (традиционно конструируется на основе катушки электромагнита с подвижным сердечником)., расцепитель 3 – от снижения напряжения в сетях (минимальный расцепитель), независимый расцепитель 4 – дистанционное отключение. При перегрузках в защищаемой цепи протекающий ток нагревает биметаллическую пластину. При нагреве пластина изгибается и толкает рычаг, воздействующий на механизм свободного расцепления. Выдержка времени отключения уменьшается с ростом тока.
При коротком замыкании в защищаемой цепи ток, протекающий через электромагнитную катушку автоматического выключателя, многократно возрастает, соответственно возрастает магнитное поле, которое перемещает сердечник, переключающий рычаг свободного расцепления. Ток, необходимый для того, чтобы создать электромагнитную силу, необходимую для перемещения сердечника, называют еще током отсечки.
Основной характеристикой автоматического выключателя является его время-токовая характеристика (далее ВТХ). ВТХ – это зависимость времени срабатывания (расцепления) АВ от величины тока, протекающего через автомат (рис. 3).
Рис. 3. Типовые время-токовые характеристики бытовых автоматических выключателей типов В, С, D
Традиционно, данная зависимость приводится в логарифмической шкале, где по оси абсцисс откладывается кратность ожидаемого тока АВ к его номинальному значению I/Ie , а по оси ординат откладывается ожидаемое время срабатывания АВ.
В целом, ВТХ АВ можно подразделить на 2 участка работы – участок с обратнозависимой выдержкой по времени срабатывания расцепителя, описывающий отключение АВ в случае больших тепловых перегрузок, и участок с мгновенным действием расцепителя, описывающий отключение АВ в случае появления токов короткого замыкания (далее, КЗ).
Также, на ВТХ АВ существуют несколько характерных точек, определяющих его работу.
Рассмотрим для начала характерные точки на участке работы теплового расцепителя.
Точка 1,13Ie – условный ток нерасцепления Int. Это понятие означает, что в том случае, если при нормальной температуре окружающей среды (300С) через замкнутый АВ протекает ток данной величины, то расцепление АВ с номинальным током до 63 А включительно не происходит в течение 1 часа, а для АВ с номинальным током свыше 63 А – в течение 2-х часов. При этом изначально выключатель должен находиться в холодном состоянии, т. е. температура всех его токоведущих частей должна быть равна температуре окружающей среды. Точка 1,45Ie – условный ток расцепления It. Это понятие означает, что в том случае, если при нормальной температуре окружающей среды (300С) через замкнутый АВ протекает ток данной величины, то расцепление АВ с номинальным током до 63 А включительно происходит в течение 1 часа, а для АВ с номинальным током свыше 63 А – в течение 2-х часов. При этом изначально выключатель должен находиться в нагретом состоянии, т. е. АВ сначала через АВ должен протекать ток, равный его условному току нерасцепления. Это вызовет выделение тепла в автомате, и, как следствие, рост температуры его токоведущих частей. После того, как температура перестанет изменяться больше чем на 1К/час, и через него будет пропущен условный ток расцепления, срабатывание расцепителя АВ произойдет в течение оговоренного времени. ("2") Точка 2,55 Ie. Это понятие означает, что в том случае, если при нормальной температуре окружающей среды (300С) через замкнутый АВ протекает ток данной величины, то расцепление АВ с номинальным током до 32 А включительно происходит в течение 1 минуты, а для АВ с номинальным током свыше 32 А – в течение 2-х минут. При этом изначально выключатель должен находиться в нагретом состоянии. Здесь стоит отметить, что реально для большинства автоматов расцепление происходит гораздо раньше, нежели оговоренные временные пределы, даже при условии начала протекания такого тока из холодного состояния.Разброс время-токовой характеристики на участке тепловой защиты обусловлен, в первую очередь, тем обстоятельством, из какого состояния срабатывает автоматический выключатель. Если при одном и том же токе перегрузки АВ срабатывает из холодного состояния, то сначала он должен нагреться до температуры, характерной для условного тока несрабатывания автомата, а уже потом до температуры, при которой произойдет срабатывание биметаллической пластины и расцепителя в целом. Если же автомат срабатывает из нагретого состояния, то времени для этого ему понадобится меньше. Помимо всего прочего, важным является и фактор технологических допусков, вводимых в процессе производства АВ. Бытовые автоматы собираются на автоматических производственных линиях и являются массовым товаром. Любые попытки сузить эти допуска приведут к мгновенному удорожанию изделий на рынке.
Для электромагнитного расцепителя характерными являются точки нижней и верхней границ отсечки. При протекании тока значением меньше нижней границы (далее Imin) срабатывание электромагнитного расцепителя АВ не происходит. При протекании тока значением больше верхней границы (далее Imax) происходит срабатывание электромагнитного расцепителя АВ.
По нижним и верхним границам тока отсечки ГОСТ Р классифицирует АВ на аппараты со следующими характеристиками электромагнитного расцепителя, представленными в таблице 1.
Таблица 1. Классификация АВ по характеристикам электромагнитного расцепителя.
Характеристика электромагнитного расцепителя | Imin/Ie | Imax/Ie |
B | 3 | 5 |
C | 5 | 10 |
D | 10 | 20* |
* - В ГОСТ Р 50345 ошибочно приведена цифра 50, в аутентичном данному ГОСТ Р стандарте Международной Электротехнической Комиссии МЭК 60898 эта цифра равна 20. Более логичной является именно она.
Некоторые производители дают также дополнительные характеристики на выпускаемые автоматы: А, Z, K, U, W и пр. В этом случае они обязаны регламентировать характеристики тока отсечки таких АВ, т. к. данные характеристики не значатся в стандарте.
Зона между верхней и нижней границами тока отсечки является зоной неопределенности. Внутри этого диапазона электромагнитный расцепитель АВ может как сработать, так и не сработать. Отсюда логично вытекает, что ожидаемое значение тока КЗ автоматического выключателя должно лежать выше верхней границы токовой отсечки АВ. Сама же эта граница определяется технологическими допусками при производстве АВ, а также тем моментом времени, когда возник ток КЗ. Здесь очень многое зависит не только от величины тока КЗ, но и от скорости его возрастания (производной dIкз/dt), т. к. автоматы сверхбыстрого срабатывания реагируют не только на действующее значение тока, но и на его пиковое значение.
