Каталог продукции SOCOMEC (Низковольтные сети, сети связи, токи перегрузки)
Низковольтные сети-----------------------D. 4
Сети связи -------------------------------D. 12
СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ
Токи перегрузки --------------------------D. 14
Токи короткого замыкания -----------------D. 20
Прямые и непрямые контакты с электротоком - D. 27
УСТРОЙСТВА
Выключатели-----------------------------D. 34
Спецификации UL и NEMA ------------------D. 40
--------------------------D. 44
---D. 55
Руководство по
---D. 59
эксплуатации
---D. 61
---D. 66
---D. 71
---D. 73
D. 3
Руководство по эксплуатации
Низковольтные сети
Схемы заземления
Схема заземления («нагрузки нейтрали») низковольтной сети
Сеть ТN «Подключенная нейтраль»
обозначается двумя буквами.
Данная схема распределения электроэнергии может использо-
Первая буква означает заземле-
Вторая буква казы-
ваться во всех сетях, где присутствует система отключения при
ние вторичной обмотки
вает на
первой неисправности.
трансформатора
подключение
(в большинстве случаев -
корпуса к заземле-
Установка и эксплуатация такого типа сетей более экономична,
нейтрали).
нию.
однако требует надежной общей защиты цепи.
заземлена
T
T
заземлен
Нейтральный (N) и защитный (PE) проводники могут быть как
изолирована от земли
I
T
заземлен
совмещены (TNC), так и разделены (TNS).
заземлена
T
N
подключен к нейтрали
Схема TNC
Нейтральный и защитный проводник (PEN) ни в коем случае
Схема заземления определяет принципы распределения элек-
нельзя разбивать на секции. Проводники должны иметь сече-
троэнергии, а также обеспечивает защиту от непрямого контакта
ние более 10 мм2 (медные) или более 16 мм2 (алюминиевые), в
с электротоком, автоматически отключая электропитание.
такой сети не должно быть передвижных установок с гибкими
кабелями.
Сеть ТТ «Заземленная нейтраль»
Наиболее часто используется в системах электроснабжения. В
случае возникновения пробоя изоляции все оборудование или
его часть отключаются от электропитания.
Отключение происходит при первом обнаружении неисправно-
сти.
Рабочее оборудование должно быть оснащено мгновенной
дифференциальной защитой.
Дифференциальная защита может быть общей или раздельной,
в зависимости от типа и размера установки.
Такое заземление применяется в бытовых электросетях, в сфере
услуг, в небольших промышленных цехах, в образовательных
учреждениях с учебными мастерскими и т.п.
Рис.2 Схема TNC.
Примечание: для предотвращения циркуляции тока на корпусе,
корпус следует подключать непосредственно к клемме PEN (не
противовключение). См. рис. 3.
Рис. 1. Схема ТТ.
Рис. 3. Правильное подключение PEN.
D. 4
Руководство по эксплуатации
Низковольтные сети
Схемы заземления (продолжение)
Схема ТN «Подключение нейтрали» (продолжение)
Сеть IT: «Изолированная нейтраль»
Схема TNS
Этот тип сети используется в тех случаях, когда отключение от элек-
Сеть TNS может быть установлена перед сетью TNC, однако обрат-
тропитания при первой неисправности может отрицательно повлиять
ная последовательность установки запрещена.
на работу оборудования или безопасность персонала.
Нейтральные проводники TNS обычно секционные, незащищен-
Реализация таких сетей отличается простотой, но они требуют повы-
ные и имеют такое же сечение, как и соответствующие фазовые
шенной квалификации персонала для быстрого вмешательства при
проводники.
обнаружении поврежденной изоляции.
Обязательным является использование ограничителя перенапряжения
для обеспечения возможности отвода в землю напряжения с высо-
ковольтных установок (при поломке понижающего трансформатора
HV/LV, при работе устройства, при попадании молнии и т.д.)
Безопасность персонала обеспечивается следующими мерами:
• соединением и заземлением корпусов;
• отслеживанием первого пробоя изоляции при помощи прибора IMD
(устройство контроля изоляции);
•отключением от электропитания при второй неисправности с исполь-
зованием устройств защиты от перегрузки по току или устройств
дифференциальной защиты.
Такие системы используются, например, в больницах (операционные
залы), в цепях освещения, а также на производствах, для которых
важен непрерывный цикл работы или используется низкий рабочий
ток, значительно уменьшающий опасность возгорания или взрыва.
Рис. 1. Схема TNS.
Рис. 2. Схема IT без распределения нейтрали.
Рис. 3. Схема IT с распределением нейтрали.
D. 5
Руководство по эксплуатации
Низковольтные
сети
Напряжения, перенапряжения
Диапазон напряжения
Сопротивление импульсным напряжениям Uimp
В соответствии со стандартом IEC 364, различают два диапа-
Данный параметр определяет возможность использования
зона низковольтного напряжения (LV).
устройства в условиях аномальных сетевых перенапряжений,
НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Un
ДИАПАЗОН
возникших вследствие:
AC
DC
• попадания молнии в линии электропередач;
ELV - сверхнизкое напряжение
≤ 50В
≤ 120В
• работы устройства в высоковольтных цепях.
LV - низкое напряжение
50 V < Un ≤ 1000В
120В < Un ≤ 1500В
Данная характеристика также определяет диэлектрическое
качество устройства.
Стандартные напряжения AC
Пример: Uimp = 8 кВ (см. табл. A).
• Однофазное: 230В
• Трехфазное: 230В/400В и 400В/690В
• Допустимое отклонение: +6%/-10%
История изменений стандартных напряжений и допусков
ПЕРИОД
НАПРЯЖЕНИЕ
ОТКЛОНЕНИЕ
До 1983
220В / 380В / 660В
±10%
С 1983 до 2003
230В / 400В / 690В
+6%/ -10%
После 2003
230В / 400В / 690В
±10%
Напряжение изоляции Ui
Описывает максимальное рабочее напряжение устройства при
нормальных условиях работы.
Пример: для работы в сетях 230В / 400В, следует использовать
устройство, напряжение изоляции которого равно Ui 400В (см.
Рис. 2. Сопротивление устройства импульсному напряжению Uimp .
рис. 1).
Для работы в сетях 400В / 690В, следует использовать устрой-
Защита от перенапряжения
ство, напряжение изоляции которого равно Ui 690В.
Защита от перенапряжения достигается следующими способами:
• выбором правильного значения Uimp оборудования. В соответ-
ствии со стандартами NF C 15-100 и IEC 60364 существуют 4
категории использования:
- I специально защищенное оборудование: компьютеры, элек-
троника и т.д;
- II устройства-потребители тока: переносные инструменты,
Рис. 1. для работы в сетях 230В /
двигатели и т.д;
400В, следует использовать
- III оборудование, устанавливаемое на распределительных сетях;
устройство, напряжение изоляции
- IV оборудование, устанавливаемое в начале систем.
которого равно Ui 400В.
Таблица A
Диэлектрическое качество (50 Гц)
ТРЕХФАЗНЫЕ
ОДНОФАЗНЫЕ
Диэлектрическое качество определяется величиной перемен-
СЕТИ
СЕТИ
IV
III
II
I
ного напряжения (частотой 50 Гц), которое может выдержать
прибор в течение 1 минуты:
230В/400В
230В
6
4
2.5
1.5
• между фазами;
400В/690В
8
6
4
2.5
• между фазой и землей;
• между разомкнутыми контактами одной фазы.
Этот параметр является ключевым для определения сопро-
тивления перенапряжению в сети. Перенапряжение может
возникнуть, например, вследствие повреждения обмотки пони-
жающего трансформатора, пробоя клемм вследствие
превышения напряжения в высоковольтной сети (HV).
Эффективным способом защиты является подключение
нейтрали трансформатора к земле и использование ограничи-
теля перенапряжения.
Диэлектрические тесты
Для определения качества диэлектрической изоляции прибора
в стандарте IEC 947-3 предусмотрены следующие измерения:
• Сопротивление импульсному напряжению Uimp новых прибо-
ров перед тестированием
(короткие замыкания,
продолжительность и т.д.).
• Проверка электрической прочности диэлектрика после прове-
дения тестирования с приложением напряжения 2хUi .
D. 6
Руководство по эксплуатации
Низковольтные сети
Искажения напряжения в электросети
Провалы и перебои напряжения
Фликкер (колебания амплитуды)
Определение
Определение
Провал напряжения - это уменьшение амплитуды напряжения в
Небольшой фликкер возникает из-за внезапных изменений напря-
течение периода времени от 10 мс до 1 с. Изменение напряже-
жения, вызывая нежелательный эффект. Внезапные изменения
ния выражается в процентах от номинального тока (величина
напряжения могут возникнуть благодаря работе устройств, чья
между 10% и 100%). Провал напряжения 100% называется
потребляемая мощность быстро изменяется: дуговые печи, свароч-
прерыванием электропитания.
ные агрегаты, прокатные станы и т.п.
В зависимости от времени прерывания t, различаются следую-
щие виды прерываний:
• 10 мс < t < 1 с: микро прерывания, например, при быстром
восстановлении питания после временного сбоя и т.п;
• 1 с < t < 1 мин: короткие прерывания из-за срабатывания защит-
ного устройства, при включении оборудования с высоким
пусковым током и т.п;
• 1 мин < t: длительные отключения электропитания, обычно
из-за аварии высоковольтной сети.
Рис. 3. Фликкер.
Пути решения
• ИБП (для небольших нагрузок);
• использование катушек индуктивности или конденсаторных
батарей в цепи нагрузки;
• подключение через специальные понижающие трансформа-
торы (дуговые печи).
Броски напряжения
Рис. 1. Провал напряжения.
Определение
Броски - это очень кратковременные, очень высокие напряже-
ния (до 20 кВ), причинами которых являются:
• удар молнии;
• сбой в работе высоковольтных сетей;
• дуговые разряды в оборудовании;
• включения индуктивной нагрузки;
• включения питания высокоемкостных цепей:
- длинных кабельных сетей;
- использования машин, оснащенных конденсаторами защиты
Рис. 2. Прерывание электропитания.
от паразитных токов.
Последствия падения напряжения и отключения
• размыкание контакторов (провал > 30%);
• потеря синхронизации синхронными двигателями, неста-
бильная работа асинхронных двигателей;
• компьютерные приложения: потеря данных и т.д.;
• нарушение работы газоразрядных ламп (гашение при
возникновении 50% падения на протяжении 50 мс, работа
возобновляется только через несколько минут).
Пути решения
• Вне зависимости от типа нагрузки:
- использование ИБП (источников бесперебойного питания);
Рис. 4. броски напряжения.
- изменение структуры электросетей (см. стр. D.10).
• В зависимости от типа нагрузки:
Броски напряжения вызывают:
– подключение между фазами электромагнитного контактора;
• внезапное срабатывание защитных устройств,
- увеличение инерционности двигателя;
• электромагнитные помехи;
- использование ламп немедленного перезапуска.
• повреждение недостаточно защищенных компонентов (разрыв
изоляции внутри двигателей, повреждение электронных компо-
нентов и т.д.).
Пути решения
Колебания частоты
• Использование материалов в соответствии со стандартом IEC
Появляются в основном вследствие сбоя в работе генератор-
664. Все материалы SOCOMEC изготовлены в соответствии
ного устройства. Пути решения: использование статического
со стандартами IEC 664, предусматривающими сопротивление
преобразователя или ИБП.
импульсным напряжениям (см. стр. D.6)
• Использование ограничителей перенапряжения.
• Правильное заземление понижающих трансформаторных уста-
новок.
D 7
Руководство по эксплуатации
Низковольтные
сети
Искажения напряжения в электросети (продолжение)
Гармоники
Линейные и нелинейные нагрузки
Нагрузка называется линейной, если кривая тока имеет такую
Определение
же форму, как и кривая напряжения:
Токи или напряжения высших гармоник - это «паразитные» токи
или напряжения в питающей электросети. Они искажают форму
волны тока или напряжения и приводят к следующим явлениям:
• увеличение значения действующего тока,
• прохождение тока через нейтраль, превышающего фазный ток,
• работа трансформатора в режиме насыщения,
• помехи в сетях низкого тока,
• внезапное срабатывание защитных устройств и т.д.,
• ошибки в измерениях (ток, напряжение, мощность и т.д.).
Гармонические токи могут возникать вследствие работы тран-
сформаторов тока и электродуговых устройств (дуговых печей,
сварочных аппаратов, флуоресцентных или газоразрядных ламп),
Рис. 4.
но в большинстве случаев их наличие связано со статическими
выпрямителями и преобразователями (силовая электроника).
Если форма кривой тока не совпадает с формой кривой напря-
Такие нагрузки называют нелинейными (см. далее).
жения, то такая нагрузка называется нелинейной:
Гармоники напряжения возникают вследствие прохождения гармо-
нического тока по сетям и сопротивления трансформатора.
Рис. 5.
Нелинейные нагрузки приводят к высоким значениям тока
Рис. 1. Чистый синусоидальный ток.
нейтрали, которые могут значительно превышать значения
фазного тока.
Пик-фактор тока (fp):
Для нелинейных нагрузок искажение тока может быть выра-
жено пик-фактором:
Ιpeak
fp =
Ιrms
Рис. 2. Ток, искаженный гармониками.
Рис. 6. пик-фактор: fp = Ipeak/Irms.
Рис. 3. Напряжение, искаженное гармониками.
Примеры значений fp:
Пути решения
• резистивная нагрузка
• Защита нелинейных нагрузок при помощи ИБП;
(чистая синусоидальная кривая): 2 = 1,414;
• Применение компенсаторов гармоник;
• главный компьютер (сервер): от 2 до 2,5;
• Увеличение сечения проводников;
• рабочая станция на ПК: от 2,5 до 3;
• Завышение номинальной мощности устройств.
• принтер: от 2 до 3.
Эти значения пик-фактора показывают, что кривая тока
может сильно отличаться от чистой синусоиды.
D. 8
Руководство по эксплуатации
Низковольтные сети
Искажения напряжения в электросети (продолжение)
Гармоники
Гармонические токи сети
Ток, циркулирующий в сети, является суммой чистого синусои-
Гармоническое число
дального тока (фундаментального) и определенного количества
Частоты гармоник являются кратными частоте электросети (50 Гц).
гармонических токов в зависимости от типа нагрузки.
Соответствующий множитель называется гармоническим числом.
Пример:
Ток 5-й гармоники имеет частоту 5 x 50 Гц = 250 Гц.
Ток 1-й гармоники называется фундаментальным током.
Табл. A: гармонические токи в сети
ИСТОЧНИК
НОМЕР ГАРМОНИКИ
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
выпрямитель
1 полупериод
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2 полупериод
•
•
•
•
•
•
•
•
•
3 полупериод
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
6 полупериод
•
•
•
•
•
•
12 полупериод
•
•
газоразрядная лампа
•
•
•
•
•
•
•
•
•
дуговая печь
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Пример: газоразрядная лампа производит токи только 3й, 5й, 7й, 9й,
В нейтрали суммируются гармоники с нечетными номерами,
11й, и 13й гармоник. Четные гармоники отсутствует.
