Vlastnosti testovacích spínačů s primárním proudem / NPP Dynamics

V současné době jsou na kvalitu a nepřetržitý přenos elektrické energie kladeny stále vyšší nároky, které jsou následně závislé na spolehlivosti a kvalitě elektroenergetických zařízení.

Hlavním spínacím zařízením v elektroinstalacích, které zajišťuje zapínání a vypínání jednotlivých okruhů při ručním nebo automatickém ovládání, je vypínač. Správný a bezpečný provoz elektroinstalace závisí na její provozuschopnosti, proto je důležité spínač nejen udržovat v dobrém stavu, ale také jej včas kontrolovat.

Donedávna byla nejběžnějším typem spouště u jističů elektromagnetická spoušť, která reagovala na danou efektivní hodnotu proudu (tj. oblast signálu). Pro testování takových spínačů bylo vhodné použít zatěžovací zařízení s tyristorovými měniči. Princip jejich činnosti se nazývá fázově-pulzní regulace a spočívá ve vytvoření umělého zkratu s původně neznámou amplitudou proudu a následném zastavení dodávky proudu v potřebných fázích pro zajištění zadané přesnosti a oblasti signálu. Tím je jistič zatížen proudem, jehož tvar představuje části sinusovky. Na Obr. Obrázek 1 ukazuje dva různé průběhy proudu, které dávají stejnou efektivní hodnotu při měření síly signálu. Protože pro testování spínačů s elektromagnetickými spouštěmi není důležitý tvar, ale oblast signálu, nakládací zařízení s tyristorovými měniči si s tímto úkolem poradila docela dobře.

Rýže. 1. Sinusový signál a signál získaný metodou pulzního fázového řízení

V současné době jsou široce používány spínače s elektronickými a mikroprocesorovými spouštěmi, které analyzují tvar a rychlost změny proudu. Je nepřípustné zatěžovat takové spínače tyristorovými zařízeními. Výsledky testu budou nesprávné, protože signály se stejnou efektivní hodnotou proudu mohou mít různé tvary a rychlosti změny proudu. Při vývoji moderních testovacích zařízení je tedy nutné vzít v úvahu vlastnosti testování moderních automatických strojů.

Hlavními parametry spínače jsou vypínací proud, vypínací doba a časově proudová charakteristika přetížení.

Většina moderních nízkonapěťových jističů je vybavena vysokorychlostními a vysoce přesnými elektronickými měřiči, které působí na kontaktní systém. Nevyžadují samostatné napájení a zaručují správnou funkci ochrany při zatěžovacím proudu alespoň 15 % jmenovitého proudu, i když je proud pouze v jedné fázi. Tyto měřiče není možné kontrolovat samostatně, protože jsou umístěny uvnitř samotného stroje, ale to není nutné, protože správná činnost jističe při napájení primárního proudu bude indikovat provozuschopnost jeho kontaktního systému a měřicí jednotky .

Při zatížení spínače primárním proudem okamžitě vyvstává otázka, jak dodávat proud: plynule ho zvyšovat nebo dodávat zadanou hodnotu proudu nárazově?

Je zřejmé, že zkušební proud musí být aplikován náhle (obr. 2, a), protože tento režim nejpřesněji simuluje nouzovou situaci, ve které se proud v síti prudce zvýší. Při postupném zvyšování proudu (obr. 2, b) např. pomocí LATR dochází k intenzivnímu zahřívání kontaktního systému, což může negativně ovlivnit výsledky testu.

Rýže. 2. Metody vyhledávání pracovního proudu: a) skokové zvýšení proudu, b) plynulé zvýšení proudu

U některých jističů s elektronickými spouštěcími jednotkami je obvod napájen přímo proudem procházejícím póly jističe. U takových jističů je pro napájení spouštěcího obvodu nutné nejprve přivést proud blízký jmenovitému proudu jističe a poté použít zkušební proud. Pokud je test proveden bez předchozího přivedení proudu, naměřená doba vypínání spínače bude mírně nadhodnocena (o dobu rozběhu spouštěcího obvodu).