Верхняя допустимая временная граница срабатывания АВ составляет величину 0,1 с. Стоит отметить, что 0,1 секунды – это 5 полных периодов протекания тока промышленной частоты 50 Гц. Абсолютное же большинство бытовых автоматических выключателей являются токоограничивающими. Это означает, что их конструкция позволяет быстро вносить в электрическую цепь фактор ограничения тока КЗ. Таким фактором является электрическая дуга. Горящая между размыкаемыми контактами АВ при высокой температуре (около 30000С), дуга обладает очень большим электрическим сопротивлением, поэтому ток КЗ резко падает. При переходе тока через 0 основной функцией контактной системы становится восстановить диэлектрическую прочность воздушного промежутка и не дать дуге зажечься вновь. Фактически, повторное зажигание дуги говорит о том, что аппарат не справился со своей функцией отключения тока КЗ. Ток переходит через 0 в течение одного полупериода своего протекания, т. е. для частоты 50 Гц это время составляет 10 мс. Таким образом, абсолютное большинство автоматов отключает ток в течение времени, не превосходящего 0,01 с.
ВТХ промышленных или корпусных АВ (выше 160А) имеет несколько другой вид (рис.4), на ней можно выделить следующие характерные точки:
1,05In=Int - условный ток, при котором АВ не сработает менее чем за 2 часа;
1,3In=It – условный ток, при котором АВ сработает менее чем за 2 часа;
("3") Im – точка отсечки;
0,8Im – величина тока при которой АВ не сработает за определенное время;
1,2Im – величина тока при которой АВ сработает за определенное время;
Классифицируются промышленные АВ по категории применения:
А – аппарат бес принудительной выдержки по времени, не селективные, тока ограничивающие, время срабатывания – не более 200мс;
В – аппараты с независимой выдержкой по времени, селективные, не тока ограничивающие, время выдержки – τ, время срабатывания – не более 2τ, следовательно диапазон срабатывания от τ до 2τ (в большинстве случаев τ = 10÷20мс).
Рис. 4. Типовые время-токовые характеристики промышленных автоматических выключателей
Помимо определяющейся отсечкой выключателя способности мгновенно реагировать на возникший ток КЗ, выключатель также характеризуется способностью отключать максимальные установленные для него величины ожидаемых токов. Отключение сопряжено не просто с процессом размыкания контактов АВ при появлении сверхтока, но и с процессом восстановления между контактами напряжения сети. Другими словами, это способность не просто прервать процесс протекания тока в случае его недопустимого роста, но и способность контактной и дугогасительной систем АВ рассеивать энергию, накопившуюся в сети вследствие возникновения сверхтока. АВ характеризуются следующими отключающими способностями:
Номинальная отключающая способность Icn – значение предельной наибольшей отключающей способности, установленное для выключателя.
Рабочая отключающая способность Ics – величина, устанавливаемая в соответствии с Icn.
Эти понятия требуют соответствующих пояснений. И здесь необходимо вернуться к самому началу настоящей статьи, где говорится, что сейчас на территории Российской Федерации действуют 2 стандарта на автоматические выключатели. В основном стандарте, ГОСТ Р 50030.2-99, величина предельной наибольшей отключающей обозначается как Icu. Это тот ожидаемый ток, который АВ должен отключить один раз, при условии, что на его контактах восстановится полное напряжение сети. Именно ее принято еще называть ПКС. Величина наибольшей рабочей отключающей способности обозначается также Ics. Это тот ожидаемый ток, который АВ должен отключить несколько раз, при условии, что на его контактах восстановится полное напряжение сети. Количество отключений регламентируется производителем. Обычно для воздушных АВ оно составляет не менее 3-х раз. Сам ток Ics для АВ, соответствующих ГОСТ Р 50030.2-99, традиционно задается в процентах от Icu, например Ics = 50% Icu.
Что же касается бытовых автоматов, то производитель устанавливает только значение тока Icn, а величину Ics регламентирует стандарт ГОСТ Р в требованиях к испытаниям.
Величина Icn традиционно выбирается из ряда 1500, 3000, 4500, 6000 и 10000А. Если ПКС автомата превышает 10000А, то предпочтительной является величина 20000А. Эта величина маркируется на АВ в прямоугольной рамке в соответствии с перечислением f) требований к маркировке (см. ниже).
Величина Ics регламентируется в требованиях к испытаниям АВ. Выключатель, в соответствии с п. 9.12.11.3, «Испытание при токе 1500 А», должен 6 раз отключать ожидаемый ток такой величины (операция О), а затем еще 3 раза включаться на такой ожидаемый ток с последующим отключением (операция СО). Таким образом, можно утверждать, что рабочая отключающая способность любого бытового АВ составляет 1500 А.
Маркировка АВ позволяет точно идентифицировать его основные параметры и, следовательно, область его применения.
В соответствии с ГОСТ Р , на каждом выключателе должны быть стойко маркированы следующие параметры:
a) Наименование или товарный знак изготовителя
b) Типовое обозначение, каталожный или серийный номер
c) одно или несколько номинальных напряжений
("4") d) номинальный ток без обозначения «А» с предшествующим обозначением типа мгновенного расцепления (В, С или D), например В16
e) номинальная частота, если выключатель рассчитан только на одну частоту
f) номинальная отключающая способность в амперах
g) коммутационная схема, если правильный способ соединения не очевиден
h) контрольная температура автоматического выключателя, если она отличается от 300С
i) степень защиты, если она отличается от IP20
Маркировка по перечислению d) должна быть ясно видна после установки выключателя. Если на малогабаритном аппарате недостаточно места, маркировку по перечислениям a), b), c), e), f), h) и i) можно расположить на боковой или задней стенке выключателя, маркировка по перечислению g) может быть расположена на внутренней поверхности любой крышки, которую приходится снимать для присоединения питающих проводников.
Для выключателей, управляемых не нажимными кнопками, разомкнутое положение должно обозначаться О (окружность), а замкнутое I (короткой вертикальной чертой). Эти обозначения должны быть хорошо видны, когда выключатель установлен.
Для выключателей с несколькими номинальными токами следует маркировать максимальное значение тока как указано в перечислении d) и, кроме того, значение номинального тока, на которое отрегулирован выключатель.
Маркировка должна быть несмываемой и четкой.
На российских АВ производитель часто указывает соответствие стандарту ГОСТ Р .
В том случае, если АВ произведен за пределами РФ, на автомате можно увидеть маркировку соответствия требованиям международной электротехнической комиссии IEC 60898, или IEC 898.
