Испытание (прогрузка) автоматических выключателей, проверка срабатывания

Испытание (прогрузка) автоматических выключателей, проверка срабатывания

Испытание автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначаются для обеспечения надлежащей защиты электроприемников и распределительных сетей переменного электротока при повреждении изоляции (в результате аварий). Для того, чтобы убедиться в их работоспособности, соответствии нормам и требованиям, качественном выполнении возложенных функций проводится испытание автоматических выключателей.

Величина, которая измеряется при проверке автоматических выключателей – время их отключения при заданной величине электротока, большей номинального значения тока выключателей.

Прогрузка автоматических выключателей производится при соблюдении следующих условий:

1. Вертикальное положение автоматического выключателя.
2. Отключение испытуемого автоматического выключателя от сети.
3. Частота сети, при которой осуществляется проверка автоматических выключателей – 50Гц (±5Гц).

Испытание автоматических выключателей производится следующим образом:

В соответствии с инструкцией производителя применяемого нагрузочного устройства собирается схема проверок срабатывания расцепителей испытуемого автоматического выключателя. Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит без выдержки определённого времени, а комбинированного — с обратнозависимой выдержкой по времени от тока при возникновении перегрузки и без неё при коротком замыкании. Регулировать ток уставки нет необходимости.

Автомат имеет в каждом своём полюсе тепловой элемент, оказывающий воздействие на общий расцепитель. Необходимо осуществить проверку каждого элемента и убедиться в его правильной работе.

Если необходима погрузка автоматов в большом количестве, то нецелесообразно испытывать тепловые элементы на срабатывание по току, так как такая проверка автоматических выключателей займёт много времени. В таком случае проводят проверку испытательным током для всех полюсов автоматов. Проверяются также тепловые характеристики у всех теплоэлементов при одновременной нагрузке всех полюсов автоматов испытательным током.

Определение времени срабатывания автомата осуществляется по шкале секундомера применяемых испытательных приборов. Устанавливается соответствие времятоковых характеристик срабатывания расцепителей выключателя и калибровок, а также данных, указанных производителем.

Прогрузка автоматических выключателей – гарантии точности

Поверка приборов, которая проводится каждый год, является гарантом контроля точности результатов, полученных при проведении измерений. Поверка всех приборов, применяемых при испытании автоматических выключателей, осуществляется в органах Госстандарта России, что и подтверждается выданным свидетельством о госповерке. Приборы без таких свидетельств или с просроченными свидетельствами использовать для проведения измерений категорически запрещено.

Проверка автоматических выключателей — оформление результатов

Получив необходимые результаты, специалисты электролаборатории оформляют протокол испытания автоматических выключателей, в котором фиксируют полученные данные и делают выводы о работе и состоянии автоматов.

Все необходимые измерения выполняются квалифицированным персоналом. Специалисты электролаборатории Лаб-электро прошли курсы специального обучения и аттестацию, получив четвертую группу по электробезопасности при работе в электрических установках до 1000В , что дает право на испытание и проверку автоматических выключателей.

Проверка автоматических выключателей

Согласно п. 3.1.8 ПУЭ 7 изд. (далее – ПУЭ), электрические сети должны быть защищены от токов короткого замыкания (далее – КЗ) за наименьшее время. Такая защита выполняется посредством плавких предохранителей либо автоматических выключателей. Главная задача автоматического выключателя – разрыв цепи при аварийных режимах. Работа в стрессовых режимах пагубно отражается на конструкционных элементах аппарата, поэтому автоматические выключатели (далее – АВ) подвергаются периодическому техническом обслуживанию (далее — ТО) и испытаниям для долгой корректной работы.

Основные два типа аварий, отключаемые автоматами:

— Короткое замыкание;
— Перегрузка.

Кроме того, некоторые модели могут защищать от повышенного или пониженного напряжения, однофазного замыкания на землю (ОЗЗ), асимметричного режима, токов утечки (дифференциальный АВ).