кратными 3:
Искажения в измерительных приборах
Ферромагнитные измерительные устройства (амперметры, воль-
2
Ι N3 =
3Ι3
тметры и т.д.) предназначены для измерения параметров синусоиды
ΙNeutral =
Ι
N3
+ Ι2
N9
+ …
Ι N9 =
3Ι9
на заданной частоте (как правило, 50 Гц). Это же относится и к
и т.д.
цифровым устройствам (кроме пробников). При наличии гармони-
Действующие значения токов гармоник I2, I3 и т.д определить
ческих искажений показания данных приборов искажаются (см.
сложно. (Пожалуйста, обращайтесь к нам за консультацией,
пример ниже).
указав тип нагрузки, токовый пик-фактор, мощность нагрузки и
Правильные значения действующего напряжения дают только
напряжение в сети).
приборы, учитывающие искажения сигнала.
Пример:
Определение фазного тока и тока нейтрали в сети с двухполу-
периодным выпрямителем.
• Пик-фактор тока: 2.5
• Нагрузка 180 кВА → эквивалент эффективного значения
тока (50 Гц):
180 кВА
3 x 400В
Расчетные гармоники: Ι2 =
182A
50 Гц
Ι3 =
146A 150 Гц
Ι5 =
96A 250 Гц
Ι7 =
47A 350 Гц
Ι9 =
13A 450 Гц
• Высшими гармониками можно пренебречь в силу их незначи-
Рис. 1. Искажения при измерении.
тельности.
Ток в одной фазе:
Пример (рис. 1): сигнал 1 искажается третьей гармоникой.
Действующее значение тока синусоидальной волны с тем же пико-
вым значением составляет: 100 A / √2 = 70A.
Ιp =
(182)2 + (146)2 + … = 260A
Реальный действующий ток составляет 84A (измеренный при
помощи соответствующего устройства, (см. DIRIS стр. D.55).
Ток в нейтрали:
Расчет действующего (среднеквадратичного) тока
ΙNeutral =
(3 x 146)2 + (3 x 13)2 = 440A
Обычно расчет действующего тока производится только для
Ток в нейтрали превышает фазовый ток. Это следует учитывать
первых 10 - 20
при выборе сечений кабелей и типа оборудования.
значительных гармоник тока.
Действующий фазный ток:
Показатели искажения и гармоник
2
Общий уровень гармонических искажений:
Ιrms = Ι
n
+ Ι2
2
+ Ι2
3
+ … + Ι2
k
2
Ι2+
Ι3+ … Ιk
T =
Ιrms
где In - номинальный ток искажающего устройства;
Во избежание проблем с гармониками, данный показатель не
I2, I3 и т.д. - токи 2-й, 3-й и т.д. гармоник.
должен превышать 5%.
Уровень n-й гармоники: действующий ток n-й гармоники, поде-
ленный на действующий фундаментальный ток. Он должен быть
меньше 3%. Это определение справедливо и для гармоник напря-
жения.
D 9
Руководство по эксплуатации
Низковольтные
сети
Улучшение качества электросети
Допуски по напряжениям, необходимые для нормальной работы
Выбор подходящей системы заземления
электросетей, содержащих нагрузки, чувствительные к иска-
Система IT гарантирует непрерывную работу, предотвращая,
жениям (электронное и компьютерное оборудование и т.п.),
например, размыкание цепи дифференциальной защиты при ее
приведены в таблице:
внезапном срабатывании после броска напряжения.
ПАРАМЕТРЫ СЕТИ
ДОПУСК
Обеспечение избирательности реагирования (селективно-
Статическое напряжение (постоянная нагрузка)
±2%
сти) защитных устройств
Динамическое напряжение (переменная нагрузка)
±10%
Селективность защитных устройств ограничивает аварийное
Частота
±1%
размыкание цепи
(см. стр D.52 - D.54 и D.63).
Общие гармонические искажения
< 5%
Максимальный уровень гармоники
< 3%
Правильное использование заземления сети:
Дисбаланс напряжения (по трем фазам)
< 4%
• заземление сети в соответствии с выполняемыми функциями
Сдвиг по фазе между напряж. фазы и нейтрали
120° ±3°
(компьютерная техника и т.д.);
• каждая сеть имеет цепную связь для достижения макс. экви-
Микро-прерывания
< 10 мс
потенциальности (наименьшее сопротивление между разными
Для достижения этих показателей можно установить альтерна-
точками заземленной сети);
тивный источник питания и/или реализовать определенные
• подключение сетей «звездой», как можно ближе к штырю
меры предосторожности при проектировании электроустановки.
заземления;
• использование кабельных лотков, шахт, труб и металлических
Альтернативные источники электропитания
желобов, подключенных к заземлению в определенных точках.
Различные альтернативные источники питания приведены в
таблице:
ТИП ИСТОЧНИКА
УСТРАНЯЕМОЕ ИСКАЖЕНИЕ
Ротационная установка
• Отключения < 500 мс
(маховик) с питанием от сети
(в соответствии с маховиком)
• провалы напряжения
• изменения частоты
ИБП
Эффективны для устранения
всех искажений, кроме длитель
ных отключений (от 15 мин. до 2
часов в зависимости от установлен
ной нагрузки и мощности ИБП).
Автономная генераторная
Эффективна во всех случаях, но
установка
с прерыванием электропитания
во время переключения из
нормального в аварийный режим
(< 2с с моторизованным
переключателем SIRCOVER)
ИБП + ротационные
Данное решение устраняет все типы
установки
искажений.
Рис. 2.
• отделение нелинейных цепей от чувствительных цепей при
Меры предосторожности для электроустановки
прокладке кабелей в одном лотке;
Изолирование нелинейных нагрузок:
• для достижения эквипотенциальности - частое применение
для заземления шкафов, конструкций и т.п.
• электропитание от отдельного высоковольтного входа (для
больших нагрузок);
• разделение цепей: сбой в одной цепи должен как можно
меньше сказываться на других цепях;
• разделение цепей, включающих в себя нелинейные нагрузки.
Эти цепи должны быть отделены от других цепей на как можно
более высоком уровне низковольтных установок для макси-
мального использования эффекта сопротивления кабеля с
целью уменьшения искажений.
Рис. 3.
Рис. 1.
D. 10
Руководство по эксплуатации
Низковольтные сети
Влияние внешних факторов
Степень защиты (коды IP)
Степень защиты обозначается двумя цифрами и (иногда) допол-
нительной буквой.
Например: IP 55 или IP xx B (x означает любую цифру).
Ниже представлена расшифровка цифр и дополнительных букв:
1-Я ЦИФРА
2-Я ЦИФРА
СТЕПЕНЬ
ЗАЩИТА ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
ЗАЩИТА ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ ЖИДКОСТИ
ДОПОЛНИ-
ЗАЩИТЫ
ТЕЛЬНАЯ
IP
Тесты
IP
Тесты
БУКВА(2)
КРАТКОЕ ОПИСА-
0
Нет защиты
0
Нет защиты
НИЕ
Защита от твердых
Защита от верти-
A
Защита от
частиц более
кально падающих
проникнове-
1
50 мм
1
водных капель
ния кисти руки
(конденсация)
Защита от твердых
Защита от водных
B
Защита от
частиц более
капель, падающих под
проникнове-
2(1)
2
12 мм
углом до 15°
ния пальца
к вертикали
руки
Защита от твердых
Защита от дождева-
C
Защита от
частиц более
ния под углом до 60° к
попадания
3
25 мм
3
вертикали
инструмента
Защита от твердых
Защита от водных
D
Защита от
частиц более
брызг с любого
попадания
4
1 мм
4
направления
провода
Защита от пыли
Защита от водных
(не образующей вред
струй с любого направ-
5
ный осадок)
5
ления
Полная защита от
Защита от сильных
пыли
водных брызг
6
6
Первые две цифры определяются одинаково в
Защита от полного
стандартах NF EN 60 529, IEC 529 и DIN 40 050
погружения
7
Примечания:
(1) Рис. 2 иллюстрирует 2 теста:
• не проникновение сферы диаметром 12,5 мм,
• невозможность введения зонда диаметром 12 мм.
(2) Эта дополнительная буква определяет только доступ к опасным компонентам.
Пример. Устройство имеет отверстие, достаточное для проникновения пальца. Тогда
оно не будет классифицировано как IP 2x. Однако, если компоненты, доступные для
пальца, не являются опасными (нет угрозы поражения электрическим током, ожогов
и т.п.), то устройство будет классифицировано как xx B.
Уровни защиты от механического удара
К коду IP может быть добавлена третья цифра. Эта цифра опре-
деляет степень защиты от механического удара В стандартах
EN 50102, NF C 20015 вместо третьей цифры используется
индекс IK.
Соответствие индексов IP и IK (в зависимости от определяющего стандарта)
энергия удара (J)
0
0.15
0.2
0.225
0.35
0.375
0.5
0.7
1
2
5
6
10
20
3-я цифра кода IP
-
-
-
1
-
2
3
-
-
5
-
7
-
9
индекс IK
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Классификация AG (IEC 60 364)
AG1
AG2
AG3
AG4
D
11
Руководство по эксплуатации
Сети связи
Цифровая связь
Общий обзор
Пример
Сеть связи объединяет определенное количество устройств
Передача информации, полученной посредством измере-
(электрических или компьютерных) с целью обмена информа-
ния: U =230В
цией: команды, измерения и т.п.
• Вариант 1: аналоговая передача.
Установка сети связи позволяет также использовать микро-
Величина 230В эквивалентна току 10 мА (например).
процессорную технологию, которая значительно расширяет
возможности диалога человека с машиной.
•Вариант 2: цифровая передача.
Величина 230В кодируется последовательностью битов, несу-
щих сообщение U = 230В.
В данном примере использована 8-битная кодировка:
Рис. 1.
230В = 00100110.
Определения, касающиеся передачи данных
Аналоговая передача
Передаваемым сигналом служит ток или напряжение.
Пример: соединение 0 - 10В или 4 - 20 мА.
Цифровая передача
Сигнал является двоичным элементом (0 или 1), называемым битом.
Информация кодируется в виде последовательности битов. Каждый
тип цифрового интерфейса имеет свой аналоговый уровень (уровень
напряжения: см. таблицу A) и логику 0 и 1 на входе и выходе.
Последовательный и параллельный интерфейсы передачи данных
При последовательной связи содержащий информацию набор битов
передается по одному и тому же кабелю (последовательно) один
за другим. Для этой связи требуются два кабеля и заземление, или
просто два провода. При параллельной связи каждый бит переда-
ется по разным проводам. Так, для 8-битной кодировки потребуются
как минимум 8 проводов плюс заземление.
Отправка/прием
Передача состоит из отправки и приема, которые могут быть:
• разделены на два отдельных канала (4-кабельный симплексный
интерфейс плюс заземление для RS 485);
• совмещенными в одном канале, по очереди выполняя отправку и
прием в обоих направлениях (2-кабельный полудуплексный интер-
фейс + заземление);
• совмещенными в одном канале, отправка и прием выполняются
одновременно (2-кабельный дуплексный интерфейс).
Битовая скорость передачи данных (Bit rate)
Это количество битов, которое интерфейс может передать за 1
секунду, выражаемое в бодах.
Для рассматриваемых цифровых интерфейсов 1 бод = 1 бит в
секунду.
Канал
Самый простой канал состоит из двух защищенных витых кабелей
(телефонная пара), но возможно также использование коаксиаль-
ных, оптоволоконных кабелей или каналов радиопередачи. Канал
зависит от выбора типа передачи.
Дальность передачи
Дальность передачи данных - это максимальное расстояние между
источником и приемником, обеспечивающее правильную передачу
сигнала.
Рис.2. топология сети.
Пример: для RS 485 дальность 1500 м при скорости 9600 бод.
Таблица A: Сравнение RS232, RS485, RS422.
ШИНА
ТОКОВАЯ ПЕТЛЯ
RS232-C
RS422-A
RS485
Макс. скорость (бод)
9.6 k
19.2 k
10 M
10 M
Число передатчиков
многоточечный
1
1
1
Число приемников
многоточечный
1
10
31
Дальность передачи (м)
3000
15
1500(1)
1500(1)
Напряжение передачи 0
от 0 до 4 мA
от +5до +15 В
от +2 до +6 В
от +5 до +15 В
1
20 мA
от -5 до -15 В
от -2 до -6 В
от -5 до -15 В
Порог приема
0
5 мA
> +3 В
> +0.2 В
> +0.2 В
1
10 мA
< -3 В
< -0.2 В
< -0.2 В
(1)1500 м при скорости 9600 бод.
D. 12
Руководство по эксплуатации
Сети связи
Сети связи (продолжение)
Протоколы
Выбор протокола осуществляется согласно задаче. К много-
численным параметрам, которые необходимо учитывать при
Для взаимодействия нескольких устройств требуется общая
выборе, относятся расстояние между главным и подчиненными
структура и язык: они известны под именем протокола.
элементами, количество устройств в канале связи и электри-
Для каждого типа связи (JBUS/MODBUS, BATIBUS, EIBUS, и т.д.)
ческая сеть. На сегодняшний день есть несколько возможных
существует свой протокол, определяемый соответствующими
решений.
стандартами. Однако, все протоколы подразделяют на 7 уров-
Стандартные решения
ней. Каждый уровень получает элементарную информацию из
нижнего уровня, обрабатывает ее, а затем передает более слож-
• Для не слишком сложных передач сигналов между различ-
ную информацию на уровень выше. Система DIRIS использует
ными входными и выходными устройствами можно
только 1, 2 и 7 уровни.
использовать такие протоколы, как Can или ASI (например:
Уровень 1: физический уровень
связь между однотипными устройствами).
Физический уровень является простейшим уровнем протокола.
• Для передачи данных между одним или несколькими испол-
Он определяет режим передачи, передающую среду (свойства
нительными механизмами или датчиками, с одной стороны, и
кабелей и т.д.) и топологию сети.
компьютерами (ПК) или программируемыми логическими
Уровень 1 (RS 232, RS 485) определяется стандартами IUT
контроллерами (ПЛК), с другой стороны, применяются такие
(International Union of Telecoммunications, Международного союза
протоколы, как INTERBUS-S®, PROFIBUS® или JBUS/MODBUS®
телекоммуникаций).
• Для передачи данных между разными ПК или между ПК и ПЛК
Уровень 2: канальный уровень
все чаще применяется локальная вычислительная сеть ETHER-
Этот уровень контролирует доступ к сети (например, система с
NET с протоколом TCP-IP. В определенных случаях
главным и подчиненными элементами, master/slave), осущест-
исполнительные механизмы подключаются напрямую к Ethernet
вляет адресный контроль (опознавание источника или ресивера)
при помощи специальных интерфейсов.