Следует отметить, что работа бытовых АВ очень сильно зависит от внешних факторов, влияющих на их температуру. К этим факторам можно отнести следующие: температура окружающей среды, высота над уровнем моря, атмосферные условия, совместное использование аппаратов. При влиянии тех или иных факторов приходится вносить поправки в работу выключателей.
Например, в отсутствии указаний изготовителя, для изменения температуры окружающей среды на 10С необходимо вносить поправку по номинальному току в 1,2%. Контрольной температурой при этом является температура 300С. Так, если температура окружающей среды равна 200С, то номинальное значение тока автомата при такой температуре будет равно (1+0,012х10)Ie, или 1,12Ie. Соответственно, для температуры окружающей среды 400С номинальное значение тока автомата будет равно (1-0,012х10)Ie, или 0,88Ie. При этом стоит отметить, что такая поправка не влияет на работу электромагнитного расцепителя АВ, т. к. параметры электромагнита, в отличие от биметалла, мало зависят от изменения температуры. Так, если мы, например, имеем аппарат с характеристикой С50, и температура окружающей среды при этом равна 400С, то номинальный ток АВ составит уже величину Ie = 0,88х50 = 44 А. При этом границы отсечки останутся соответственно Imin = 250 А, Imax = 500 А. Таким образом, начальные кратности Imin/Ie и Imax/Ie, соответствовавшие характеристике С и составлявшие величины 5 и 10, изменились, и стали составлять Imin/Ie = 250/44 = 5,7 и Imax/Ie = 500/44 = 11,4. При дальнейшем увеличении температуры мы можем получить характеристики, близкие к характеристикам аппарата D50, а при уменьшении – характеристики, близкие к характеристикам аппарата B50. Стоит отметить, что изменение ВТХ аппаратов при изменении температуры – характерная особенность всех автоматических выключателей, укомплектованных комбинированным термоэлектромагнитным расцепителем, у которых роль теплового расцепителя выполняет чувствительная к изменениям температуры биметаллическая пластина.
ГОСТ Р гласит, что температура окружающего воздуха не должна превышать величину 400С, а ее среднесуточное значение – 350С. Нижний предел температуры установлен как минус 50С. Выключатели, используемые в иных условиях, должны либо быть специально спроектированы, либо использоваться согласно указаниям в каталоге изготовителя.
Глава 2. Описание испытаний.
Пример протокола для проверки на соответствие ГОСТ Р бытового автоматического выключателя представлен в таблице 2.
Таблица 2.
№ | Наименование параметра, вид испытаний или проверки | п. п. ГОСТ Р | |
Технических требований | Методов испытаний | ||
1 | Маркировка | 6 | 6 |
2 | Механическая конструкция | 8.1 | 8.1 |
3 | Воздушные зазоры и расстояния утечки | 8.1.3 | 8.1.3 |
4 | Надежность винтов токоповодящих частей и соединений | 8.1.4 | 9.4. |
5 | Надежность выводов для внешних проводников | 8.1.5 | 9.5 |
6 | Защита от электрических ударов | 8.2 | 9.6 |
7 | Влагоустойчивость | 8.3 | 9.7.1 |
8 | Сопротивление изоляции | 8.3 | 9.7.2 |
9 | Электрическая прочность изоляции | 8.3 | 9.7.3 |
10 | Превышение температуры | 8.4 | 9.8 |
11 | Характеристики расцепления | 8.6. | 9.10 |
12 | Механическая и коммутационная износостойкость | 8.7 | 9.11 |
13 | Работоспособность при токах короткого замыкания | 8.8 | 9.12 |
14 | Стойкость к механическим толчкам и ударам | 8.9 | 9.13 |
15 | Термостойкость | 8.10 | 9.14 |
16 | Стойкость против аномального нагрева и огня | 8.11 | 9.15 |
17 | Коррозиеустойчивость | 8.12 | 9.16 |
("5") Особое внимание в этой работе мы окажем пунктам 8-11 (сопротивление изоляции, электрическая прочность изоляции, превышение температуры, характеристики расцепления), методы испытаний для которых, описываются пунктами: 9.7, 9.8 и 9.10 ГОСТа Р .
Условия испытаний. Выключатель устанавливают автономно, вертикально, на открытом воздухе при температуре 20-250С (в отсутствие других указаний) и защищают от чрезмерного наружного нагрева или охлаждения.
В отсутствие других указаний выключатели присоединяют с помощью кабеля, соответствующего таблице 3, и закрепляют на фанерном щите толщиной около 20 мм, окрашенном в матовый черный цвет, любым способом, удовлетворяющим требованиям, предъявляемым изготовителем к средствам монтажа.
Испытания проводят при номинальной частоте (с допуском ±5 Гц) и любом приемлемом напряжении (в отсутствии других указаний).
Во время испытаний не допускается обслуживание или разборка образцов.
Для испытаний по 9.8-9.11 выключатель подсоединяют следующим образом:
соединения осуществляют одножильными медными кабелями в поливинилхлоридной изоляции согласно ГОСТ 26413,0; испытания выполняют однофазным током с последовательным соединением всех полюсов, за исключением испытаний по 9.8.2, 9.10.2 и 9.11; соединения размещают на открытом воздухе с промежутками не менее расстояния между выводами.Минимальная длина каждого временного соединения от вывода до вывода составляет:
1м – при поперечных соединениях до 10 мм2 включительно,
2м – при поперечных сечениях свыше 10мм2.
Крутящие моменты, прилагаемые для затягивания винтов в выводах, составляют 2/3 указанных в таблице 4.
Таблица 3. Площади поперечного сечения испытательных медных проводников в зависимости от номинальных токов.
S, мм2 | Значения номинального тока In, А | S, мм2 | Значения номинального тока In, А |
1 | In≤6 | 10 | 32<In≤50 |
("6") Таблица 4. Диаметры резьбы винтов и прилагаемые крутящие моменты.
Номинальный диаметр резьбы, мм | Крутящий момент, Н*м | ||
I | II | III | |
До 2,8 включительно | 0,20 | 0,4 | 0,4 |
("7") 9.7. Проверка электроизоляционных свойств.
9.7.1. Влагоустойчивость.
9.7.1.1. Подготовка выключателя к испытанию. Кабельные вводы, в случае их наличия, оставляют открытыми. Если предусмотрены выламываемые диафрагмы, одну из них вскрывают.