Короткое замыкание в самых простых автоматических выключателях отключается элементом, именуемым электромагнитным расцепителем (далее – ЭМ). Время срабатывания зависит от тока КЗ и ВТХ аппарата. Как правило, оно не превышает 0,01-0,02 с в голове линии и чуть более – в хвосте. При некорректном подборе защит, чрезмерной протяженности линии или её неудовлетворительном состоянии КЗ в хвосте может длительно оставаться неотключенным (даже если сработка этого же коммутационного аппарата при КЗ в голове происходит корректно и своевременно).

Перегрузка отключается тепловым расцепителем. Время срабатывания зависит от величины тока перегрузки, время-токовой характеристики устройства (далее – ВТХ) и наличия установленных вплотную других АВ. Причём аппараты разных производителей имеют разные поправочные коэффициенты для установки впритык. Максимальное время срабатывания не должно превышать величин, указанных ПУЭ-7 п. 1.7.79. Для автоматов с ВТХ «В», «С», «D» время срабатывания нормативно ранжируется ГОСТом Р 50345-2010 таб. 7.

В более сложных и дорогих устройствах вместо пары ЭМ+тепловой расцепитель может применяться один расцепитель, выполняющий обе функции:

— термомагнитный (комбинированный);
— электронный;
— полупроводниковый.

Заводы изготовители далеко не всегда указывают в паспортах автоматических выключателей информацию о сроке службы. При наличии такого пункта он составляет, как правило, 10 лет. Например, фирма EKF для ВА47-125 из линейки Proxima регламентируют именно такую цифру. Если за время своей службы на участках цепи, за которые отвечают устройства, не происходило аварий и устройства либо не использовались вообще, либо использовались просто как выключатель, то обслуживание автоматических выключателей в таком случае может сводиться исключительно к протирке от пыли, пирометрическому контролю и обтяжке винтовых/болтовых клемм контактной группы аппаратов до регламентированных производителем величин моментов затяжек. Для автоматов в выкатном исполнении также контролируется состояние механизма салазок. При этом по истечении 10 лет, даже если в паспорте не указан срок службы, автомат желательно испытать перед дальнейшей эксплуатацией. В том числе, если никаких аварий он за этот срок не перенёс.

Несколько иным образом обстоят дела с устройствами, которым приходилось срабатывать в аварийных условиях. В случае аварийных сработок следует провести полное техническое обслуживание автоматических выключателей.

Приводимый ниже перечень работ не относится к модульным сериям, так как последние являются неразборными.

— Очистить и обработать контакты, дугогасительные камеры, корпус от нагара, пыли, сажи. Очистку выполняют бязью или другой безворсовой тканью, смоченной растворителем Нефрас С2-80/120 (бензин «Галоша»), техническим спиртом либо иными рекомендованными моющими средствами. Использование растворителей Р-4, 648, 645, 650, 646, 647, Нефрас С4-155/200 (Уайт-спирит) не допускается. Контакты зачищаются бархатным напильником. Опиливать заплывы и неровности не допускается. После обработки следует проверить переходное сопротивление контактов микроомметром. Динамометром следует проверить величину нажатия контактов. Если тело контакта уменьшилось до критических величин, элемент следует заменить. Если пластины деионных решёток деформированы или стенки камеры имеют следы обгара или оплавления, дугогасительную камеру следует заменить в сборе. Указанные выше мероприятия по замене деталей выполняются только если подобные действия допускаются заводом-изготовителем для конкретной модели.

— Проверить одновременность смыкания контактов всех полюсов.
— Смазать подвижные механические соединения маслом МВП (ГОСТ 1805-76).

После проведения ТО и перед повторным пуском устройства в эксплуатацию следует произвести испытание автоматических выключателей. Это мероприятие также следует проводить при первичном вводе АВ в эксплуатацию – согласно п. 1.8.37 пп. 3.2 ПУЭ: всех вводных и секционных АВ, АВ аварийно-пожарных систем и не менее 1% (2%) всех остальных АВ. Кроме того испытания могут производиться в ходе эксплуатации. Нормативно периодичность таких испытаний не оговаривается. Тем не менее, на предприятиях ответственным лицом могут быть введены локальные НТД, регламентирующие периодичность испытаний и/или технического обслуживания (ТО). Документы составляются на основании ПТЭЭП Прил. 3 п. 10, п. 28, РД 153-34.3-35.613-00 п. 4.28.1-4.28.3. Как правило, периодичность составляет один раз в 3, 6 или более лет.