а также проверяет ошибки передачи данных.
Уровень 3: сетевой уровень
Частные решения
К задачам данного уровня относятся адресация, маршрутиза-
Существуют также особые протоколы, применяемые некото-
ция или производительность системы.
рыми производителями. Последние обычно предлагают шлюзы,
Уровень 4: транспортный уровень
позволяющие преобразовывать эти протоколы в стандартные
Данный уровень обеспечивает прямую связь между передат-
протоколы, например, типа JBUS/MODBUS® .
чиком и приемником, а также контролирует качество связи.
Уровень 5: сеансовый уровень
Контролирует процессы обмена данных и сохранения в памяти.
Уровень 6: представительский уровень
Занимается перекодировкой, форматированием, преобразова-
нием и кодированием данных.
Уровень 7: прикладной уровень
Прикладной уровень является наивысшим информационным
уровнем и обеспечивает связь с пользователем системы
Рис. 1. Пример промышленной сети.
D. 13
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Согласование кабелей и защитных устройств
Определения
Пример
Установка защитных устройств необходима для того, чтобы не На трехфазную сеть 400В подается нагрузка в 150 кВт.
дать току перегрузки попасть в проводники и вызвать повыше- Ib =216A - ток нагрузки,
ние температуры, губительное для изоляции, соединений, клемм
In =250A - номинальный ток предохранителя gG, защищаю-
или окружения проводников (IEC 364).
щего цепь,
При выборе защитного устройства необходимо определить
Iz =298A - максимальный допустимый ток для кабеля
следующие токи:
3 x 95 мм2, соответствующий методу установки и внешним
• Ib: ток, на который рассчитана цепь;
условиям, и определяемый по методике, изложенной на
• Iz: допустимая нагрузка непрерывного тока для кабеля;
следующих страницах,
• In: номинальный ток защитного устройства;
I2 = 400A - ток плавления для предохранителя 250A
• I2: ток, обеспечивающий эффективную работу защитного
(1,6 x 250A = 400A),
устройства.
1,45 Iz = 1,45 x 293 = 425A
На практике I2 принимают равным:
Условия 1 и 2 выполнены:
- току срабатывания автоматических выключателей за опре-
деленное время,
Ib = 216A ≤ In = 250A < Iz = 298A,
- току плавления предохранителей типа gG за определенное
I2 = 400A ≤ 1,45 Iz = 432A.
время.
При защите кабелей должны выполняться два условия:
1: Ib ≤ In ≤ Iz
2: I2 ≤ 1.45 Iz
Рис.1. Согласование кабелей и защитных устройств.
Определение тока I2
Это ток, обеспечивающий эффективную работу защитного устройства:
ТИП ЗАЩИТЫ
ТОК I2
Предохранитель gG (IEC 269-2-1)
Номинальный ток ≤ 4A
2.1 In
4A < номинальный ток <16A
1.9 In
Номинальный ток ≥16A
1.6 In
Промышленный авт. выключатель
1.45 In
DIRIS CP или P/PS
1.15 I0
D. 14
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Определение токов Iz (в соответствии со стандартом IEC 364)
Непрерывный ток - допустимая нагрузка для кабелей
Выбранная площадь поперечного сечения кабеля должна удовле-
творять неравенству:
В таблице A приводится максимальное значение тока Iz для
медных и алюминиевых кабелей разных сечений. Эти величины
Ib
Iz ≥ I’z =
нужно брать с поправкой согласно следующим коэффициентам:
Km x Kn x Kt
• Km: коэффициент метода монтажа (стр. D.16);
• Kn: коэффициент, принимающий во внимание количество Кабели подразделяются на два семейства: PVC и PR
проложенных вместе кабелей;
(см. таблицу, стр. D.22).
• Kt: коэффициент, принимающий во внимание температуру окру- Следующая за буквенным обозначением цифра указывает на
жающего воздуха и тип кабеля.
количество жил кабеля. К серии PR причисляют кабели, изоли-
Коэффициенты Km, Kn, и Kt, определяются в соответствии с кате- рованные эластомерами (резиной, бутилом и т.д.).
гориями кабельной установки: B, C, E, or F (см. стр. D.16 и D.17).
Пример: PVC 3 обозначает кабель категории PVC, имеющий 3/4
Таблица А
нагружаемых жилы (3 фазы или 3 фазы + нейтраль).
Категория
Максимально допустимый ток I2 в проводниках (А)
B
PVC3
PVC2
PR3
PR2
C
PVC3
PVC2
PR3
PR2
E
PVC3
PVC2
PR3
PR2
F
PVC3
PVC2
PR3
PR2
S (мм2), медь
1.5
15.5
17.5
18.5
19.5
22
23
24
26
2.5
21
24
25
27
30
31
33
36
4
28
32
34
36
40
42
45
49
6
36
41
43
48
51
54
58
63
10
50
57
60
63
70
75
80
86
16
68
76
80
85
94
100
107
115
25
89
96
101
112
119
127
138
149
161
35
110
119
126
138
147
158
169
185
200
50
134
144
153
168
179
192
207
225
242
70
171
184
196
213
229
246
268
289
310
95
207
223
238
258
278
298
328
352
377
120
239
259
276
299
322
346
382
410
437
150
299
319
344
371
395
441
473
504
185
341
364
392
424
450
506
542
575
240
403
430
461
500
538
599
641
679
300
464
497
530
576
621
693
741
783
400
656
754
825
940
500
749
868
946
1083
630
855
1005
1088
1254
S (мм2), алюминий
2.5
16.5
18.5
19.5
21
23
24
26
28
4
22
25
26
28
31
32
35
38
6
28
32
33
36
39
42
45
49
10
39
44
46
49
54
58
62
67
16
53
59
61
66
73
77
84
91
25
70
73
78
83
90
97
101
108
121
35
86
90
96
103
112
120
126
135
150
50
104
110
117
125
136
146
154
164
184
70
133
140
150
160
174
187
198
211
237
95
161
170
183
195
211
227
241
257
289
120
188
197
212
226
245
263
280
300
337
150
227
245
261
283
304
324
346
389
185
259
280
298
323
347
371
397
447
240
305
330
352
382
409
439
470
530
300
351
381
406
440
471
508
543
613
400
526
600
663
740
500
610
694
770
856
630
711
808
899
996
D
15
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Определение токов Iz (продолжение)
Коэффициент Km
В соответствии со стандартом IEC 364 (Таблица A):
КАТЕГОРИЯ
МЕТОД МОНТАЖА
Km
(a)
(b)
(c)
(d)
1 В стене с теплоизоляцией
0.77
-
0.70
0.77
2 Видимый монтаж, кабели заделаны в стену или в навесной короб
1
-
0.9
-
B
3 В конструктивных полостях зданий / подвесных потолках
0.95
-
0.865
0.95
4 В кабельных желобах
0.95
0.95
-
0.95
5 В кабельных шахтах,, молдингах, бортиках или плинтусах
-
1
-
0.9
1 Одно - или многожильные кабели, встроенные непосредственно
-
-
-
1
в стену без механической защиты
2 • Кабели с настенным креплением
1
C
-
-
-
• Кабели с креплением к потолку
0.95
3 Кабельные жилы открытого или закрытого монтажа
-
1.21
-
-
4 Кабели, проложенные в неперфорированных кабельных лотках
-
-
-
1
1 - перфорированных кабельных лотках
E
Многожильные
на
2 - скобах, лестницах
или одножильные кабели
-
-
-
1
{
3 - настенных кабельных зажимах
F
4 - подвесные кабели на несущем тросе
(a) Изолированная жила помещена в кабельный канал.
(b) Изолированная жила не помещена в кабельный канал.
(c) Кабель помещен в кабельный канал.
(d) Кабель не помещен в кабельный канал.
Коэффициент Kn
В соответствии со стандартом IEC 364:
Таблица A
КОРРЕКТИРУЮЩИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ Kn
ОБЪЕДИНЕННАЯ ПРОКЛАДКА
КАТЕГОРИЯ
КОЛИЧЕСТВО КАНАЛОВ ИЛИ МНОГОЖИЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ
КАБЕЛЕЙ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
16
20
Встроенные или утопленные
B, C
1.00
0.80
0.70
0.65
0.60
0.55
0.55
0.50
0.50
0.45
0.40
0.40
в стены
Один слой на стенах, полах или
1.00
0.85
0.79
0.75
0.73
0.72
0.72
0.71
0.70
C
неперфорированных стойках
Один слой на потолках
0.95
0.81
0.72
0.68
0.66
0.64
0.63
0.62
0.61
Более, чем для 9
кабелей коррек-
Один слой на горизонтальных
тирующий
перфорированных полках или 1.00
0.88
0.82
0.77
0.75
0.73
0.73
0.72
0.72
коэффициент
вертикальных стойках
E, F
отсутствует
Один слой на кабельных
лестницах, крепежных скобах
1.00
0.88
0.82
0.80
0.80
0.79
0.79
0.78
0.78
и т.д.
При укладке кабелей в несколько слоев, величину Kn нужно
Данные кабели уложены на перфорированной стойке:
умножить на следующий коэффициент:
• 2 трехжильных кабеля (2 канала, a и b),
Таблица В
• 1 группа из трех одножильных кабелей (1 канал, c),
• 1 группа, состоящая из 2 кабельных жил на фазу (2 канала, d),
Кол-во слоев
2
3
4 и 5
от 6 до 8
9 и боее
• 1 трехполюсный кабель, для которого необходимо определить
Коэффициент
0.80
0.73
0.70
0.68
0.66
Kn (1 канал, e).
Итого, число каналов - 6. Способ отношения - способ E (перфо-
Пример
рированная стойка). Kn =0.57.
D. 16
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Определение токов Iz (продолжение)
Метод монтажа
• категория B - 1
• Категория B - 3
• Категория B - 5
• Категории E - 1(1) и F - 1(2)
Изолированные кабель-
Одно или многожиль-
Изолированные
На перфорированных
ные жилы в кабельных
ные кабели в
кабельные жилы в
кабельных лотках или
каналах, заделанных в
конструктивных поло-
молдингах.
стойках, горизонталь-
стену с теплоизоля-
стях зданий.
цией.
ные или вертикальные
Изолированные жилы в
трассы.
Многожильные кабели
конструктивных поло-
в кабельных каналах,
стях зданий.
заделанных в стену с
Изолированные
• Категории E - 2(1) и F - 2(2)
теплоизоляцией.
кабельные жилы,
Одно или многожиль-
одно - и многожильные
- на скобах,
ные кабели в
Изолированные
секционных каналах в
кабели в бороздчатых
кабельные жилы в
конструктивных поло-
бортиках или плинту-
видимых кабельных
стях зданий.
сах.
каналах.
Изолированные жилы в
- на кабельных лестни-
секционных каналах в
цах.
Одно - или многожиль-
конструктивных поло-
ные кабели в видимых
стях зданий.
кабельных каналах.
Одно или многожиль-
Изолированные
ные кабели в
кабельные жилы в
Изолированные
секционных каналах в
кабельных каналах или
кабельные жилы в
конструктивных поло-
одно - и многожильные
видимых коробах.
стях зданий.
кабели во внутренних
Одно - или многожиль-
наличниках.
• Категории E - 3(1) и F - 3(2)
ные кабели в видимых
Изолированные жилы в
коробах.
секционных каналах
На настенных зажимах.
встроенных в конструк-
Изолированные кабель-
цию здания.
ные жилы в кабельных
каналах или одно - и
Одно или многожиль-
многожильные кабели в
IИзолированные
ные кабели в
оконных рамах.
кабельные жилы в
секционных каналах
заделанных в стены
встроенные в конструк-
цию здания.
• Категория C - 1
• Категории E - 4(1) и F - 4(2)
кабельных каналах.
Одно - или многожиль-
Одно или многожиль-
Одно - и многожильные
Одно - и многожильные
ные кабели в
ные кабели:
кабели, заделанные в
кабели, подвешенные
заделанных в стены
- в фальш-потолках;
стены, без дополни-
на опорном тросе, или
кабельных каналах.
- в подвесных потолках.
тельной механической
самоподдерживаю-
защиты.
щиеся кабели.
• категория B - 2
• категория B - 4
(1) многожильные кабели
Одно - и многожильные
Изолированные кабель-
кабели, заделанные в
(2) одножильные кабели
ные жилы; одно- или
Многожильные кабели,
стены, с дополнитель-
многожильные кабели в
заделанные в тепло-
прикрепленных к стене
изолированные стены.
ной механической
желобах:
защитой.
- горизонтальное поло-
жение
• Категория C - 2
Изолированные жилы в
Одно - и многожильные
- вертикальное поло-
кабельных каналах или
кабели с оболочкой или
жение
многожильные кабели в
без оболочки:
закрытых кабельных
- с креплением к стене,
желобах, вертикальная
- с креплением к
Изолированные жилы в
или горизонтальная
потолку.
коструктивных поло-
трасса.
стях зданий
Изолированные жилы в
Одно - и многожильные
кабельных каналах в
• Категория C - 3
кабели в секционных
каналах в коструктив-
вентилируемых кабель-
Открытый монтаж:
ных полостях зданий.
ных желобах.
изолированные кабель-
Изолированные жилы в
ные жилы, уложенные
секционных каналах в
Одно - и многожильные
коструктивных поло-
на изоляторах.
стях зданий.
кабели в открытых или
вентилируемых кабель-
ных желобах.
• Категория C - 4
Одно - и многожильные
Одно - и многожильные
кабели в секционных
каналах в коструктив-
кабели на неперфори-
ных полостях зданий
рованных кабельных
лотках или стойках.
Коэффициент Kf
В соответствии со стандартом IEC 364:
Таблица C
ИЗОЛЯЦИЯ
ИЗОЛЯЦИЯ
ТЕМПЕРАТУРА
ТЕМПЕРАТУРА
СРЕДЫ (° C)
ЭЛАСТОМЕ
ПВХ
Э/П КАУЧУК
СРЕДЫ (° C)
ЭЛАСТОМЕ
ПВХ
Э/П КАУЧУК
(РЕЗИНА)
(РЕЗИНА)
10
1.29
1.22
1.15
50
0.58
0.71
0.82
15
1.22
1.17
1.12
55
-
0.61
0.76
20
1.15
1.12
1.08
60
-
0.50
0.71
25
1.07
1.06
1.04
65
-
-
0.65
35
0.93
0.94
0.96
70
-
-
0.58
40
0.82
0.87
0.91
Пример: Для кабеля с изоляцией из ПВХ, когда температура
45
0.71
0.79
0.87
среды достигает 40° C, имеем Kt = 0,87.
D
17
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Определение токов (продолжение)
Маркировка кабелей
Примеры
Табица A:
Пример 1:
Соответствие старых и новых названий кабелей.