Части, которые можно снять без помощи инструменты, удаляют и подвергают влажной обработке наряду с главной частью; пружинные крышки на время этой обработки открывают.
9.7.1.2. Условия испытания. Аппарат подвергают влажной обработке в камере при относительной влажности воздуха в пределах 91-95%.
Температуру воздуха в камере, где находится образец, поддерживают с погрешностью ±10С при любом удобном значении температуры Т от 20 до 300С.
Перед помещением в камеру образец доводят до температуры от Т до (Т+4)0С.
9.7.1.3. Методика испытания. Образец выдерживают в камере 48 ч.
9.7.1.4. Состояние выключателя после испытания. После такой обработки образец должен соответствовать требованиям настоящего стандарта и выдержать испытания по 9.7.2. и 9.7.3.
9.7.2. Сопротивление изоляции главной цепи. Выключатель обрабатывают согласно 9.7.1. Через 30-60 минут обработки измеряют сопротивление изоляции спустя 5 с после приложения напряжения постоянного тока = 500 В последовательно:
а) при разомкнутом выключателе – между каждой парой выводов, электрически соединенных, когда АВ находится в замкнутом положении – в каждом полюсе поочередно;
б) при замкнутом выключателе – между каждым полюсом поочередно и остальными полюсами, соединенными между собой;
в) при замкнутом выключателе – между всеми полюсами, соединенными между собой, и корпусом вместе с металлической фольгой, соприкасающейся с наружной поверхностью внутренней оболочки из изоляционного материала, при ее наличии;
г) между металлическими частями механизма и корпусом.
Примечание – Для этой проверки могут использоваться специально подготовленные образцы;
д) в выключателях с металлической оболочкой, прокрытой изнутри изоляционным материалом, - между корпусом и металлической фольгой, соприкасающейся с внутренней поверхностью покрытия из изоляционного материала, включая втулки и аналогичные приспособления.
Измерения по перечислениям а) – в) выполняют после присоединения к корпусу всех вспомогательных цепей.
Если выключатель снабжен выводом, предназначенным для соединения между собой защитных проводников, этот вывод подсоединяют к корпусу.
Для измерений по перечислениям б) – д) металлическую фольгу накладывают так, чтобы можно было эффективно проверить уплотняющую смесь при ее наличии.
("8") Сопротивление изоляции должно быть не ниже:
2 Мом – при измерениях, указанных в перечислениях а) – б);
5 Мом – при других измерениях.
9.7.3. Электрическая прочность изоляции главной цепи. После испытания выключателей по 9.7.2. в течении 1 минуты подают испытательное напряжение по 9.7.5. между частями, указанными в 9.7.2.
Вначале подают напряжение не более половины заданного испытательного напряжения, затем в течении 5 с его повышают до полного напряжения.
Во время этого испытания не допускаются перекрытия и пробои.
Тлеющие разряды, не вызывающие падения напряжения, во внимание не принимают.
9.7.4. Электрическая прочность изоляции вспомогательных цепей и цепей управления. Для проведения этих испытаний главную цепь следует присоединить к корпусу. Испытательное напряжение по 9.7.5. в течении 1 минуты должно прикладываться:
между всеми вспомогательными цепями и цепями управления, в нормальных условиях не подключаемыми к главной цепи, соединенными между собой, и корпусом выключателя; когда уместно, между каждой частью вспомогательных цепей и цепей управления, которую можно отсоединить от прочих частей вспомогательных цепей, и этими прочими частями, соединенными между собой;9.7.5. Значение испытательного напряжения. Испытательное напряжение должно быть практически синусоидальной формой волны и частотой от 45 до 65 Гц.
Источник этого испытательного напряжения должен быть способен обеспечить ток короткого замыкания не менее 0,2 А.
Максимальные расцепители тока трансформатора не должны срабатывать, когда ток в выходной цепи ниже 100 мА.
Значения испытательного напряжения должны составлять:
а) для главной цепи, вспомогательных цепей, предназначенных для присоединения к главной цепи, и для цепей управления:
2000 В – по 9.7.2, перечисления а) – г),
2500 В – по 9.7.2, перечисление д);
б) для вспомогательных цепей и цепей управления, по указанию изготовителя, не подлежащих подсоединения к главной цепи:
1000 В, если номинальное напряжение изоляции Ui не превышает 60 В;
2Ui + 1000 В при минимальном значении 1500 В, когда номинальное напряжение изоляции Ui выше 60 В.
("9") 9.8. Проверка превышения температуры и измерение потерь мощности.
9.8.1. температура окружающего воздуха. Температуру окружающего воздуха следует измерять в последнюю четверть периода испытаний с помощью не менее двух термометров или термопар, симметрично установленных относительно выключателя приблизительно на половине его высоты и на расстоянии около 1 м от выключателя.
Эти термометры и термопары должны быть защищены от сквозняков и теплового излучения.
9.8.2. Методика испытания. Ток, равный In, пропускают одновременно через все полюса выключателя достаточно длительное время для достижения теплового равновесия или на протяжении условного времени, в зависимости от того, какой период больше.
На практике это состояние достигается, когда изменение превышения температуры составляет не более 10 С/ч.
В четырехполюсных выключателях с тремя защищенными полюсами испытания вначале проводят, пропуская заданный ток только через три защищенных полюса. Затем это испытание повторяют, пропуская тот же ток через полюс, предназначенный для присоединения нейтрали, и ближайший защищенный полюс.
9.8.3. Измерение температуры частей. Температуру различных частей следует измерять с помощью тонкопроволочных термопар или эквивалентных средств, помещенных по возможности ближе к наиболее горячему месту.
Следует обеспечить хорошую теплопроводность между термопарой и поверхностью испытуемой части.
9.8.4. Превышение температуры части равно разности между температурой этой части, измеренной по 9.8.3, и температурой окружающего воздуха, измеренной по 9.8.1.
9.8.5. Измерение потерь мощности. Переменный ток, равный In, при напряжении не менее 30 В пропускают главным образом в цепи сопротивления через каждый полюс выключателя.
Потери мощности на полюс рассчитывают путем измерения падений напряжения между его выводами в установившемся режиме, и они не должны превышать значений, приведенных в таблице 5.
Примечания.