Další otázkou, která vyžaduje zvláštní pozornost, je, jak získat co nejpřesnější výsledky při měření proudu a doby vypínání jističe?

Elektronické spouště reagují na efektivní hodnotu proudu je to dáno tím, že v praxi při havarijních stavech neprotékají sítí vždy sinusové proudy, proto je nejvhodnější odhadnout hodnotu proudu prací; že ano. Proto musí testovací nastavení také zaznamenat a zobrazit efektivní hodnotu proudu.

Zkušenosti z testování vysokorychlostních spínačů, jejichž doba odezvy je menší než 20 ms, ukazují, že v časovém intervalu do jedné periody má vypočtená hodnota efektivního proudu poměrně velké nesrovnalosti s hodnotou vypočtenou pro sinusoidu s velkým počtem období (obr. 3).

Rýže. 3. Efektivní hodnota proudu a odchylka v prvním období dodávky proudu

Nabízí se otázka: jaká hodnota proudu by se měla zobrazit, naměřená v okamžiku vypnutí jističe, nebo vypočítaná hodnota proudu, který by tekl, kdyby se stroj nevypnul (ve skutečnosti se jedná o hodnotu nastavení) ? Pro uživatele by bylo nejpohodlnější zobrazit obě hodnoty proudu, výpočet druhé hodnoty je však poměrně pracný, protože je nutné vzít v úvahu dobu toku signálu, rychlost změny proudu a další doplňkové parametry. V současné době zkušební zařízení zaznamenávají proud naměřený v okamžiku vypnutí jističe. Měření doby odezvy spínačů lze provádět dvěma způsoby: ztrátou proudu v obvodu (odpojením) a změnou stavu kontaktu připojeného na diskrétní vstup zkušebny.

Měření doby odezvy na základě proudové ztráty se doporučuje použít při testování tepelných spouští, u kterých tato doba přesahuje 5 s. Proud a doba odezvy se zaznamenají, když proud dosáhne určité úrovně prahu, stanoveného před každým testem. Prahová hodnota je 10 % z limitu měření. Proud se však vlivem přechodových procesů nemůže okamžitě stát nulou (obr. 4), proto je naměřená doba odezvy nadhodnocena oproti skutečné.

Rýže. 4. Změna proudu při sepnutí spínače

Při testování vysokorychlostních spínačů s okamžitými spouštěmi se doporučuje určit dobu odezvy změnou stavu kontaktu. V tomto případě může být rozdíl v časování kontaktů zkušební instalace a spínače, ale chyba v naměřené době odezvy je nevýznamná.

Všechny výše popsané vlastnosti testování vypínačů byly zohledněny při vývoji testovacího komplexu RETOM-30kA, určeného pro primární proudové testování reléových ochran a automatizačních zařízení, vypínačů s elektromagnetickými, tepelnými, elektronickými spouštěmi nejširšího rozsahu s jmenovité proudy od 63 do 6 300 A a také měřicí transformátory proudu . Komplex umožňuje vytvářet plný sinusový proud začínající od nuly, což je důležité pro testování spínačů pracujících na základě efektivní hodnoty proudu. Má vestavěný přídavný zdroj energie nezbytný pro napájení obvodu elektronické spouště a má také speciální režim „Pre-power“ pro předběžné napájení spouště proudem blízkým jmenovitému.

Dnes je RETOM-30kA jediným komplexem v Rusku, který umožňuje dodávat sinusový proud až 30 000 A s velkým výstupním výkonem 55 000 VA (a spolu s přídavnou jednotkou RET-6kA stejnosměrný proud až 6 000 A), přičemž mobilní a mající relativně malé rozměry.

Alexandrov N.M. a Medyakov E.A.
JE “Dynamika”
Čeboksary
Červenec 2014