Электропитание подается на трехфазную нагрузку с нейтралью
и номинальным током 80А (следовательно, Ib =80A). Используется
СТАРОЕ НАЗВАНИЕ
НОВОЕ НАЗВАНИЕ
кабель типа U
1000 R2V на перфорированной стойке,
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ)
(ГАРМОНИЗИРОВАННЫЙ СТАНДАРТ)
обслуживающей еще три других цепи при температуре
U 500 VGV
A 05VV - U (o R)
окружающего воздуха 40° C. Какое сечение кабеля нужно выбрать?
Iz должно удовлетворять неравенству:
U 1000 SC 12 N
H 07 RN - F
U 500 SV 0V
A 05 VV - F
Ib
Iz > I’z =
U 500 SV 1V
Km x Kn x Kt
Таблица B. Классификация кабелей.
• Определение I’z
ПРОПИЛЕН-КАУЧУК
ПВХ
- метод монтажа: «E», следовательно, Km =1 (см. таблицу A, стр.
U 1000
R 12 N
FR-N 05
W-U, R
D.17)
- число цепей: 4, следовательно, Kn =0.77 (см. таблицу A, стр. D.16)
U 1000
R2V
FR-N 05
W-AR
- температура окружающего воздуха: 40 °C, следовательно, Kt =0.91
U 1000
RVFV
FR-N 05
VL2V-U, R
(см. таблицу C, стр. D.17).
U 1000
RGPFV
FR-N 05
VL2V-AR
80A
H 07
RN-F
H 07
VVH2-F
Таким образом, I’z =
= 114A
FR-N 07
RN-F
H 07
VVD3H2-F
1 x 0.77 x 0.91
A 07
RN-F
H 05
V V-F
• Определение I’z
FR-N 1
X1X2
H 05
VVH2-F
Кабель U 1000 R2V определяется по классификации PR (см.
FR-N 1
X1G1
FR-N 05
VV5-F
таблицу B). Количество жил кабеля составляет 3. См. таблицу A,
FR-N 1
X1X2Z4X2
FR-N 05
V VC4V5-F
стр. D.55 (колонка PR3, соответствующая категории E). Значение
Iz на разряд больше, чем выбираемая величина I’z, следова-
FR-N 1
X1G1Z4G1
A 05
V V-F
тельно Iz =127A, что соответствует медному кабелю 3 x 25 мм2,
FR-N 07
X4X5-F
A 05
VVH2-F
защищенному предохранителем gG на 100A или алюминиевому
0.6/1
скрученный
кабелю 3 x 35 мм2, защищенному предохранителем gG на 100A.
FR-N 1
XDV-AR, AS, AU
H 05
RN-F
Пример 2:
A 05
RN-F
Регулировочный ток Io для прибора DIRIS CP, защищающего
H 05
RR-F
цепь «3-фазную + нейтраль» цепь определяется при следующих
A 05
RR-F
условиях:
- одножильные медные кабели с изоляцией PR, уложенные на
скобы,
- температура окружающего воздуха: 40° C,
- отсутствие любой другой близко расположенной цепи,
- Ib =450A.
• Определение I’z:
- Метод монтажа: «F», следовательно, Km =1
(см. таблицу A, стр. D.16),
- общее число цепей: 1, следовательно, Kn =1
(см. таблицу A, стр. D. 16),
- температура окружающего воздуха: 40° C, следовательно, Kt
=0,91 (см. таблицу C стр. D.17).
450 A
Таким образом, I’z =
= 494 A
1 x 1 x 0.91
• Определение Iz и Io:
- величина Iz выше, чем I’z: 506A,
- выбранное сечение: 185 мм2.
D. 18
Руководство по эксплуатации
Токи перегрузки
Защита электропроводки от перегрузок при помощи предохранителей
Колонка Iz предоставляет максимально допустимое значение
на стр. D. 18).
тока для каждого поперечного сечения медного и алюминиевого
Следующая цифра является числом нагружаемых жил (PVC3
кабеля согласно стандарту IEC 60 364 и руководству UTE 15-105.
указывает на принадлежность кабеля к классу PVC и наличие
Колонка F предоставляет номинал предохранителя gG, соответ-
3 нагружаемых жил: 3 фазы или 3 фазы + нейтраль).
ствующий данному поперечному сечению и типу кабеля.
Пример:
Категории B, C, E и F соответствуют различным способам
Медный кабель PR3 сечением 25 мм2, смонтированный по кате-
монтажа кабеля (стр. D.18).
гории E, имеет ограничение по току 127A и защищается
Кабели подразделяют на два семейства: PVC и PR (см. таблицу предохранителем gG на 100A.
КАТЕГОРИЯ
ДОПУСТИМЫЙ ТОК (IZ) И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ЗАЩИТНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ (F)
B
PVC3
PVC2
PR3
PR2
C
PVC3
PVC2
PR3
PR2
E
PVC3
PVC2
PR3
PR2
F
PVC3
PVC2
PR3
PR2
S мм2
МЕДНЫЙ
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
Iz
F
1.5
15.5
10
17.5
10
18.5
16
19.5
16
22
16
23
20
24
20
26
20
2.5
21
16
24
20
25
20
27
20
30
25
31
25
33
25
36
32
4
28
25
32
25
34
25
36
32
40
32
42
32
45
40
49
40
6
36
32
41
32
43
40
46
40
51
40
54
50
58
50
63
50
10
50
40
57
50
60
50
63
50
70
63
75
63
80
63
86
63
16
68
50
76
63
80
63
85
63
94
80
100
80
107
80
115
100
25
89
80
96
80
101
80
112
100
119
100
127
100
138
125
149
125
161
125
35
110
100
119
100
126
100
138
125
147
125
158
125
171
125
185
160
200
160
50
134
100
144
125
153
125
168
125
179
160
192
160
207
160
225
200
242
200
70
171
125
184
160
196
160
213
160
229
200
246
200
269
160
289
250
310
250
95
207
160
223
200
238
200
258
200
278
250
298
250
328
250
352
315
377
315
120
239
200
259
200
276
250
299
250
322
250
346
315
382
315
410
315
437
400
150
299
250
319
250
344
315
371
315
399
315
441
400
473
400
504
400
185
341
250
364
315
392
315
424
315
456
400
506
400
542
500
575
500
240
403
315
430
315
461
400
500
400
538
400
599
500
641
500
679
500
300
464
400
497
400
530
400
576
500
621
500
693
630
741
630
783
630
400
656
500
754
630
825
630
840
800
500
749
630
868
800
946
800
1083
1000
630
855
630
1005
800
1088
800
1254
1000
АЛЮМИНИЕВЫЙ
2.5
16.5
10
18.5
10
19.5
16
21
16
23
20
24
20
26
20
28
25
4
22
16
25
20
26
20
28
25
31
25
32
25
35
32
38
32
6
28
20
32
25
33
25
36
32
39
32
42
32
45
40
49
40
10
39
32
44
40
46
40
49
40
54
50
58
50
62
50
67
50
16
53
40
59
50
61
50
66
50
73
63
77
63
84
63
91
80
25
70
63
73
63
78
63
83
63
90
80
97
80
101
80
108
100
121
100
35
86
80
90
80
96
80
103
80
112
100
120
100
126
100
135
125
150
125
50
104
80
110
100
117
100
125
100
136
125
146
125
154
125
164
125
184
160
70
133
100
140
125
150
125
160
125
174
160
187
160
198
160
211
160
237
200
95
161
125
170
125
183
160
195
160
211
160
227
200
241
200
257
200
289
250
120
188
160
197
160
212
160
226
200
245
200
263
250
280
250
300
250
337
250
150
227
200
245
200
261
200
283
250
304
250
324
250
346
315
389
315
185
259
200
280
250
298
250
323
250
347
315
371
315
397
315
447
400
240
305
250
330
250
352
315
382
315
409
315
439
400
470
400
530
400
300
351
315
381
315
406
315
440
400
471
400
508
400
543
500
613
500
400
526
400
600
500
663
500
740
630
500
610
500
694
630
770
630
856
630
630
711
630
808
630
899
800
996
800
D. 19
Руководство по эксплуатации
Ток короткого
замыкания
Определение
Током короткого замыкания называют ток, возникающий вслед-
ствие незначительного сопротивления в месте короткого
замыкания между точками электроприбора, в нормальных усло-
виях обладающих разностью потенциалов.
Можно выделить 3 уровня токов короткого замыкания:
• пиковый ток короткого замыкания (Isc пиковый) соответствует
вершине волны тока, генерирующей повышенные электроди-
намические силы, особенно на уровне шин и контактов или
соединений оборудования,
• действующий ток короткого замыкания (Iscrms): среднеква-
дратичное значение тока повреждения, которое приводит к
перегреву оборудования и проводника, и может повысить
разность потенциалов с заземлением до опасного уровня,
• минимальный ток короткого замыкания (Iscмин.): среднеква-
дратичное значение тока повреждения, устанавливающееся
в цепях с большим импедансом (в длинных проводниках с
уменьшенным сечением и т.д.). Необходимо быстро устранить
данный тип аварии, известный импедансным, всеми надле-
жащими средствами.
Расчет тока Isc для источника
С одним трансформатором
Ток Isc для аккумуляторов
Isc
=15 x Q (открытые свинцово-кислотные аккумуляторы),
Isc =40 x Q (герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы),
Питание
In
Isc rms
Isc =20 x Q (никель-кадмиевые аккумуляторы),
127 / 220 В
S (kVA) x 2.5
Inx20
Q (Ач): емкость в ампер-часах.
220 / 380 В
S (kVA) x 1.5
Inx 20
• Упрощенный расчет в соответствии с мощностью
Ток Isc для генераторных установок
трансформатора
Внутреннее полное сопротивление генератора переменного тока
зависит от его модели. Оно может быть представлено величи-
S
100
нами, выраженными в %:
Isc (A rms) =
x
x k
• Реактивное сопротивление X’d:
U 3
u
- от 15 до 20% для турбогенератора;
S: мощность (ВА),
- от 25 до 35% для явнополюсного генератора переменного тока
U: линейное напряжение (В),
(сверхпереходное реактивное сопротивление незначительно).
u: напряжение короткого замыкания (%),
k: коэффициент, учитывающий входной импеданс (например, 0,8).
• Униполярное сопротивление X’o: может быть принято 6% при
отсутствии более точных данных.
Токи короткого замыкания можно рассчитать следующим образом:
С «n» трансформаторами, подключенными параллельно
«n» - число трансформаторов
P: мощность генератора
• T1; T2; T3 идентичны;
переменного тока (кВА),
Isc3 = k3 xP
• при коротком замыкании в точках A, B или C защитные устрой-
Uo: напряжение между фазой
ства 1, 2 или 3 должны выдерживать ток:
U0 x X’d
и нейтралью,
IscA = (n-1) x Isc
;
X’d: реактивное
• при коротком замыкании в точке D устройство 4 должно выдер-
сопротивление,
Isc2 = 0.86 x Isc3
живать ток:
k3 = 0,37 при макс. Isc3
IscB = n x Isc
k3 = 0,33 при мин. Isc3
k1 P
X’o: униполярное
Isc1 =
сопротивление,
U0 (2X’d + X’0)
k1 = 1.1 при макс. Isc1
k1 = 1.1 при мин. Isc1
Пример: P = 400 кВА; X’d = 30%; X’0 = 6% U0 = 230В.
1.1 x 400
Isc3 max =0.37 x 400 = 2.14 кA; Is
c1 max =
= 2.944 кА;
230 x 30
230 x
[2 x 30+ 6
]
100
100
100
Isc2 max = 1.844 кA.
Слабые токи короткого замыкания, генерируемые генератор-
ными установками, затрудняют обеспечение защиты цепей
обычными средствами. Система DIRIS предлагается компанией
Рис.1. Короткое замыкание с несколькими трансформаторами, соеди-
SOCOMEC как оптимальное решение.
ненными параллельно.
D. 20
Руководство по эксплуатации
Ток короткого замыкания
Расчет тока Isc для низковольтной установки
Общие положения
Метод полного сопротивления
Расчет токов короткого замыкания позволяет определить следующие
Данный метод заключается в сложении всех активных (R) и
характеристики:
реактивных (X) сопротивлений цепи до короткого замыкания
• разрывную мощность защитного устройства,
(см. следующую страницу) и последующем расчете полного
• сечение проводников, позволяющее:
сопротивления (импеданса) Z.
- выдерживать тепловой удар тока при КЗ,
- гарантировать срабатывание устройства защиты от непрямого
контакта с током в течение времени, предусмотренного стандартом
Z
= R2
+ X2
(m )
(m )
(m )
IEC 364.
• обеспечить механическую стойкость опор проводников (электроди-
Данный метод позволяет рассчитывать:
намический удар тока).
• Isc3: трехфазный ток короткого замыкания,
Разрывная мощность защитного устройства определяется на основе
тока Isc, рассчитанного для его клемм.
U0: напряжение между фазой и
Сечение проводника зависит от минимального тока Isc, рассчитываемого
U0
нейтралью (230В в сетях
для клемм потребителя.
Isc3 = 1.1 x
230/400);
Механическая стойкость опор проводника определяется путем вычис-
Z
3
ления пикового тока Isc при максимальном Isc.
Z3: полное сопротивление
трехфазного контура
(см. стр. D. 23).
• Isc2: ток короткого замыкания между двумя фазами,
Isc2 = 0.86 x Isc3
• Isc1: однофазный ток короткого замыкания,
U0: напряжение между фазой и
• Обычный метод
U0
нейтралью
Позволяет рассчитывать минимальный Isc. См. ниже.
Isc1 = 1.1 x
(230 V в сетях 230/400);
• Метод полного сопротивления (импеданса)
Z1
Z1: полное сопротивление
Данный метод заключается в расчете полного сопротивления
однофазного контура
контура Z, в расчет принимается тип источника питания (сеть,
• Пиковый ток Isc .
(см. стр. D. 23).
аккумуляторная батарея, генератор и т.д.). Является довольно
Пиковый ток короткого замыкания Isc пик рассчитывается,
точным методом, который позволяет рассчитывать как мини-
если необходимо знать электродинамическую нагрузку
мальный, так и максимальный ток Isc. При этом, данный метод
(например, для шинных опор):
требует знания параметров отказа цепи (см. стр. D. 23).
• Быстрый метод
Isc cresta
= Isc rms
x
2 x k
Данный метод используется в том случае, если известны пара-
(kA)
(kA)
метры отказа цепи.
Ток короткого замыкания Isc определяется для одной точки сети,
k: коэффициент асимметрии, представленный ниже.
в которой известны предшествующий ток Isc, а также длина и
сечение предшествующего участка (см. стр. D.24). Используя
данный метод, можно рассчитать только максимальное значе-
ние тока Isc.