Испытательное напряжение менее 30 В может стать отдельным пунктом соглашения с изготовителем. Измерение падений напряжений может проводиться во время испытаний на превышение температуры при условии, что испытания по этому пункту уже выполнены.Таблица 5 – Максимальные потери мощности на полюс.
Ряд номинальных токов, In, А | Максимальные потери мощности на полюс, Вт | Ряд номинальных токов, In, А | Максимальные потери мощности на полюс, Вт |
In≤10 | 3,0 | 32<In≤40 | 7,5 |
10<In≤16 | 3,5 | 40<In≤50 | 9,0 |
16<In≤25 | 4,5 | 50<In≤63 | 13,0 |
25<In≤32 | 6,0 | 63<In≤125 | На рассмотрении |
("10") 9.10. Проверка характеристики расцепления.
9.10.1. Проверка время – токовой характеристики.
9.10.1.1. Ток, равный 1,13In (условный ток нерасцепления), пропускают в течении условного времени (см. выше) через все полюса, начиная от холодного состояния. Выключатель не должен расцепляться.
Затем ток постепенно повышают в течении 5 с до 1,45In (условный ток расцепления). Выключатель должен расцепляться в пределах условного времени.
9.10.1.2. Ток, равный 2,55In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния. Время размыкания должно составлять не менее 1 с и не более:
60 с – при номинальных токах до 32 А включительно;
120 с – при номинальных токах свыше 32 А.
9.10.2. Проверка мгновенного расцепления.
9.10.2.1. Для выключателей типа В. Ток равный 3In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния. Время размыкания должно составлять не менее 0,1 с.
Ток, равный 5In, пропускают через все полюса, снова начиная с холодного состояния. Выключатель должен расцепляться за время менее 0,1 с.
9.10.2.2. Для выключателей типа С. Ток равный 5In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния. Время размыкания должно составлять не менее 0,1 с.
Ток, равный 10In, пропускают через все полюса, снова начиная с холодного состояния. Выключатель должен расцепляться за время менее 0,1 с.
9.10.2.3. Для выключателей типа D. Ток равный 10In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния. Время размыкания должно составлять не менее 0,1 с.
Ток, равный 20In, пропускают через все полюса, снова начиная с холодного состояния. Выключатель должен расцепляться за время менее 0,1 с.
9.10.3. Проверка влияния однополюсной нагрузки на характеристику расцепления многополюсных выключателей. Проверку осуществляют путем испытания выключателя, присоединенного согласно 9.2. Если в выключателе более чем с одним защищенным полюсом проходит ток нагрузки только через один защищенный полюс, начиная с холодного состояния, он должен расцепляться в пределах условного времени при токе, равном:
- 1,1 условного тока расцепления для двухполюсных выключателей с двумя защищенными полюсами,
- 1,2 условного тока расцепления для трех - и четырехполюсных выключателей.
Выключатели должны расцепляться в переделах условного времени.
9.10.4. Проверка влияния температуры окружающего воздуха на характеристику расцепления. Проверку осуществляют следующими испытаниями:
("11") а) Выключатель помещают в камеру с температурой окружающего воздуха на (35±2)0С ниже контрольной до достижения теплового равновесия. Через все полюса в течении условного времени пропускают ток, равный 1,13In (условный ток нерасцепления). Затем в течении 5 с ток постепенно увеличивают до 1,9 In. Выключатель должен расцепляться за условное время.
б) Выключатель помещают в камеру с температурой окружающего воздуха на (10±2)0С выше контрольной до достижения теплового равновесия. Через все полюса пропускают ток, равный In. Выключатель не должен расцепляться за условное время.
Циклы испытаний.
Испытания проводят по таблице 6, согласно циклам в указанном порядке.
Таблица 6 – Циклы испытаний.
Цикл испытания | Раздел, пункт | Испытание (или осмотр) | |
А | 6 | Маркировка | |
В | 9.7 | Электроизоляционные свойства | |
С | 9.11 | Механическая и коммутационная износостойкость | |
D | D0 | 9.10 | Характеристика расцепления |
D1 | 9.13 | Стойкость против толчков и ударов | |
E | E1 | 9.12.11.4.2 | Рабочая наибольшая коммутационная способность (Ics) |
E2 | 9.12.11.4.3 | Номинальная наибольшая коммутационная способность (Icn) | |
По согласованию с изготовителем одни и те же образцы могут использоваться более чем для одного цикла испытаний. |
("12") Если испытанию подвергают только один номинал АВ (т. е. только с одним рядом номинальных характеристик) и одного типа (по числу полюсов, типу мгновенного расцепления), то число образцов, подвергаемых различным циклам испытаний, указано в таблице 7, в которой приведены критерии приемки.
Соответствие стандарту подтверждается, если все образцы, представленные в графе 2 таблицы 7, выдержали испытания. Если испытание выдерживают только минимальное число образцов, указанных в графе 3, то испытывают дополнительные образцы, указанные в графе 4, которые должны полностью отвечать требованиям цикла испытаний.
Для выключателей, имеющих более чем один номинальный ток, испытаниям в каждом цикле подвергают два различных комплекта АВ одного и того же типа: один при максимальном, другой при минимальном номинальном токе. Дополнительно испытанию подвергают по одному образцу всех остальных номинальных токов (испытание D, таблица 6).
Таблица 7 – число образцов для полной процедуры испытаний.
Цикл испытаний | Число образцов | Минимальное число образцов1),2) | Число образцов для повторных испытаний1) |
1 | 2 | 3 | 4 |
A | 1 | 1 | -- |
B | 3 | 2 | 3 |
C | 3 | 25) | 3 |
D | 3 | 25) | 3 |
E1 | 3 + 34) | 25) + 24),5) | 3 + 34) |
E2 | 3 + 44) | 25) + 34),5) | 3 + 34) |
1)В целом только два цикла испытаний могут выполняться вторично. |
("13") Глава3. Рабочая методика прогрузки автоматического выключателя.
3.1.Вводная часть.
3.1.1. Настоящий документ устанавливает методику выполнения испытания тепловых и электромагнитных расцепителей АВ.
3.1.2. Определяемые характеристики АВ должны соответствовать ГОСТ Р .
3.2. Средства испытаний и вспомогательные устройства.
3.2.1. Испытательная «Установка №1» (ЛАТР типа АОНМ У4, I=40А,
f =50Гц, m=47кг; ТР типа 06У-40/0,5, однофазный, kтр=220/10, f =50, m=340кг, Pn=27кВ*А).