Испытания АВ включают в себя:

Проверка расцепителей выполняется согласно методике, описанной в разделе 9.10 ГОСТ Р 50345-2010. Это мероприятие также именуется «прогрузкой». Для прогрузки используют специальные устройства. Среди прочих можно отметить следующие модели: Сатрун-М, Ретом-21, Ретом-51, Ретом-30КА, РТ-2048, РТ-2046, УПТР-1МЦ, УПТР-2МЦ. В случае, когда собственных характеристик аппарата не достаточно для прогрузки высокоамперных АВ, к установке подключают нагрузочные трансформаторы. Например, для Сатурн-М используют НТ-17, НТ-4, НТ-12. При использовании НТ-12 рекомендуется использовать согласующий резистор СР.

Методика проверка и испытание автоматических выключателей

Данная методика предназначена для производства измерений времени срабатывания аппаратов защиты с тепловыми, электро­магнитными и полупроводниковыми расцепителями с целью проверки выполнения требова­ний пункта 413 ГОСТ Р50571.3-94, обеспечивающего безопасность косвенного прикосновения к нетоковедущим
металлическим частям оборудования в момент замыкания фа зного проводника.

Время отключения для распределительных цепей не должно превышать 5 с, если сопротивление защитного заземления меньше:

где Uo — номинальное фазное напряжение, Zo — соп ротивление цепи фаза-нуль, т.е. достаточно мало, чтобы обеспечить безопасное напряжение прикосновения на металлических час­тях оборудования, и 0,4 с для цепей, питающих передвижное и пере­носное оборудование и для распределительных цепей, в которых не выполняется вышеуказанное условие для сопротивления защитного заземления.

Объектом измерений являются автоматические выключатели, которые служат для защиты распределительных сетей переменного тока и электроприемников в аварийных случаях при повреждении изоляции. Для осуществления защитных функций автоматические выключатели имеют максимальные расцепители от токов перегрузки и токов короткого замыкания. При прохождении через автоматический выключатель токов больше номинальных не менее 20%, последний должен отключаться. Защита от перегрузки осуществляется тепловыми или электронными устройствами. Защита от токов короткого замыкания осуществляется электромагнитными или электронными расцепителями.

Измеряемой величиной является время отключения АВ при заданной величине тока, превышающей номинальное значение тока АВ.

2.
Объем и нормы испытаний

Согласно ПУЭ 7 изд. п.1.8.37, ПТЭЭП 2003 г.( приложение 1 §26) и Правил технического обслуживания устройств РЗ и А эл. сетей 0.4 — 35 кВ (РД 34.35.613-89 §58 ) Электрические аппараты до 1 кВ испытываются при вводе в эксплуатацию, а также в процессе ее в следующем объеме:

2.1. Измерение сопротивления изоляции

Сопротивление изоляции аппаратов должно соответствовать величинам, указанным в табл. 1.8.37 ПУЭ и табл.37 ПТЭЭП, но не менее 0,5 МОм. Периодичность проверки при вводе в эксплуатацию и в процессе ее не реже1 раза в 6 лет.

2.2. Испытательное напряжение для автоматических выключателей, магнитных пускателей и контакторов — 1кВ. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения — 1мин.

Испытательное напряжение 1000 В промышленной частоты может быть заменено измерением одноминутного значения сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2500В. В этом случае измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 500 — 1000 В по п.1.1 можно не проводить (см. п.п.28.3, приложения 3 ПТЭЭП; п.1.8.37 ПУЭ).

2.3. Проверка действия максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматических выключателей (АВ).

Проверка действия (работоспособности) максимальных (тепловых, электромагнитных и комбинированных) расцепителей АВ, тепловых расцепителей магнитных пускателей (ПМ) производится первичным током от постороннего источника тока как при вводе электроустановок (или отдельного аппарата АВ или ПМ) в эксплуатацию, так и в процессе их эксплуатации в сроки, определяемые графиком ППР электрооборудования предприятия.