Обычный метод
Данный метод позволяет рассчитать минимальное значение Isc
в конечной точке установки, не питающейся от генератора.
0.8 U x S
Isc = A x
2 ρ L
U: напряжение между фазами, В;
L: длина проводки, м;
S: сечение проводника, мм2;
ρ=
0,028 мОм для медных кабелей с защитными предохранителями,
0,044 мОм.. для алюминиевых кабелей с защитными предохранителями,
0,023 мОмм для медных кабелей защищенных размыкателями цепи,
0,037 mО.m для алюминиевых кабелей защищенных размыкателями
цепи;
Рис. 1.
A = 1 для цепей с нейтралью (сечение нейтрали = сечению фазного
провода),
Примечание. Величина R/X, приведенная на графике, исполь-
1,73 для цепей без нейтрали,
зуется более часто.
0,67 для цепей с нейтралью (сечение нейтрали =1/2 сечения фазного
k = 1 для симметричного тока короткого замыкания (cosφ=1).
провода).
Для кабелей сечением 150 мм2 и более в расчет должна приниматься
реактивность, это делается путем разделения значения Isc на:
- 150 мм2: 1,15,
- 185 мм2: 1,2,
- 240 мм2: 1,25,
– 300 мм2: 1,3.
D
21
Руководство по эксплуатации
Ток короткого
замыкания
Расчет тока Isc для низковольтной установки
Метод полного сопротивления (продолжение)
Определение величин «R» и «X» для электросети R = Активное сопротивление X = реактивное сопротивление
• Приведенная таблица представляет значения R и X для разных
Для вычисления полного сопротивления контура необходимо
участков цепи вплоть до точки короткого замыкания.
раздельно суммировать величины R и X (см. пример на стр. D.23).
Схема
Величины R и X
В начале сети
Значения «R» и «X» на входе понижающего трансформатора (400В) в зависимости от мощно-
сти короткого замыкания сети (Psc, МВА).
MВА
сеть
R (м )
X (м )
500
> 63 kV
0.04
0.35
250
> 24 кВ поблизости от электростанций
0.07
0.7
125
> 24 кВ на отдалении от электростанций
0.14
1.4
Если известна мощность короткого замыкания (Psc),напряжение
холостого хода Uo (400В перем. или 230В перем., 50 Гц), имеем:
3.3 x U02
R
= 0.1 x X
X
(mΩ) =
(mΩ)
(m )
P
cc kVA
Масляные трансформаторы с вторичными обмотками 400В
Значения «R» и «X» в зависимости от мощности трансформатора.
P (кВA)
50
100
160
200
250
400
630
1000
1250
1600
2000
2500
Isc3 (кA)
1.80
3.60
5.76
7.20
9.00
14.43
22.68
24.01
30.03
38.44
48.04
60.07
R (mΩ)
43.7
21.9
13.7
10.9
8.7
5.5
3.5
3.3
2.6
2.0
1.6
1.31
X (mΩ)
134
67
41.9
33.5
26.8
16.8
10.6
10.0
8.0
6.3
5.0
4.01
Проводники
ρxI(m)
mΩ x мм2
R
(m ) =
с
ρ =
S
(мм2)
m
RESISTIVITY ρ [10-6 mΩ.m]
макс. Isc
мин. Isc
Предохранители
Защита
выключателем
Медь
18.51
28
23
Алюминий
29.4
44
37
X
(mΩ) = 0.08 x I(m) (трехжильные кабели)(1)
X
(mΩ) = 0.13 x I(m) (одножильные кабели)(1)
X
(mΩ) = 0.09 x I(m) (отдельные кабельные жилы)(1)
X
(mΩ) = 0.15 x I(m) (шины)(1)
(1) медь и алюминий.
Защитное устройство в замкнутом положении
R = 0 и X = 0.15 mΩ
D. 22
Руководство по эксплуатации
Ток короткого замыкания
Расчет тока Isc для низковольтной установки (продолжение)
Метод полного сопротивления (продолжение)
Расчет тока Isc (продолжение)
ρ медь = 18.51
ρ алюминий = 29.4
ФАЗЫ
НЕЙТРАЛЬ
ЗАЩИТА
Uo = 230В
R
X
R
X
R
X
Сеть:
250 MVA
R = 0.07 mΩ
X = 0.7 mΩ
0.07
0.7
Трансформатор
R = 3.5 mΩ
X = 10.6 mΩ
3.5
10.6
da 630 кВA
Кабель: алюминиевый
Ph: I = 10 м
Ph: R =
29.4 x 10
= 0.306 mΩ
X =0.13 x 10 = 0.325 mΩ
0.306
0.325
4 x 240 мм
240 x 4
4
N:
I = 10 м
29.4 x 10
N: R =
= 0.612 mΩ
X =0.13 x 10 = 0.65 mΩ
0.612
0.65
2 x 240 мм
240 x 2
2
PE: I = 12 м
29.4 x 12
PE: R =
= 1.47 mΩ
X = 0.13 x 12 = 1.56 mΩ
1.47
1.56
1 x 240 м
240
Защитное устройство
(защита трансформатора)
X = 0.15 mΩ
0.15
Промежуточная сумма: «вход» уровня TGBT
3.87
11.77
0.612
0.65
1.47
1.56
Медные
шины I = 3 м
Ph:
2 x 100 x 5
18.51 x 3
Ph: R =
= 0.055 mΩ X = 0.15 x 3 = 0.45 mΩ
0.055
0.45
2 x 100 x 5
N:
1 x 100 x 5
18.51 x 3
N: R =
= 0.11 mΩ X = 0.15 x 3 = 0.45 mΩ
0.11
0.45
1 x 100 x 5
PE:
1 x 40 x 5
18.51 x 3
PE: R =
= 0.277 mΩ X = 0.15 x 3 = 0.45 mΩ
0.277
0.45
40 x 5
Итого на уровне шин:
3.925
12.22
0.722
1.1
1.75
2.01
На входе TGBT
На шинном входе
• Полное сопротивление трехфазного контура:
• Полное сопротивление трехфазного контура:
Z3 = Rph2 + Xph2 =
(3.87)2 + (11.77)2 = 12.39 mΩ
Z3 = Rph2 x Xph2 =
(3.925)2 + (12.22)2 = 12.8mΩ
1.1 x 230 V
1.1 x 230В
Isc3 макс. =
= 20.5 кA
I’sc3 макс. =
= 19.8 кA
12.39 mΩ
12.8 mΩ
Isc2 макс. = 0.86 x 20.5 kA = 17.6 кA
I’sc2 макс. = 0.86 x 19.8 kA = 17 кA
• Полное сопротивление однофазного контура:
R = 3.925 = 0.32 в соответствии с рис. 1 стр. D.21, k = 1.4
X
12.22
Z1 =
(Rph + Rn)2 + (Xph + Xn)2
I’sc3 peak = 19.8 x
2 x 1.4 = 39.2 kA
Z1 =
(3.87 + 0.612)2 + (11.77 + 0.65)2 = 13.2 mΩ
Ic1
= 1.1 x 230В = 19.2 кA
Это пиковое значение 39.7 кA необходимо для определения
13.2 mΩ
динамического сопротивления шин и части оборудования.
• Полное сопротивление однофазного контура.
Z1 = (Rph + Rn)2 + (Xph + Xn)2 = (3.925 + 0.722)2 + (12.22 +1.1)2 = 14.1 mΩ
I’sc1
= 1.1 x 230 V = 18 kA
14.1 mΩ
Пример вычисления минимального Isc
Вычисление минимального Isc аналогично предыдущему расчету,
• Полное сопротивление однофазного контура фаза/защита:
если заменить удельное сопротивление меди и алюминия на:
ρ медь = 28 ρ алю. = 44
Z1 =
(4.11 + 2.62)2 + (12.22 +1.1)2 = 14.92mΩ
230В
230В
• Полное сопротивление однофазного контура фаза/нейтраль:
Isc1 мин. =
= 16 кA
Isc1 мин. =
= 15.4 кA
14.3 mΩ
14.92 mΩ
Z1 =
(4.11 +1.085)2 + (12.22 +1.1)2 = 14.3mΩ
D
23
Руководство по эксплуатации
Ток короткого
замыкания
Расчет тока Isc для низковольтной установки
Быстрый метод
Этот быстрый, хотя и приблизительный, метод позволяет определить
значением длины электропроводки. Двигаясь по вертикальному
ток короткого замыкания Isc в некоторой точке сети, зная ток Isc в
столбцу вниз (для меди) или вверх (для алюминия) до части 2
предшествующей точке сети, а также длину предшествующего кабеля
таблицы, остановитесь на строке, соответствующей значению
и секционных соединений. Данные таблицы действительны для сетей
тока Isc для предшествующего участка цепи. Величина в месте
с межфазным напряжением 400В (с нейтралью или без нее).
пересечения является требуемым значением Isc.
Поступаем следующим образом. В первой (для медных провод-
Пример: Isc предшествующего участка =20кA, система соединений:
ников) или третьей (для алюминиевых проводников) части таблицы
3 x 35 мм2 (медь), длина 17 м. В строке со значением 35 мм2, длина
выберите строку со значением сечения фазного провода. В гори-
проводника, меньшая меньше 17 м, составляет 15 м. Точка пере-
зонтальной строке таблицы найдите значение, находящееся под
сечения колонки с 15м и строки с 20 кА дает Isc =11 kA.
Сечение фазного провода (мм2)
Длина электропроводки (м)
Медь
1.5
1.3
1.8
2.6
3.6
5.1
7.3
10.3
15
21
2.5
1.1
1.5
2.1
3.0
4.3
6.1
8.6
12
17
24
34
4
1.7
1.9
2.6
3.7
5.3
7.4
10.5
15
21
30
42
6
1.4
2.0
2.8
4.0
5.6
7.9
11.2
16
22
32
45
63
10
2.1
3.0
4.3
6.1
8.6
12.1
17
24
34
48
68
97
137
16
1.7
2.4
3.4
4.8
6.8
9.7
14
19
27
39
55
77
110
155
219
25
1.3
1.9
2.7
3.8
5.4
7.6
10.7
15
21
30
43
61
86
121
171
242
342
35
1.9
2.6
3.7
5.3
7.5
10.6
15
21
30
42
60
85
120
170
240
339
479
50
1.8
2.5
3.6
5.1
7.2
10.2
14
20
29
41
58
81
115
163
230
325
460
70
2.6
3.7
5.3
7.5
10.6
15
21
30
42
60
85
120
170
240
339
95
2.5
3.6
5.1
7.2
10.2
14
20
29
41
58
81
115
163
230
325
460
120
1.6
2.3
3.2
4.5
6.4
9.1
13
18
26
36
51
73
103
145
205
291
411
150
1.2
1.7
2.5
3.5
4.9
7.0
9.9
14
20
28
39
56
79
112
158
223
316
447
185
1.5
2.1
2.9
4.1
5.8
8.2
11.7
16
23
33
47
66
93
132
187
264
373
528
240
1.8
2.6
3.6
5.1
7.3
10.3
15
21
29
41
58
82
116
164
232
329
465
658
300
2.2
3.1
4.4
6.2
8.7
12.3
17
25
35
49
70
99
140
198
279
395
559
2 x 120
2.3
3.2
4.5
6.4
9.1
12.8
18
26
36
51
73
103
145
205
291
411
581
2 x 150
2.5
3.5
4.9
7.0
9.9
14.0
20
28
39
56
79
112
158
223
316
447
632
2 x 185
2.9
4.1
5.8
8.2
11.7
16.5
23
33
47
66
93
132
187
264
373
528
747
3 x 120
3.4
4.8
6.8
9.6
13.6
19
27
39
54
77
109
154
218
308
436
616
3 x 150
3.7
5.2
7.4
10.5
14.8
21
30
42
59
84
118
168
237
335
474
670
3 x 185
4.4
6.2
8.8
12.4
17.5
25
35
49
70
99
140
198
280
396
560
Isc предшествующего участка (кA)
Isc в выбранной точке (кA)
Isc
100
93.5
91.1
87.9
83.7
78.4
71.9
64.4
56.1
47.5
39.01
31.2
24.2
18.5
13.8
10.2
7.4
5.4
3.8
2.8
2.0
1.4
1.0
90
82.7
82.7
80.1
76.5
72.1
66.6
60.1
52.8
45.1
37.4
30.1
23.6
18.1
13.6
10.1
7.3
5.3
3.8
2.7
2.0
1.4
1.0
80
74.2
74.2
72.0
69.2
65.5
61.0
55.5
49.2
42.5
35.6
28.9
22.9
17.6
13.3
9.9
7.3
5.3
3.8
2.7
2.0
1.4
1.0
70
65.5
65.5
63.8
61.6
58.7
55.0
50.5
45.3
39.5
33.4
27.5
22.0
17.1
13.0
9.7
7.2
5.2
3.8
2.7
1.9
1.4
1.0
60
56.7
56.7
55.4
53.7
51.5
48.6
45.1
40.9
36.1
31.0
25.8
20.9
16.4
12.6
9.5
7.1
5.2
3.8
2.7
1.9
1.4
1.0
50
47.7
47.7
46.8
45.6
43.9
41.8
39.2
36.0
32.2
28.1
23.8
19.5
15.6
12.1
9.2
6.9
5.1
3.7
2.7
1.9
1.4
1.0
40
38.5
38.5
37.9
37.1
36.0
34.6
32.8
30.5
27.7
24.6
21.2
17.8
14.5
11.4
8.8
6.7
5.0
3.6
2.6
1.9
1.4
1.0
35
33.8
33.8
33.4
32.8
31.9
30.8
29.3
27.5
25.2
22.6
19.7
16.7
13.7
11.0
8.5
6.5
4.9
3.6
2.6
1.9
1.4
1.0
30
29.1
29.1
28.8
28.3
27.7
26.9
25.7
24.3
22.5
20.4
18.0
15.5
12.9
10.4
8.2
6.3
4.8
3.5
2.6
1.9
1.4
1.0
25
24.4
24.4
24.2
23.8
23.4
22.8
22.0
20.9
19.6
18.0
161
14.0
11.9
9.8
7.8
6.1
4.6
3.4
2.5
1.9
1.3
1.0
20
19.6
19.6
19.5
19.2
19.0
18.6
18.0
17.3
16.4
15.2
13.9
12.3
10.6
8.9
7.2
5.7
4.4
3.3
2.5
1.8
1.3
1.0
15
14.8
14.8
14.7
14.6
14.4
14.2
13.9
13.4
12.9
12.2
11.3
10.2
9.0
7.7
6.4
5.2
4.1
3.2
2.4
1.8
1.3
0.9
10
9.9
9.9
9.9
9.8
9.7
9.6
9.5
9.3
9.0
8.6
8.2
7.6
6.9
6.2
5.3
4.4
3.6
2.9
2.2
1.7
1.2
0.9
7
7.0
7.0
6.9
6.9
6.9
6.8
6.7
6.6
6.5
6.3
6.1
5.7
5.3
4.9
4.3
3.7
3.1
2.5
2.0
1.6
1.2
0.9
5
5.0
5.0
5.0
5.0
4.9
4.9
4.9
4.8
4.7
4.6
4.5
4.3
4.1
3.8
3.5
3.1
2.7
2.2
1.8
1.4
1.1
0.8
4
4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
3.9
3.9
3.9
3.8
3.8
3.7
3.6
3.4
3.2
3.0
2.7
2.3
2.0
1.7
1.3
1.0
0.8
3
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
2.9
2.9
2.9
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.2
2.0
1.7
1.5
1.2
1.0
0.8
2
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
1.9
1.9
1.9
1.8
1.8
1.7
1.6
1.5
1.3
1.2
1.0
0.8
0.7
1
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0.9
0.9
0.9
0.8
0.38
0.7
0.7
0.6
0.5
Сечение фазного проводника (мм2)
Длина электропроводки (м)
Алюминий
2.5
1.3
1.9
2.7
3.8
5.4
7.6
10.8
15
22
4
1.1
1.5
2.2
3.0
4.3
6.1
8.6
12
17
24
34
6
1.6
1.7
2.5
3.5
4.9
7.0
9.9
14
20
28
40
10
1.5
2.1
2.9
4.1
5.8
8.2
11.6
16
23
33
47
66
16
2.2
3.0
4.3
6.1
8.6
12
17
24
34
49
69
98
138
25
1.7
2.4
3.4
4.8
6.7
9.5
13
19
27
38
54
76
108
152
216
35
1.7
2.4
3.3
4.7
6.7
9.4
13
19
27
38
53
75
107
151
213
302
50
1.6
2.3
3.2
4.5
6.4
9.0
13
18
26
36
51
72
102
145
205
290
410
70
2.4
3.3
4.7
6.7
9.4
13
19
27
38
53
75
107
151
213
302
427
95
2.3
3.2
4.5
6.4
9.0
13
18
26
36
51
72
102
145
205
290
410
120
2.9
4.0
5.7
8.1
11.4
16
23
32
46
65
91
129
183
259
366
150
3.1
4.4
6.2
8.8
12
18
25
35
50
70
99
141
199
281
398
185
2.6
3.7
5.2
7.3
10.4
15
21
29
42
59
83
117
166
235
332
470
240
1.6
2.3
3.2
4.6
6.5
9.1
13
18
26
37
52
73
103
146
207
293
414
300
1.4
1.9
2.7
3.9
5.5
7.8
11.0
16
22
31
44
62
88
124
176
249
352
497
2 X 120
1.4
2.0
2.9
4.0
5.7
8.1
11.4
16
23
32
46
65
91
129
183
259
366
517
2 X 150
1.6
2.2
3.1
4.4
6.2
8.8
12
18
25
35
50
70
99
141
199
281
398
2 X 185
1.8
2.6
3.7
5.2
7.3
10.4
15
21
29
42
59
83
117
166
235
332
470
2 X 240
2.3
3.2
4.6
6.5
9.1
12.9
18
26
37
52
73
103
146
207
293
414
585
3 X 120
2.1
3.0
4.3
6.1
8.6
12.1
17
24
34
48
69
97
137
194
274
388
549
3 X 150
2.3
3.3
4.7
6.6
9.3
13.2
19
26
37
53
75
105
149
211
298
422
596
3 X 185
2.8
3.9
5.5
7.8
11.0
15.6
22
31
44
62
88
125
176
249
352
498
705
3 X 240
3.4
4.8
6.9
9.7
13.7
19
27
39
55
78
110
155
219
310
439
621
D. 24
Руководство по эксплуатации
Ток короткого замыкания
Защита систем электропроводки
Токи короткого замыкания приводят к повышению температуры
Изолированные проводники (продолжение)
проводников. Во избежание повреждения или разрушения изоля-
Таблица B. Константа k (IEC 60364)
ции кабеля
(которое, в свою очередь, может привести к
Проводники
неисправности) или опор для шин, необходимо использовать провод-
ИЗОЛЯЦИЯ
ники со следующими указанными минимальными размерами сечений.