3.2.2. Мультиметр АРРА В, многодиапазонный).
3.2.3. Токовые клещи АРРА 39MR (до 1000А).
3.2.4. Осциллограф GDS-830 цифровой - запоминающий ( с возможностью измерения в микросекундном диапазоне).
3.2.5. Секундомер.
3.2.6. АВ Legrand 125 на 63А.
3.2.7. Сборное устройство – схема для проведения испытаний (рис.5).
Метод испытаний.3.3.1. Включить схему (устройство) и при заданном значении тока измерить время до момента отключение выключателем (в процессе нагрева теплового расцепителя поддерживается требуемое значение тока с помощью регулировочного устройства).
3.4. Требования безопасности.
3.4.1. Перед началом работ провести все организационные и технические мероприятия, согласно главе В.3.7. «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», для обеспечения безопасного проведения работ.
рис.5. Испытательная схема.
("14") 
рис.6. «Установка №1».
Требования к квалификации персонала.3.5.1. К выполнению измерений допускается персонал, знающий требования НД на производимые измерения. Измерения выполняет бригада, состоящая не менее чем из двух человек. Руководитель испытаний должен иметь группу по электробезопасности не ниже I\/, а член бригады не ниже III.
Условия испытаний.При выполнении измерений соблюдать следующие условий:
3.6.1. Испытание тепловых расцепителей АВ выполнять для каждого полюса отдельно.
3.6.2. В помещении где проводятся испытания не должно быть значительных движений воздуха от рабочих машин, вентиляторов, сквозняков.
3.6.3. Испытания выполнять 3-5-кратным током от номинального тока теплового расцепителя, указанного на крышке выключателя с учетом изменения этого тока в зависимости от температуры окружающей среды (кроме бытовых – 2,55).
3.6.4. За температуру окружающей среды принимаются показания термометра, расположенного на расстоянии 1-2 м от испытываемого выключателя в месте, защищенном от тепловых излучений и посторонних воздушных течений.
3.6.5. После каждого включения тока испытания теплового расцепителя необходимо охлаждение выключателя и расцепителя до температуры окружающей среды.
3.6.6. При токах испытания, больших 3-кпатного от номинального тока выключателя, время срабатывания теплового расцепителя мало зависит от температуры внешних проводников, которыми выключатель подключается к схеме (устройству) для испытаний. Однако, при проверке необходимо обеспечить плотное контактное соединение указанных проводников с выводами выключателя для исключения дополнительного нагрева, из-за которого возможно неправильная работа теплового расцепителя.
3.6.7. Температура окружающей среды от -100С до +450С.
3.6.8. Относительная влажность воздуха до 95%.
3.7. Подготовка к выполнению испытаний.
При подготовке к выполнению испытаний необходимо провести следующие работы:
3.7.1. При работе со сборной схемой испытаний (рис.5) произвести её полную сборку.
3.7.2. Перед подключением АВ к схеме испытаний проверить отсутствие напряжение на АВ.
3.7.3. При проведении испытаний АВ «Установкой №1» непосредственно в сети 380В подключение входных клемм произвести через автоматический выключатель Legrand DPX-125, In=63A.
3.7.4. Соединительные провода подключить к выводам ТР и клеммам ИАВ.
("15") 3.8. Выполнение испытаний.
При выполнении испытаний АВ осуществить следующие операции:
3.8.1. Идентифицировать АВ согласно маркировке и данным изготовителя.
3.8.2. Проверить целостность заводских пломб нового выключателя (если они имеются), отсутствие грязи, пыли, трещин на кожухе выключателя, других его частях, исправность зажимов для подключения внешних проводников. Затем проверить правильность монтажа АВ, плотность крепления на панели, плотность затяжки винтов крапления внешних проводников к зажимам главных и вспомогательных контактов, а так же зажимам дополнительного (независимого или минимального) расцепителя.
3.8.3. Корпус выключателя должен быть чистым, не иметь сколов и трещин. Плоскость крепления выключателя должна быть ровной. Внешние проводники должны быть плотно закреплены и не создавать усилий, способных отогнуть выводные зажимы АВ. Места соединения внешних проводников с выводными зажимами должны быть чистыми, без следов окисления.
3.8.4. На выключателях с передним присоединением отходящих проводников проверить, чтобы выступающие из выключателя со стороны дугогасительных камер части кабельных наконечников, а в случае присоединения шин или от неизолированных проводников, шины и проводники, были изолированы на длине 200мм. Изолированная часть кабельного наконечника или проводника должна несколько заходить внутрь колодки зажимов выключателя. Изоляцию выполнить двумя слоями изоляционной ленты.
3.8.5. Провести включение и отключение выключараз). При включении и отключении выключателя вручную, ручка механизма управления не должны задевать за крышку выключателя, включение и отключение выключателя должно быть моментными, независимо от скорости движения рукоятки.
3.8.6. При проверке механизма управления проверить пробником четкость замыкания и размыкания вспомогательных контактов (блок-контактов).
3.8.7. Испытание тепловых расцепителей:
а) подключить устройство в соответствии с рис.5;
б) включить схему испытания и установить регулировочным устройством необходимое значение тока при имеющейся температуре окружающей среды;
в) отключить от сети схему без изменения положения рукоятки регулировочного устройства тока. Провода, соединяющие устройство с ИАВ, переключаются на второй полюс выключателя;
г) включить схему и при заданном значении тока измерить время до момента отключения выключателя (в процессе нагрева теплового расцепителя требуемое значение тока поддерживается регулировочным устройством);
д) отключить схему без изменения положения рукоятки регулировочного устройства тока и провода переключить на третий полюс выключателя;
е) проводить испытания третьего полюса аналогично указанны в п.2.8.7.г);
ж) отключить схему без изменения положения рукоятки регулировочного устройства тока, провода переключить на первый полюс выключателя и выполнить испытания аналогично указанным в п.2.8.7.г). За время испытания 2-го и 3-го полюсов тепловой расцепитель 1-го полюса успевает, как правило, остыть до температуры, близкой к температуре окружающей среды. Если за максимально допустимое время протекания заданного тока испытания выключатель не отключается, то он не исправен и подлежит замене.
Если необходимо испытать несколько выключателей, установленных на одной панели, то рекомендуется сгруппировать АВ с одинаковым номинальным током тепловых расцепителей и проводить испытания тепловых расцепителей поочередно – сначала одной фазы всех выключателей, затем второй и третьей.
