Нормування комутаційної здатності вимикачів
вибір вимикачів
Під комутаційної здатністю вимикача розуміють eго здатність відключати і включати електричні ланцюги при КЗ. Відповідно встановлено поняття номінального струму відключення Iот.ном і номінального струму включення Iвк.ном.
Номінальний струм відключення
Тяжкість процесу відключення (в частині, що стосується току) визначається в основному діючим значенням періодичної складової, що відключається струму. Тому домовилися під номінальним струмом відключення розуміти найбільше допустиме діюче значення чисто симетричного струму або найбільше допустиме значення періодичної складової асиметричного струму до моменту τ розмикання дугогасильних контактів. Вимикач повинен надійно відключати ці струми при: асиметрії β = iaτ / (√2 Iпτ) - аж до номінального значення βном = iaτном / (√2 Iот.ном); напрузі мережі - аж до найбільшого робочої напруги Uраб.нб; номінальних параметрах напруги, що відновлюється; нормованих циклах операцій включення і відключення.
Діюче значення періодичної складової струму КЗ до деякого моменту τ визначають по огинають кривим, як показано на рис.1.
Рис.1. Осцилограма що відключається струму КЗ:
АА і ВВ - огинають криві;
ЇЇ '- момент розмикання дугогасильних контактів
Розрахунковий час τ розмикання дугогасильних контактів (в секундах), визначають як суму власного часу відключення вимикача tот.сб і мінімального часу спрацьовування релейного захисту, прийнятого рівним 0.01 с:
Власний час відключення вимикача вказують заводи-виробники. Його обчислюють від моменту подачі команди на відключення до моменту розмикання дугогасильних контактів.
Зазвичай номінальна асиметрія виражається у відсотках:
Рис.2. Номінальна асиметрія, що відключається струму
як функція розрахункового часу τ
Згідно ГОСТ 687-78 номінальна асиметрія встановлена як функція часу τ (рис.2). Крива βном (τ) являє собою експоненту з показником τ / Та. Значення прийнято рівним 0,045с, що відповідає середньому значенню - в більшості точок системи. При КЗ поблизу потужних електростанцій Та> 0,045с, що має бути враховано при виборі вимикача. При τ> 70мс значення βном слід вважати рівним нулю.
При виборі вимикача по номінальному струмі відключення повинні бути дотримані наступні умови:
де iaτном = √2 Iот.ном βном / 100 - номінальне значення аперіодичної складової струму відключення.
У лівій частині цих нерівностей вказані номінальні параметри вимикача, в правій - відповідні розрахункові значення.
Якщо друга вимога не виконана, тобто розрахункове значення аперіодичної складової струму перевищує номінальне значення, то в цьому випадку слід зіставити умовні значення повних струмів відключення, а саме:
З останнього виразу випливає, що вимикач здатний відключати струм КЗ при значенні iaτ. перевищує номінальне значення, за умови, що номінальний струм відключення перевищує розрахунковий струм Iпτ щодо
Номінальний струм включення
Під номінальним струмом включення розуміють найбільший струм КЗ, який вимикач здатний надійно включити. Заводи-виробники визначають цей струм найбільшим діючим значенням, яке встановлено рівним номінальному току відключення
і найбільшим миттєвим значенням, яке встановлено рівним
Звідси випливає, що вимикач, обраний по номінальному струмі відключення, здатний також включити ланцюг з номінальним струмом включення. Тому додаткової перевірки не потрібно.
Нормовані цикли операцій включення і відключення
Для вимикачів, призначених для роботи з АПВ, нормовані наступні цикли:
1) Про - tбт - ВО - 180 с - ВО;
2) Про - 180 с - ВО - ВО,
де О - операція відключення КЗ; ВО - операція включення на КЗ і негайно (без навмисної витримки часу) наступна за нею операція відключення; tбт - нормована безструмової пауза при АПВ, значення якої для різних типів вимикачів може перебувати в межах від 0,3 до 1,3 с.
Для вимикачів, не призначених для роботи з АПВ, встановлений тільки другий цикл.
Перевірка вимикача на електродинамічну і термічну стійкість
Умови електродинамічної стійкості електричних апаратів можуть бути записані таким чином:
Для вимикачів номінальні струми електродинамічної стійкості встановлені рівними
Звідси випливає, що вимикач, обраний по номінальному струмі відключення, відповідає умові електродинамічної стійкості.
Умова термічної стійкості вимикача може бути записано таким чином:
де Iтер.ном - номінальний струм термічної стійкості вимикача, встановлений рівним Iот.ном; tтер.ном - номінальне час термічної стійкості (3-4С); В - інтеграл Джоуля з межами інтегрування від нуля до tот.