Медь
АЛЮМИНИЙ
Провода под напряжением
Резина
115
76
Шины
или защитные провода
Бутил-каучук
143
94
Термическое воздействие короткого замыкания на шины вызвано
которые являются частью
повышением температуры проводника. Данное повышение темпе-
Защитные провода, кото-
Резина
143
95
ратуры должно быть совместимо с характеристиками опор для
рые являются частью
шин.
Бутил-каучук
176
116
системы электропро-
Пример: для опоры шин SOCOMEC (с температурой шины в
водки
Без изол.(1)
159(1)
138(2)
105(1)
91(2)
80 °C до короткого замыкания).
1) Помещение без риска возникновения пожара;
2) Помещение с риском возникновения пожара.
Isc (кA)
S мин. (мм2) = 1000 x
x t (s)
Чтобы не заниматься вычислениями, пожалуйста, обратитесь к
70
таблице A, в которой приведен коэффициент, на который необ-
ходимо умножить ток короткого замыкания, чтобы получить
S min.: минимальное значение поперечного сечения фазы,
величину минимального поперечного сечения.
Isc: действующий ток короткого замыкания,
t: время выключения для защитного устройства.
Section mini. (мм2) = ksc x Isc mini.(kA)
См. также расчеты для шины на стр. D.73.
Пример:
Для медного провода с изоляцией ПВХ, защищенного при помощи
Изолированные проводники
DIRIS CP настроенного на ts =100 мс, минимальный ток
Минимальное значение поперечного сечения устанавливают
Isc =22 кА. Это дает ksc =2,75 для проводов под напряжением в
следующим образом:
таблице A. Для активных проводников минимальное сечение:
S =2.75 x 22 =60 мм2 Следует выбрать сечение 70 мм2.
Isc (кA)
Для такого же алюминиевого проводника минимальное
S мин. (мм2) = 1000 x
x t (s)
поперечное сечение должно составлять 60 мм2 x 1,5 =90 мм2
k
Максимальная длина проводника
Isc: минимальный действующий ток короткого замыкания (кА) (стр. D.20),
После определения минимальной длины проводника необходимо
t: время срабатывания защитного устройства (сек.),
убедиться, что время срабатывания защитного устройства, уста-
k: константа, характеризующая тип изоляции (см. таблицу B).
новленного на входе, соответствует максимальной допустимой
температуре для проводников.
Для этого минимальный ток короткого замыкания должен быть
достаточным для того, чтобы сработало защитное устройство.
Таблица B. Коэффициент ksc (IEC 60364)
Длина проводника должна находится в пределах, указанных в
таблицах A и B (стр. D.26).
ДЛЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 1 КA
МИНИМАЛЬНОЕ ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧ.
МИНИМАЛЬНОЕ ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ
МЕДНОГО ПРОВОДНИКА ПОД НАПРЯЖ.
МЕДНОГО ЗАЩИТНОГО ПРОВОДНИКА
ВРЕМЯ
ИЗОЛЯЦИЯ
ПРОПИЛЕНОВЫЙ
ПРОВОДНИКИ В СОСТАВЕ
ПРОВОДНИКИ В СОСТАВЕ
ОТКЛЮЧЕНИЯ
ПВХ
ЭТИЛЕНПРОПИЛЕН.
ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ
ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ
В м/сек
КАУЧУК
ПВХ
ПОЛИПР. КАУЧУК
ПВХ
ПОЛИПР. КАУЧУК
БЕЗ ИЗОЛЯЦИИ
5
0.62
0.50
0.62
0.50
0.50
0.40
0.45
10
0.87
0.70
0.87
0.70
0.70
0.57
0.63
15
1.06
0.86
1.06
0.86
0.86
0.70
0.77
25
1.37
1.10
1.37
1.10
1.10
0.89
0.99
35
1.63
1.31
1.63
1.31
1.31
1.06
1.18
50
1.94
1.58
1.94
1.56
1.56
1.27
1.40
60
2.13
1.72
2.13
1.72
1.72
1.40
1.54
75
2.38
1.89
2.38
1.89
1.89
1.54
1.72
100
2.75
2.21
2.75
2.21
2.21
1.79
1.99
125
3.07
2.47
3.07
2.47
2.47
2.00
2.22
150
3.37
2.71
3.37
2.71
2.71
2.20
2.44
175
3.64
2.93
3.64
2.93
2.93
2.38
2.63
200
3.89
3.13
3.89
3.13
3.13
2.54
2.81
250
4.35
3.50
4.35
3.50
3.50
2.84
3.15
300
4.76
3.83
4.76
3.83
3.83
3.11
3.44
400
5.50
4.42
5.50
4.42
4.42
3.59
3.98
500
6.15
4.95
6.15
4.95
4.95
4.02
4.45
1000
8.70
6.99
8.70
6.99
6.99
5.68
6.29
Для алюминиевых проводников необходимо умножить указанные в таблице значения на 1,5.
D
25
Руководство по эксплуатации
Ток короткого
замыкания
Защита электропроводки предохранителями
Максимальная длина
• медные проводники.
проводников, защищенных предохранителями
Данные таблицы действительны для любого типа изоляции кабеля
(ПВХ, пропиленовый и этиленпропиленовый каучук).
В таблицах A и B указана максимальная длина для следующих
Если даны два значения, первое относится к кабелям ПВХ, а второе
условий:
- к кабелям с пропиленовым и этиленпропиленовым каучуком.
• трехфазная цепь 230/400В,
Для трехфазных сетей напряжением 230В /400В с распределен-
• минимальный ток короткого замыкания,
ной нейтралью или для однофазных сетей 230В длину нужно
• для контактного провода сечение нейтрали = сечение фазного
умножить на соответствующий коэффициент из таблицы С.
провода,
Для алюминиевого кабеля: умножить длину из таблицы на 0.41.
Таблица A. Максимальные длины кабелей, защищенных предохранителями gG (м).
HP C
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
S (мм2)
1.5
82
59/61
38/47
18/22
13/16
6/7
2.5
102
82
49/56
35/43
16/20
12/15
5/7
4
131
89
76
42/52
31/39
14/17
8/10
4/5
6
134
113
78
67/74
31/39
18/23
10/12
7/9
10
189
129
112
74
51/57
27/34
19/24
9/12
7/9
3/4
16
179
119
91
67
49/56
24/30
18/23
9/11
5/7
3/4
25
186
143
104
88
59/61
45/53
22/27
13/16
7/9
4/5
35
200
146
123
86
75
43/52
25/36
14/18
8/11
4/5
50
198
167
117
101
71
45/74
26/33
16/22
8/11
5/7
70
246
172
150
104
80
57/60
34/42
17/22
11/14
95
233
203
141
109
82
62
32/40
20/25
9/11
120
256
179
137
103
80
51/57
32/40
14/18
150
272
190
145
110
85
61
42/48
20/24
185
220
169
127
98
70
56
27/34
240
205
155
119
85
68
43/46
Таблица В. Максимальные длины кабелей, защищенных предохранителями aM (м).
HP C
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
S (мм2)
1.5
28/33
19/23
13/15
8/10
6/7
2.5
67
47/54
32/38
20/24
14/16
9/11
6/7
4
108
86
69
47/54
32/38
22/25
14/17
9/11
6/7
6
161
129
104
81
65/66
45/52
29/34
19/23
13/15
9/10
6/7
10
135
108
88
68
47/54
32/38
21/25
14/16
9/11
6/7
16
140
109
86
69
49/55
32/38
21/25
14/17
9/11
25
135
108
86
67
47/54
32/38
21/25
14/16
9/11
35
151
121
94
75
58/60
38/45
25/30
17/20
11/13
7/9
50
128
102
82
65
43/51
29/36
19/24
13/15
8/10
70
151
121
96
75
58/60
38/45
25/30
17/20
11/13
95
205
164
130
102
82
65
43/51
29/34
19/23
120
164
129
104
82
65
44/52
29/35
150
138
110
88
69
55
37/44
185
128
102
80
64
51
240
123
97
78
62
Таблица C. Корректирующие коэффициенты для других сетей.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТ
Сечение нейтрали = 0,5 x сеч. фазного провода
0.67(1)
Цепь без нейтрали
1.73
(1) Расчет в таблице указан с использованием сечения фазного провода.
D. 26
Прямые и непрямые
контакты с электротоком
Защита от прямого контакта
Определение
Использование сверхнизкого напряжения
Прямой контакт - это контакт человека с активными
Применение сверхнизкого напряжения (см. определение на стр.
компонентами (фаза, нейтраль), находящимися под напряжением
D.6) обеспечивает защиту как от прямого, так и от непрямого
(шины, клеммы и т.п.), который приводит к поражению
контакта.
электрическим током.
Различают следующие типы ELV:
• SELV
Security Extra-Low Voltage - безопасное сверхнизкое напряже-
ние. Должно обладать следующими характеристиками:
- вырабатывается определенными источниками, такими как
защитные трансформаторы, инвертеры, аккумуляторы, гене-
раторные установки и т.п.;
- является абсолютно независимым от элементов, подверженных
разнице потенциалов (заземление другой установки, другая
цепь и т.д.).
• PELV
Protection Extra-Low Voltage - защитное сверхнизкое напряже-
ние. Идентично SELV, однако имеет подключенное заземление
для обеспечения работы устройств (электроника, вычисли-
тельные устройства и т.д.). Использование PELV имеет некоторые
ограничения в использовании по сравнению с SELV. Они касаются
защиты от непрямого контакта.
• FELV
Functional Extra-Low Voltage - функциональное сверхнизкое напря-
жение. Относится ко всем другим применениям ELV.
Не обеспечивает защиту от прямого и непрямого контакта.
Рис. 1. Прямой контакт с электротоком.
Меры предупреждения
Дополнительная защита от прямого контакта
Защита от прямого контакта достигается применением следую-
Вне зависимости от нагрузки нейтрали обеспечивется защита
щих мер:
от прямого контакта, в частности, путем использования высо-
• расположение проводников в недоступных местах, отделяя их
кочувствительного устройства остаточного дифференциального
защитными устройствами или помещая их вне досягаемости;
тока RCD 30 (≤ мА).
• изолирование проводников, находящихся под напряжением,
Стандарты IEC 60 364 и IEC 60364 требуют, в частности, исполь-
зования таких устройств в следующих случаях:
• использование барьеров и защитных корпусов: минимальный
• цепи, питающие 32 штепсельные розетки ≤ A,
уровень защиты корпуса для компонентов, находящихся под
• временные установки, мобильные установки,
напряжением, должен соответствовать IP 2x или xxB .