Для этого необходимый ток испытаний устанавливается, например, на полюсе фазы А одного выключателя, а затем отключается ток. При этом положения регулятора тока на устройстве для испытания не изменяется. Провода от нагрузочного устройства подключаются к фазе А другого выключателя, а затем третьего и т. д. Далее аналогично испытываются полюса фазы В, а затем фазы С всех выключателей. После испытаний всех полюсов испытывается полюс, которой служит эквивалентным сопротивлением для подбора значения тока испытаний.
При переходе с оного полюса выключателя на другой, необходимо поддерживать ранее установленной значение тока испытаний.
Удобнее все полюса выключателей объединить с одной стороны между собой и соединить их с выводом от нагрузочного устройства, а затем поочередно присоединять в процессе испытаний только один проводник от нагрузочного устройства к каждому полюсу выключателя.
("16") Такой способ испытаний обеспечивает минимальное влияние нагрева одного полюса на изменение температуры другого полюса того же выключателя, позволяет сократить время на испытания и повысить качество при массовой проверке работоспособности тепловых расцепителей с одинаковым номинальным током.
3.8.8. Испытания электромагнитных расцепителей.
3.8.8.1.Испытания должны проводиться при рабочем положении включателя для каждого полюса отдельно.
3.8.8.2. В качестве устройства для регулирования тока могут быть использованы реостат, автотрансформатор, тиристорный регулятор, ЛАТР и т. п., в качестве устройства для измерения тока могут быть использованы амперметр с трансформатором тока для подбора необходимого значения тока.
Ставка по току срабатывания (ток отсечки) определяется путем умножения номинального тока на кратность тока отсечки, указанной на табличке выключателя (см. выше).
3.8.8.3. Порядок проведения испытаний:
Установить ток от нагрузочного трансформатора, включенного на закоротку или эквивалентное сопротивление (для АВ с номинальным током до 10 А), примерно равным верхнему пределу допустимого отклонения тока срабатывания ЭМР. Не изменяя положения регулятора тока срабатывания нагрузочного трансформатора, подключить поочередно к каждому полюсу выключателя проводы от нагрузочного трансформатора и включая его кратковременно ( на время, не более определяемого термической стойкостью АВ), проверить, имеет ли место мгновенное отключение выключателя. Если выключатель мгновенно не отключается, то до отключения его тепловым расцепителем оценить ориентировочно по отклонению стрелки амперметра значение тока, протекающее через расцепитель, и увеличить его примерно на 10-20% по сравнению с установленным ранее, а затем повторить испытания.
3.8.8.4. В выключателях с комбинированным (тепловым и электромагнитным) расцепителем для определения, каким расцепителем отключен выключатель, необходимо после отключения АВ быстро отключить схему испытаний от сети и попытаться включить выключатель (взвести механизм свободного расцепления). Если же АВ не включается, то это указывает на то, что он отключен тепловым расцепителем.
3.8.9. Испытание независимого расцепителя.
3.8.9.1. Испытания выполняются по схеме, аналогичной рис.5.
3.8.9.2. Допускается не испытывать отдельно независимый расцепитель, а ограничиться испытанием его при опробовании взаимодействия схемы вторичных цепей при пониженном и повышенном напряжении оперативного тока.
3.8.10. Испытание АВ имеющих расцепитель минимального напряжения. Для испытания необходимо подать на верхние выводные зажимы отключенного выключателя напряжение величиной 85% от номинального и убедиться, что выключатель выключился, снизить напряжение до 70%, а затем до 35% от номинального. При снижении до 70% номинального под действием расцепителя минимального напряжения выключатель не должен отключаться, а при снижении напряжения то 70% до 35% от номинального выключатель должен отключиться. При снижении напряжения ниже 35% от номинального расцепитель минимального напряжения должен всегда четко отключать выключатель.
3.9. Обработка результатов измерений.
3.9.1. Допустимое время срабатывания тепловых расцепителей выключателей в зависимости от температуры окружающей среды определяется по графикам, находящимся в паспортных данных АВ.
3.10. Оформление результатов измерений.
Результаты измерений записываются в рабочую тетрадь и затем оформляются в протокол.
Глава 4. Рабочая методика испытания повышенным напряжением промышленной частоты изоляции электрооборудования.
4.1.Вводная часть.
4.1.1. Настоящий документ устанавливает методику испытаний изоляции электропроводок напряжением до 1кВ и вторичных цепей схем защиты, управления, сигнализации и измерения со всеми присоединенными аппаратами (автоматические выключатели, магнитные пускатели, контакторы, реле, приборы и т. п.) повышенным напряжением промышленной частоты. Испытание проводится для определения наличия необходимого запаса диэлектрической прочности изоляции электрический проводников, отсутствия общих и местных дефектов изоляции после монтажных работ.
4.1.2. Определяемые характеристики и условия измерений.
("17") 4.1.2.1. Определяемые характеристики:
- диэлектрическая прочность изоляции вторичных цепей и аппаратов.
4.1.2.2. Условия испытаний:
- испытания проводятся при температуре не ниже +50 С; влажность воздуха – 70%.
4.2. Средства измерений.
4.2.1. Установка пробойная испытательная для испытаний изоляции повышенным напряжением промышленной частоты типа И-20М.
Метод испытаний.4.3.1. Подача нормированного испытательного напряжения 1кВ промышленной частоты на испытуемый объект в течении 1 мин.
Требования безопасности.4.4.1. Не допускается одновременное проведения испытаний и других работ различными бригадами в пределах одного присоединения.
4.4.2. Перед началом испытаний необходимо проверить правильность сборки схемы, работу установки на холостом ходу и срабатывание защиты.
4.4.3. Место испытаний, а также соединительные провода и испытуемые цепи и установки должны быть ограждены, или выставлены наблюдатели. Схему нужно выполнить так, чтобы наблюдающий из состава бригады мог не допустить проникновения посторонних лиц в помещение испытательной лаборатории. Непосредственно при испытании дверь клетки должна быть заперта и гореть лампа «стой, высокое напряжение». 4.4.4. Присоединение испытательной установки (схемы) к сети напряжением 380/220 В должно производиться через автоматический выключатель и контактор, который срабатывает только при закрытой двери клетки.
4.4.5. Присоединение и отсоединение проводов 1,2 (рис.7) от испытательной установки до испытуемой схемы, а также наложение и снятие заземления, производиться одним и тем же лицом и выполняется в диэлектрических перчатках.