Плавкие вставки предохранителей должны проверяться в те же сроки, что и другие защитные аппараты. При этом проверяется их соответствие номинальным параметрам защищаемого оборудования, отсутствие трещин на корпусах предохранителей, наличие заполнителя.

Испытания автоматических выключателей до 1000 В

После выполнения замены или заново уложенной электропроводки требуется установка приборов учета потребления электроэнергии и всех необходимых приборов, обеспечивающих бесперебойное функционирование и безотказную работу всех видов подключаемого оборудования и электроприборов. Установленные защитные приборы следует испытать на корректность работы или, как говорят профессиональные электрики — прогрузить.

Устройство автоматов

Выключатели-автоматы используются в качестве коммутационных приборов, применяющихся для проводки нагружающего тока в условиях штатного функционирования электроприборов и выполнения размычки электроцепи в нештатном режиме при низком либо высоком напряжении.

Распространение автовыключатели получили по причинам:

• простоты своей конструкции и монтажа;
• надежности и безопасности в использовании;
• высокой скорости реагирования при функционировании в нештатных ситуациях и при токах КЗ.

Устройства монтируются в электрических установках любой мощности.

Приборы выпускаются как с дистанционным типом управления, так и с управлением вручную. При нештатных условиях сработка выключателя производится в автоматическом режиме. Каждое устройство оснащается расцепителем наибольшего тока. Отдельные образцы также оборудуются и расцепителем по наименьшей величине тока и могут устанавливаться вместо плавких вставок в пробках и рубильников, что позволяет обеспечить максимально возможную стабильность защиты подключенного электрооборудования и использующихся в быту приборов.

Защитная аппаратура для электрической проводки работающая в режиме автоматического срабатывания

Выключатели-автоматы изготавливаются для ампеража от 6,3 до 6300 А электроустановок переменного тока до 1000 В, с различным количеством полюсов — от 1 до 4 включительно.

Расцепители в автоматах устанавливаются двух типов:

1. электромагнитный расцепитель от токов КЗ без выдержки по времени;
2. тепловой, сработка которого происходит величинах токов, существенно превосходящих установленные величины токов нагружения (с временной выдерживанием).

Совет №1: Характеристики расцепителей обоих типов должны отвечать нормативной документации изготовившего их завода. Для работы автоматического выключателя в штатном режиме перед монтажом следует выполнить проверку. Такая операция получила название «прогрузки».

Методика выполнения прогрузки

Сперва следует выполнить визуальный осмотр прибора. На его корпусе должна иметься соответствующее маркировочное обозначение, видимых повреждений или заводских дефектов не должно присутствовать, все элементы корпуса должны плотно прилегать друг к другу.

Нужно выполнить несколько операций по ручному включению и отключению автомата-выключателя. Устройство должно переходить во включенный режим и надежно в нем фиксироваться, а затем свободно выключаться.

Также следует осмотреть и убедиться в хорошем состоянии зажимов автовыключателя. Если видимых дефектов и повреждений не наблюдается, можно начинать проверку его эксплуатационных параметров.

Автовыключатели обладают независимым, электромагнитным и тепловым расцепителями. Испытание устройства заключается в определении способности всех расцепителей работать в различных эксплуатационных режимах.

Совет №2: Прогрузку автоматов следует выполнять на специальном, разработанном для проведения проверок, стенде, используя которую на подвергаемый испытанию автомат подается требуемый нагрузочный ток и определяется скорость сработки аппарата.

Проверка работоспособности и исправности автоматических выключателей производится способом прогрузки прибора

Посредством независимого расцепителя выполняется замыкание и размыкание клемм автовыключателя при его ручном подключении и выключении. Также такой расцепитель выключает защитное устройство при влиянии на него иных элементов, выполняющих сверхтоковую защиту.

Расцепитель тепловой защищает от превышения током нагрузки, текущим через автовыключатель, определенной номинальной величины. Главным конструктивным элементом таких расцепителей можно назвать биметаллическую пластину, нагревающуюся и теряющую свою форму во время течения сквозь нее нагрузочного тока.