• установки, смонтированные на рабочих площадках,
Вскрытие корпуса должно производиться только одним из
• ванные комнаты, бассейны,
следующих способов:
• дома-фургоны, прогулочные катера,
- с помощью ключа или другого инструмента,
• системы энергоснабжения транспорта,
- после отключения активных компонентов,
• сельскохозяйственные и садоводческие учреждения,
- если внутри ограждения есть второй барьер со степенью
• нагревательные кабели или покрытия, встроенные в стены
защиты IP > 2x или xxB (см. определение IP на стр. D.11),
или полы зданий.
• с использованием устройства остаточного дифференциаль-
Эти дополнительные средства защиты теряют свою эффек-
ного тока 30 мА. Данная мера является приемлемой
тивность в соответствии со стандартом IEC 60479 в следующих
дополнительной мерой защиты в случае отказа другого защит-
случаях: риск контакта с напряжением, достигающим 500В; риск
ного механизма,
прохождения через тело человека опасного тока мощностью
• использование сверхнизкого напряжения.
более 500 мА.
D
27
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямого контакта с электротоком
Защита с автоматическим отключением питания
Определение
Защита от непрямого контакта, реализовываемая с автомати-
Непрямой контакт - это контакт человека с проводниками,
ческим отключением от источника питания, состоит в
возникновение напряжения в которых является случайным и
отключении от электропитания цепей или материалов, в которых
возникает вследствие неполадок с изоляцией.
произошел пробой изоляции между силовой частью и корпусом.
Защита от непрямого контакта может быть реализована:
Для предотвращения опасных последствий для персонала,
• без автоматического отключения от источника питания,
контактирующего с неисправной изоляцией, контактное напря-
жение Uc ограничивается предельным значением UL.
• с автоматическим отключением от источника питания.
Это предельное значение определяется, принимая во внима-
ние:
• допустимый для человеческого организма ток IL ,
• время протекания тока (см. рис.1 на стр. D.30),
• режим заземления установки,
• характеристики установки.
ПРЕДПОЛАГАЕМОЕ
МАКСИМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ
КОНТАКТНОЕ НАПРЯЖ.
ДЛЯ ЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА (СЕК)
(В)
UL = 50В
25
5
50
5
75
0.60
90
0.45
110
-
120
0.34
150
0.27
220
0.17
230
-
280
0.12
350
0.08
500
0.04
Рис. 1. Непрямой контакт.
Отключение данной установки производится по-разному в зави-
симости от режима нейтрали.
Защита без автоматического отключения питания
Стандарт IEC 364 предусматривает максимальное время отклю-
Защита от непрямого контакта без автоматического отключения
чения устройства в нормальных (UL = 50В) и влажных
питания может обеспечиваться с помощью:
(UL = 25В) условиях,
• использования ELV (сверхнизкого напряжения) (см. стр. D.27),
(UL - это максимальное напряжение при контакте, которое
может выдерживать человек без опасности для здоровья, см.
• разделения корпусов таким образом, чтобы не допустить однов-
таблицу выше).
ременного контакта с двумя корпусами,
• двойной или усиленной изоляции (класс II),
• эквипотенциального соединения всех одновременно доступ-
ных корпусов без их заземления,
• гальванической изоляции (с помощью трансформатора, приме-
нимо к цепям <500В).
Рис. 2. Предельное значение контактного напряжения UL.
D. 28
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямого контакта с электротоком (продолжение)
Защита с автоматическим отключением питания
• Режимы TN и IT
(продолжение)
Введение:
Если сеть не защищена дифференциальным устройством, то
• Режим TT
необходимо обеспечить правильное соответствие между
При использовании режима заземления нейтрали TT защита
защитным устройством и выбранным проводником.
осуществляется дифференциальными устройствами. В этом
В самом деле, если полное сопротивление проводника слишком
случае сечение и длина проводника во внимание не принимаются.
высоко, то существует риск воздействия ограниченного тока
Убедитесь, что цепь заземления соответствует следующей
повреждения на защитное устройство в течение более
длительного периода времени, чем предусмотрено стандартом
формуле:
IEC 364.
Как следствие, итоговый ток может представлять собой
UL
UL: предельное напряжение;
опасность при контакте.
RT <
IΔn: ток настройки
Для ограничения полного сопротивления контура, следует
IΔn
дифференциального
ограничивать длину проводника для данной секции.
устройства.
Пример: при возникновении неисправности контактное
напряжение должно быть ограничено пределом
UL = 50В.
Дифференциальное устройство настроено на
IΔn = 500 мА = 0,5A.
Сопротивление заземления не должно превышать:
50В
RT maxi =
= 100 Ω
0.5A
Рис. 2. Ток повреждения для системы TN.
Рис. 1. Ток повреждения для системы ТТ.
Рис. 3. Ток повреждениядля системы IT.
Примечание: защита от превышения тока эффективна только
в случае глухого короткого замыкания.
Дифференциальные устройства RESYS или DLRD 470, исполь-
зуемые в качестве приборов предварительного оповещения,
являются эффективным способом предотвращения падения
полного сопротивления и сдерживания опасных напряжений.
D
29
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямых контактов (продолжение)
Защита с автоматическим отключением питания (продолжение)
• Режимы TN и IT (продолжение)
Максимальное время срабатывания
Максимальная длина проводника
Во избежание попадания в зоны 3 и 4 (см. рис. ниже), стандарт
Методом приблизительного расчета можно определить предель-
IEC 364 определяет максимальное время срабатывания в
ную длину проводника, применимую для установок, оснащенных
соответствии с электрической сетью и пределом напряжения:
трансформатором «звезда-треугольник» или «зигзаг».
• 50В для сухих помещений,
• 25 В для влажных помещений, жилых помещений, животно-
водческих построек и т.п.
L (m) = K Uo xS
Табл. A. Максимальное время срабатывания защитного устрой-
(1 + m) Id
ства, сек.
НАГРУЗКА
TN
IT БЕЗ
IT С
Uo: напряжение между фазой и нейтралью
НОМИН.
НЕЙТРАЛИ
НЕЙТРАЛЬЮ
НАПРЯЖ.
UL
50
50
50
(230В в сети 230/400),
S: сечение фазового проводника (мм2) для систем TN и IT без
230/400
0.4
0.4
0.8
нейтрали.
400/690
0.2
0.2
0.4
m =S/Spe Spe: сечение провода PE или PEN,
Особые случаи
Id:
ток повреждения (A).
Для системы TN время срабатывания может быть больше значе-
Защита с помощью предохранителей: значение тока,
ний, указанных в табл. А (однако в любом случае менее 5 сек.)
достигаемое за время плавления, равно времени
в следующих случаях:
размыкания защитного устройства (максимальные
• цепь не является оконечной и не питает мобильных или порта-
значения длины представлены в табл. B на стр. D.26).
тивных нагрузок,
K: переменная, зависящая от режима нагрузки нейтрали
• цепь не питает оборудование или токовые разъемы,
и проводника (см. табл. B).
• выполняется одно из следующих двух условий:
- основное эквипотенциальное соединение дублируется иден-
Таблица B. Значения переменной K.
тичным эквипотенциальным соединением,
- сопротивление защитного проводника Rpe соответствует
СХЕМА
TN
IT
формуле:
ПРОВОДНИК
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
С НЕЙТРАЛЬЮ
медный
34.7
30
17.3
50
Rpe <
x (Rpe + Za)
алюминиевый
21.6
18.7
11
U
o
Для кабелей с сечением менее 120 мм2 реактивным сопротив-
лением можно пренебречь. В противном случае, сопротивление
U0: напряжение сети между фазой и нейтралью;
должно быть увеличено на :
Za: полное сопротивление, включая источник и запитанный проводник
• 15% для сечения 150 мм2,
вплоть до точки неисправности.
• 20% для сечения 185 мм2,
• 25% для сечения 240 мм2,
• 30% для сечения 300 мм2.
Если сечение кабеля больше, чем указанные выше значения,
то для точного расчета полного сопротивления следует исполь-
зовать коэффициент X=0,08 мОм/м.
Действие электрического тока на организм человека
Ток, протекающий через тело человека, путем патофизиоло-
Зоны от -1 до -4 соответствуют разным уровням воздействия на
гического воздействия оказывает влияние на функции
человека:
кровообращения и дыхания и может привести к летальному
AC/DC-1: невосприятие,
исходу или серьезным ожогам (при высоких значениях тока).
AC/DC-2: восприятие,
AC/DC-3: обратимое воздействие, мышечные сокращения,
AC/DC-4: возможно необратимое воздействие.
D. 30
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямого контакта с помощью предохранителей
Максимальная длина проводников, защищаемых
Таблица A. Корректировочный коэффициент.
предохранителями
сеть IT без нейтрали
0.86
Длина проводников, защищаемых от непрямого контакта, должна
IT сеть IT с нейтралью
0.5
быть ограничена.
сечение для нейтрали=1/2 сечения для фазы
0.67
В табл. B и C приведены значения максимальной длины медных
проводников. Они были определены для следующих условий:
алюминиевый проводник
0.625
• сеть 230В/ 400В,
• режим нейтрали TN,
• максимальное контактное напряжение UL = 50В.
Для других случаев, значения, приведенные в таблицах B и C,
должны быть скорректированы на коэффициент A.
Таблица B. Максимальная длина (в метрах) проводников, защищенных предохранителями gG.
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
S (мм2)
1.5
53
40
32
22
18
13
11
7
8
4
3
2.5
88
66
53
36
31
21
18
12
9
7
6
4
4
141
106
85
58
49
33
29
19
15
11
9
6
6
4
6
212
159
127
87
73
50
43
29
22
16
14
10
8
6
4
10
353
265
212
145
122
84
72
48
37
28
23
16
14
10
7
6
4
16
566
424
339
231
196
134
116
77
59
43
36
25
22
15
12
9
7
5
4
25
884
663
530
361
306
209
181
120
92
67
57
40
35
24
18
14
11
8
6
4
35
928
742
506
428
293
253
169
129
94
80
56
48
34
26
20
15
11
9
6
50
687
581
398
343
229
176
128
108
76
66
46
35
27
20
15
12
8
70
856
586
506
337
259
189
159
11
97
67
52
39
30
22
17
11
95
795
687
458
351
256
216
151
131
92
70
53
41
29
23
16
120
868
578
444
323
273
191
166
116
89
67
62
37
23
20
150
615
472
343
290
203
178
123
94
71
54
39
31
21
185
714
547
399
336
235
205
145
110
82
64
46
36
24
240
666
485
409
286
249
173
133
100
77
55
44
29
300
566
477
334
290
202
155
117
90
65
51
34
Табл. C. Максимальная длина (в метрах) проводников, защищенных предохранителями aM.
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
S (мм2)
1.5
28
23
18
14
11
9
7
6
5
4
2.5
47
38
30
24
19
15
12
9
8
6
5
4
75
60
48
38
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
6
113
90
72
57
45
36
29
23
18
14
11
9
7
6
5
4
10
188
151
121
94
75
60
48
38
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
16
301
241
193
151
121
96
77
60
48
39
30
24
19
15
12
10
8
6
5
4
25
470
377
302
236
188
151
120
94
75
60
47
38
30
24
19
16
12
9
8
6
35
658
527
422
330
264
211
167
132
105
84
66
53
42
33
26
21
17
13
11
8
50
891
714
572
447
357
285
227
179
144
115
90
72
57
46
36
29
23
18
14
11
70
845
660
527
422
335
264
211
169
132
105
84
67
53
42
33
26
21
17
95
895
716
572
454
358
286
229
179
143
115
91
72
57
45
36
29
23
120
904
723
574
462
362
289
226
181
145
115
90
72
57
45
36
29
150
794
630
496
397
317
248
198
159
126
99
79
63
50
40
32
185
744
586
469
375
293
234
188
149
117
94
74
59
47
38
240
730
584
467
365
292
234
185
146
117
93
73
58
47
300
702
562
439
351
281
223
175
140
11
88
70
56
Пример:
Цепь состоит из медного кабеля 3 x 6 мм2 и защищена
• если кабель алюминиевый, максимальная длина составляет:
предохранителем 40A gG. Длина не должна быть более 73 м
0,625 x 73 м = 45,6 м,
для обеспечения гарантии защиты от непрямого контакта для
• для сетей IT с нейтралью и алюминиевым кабелем длина
сети TN 230В / 400В.
составляет: 0,625 x 0,6 x 73 м = 22,8 м.
D
31
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямого контакта с помощью дифференциального реле
Режим TT
Защита от непрямого контакта при подключении групп
При данном режиме заземления дифференциальное реле является
корпусов к независимым заземлениям
практически единственным способом защиты от непрямого контакта.
При режиме заземления нейтрали TT так же, как и при режиме
Например, для предотвращения контакта с напряжением свыше
IT, если корпуса электрооборудования подключены к раздель-
50В ток IΔn должен соответствовать формуле:
ным заземлениям на выходе одного и того же источника питания,
каждая группа корпусов должна быть защищена индивидуаль-
ным защитным устройством.
Rp: сопротивление
50
IΔn ≤
заземления в Ω.
Rp
Если установка заземления особенно затруднена, и значения
сопротивления превышают сотни Ом (возвышения, засушли-
вые места и т.д.), выходом из ситуации является установка
высокочувствительных устройств.
Режим TNS
При данном режиме заземления ток повреждения эквивалентен току
короткого замыкания между фазой и нейтралью. Последний устраняется
с помощью соответствующих устройств (предохранители, размыкатели
и т.д.) в течение промежутка времени, достаточного для защиты от
непрямого контакта. Если невозможно достичь требуемого времени
срабатывания (слишком большая длина проводки, и, следовательно,
недостаточное минимальное значение Isc, слишком большое время
реакции защитного устройства и т.п.), необходимо комбинировать защиту
от превышения тока с установкой дифференциальной защиты. Такой
Высокочувствительная защита и разъемы
вариант позволяет обеспечить защиту от непрямого контакта при прак-
для подключения компьютерного оборудования
тически любой длине проводников.
Ток утечки компьютерного оборудования может быть довольно
высоким, что представляет опасность для использования высо-
кочувствительного дифференциального устройства.
В соответствии с предложением Министерства труда и Указом от
08/01/92, устанавливаются требуемые защитные меры для
предотвращения прямого контакта; розетки ≤ 32A, питающие
стационарное или полустационарное оборудование класса I,
которое не требует отключения питания при неисправности
изоляции в соответствии с сервисными требованиями, могут не
оснащаться высокочувствительными устройствами.
Руководитель организации самостоятельно принимает решение
Режим IT
о целесообразности такой установки. Эти специальные розетки,
Обычно не требуется использование размыкателя сети при первой
не оснащенные высокочувствительной защитой , должны быть
неисправности. Опасное контактное напряжение может возникнуть
помечены во избежание их использования для других целей.
при второй неисправности, либо в том случае, когда корпуса подклю-
чены к несвязанным или удаленным друг от друга заземлителям
(или же если доступные одновременно корпуса подключены к одному
заземлению, полное сопротивление защитной цепи которого слиш-
ком высоко).