4.4.6. После проведения испытаний испытываемое оборудование и соединительные провода необходимо разрядить на землю и убедиться в полном отсутствии на них заряда.
рис.7.схема для испытания изоляции вторичных цепей повышенным напряжением.
рис.8. Внешний вид испытательной установки.
Требования к квалификации персонала.("18") 4.5.1. Перед испытанием снимаются все заземления и отсоединяется вся аппаратура, которая не допускает испытания повышенным напряжением.
4.5.2. Временные соединения (перемычки), которые необходимо поставить по условию объединения участков испытуемой электросхемы, должны отличаться от проводов, которыми выполнен ее монтаж.
4.5.3. Перед подачей напряжения на испытательную установку необходимо:
а) проверить, все ли члены бригады находятся на местах, и нет ли посторонних лиц;
б) предупредить бригад словами: «Подаю высокое напряжение», после чего с вывода 1 испытательной установки снять заземление и включить установку в сеть 380/220В.
4.5.4. По окончании испытаний производитель работ снижает напряжение испытательной установки до нуля, отключает автомат, заземляет вывод 1 испытательной установки и сообщает работникам бригады словами: «Напряжение снято». Только после этого можно пересоединять провода от испытательной установки к другому оборудованию или отсоединить их, если испытания закончены.
4.6. Выполнение испытаний.
4.6.1. Испытания изоляции оборудования напряжение промышленной частоты производится по схеме рис.7.
4.6.2. Включить установку, переведя ручку АВ сети в положение «1». При этом должна включиться индикация «Сеть». При нахождении ручки регулятора напряжения в крайнем против часовой стрелки положении и при замкнутой цепи блокировки должна также включиться индикация «Испытание разрешено».
4.6.3. Нажать кнопу «ПУСК». При этом падающий замыкатель должен отойти от высоковольтного вывода установки и должна включиться индикация «Высокое напряжение».
4.6.4. Вращая ручку регулятора напряжения по часовой стрелки, установите необходимое значение испытательного напряжения.
4.6.5. В процессе выдержки установленного значения напряжения, в течении необходимого (определенного руководящими документами) времени, поочередно переведите безразрывные переключатели S1 и S2 в положение «ИЗМЕРЕНИЕ» и считывайте показания миллиамперметра.
4.6.6. После завершение испытаний:
- плавно уменьшите напряжение до минимального; нажмите кнопку «СТОП» - индикация «Высокое напряжение» должна выключиться и на высоковольтный вывод аппарата должен опуститься падающий замыкатель; выключите аппарат установив ручку АВ сети в положение «0».
4.6.7. При работе с установкой И-20М необходимо соблюдать требования заводской инструкции.
4.6.8. При отсутствии испытательной установки допускается замена испытания переменным напряжением 1000В – одноминутным измерением сопротивления изоляции мегаомметром 2500В. При этом сопротивление изоляции принимается равным показанию мегаомметра при продолжительности испытания 1 мин.
4.6.9. Изоляция читается выдержавшей испытания повышенным напряжением в том случае, если не было пробоя, частичных разрядов, выделения газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока, местного нагрева изоляции.
4.6.10. Необходимое подаваемое напряжение:
- ("19") 500 В при проверке на влагоустойчивость; 2000 В по ГОСТ Р пункт 9.7.2, перечисления а)-г); 2500 В по ГОСТ Р пункт 9.7.2, перечисление д); 1000 В для вспомогательных цепей и цепей управления, если номинальное напряжение изоляции Ui не превышает 60 В; 2Ui + 1000 В при минимальном значении 1500 В, для вспомогательных цепей и цепей управления, когда номинальное напряжение изоляции Ui выше 60 В.
4.7. Оформление результатов измерений.
Результаты измерений записываются в рабочую тетрадь и затем оформляются в протокол.
Заключение.
В настоящей работе были разработаны рабочие методики испытаний по прогрузке автоматических выключателей и испытанию изоляции электрооборулоания на соответствие их стандарту ГОСТ Р . Все разработанные методики были проверены при проведении реальных испытаний в Испытательном Центре Силовых электротехнических систем и аппаратов (ИЦ ЭлСА) и введены в состав рабочей документации.
Данные методики позволят ускорить процесс испытания и, следовательно, повысить количество испытуемой аппаратуры. Все испытания проводятся при наиболее рациональном расходе электроэнергии, а также на промышленной частоте 50 Гц, поэтому уровни электромагнитных помех и излучения пренебрежимо малы. Все используемые установки универсальны и поэтому могут использоваться при испытаниях прочей коммутационной аппаратуры (плавкие предохранители, контакторы, рубильники, реле и пр.).
Испытания проводятся специалистами, имеющими группу по электробезопасности не ниже 3-й, в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).
Список используемой литературы
Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов / Под ред. . – 2-е изд., испр. и доп. – М.:Информэлектро, 2001. – 420с.: ил.УДК 621.316
ББК Э454
ГОСТ Р . Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Издание официальное. Госстандарт России. Москва. ГОСТ Р 50030.2-99 Низковольтные автоматические выключатели. Организационные и методические рекомендации по проведению испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей – М.: , 2004. – 240стр.Автор: кандидат технических наук . Под редакцией кандидата технических наук Титова Владимира Леонтьевича.
УДК 621.31.018(083.132)
("20") ББК 31.26 – 07
С 15
Правила устройства электроустановок. 6 издание, переработанное и дополненное с изменениями. Главгосэнергонадзор России. Москва. 1998. Правила устройства электроустановок. 7 издание, переработанное и дополненное с изменениями. Главгосэнергонадзор России. Москва. 2004. Правила технической эксплантации электроустановок потребителей. Госэнергонодзор Минэнерго России. – М.: , 2003, - 392стр.УДК 621.31.002.5
ББК 31.28Н
П 68
Содержание
Аннотация…………………………………………………………………4
Введение…………………………………………………………………...5
Глава 1. Описание работы и характеристик автоматического выключателя…………………………………………………………….…7
Глава 2. Описание испытаний…………………………………………..17
Глава3. Рабочая методика прогрузки автоматического выключателя……………………………………………………………...26
Глава 4. Рабочая методика испытания повышенным напряжением промышленной частоты изоляции электрооборудования……………..32
Заключение………………………………………………………………36
Список литературы……………………………………………………..37
preview_end()