При отклонении пластины до установленного положения, она воздействует на расцепляющий механизм, обеспечивающий автоматическое выключение устройства.

Образец протокола прогрузки, составляющегося и подписывающегося уполномоченным специалистом, выполнившим испытания

При выполнении погрузки на специальном стенде определяются главные параметры устройства:

• номинальное значение тока;
• ток сработки защиты;
• срок сработки при возникновении нештатных режимов.

Работы должен выполнять спецперсонал, обладающий допуском на выполнение испытаний с наличием в документе по охране труда отметки о разрешении на проверку электрооборудования.

В удостоверении обязательно должна иметься отметка о группе электробезопасности о работе с установками до 1000В либо выше. Удостоверение подписывается главным энергетиком организации, выполняющей проверку. Методика испытаний должно в точности соответствовать ГОСТ по низковольтному оборудованию распределения и управления.

Оборудование

Для проверки работоспособности и исправного состояния автовыключателя используется достаточно простая схема, в которую включено требуемое оборудование:

• проводки для соединения;
• управляющий ключ — КУ;
• для определения величины нагрузки — лабораторный трансформатор ЛАТР;
• трансформатор нагружения НТ;
• для использования в роли шунта — амперметр;
• токовый трансформатор ТТ.

При выполнении прогрузки необходимо выполнение частичного демонтажа прибора, а по окончании проверки — обратной установки на место.

Устройство для определения работоспособности допускается и другого типа, главное — чтобы на отключающий прибор подавался ток короткого и искусственного замыканий и имелась возможность определения его величины, срока сработки защиты прибора в электросети.

Для проверки автовыключателей производятся специальные устройства, например, СИНУС-1600 или Сатурн-М.

Синус-1600

Проверочные комплексы Синус-1600 — относительно свежая серия приборов испытания высочайшего качества, безопасны и просты в эксплуатации. Их применение эффективно и рационально при предъявлении к форме испытательного тока повышенных требований относительно параметра нелинейных искажений.

Устройство, широко распространенное для выполнения проверки работоспособности автоматических выключателей Синус-1600
Устройство, широко распространенное для выполнения проверки работоспособности автоматических выключателей Синус-1600

Силовые элементы комплекса основаны на работе IGBT-транзисторов с регулировкой испытательного тока. Управление токами выполняется посредством программного обеспечения на микроконтроллере.

Синус-1600 изготовлен в форме системного блока ЭВМ, данные выводятся на ЖК-экран.

Главные характеристики представлены в таблице.

— в импульсном режиме

Сатурн-М

Комплекс для выполнения испытаний Сатурн-М используется для определения характеристик автовыключателей с тепловыми и электромагнитными расцепителями в местах их нахождения. Применяются также и в лабораторных условиях в целях контроля тока, протекающего по автовыключателю, определения тока при сработке автомата и срока его выключения.

Комплекс Сатурн-М предназначен для выполнения проверки параметров автовыключателей переменного тока

Благодаря использованию комплекса имеется возможность определения параметров подключенных в электросеть автовыключателей без применения нагрузочных трансформаторов через устройство искусственного замыкания.

Сатурн выполняет следующие функции:

• определение параметров автоматов-выключателей;
• подачу тока с возможностью его регулирования;
• определение значения тока и скорости сработки автомата;
• контроль работоспособности основных узлов при подаче к нему питания в автоматическом режиме;
• запись и хранение полученной информации о результатах проверки;
• передача информации на ПК.

Сроки выполнения испытаний

Периодичность проведения испытаний указана в техническом паспорте автовыключателя, но рекомендуемый межповерочный интервал изделий составляет 3 года при условии эксплуатации его в нормальном режиме при номинальном нагрузочном токе. При нарушении нормальных условий работы либо при аварийных сработках рекомендуется проведение внеплановой поверки.

При выявлении автоматов-выключателей не соответствующих заводским параметрам, следует выполнить полную поверку всей партии аппаратов.

По окончании прогрузки каждый прибор помечается специальным штампом с обозначением лаборатории, выполнившей проверку, датой ее проведения и словом «Испытано» либо «Годен до…».