Преглед на тристепенната защита

Тристепенната защита е често срещана стратегия за защита от свръхток, използвана в съвременните прекъсвачи за ниско напрежение (MCCB, ACB). Неговата основна идея е да раздели грешките при свръхток на три нива, всяко от които се обработва според текущата си величина и забавяне във времето, като се гарантира безопасно отстраняване на повреди, като същевременно се поддържа  селективност.

Цел:  Когато възникне претоварване или късо съединение, изолирайте само дефектния клон, без да прекъсвате непрекъснатостта на захранването на цялата разпределителна система.

Подробно обяснение на всеки етап

1. Дълговременна защита (претоварване)

Дълговременната степен открива и изчиства продължителни свръхтокове, които не са изключително високи (обикновено в рамките на 1,0–1,3 × номинален ток). Обикновено следва обратна характеристика на времето: колкото по-висок е токът, толкова по-кратко е времето за работа.

Типичните приложения включват непрекъснато претоварване на двигатели или разпределителни вериги или временен толеранс на тока по време на стартиране на оборудването. Основната цел е да се предотврати повреда на изолацията или оборудването, причинена от прегряване.

Примерна формула за обратно време (за справка):
t = k × (I / I r ) −2

2. Кратковременна защита

Кратковременната защита е насочена към средни токове на късо съединение, обикновено зададени на 4×–10× номинален ток, със закъснение от 0,05–0,5 секунди. Това умишлено забавяне позволява  селективност във времето , позволявайки на прекъсвачите надолу по веригата да се задействат първи.

В разпределителната мрежа, когато разклонителна верига претърпи късо съединение, прекъсвачът на разклонението или предпазителят трябва да действа първи. Ако не успее, прекъсвачът нагоре по веригата - настроен с кратко забавяне - ще се изключи след закъснението, като по този начин защитава шини и устройства от по-високо ниво.

3. Моментална защита

Мигновената защита реагира незабавно на изключително високи токове на късо съединение (≥10× номинален ток), с време на работа в диапазона от милисекунди (<10 ms). Той служи като крайната и най-бърза защитна линия за предотвратяване на устойчивост на дъгата, повреда на шина или каскадни повреди.

Моментният етап обикновено няма умишлено забавяне, прекъсвайки сериозните повреди моментално.

Инженерен пример и препоръки за настройка

По-долу е даден типичен пример (само за справка; действителните настройки трябва да следват капацитета на късо съединение, селективността и указанията на производителя):

• Номинален ток:  In = 400 A

• Дълго време: Ir = 1,0 × In = 400 A (настройка на обратното време)

• Кратко време: Isd = 5 × In = 2000 A, забавяне = 0,3 s

• Мигновено: Ii = 10 × In = 4000 A (мигновено изключване)

Пример за работа:
450 A → прекъсвания за няколко секунди (дълго време);
2500 A → прекъсвания след 0,3 s (кратко време);
5000 A → изключва моментално (мигновено).

Когато настройвате, вземете под внимание капацитета на късо съединение на шината, защитните характеристики надолу по веригата, изискванията за непрекъснатост на захранването и термичната издръжливост на оборудването.

Принципи на координация и методи за изпитване

Правилото за координация може да се обобщи като:  'Надолу по веригата бързо, нагоре по веригата бавно'  Прекъсвачите, които са по-близо до товара, трябва да действат по-бързо и да са по-чувствителни, докато тези, които са по-близо до източника, трябва да запазят по-дълги закъснения, за да поддържат селективност.

Препоръки за въвеждане в експлоатация и проверка:

• Извършете анализ на селективността по време на проектирането, като използвате криви на характеристиката време-ток (TCC).

• Извършете тестове за вторично впръскване или текущи тестове за впръскване, за да проверите времето за пътуване и координацията.

• Запишете и архивирайте настройките, данните от тестовете и снимките на сайта за документация за приемане.

Разширение: Четиристепенна защита и защита от заземяване

Съвременните интелигентни прекъсвачи често добавят четвърта степен - защита от повреда на земята - в допълнение към традиционните три. Защитата от заземяване открива остатъчен небалансиран ток към земята и осигурява чувствителна реакция, подходяща за приложения, изискващи повишена безопасност на персонала и защита на оборудването.

Насоки за тестване и приемане

Тестовете за приемане трябва да включват, но не се ограничават до:

• Проверка на дългосрочна работна крива (многоточково инжектиране)

• Краткосрочно забавяне и тест за прибиране

• Тест за мигновен праг на изключване (висок ток, под ограничението на устройството)

• Измерване и сравнение на тока на късо съединение в системата, за да се гарантира, че стойностите на настройката са подходящи

Бележка за безопасност:  Тестовете с висок ток са опасни и трябва да се извършват само от квалифициран персонал при изключени или контролирани условия. Следвайте стандартните оперативни процедури и носете подходящи лични предпазни средства (ЛПС).