Исходя из этих соображений, для системы IT использование диффе-
ренциального устройства является обязательным:
• для устройств или установок, защитные сети или корпуса кото-
рых подключены к несвязанным заземлениям,
• для условий, описанных для нагрузки TNS (отключение при втором
сбое не обеспечивается защитой от превышения тока, что недо-
пустимо для данных условий безопасности).
D. 32
Руководство по эксплуатации
Прямые и непрямые
контакты
Защита от непрямого контакта с помощью дифференциального реле (продолжение)
Определения
Таблица A. Максимальный перепад напряжения в соответствии
Падение напряжения - это разница в напряжении между началь-
с IEC 60 364.
ной точкой устройства и точкой подключения потребителя.
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ
ДРУГИЕ
Для обеспечения корректной работы потребителя, стандарты
ПРИБОРЫ
ПОТРЕБИТЕЛИ
IEC 60 364 и IEC 364 определяют максимальное падение напря-
жения (см. табл. A).
Низковольтное питание для
сетей общего пользования
•однофазные цепи
6%
10%
• трехфазные цепи
3%
5%
HV/LV питание
• однофазные цепи
12%
16%
•трехфазные цепи
6%
8%
Расчет падения напряжения для кабеля длиной L
Δu = Ku x I (Амперы) x L (км)
Таблица B. Значения Ku.
СЕЧЕНИЕ
ПОСТ.
МНОГОЖИЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
ОДНОЖИЛЬНЫЙ СТЫКОВАННЫЙ КАБЕЛЬ
ОТДЕЛЬНЫЕ ОДНОЖИЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
КАБЕЛЯ,
ТОК
ИЛИ ТРЕХЛИСТНЫЕ ОДНОЖИЛЬНЫЕ
В ПЛОСКОЙ УКЛАДКЕ
ММ2
cos 0.3
cos 0.5
cos 0.8
cos 0.3
cos 0.5
cos 0.8
cos 0.3
cos 0.5
cos 0.8
1.5
30.67
4.68
7.74
12.31
4.69
7.74
12.32
4.72
7.78
12.34
2.5
18.40
2.84
4.67
7.41
85
4.68
7.41
2.88
4.71
7.44
4
11.50
1.80
2.94
4.65
1.81
2.95
4.65
1.85
2.99
4.68
6
7.67
1.23
1.99
3.11
1.24
1.99
3.12
1.27
2.03
3.14
10
4.60
0.77
1.22
1.89
0.78
1.23
1.89
0.81
1.26
1.92
16
2.88
0.51
0.79
1.20
0.52
0.80
1.20
0.55
0.83
1.23
25
1.84
0.35
0.53
0.78
0.36
0.54
0.78
0.40
0.57
0.81
35
1.31
0.27
0.40
0.57
0.28
0.41
0.58
0.32
0.44
0.60
50
0.92
0.21
0.30
0.42
0.22
0.31
0.42
0.26
0.34
0.45
70
0.66
0.17
0.23
0.31
0.18
0.24
0.32
0.22
0.28
0.34
95
0.48
0.15
0.19
0.24
0.16
0.20
0.25
0.20
0.23
0.27
120
0.38
0.13
0.17
0.20
0.14
0.17
0.21
0.18
0.21
0.23
150
0.31
0.12
0.15
0.17
0.13
0.15
0.18
0.17
0.19
0.20
185
0.25
0.11
0.13
0.15
0.12
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
240
0.19
0.10
0.12
0.12
0.11
0.13
0.13
0.15
0.16
0.15
300
0.15
0.10
0.11
0.11
0.11
0.12
0.12
0.15
0.15
0.14
400
0.12
0.09
0.10
0.09
0.10
0.11
0.10
0.14
0.14
0.12
Однофазные цепи: значения умножаются на 2.
Пример
Двигатель 132 кВт потребляет ток 233A напряжением 400В.
Питание производится с помощью 3 x 150 мм2 медных
одножильных кабелей длиной 200 м (0,2 км).
• При нормальных рабочих условиях,
Δu = 0,18 x 233 x 0,2 = 8,4 В или 2,1% от 400В.
• При оперативном запуске
Id = 5 In = 5 x 233 A = 1165A;
Ku = 0,13;
Δu = 0,13 x 1165 x 0,2 = 20,3 В или 7,6% от 400В.
Сечение кабеля достаточно для удовлетворения требованию
по максимальному падению напряжения по стандарту
IEC 60 364.
Примечание: данный расчет справедлив, если на 1 фазу
приходится 1 кабель.
Если на фазу приходится n кабелей, разделите падение
напряжение на значение n.
D
33
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Стандарты IEC 947 -1 и IEC 947 -3
Определения
Функции
Выключатель (IEC 947 -3 и 2.1)
Разделение контактов
Механическое разъединительное устройство, предназначен-
В соответствии со стандартом для механических коммутационных устройств
ное для:
IEC 947 -3 или IEC 364 -5 -537 все разъединительные устройства должны
• включения, проведения и отключения тока в нормальных
обеспечивать надлежащее разделение контактов.
условиях работы цепи (а), возможно наличие особых усло-
Проверка способности к разделению контактов в соответствии со стандар-
вий работы при перегрузке;
том IEC 947 -3 выполняется с помощью трех тестов:
• проведения тока в аномальных условиях работы цепи -
• тест изоляции определяет сопротивление искровому пробою (Uimp: импуль-
например при коротком замыкании определенной длитель-
сное напряжение) в зависимости от зазора между контактами (Обычно
ности (выключатель может иметь возможность создавать
Uimp = 8 кВ при Ue = 400/690В);
ток короткого замыкания, но не имеет возможности отклю-
• измерение тока утечки (Ip) определяет сопротивление изоляции в разо-
чать его).
мкнутом положении в частной зависимости длины пути тока утечки. При
(a) Под нормальными условиями обычно понимается исполь-
110% от Ue, Ip < 0,5 мА (новые устройства) и Ip < 6 мА (устройства на стадии
зование оборудования при температуре окружающей среды
завершения рабочего цикла);
40° C на протяжении 8 часов.
• проверка прочности исполнительного механизма и указателя положения
проводится для проверки «механической» надежности указания положения.
Разъединитель (IEC 947 -3 и 2.2)
Устройство фиксируется в положении «I» и на исполнительный механизм
«Механическое коммутационное устройство, которое в откры-
подается усилие, в три раза превышающее стандартное рабочее усилие.
том состоянии отвечает требованиям к изоляции. Данное
Во время проведения теста, устройство не должно иметь возможности
устройство может проводить ток как в нормальных условиях
фиксации в положении «O», а устройство не должно оставаться в этом поло-
работы цепи, так и в аномальных на протяжении определен-
жении после проведения теста. Данный тест не является обязательным в
ного промежутка времени.
том случае, если размыкание/замыкание контактов отображается другими
Разъединитель предназначен для коммутации без нагрузки.
средствами, например с помощью механического индикатора, за счет прямой
видимости контактов и т.д.
Третий тест определяет соответствие принципу «полностью видимого»
разрыва цепи, что требуется в соответствии с Указом от 14 ноября 1988 года
для обеспечения функции изоляции в низковольтных системах класса В
Выключатель-разъединитель (IEC 947 -3 § 2.3)
(500В < U ≤ 1000В переменного и 750В < U ≤ 1500В постоянного напряже-
Выключатель, который в открытом положении соответствует
ния).
определенным требованиям к выключателям-разъедини-
Последняя характеристика требуется в соответствии со стандартом NF C
телям.
15-100, за исключением устройств SELV или PELV (U ≤ 50В переменного или
120В постоянного напряжения).
Размыкание под нагрузкой и при перегрузке
Обеспечивается с помощью устройств, выполняющих функцию включения и
Выключатель-разъединитель с предохр. (IEC 947 -3 § 2.9)
отключения в нормальных условиях и в условиях перегрузки. По результа-
Выключатель-разъединитель, в одном или нескольких контак-
там тестов определяется способность устройств подключать и отключать
тах которого присутствует последовательно подключенный
определенные нагрузки. Здесь могут присутствовать большие токи перегрузки
предохранитель.
при низком значении cos
(запуск двигателя или заблокированный ротор).
Тип нагрузки или режим нагрузки определяют категорию режима нагрузки
устройства.
Размыкающее действие в случае короткого замыкания
УСТР-ВО
Выключатель не предназначен для размыкания при возникновении тока КЗ.
ДЕЙСТВИЯ
Однако его динамическая устойчивость должна быть достаточной для пропу-
скания тока КЗ до момента срабатывания соответствующего защитного
Включение
(1)
(1)
(1)
устройства.
В случае наличия предохранителя на выключателе, цепь при КЗ размыкается
Проведение
с помощью предохранителя (см. гл. «Предохранители», стр. D.44), что дает
хорошие возможности ограничения высоких токов КЗ.
Отключение
(2)
(1) Не включено в стандарт.
(2) С помощью предохранителя.
Нормальный ток.
Ток перегрузки.
Ток короткого замыкания.
D. 34
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Стандарты IEC 947 -1 и IEC 947 -3 (продолжение)
Характеристики
Условия и категория применения в соответствии со стандартом IEC 947 -3
Таблица A.
КАТЕГОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ПРИМЕНЕНИЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
AC
DC
AC20
DC20
Замыкание и размыкание без нагрузки.
Разъединитель(1).
AC21
DC21
Резистивные нагрузки и небольшие пере-
Выключатели, устанавливаемые на входе для резистив-
грузки.
ных цепей (нагрев, освещение кроме газоразрядных ламп
и т.д.).
AC22
DC22
Индуктивные и резистивные смешанные
Выключатели, устанавливаемые на вторичных цепях или
нагрузки, в т.ч. небольшие перегрузки.
в реактивных цепях (конденсаторные батареи, разрядные
лампы, шунтовые двигатели и т.д.).
AC23
DC23
Двигатели или другие высокоиндуктивные
Включение питания одного или нескольких двигателей или
нагрузки.
индуктивных цепей (электротранспортеры, тормозные
магниты, двигатели с последовательным возбуждением и т.д.).
(1) Сейчас такие устройства заменяются размыкающими переключателями из соображений повышения безопасности.
Отключающая и включающая способность
Электрическая и механическая долговечность
В отличии от размыкателей цепи, для которых данные характеристики пока-
Данный стандарт устанавливает минимальное количество электрических
зывали бы размыкающие характеристики или характеристики КЗ (что,
(при полной нагрузке) и механических (без нагрузки) рабочих циклов, которые
вероятно, приводило бы к необходимости замены оборудования), отклю-
должны выполнять устройства. Эти характеристики показывают теорети-
чающая и включающая способность выключателей показывает максимально
ческий срок эксплуатации, во время которого устройства должны сохранять
возможные значения в категории их использования. В таких экстремальных
свои характеристики, в частности, сопротивляемость к утечке тока и повы-
условиях эксплуатации выключатель должен сохранять свои характеристики,
шению температуры.
в частности стойкость к утечке тока и повышению температуры.
Данные характеристики зависят от режима использования и номинала устрой-
ства. В соответствии с предполагаемым режимом использования, выделяют
Таблица B.
две дополнительных категории применения:
Кол-во
Включение
Отключение
рабочих
• категория A: частая коммутация (вблизи к нагрузке);
циклов
• категория B: нечастая коммутация (в начале установки или системы элек-
Ι/Ie
cos ϕ
Ι/Ie
cos ϕ
тропроводки).
AC 21
1.5
0.95
1.5
0.95
5
Таблица C.
AC 22
3
0.65
3
0.65
5
AC 23 Ie ≤ 100 A
10
0.45
8
0.45
5
Ie (A)
≤ 100
≤ 315
≤ 630
≤ 2500
> 2500
Ie > 100 A
10
0.35
8
0.35
3
Кол-во циклов в час
120
120
60
20
10
L/R (мс)
L/R (мс)
Количество срабатываний, кат. A
DC 21
1.5
1
1.5
1
5
Без тока
8500
7000
4000
2500
1500
DC 22
4
2.5
4
2.5
5
С током
1500
1000
1000
500
500
DC 23
4
15
4
15
5
Итого
10000
8000
5000
3000
2000
Количество срабатываний, кат. B
без тока
1700
1400
800
500
300
с током
300
200
200
100
100
Итого
2000
1600
1000
600
400
Рабочий ток Ie
Рабочий ток определяется с помощью тестов на выносливость (как механи-
ческую, так и электрическую) и тестов на включающую, а также
отключающую способность.
Характеристики кратковременного тока
• сопротивляемость кратковременному току (Icw): Допустимый действующий
ток rms на протяжении 1 сек.;
• отключающая способность (Icm): пиковое значение тока, который может
выдержать устройство во время К.З.;
• условный ток КЗ: действующий ток, который может выдержать устройство
в случае использования совместно с защитным устройством, ограничи-
вающим как ток, так и его продолжительность;
• динамическая сопротивляемость: пиковый ток, который выдерживает
устройство в замкнутом положении.
Характеристика, определяемая данным стандартом - это сопротивляемость
кратковременному току (Icw), из которой выводится минимальная динамиче-
ская сопротивляемость. Она определяет ток, который выключатель может
выдержать без плавления.
Рис. 1. Отключающая и включающая способность.
D
35
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Стандарты установки IEC 60364 и IEC 60204
Отключение
Аварийное отключение
Данная функция предназначена для обеспечения полного или частичного
Данная функция обеспечивает отключение от клемм цепи. Целью этой
отключения устройства в целях обеспечения безопасности. Функция отклю-
функции является отключение нагрузок во избежание опасности возгора-
чения подразумевает следующие действия:
ния, ожогов или поражения электротоком. Это подразумевает возможность
• отключение всех проводников, находящихся под напряжением;
быстрого доступа к отключаемому устройству, равно как и его идентифика-
ции. Быстрота доступа зависит от планировки места установки устройства,
• гарантированное отключение без нагрузки, в том случае, если присут-
рабочего оборудования и наличия персонала.
ствуют дополнительные меры (например, вспомогательный контакт «не
включать при нагрузке» и т.д.), которые обеспечивают возможность избе-
Функция аварийного отключения подразумевает следующие действия:
жать отключения рабочего тока при полной нагрузке. Для повышения
• возможность отключения под нагрузкой;
безопасности может использоваться коммутационное устройство, способ-
• обесточивание всех проводников под напряжением.
ное разрывать цепь под нагрузкой или изолировать ее;
• разделение контактов.
Отключение для проведения
Аварийная остановка
технического обслуживания механических узлов
Отличается от аварийного отключения тем, что учитывает риски, связанные
с движущимися частями машины.
Данная функция предназначена для отключения устройства с целью прове-
Аварийная остановка подразумевает следующие действия:
дения техобслуживания без риска получения физического повреждения,
• возможность отключения под нагрузкой;
либо же для более длительных отключений.
• обесточивание всех проводников под напряжением;
Устройства должны быть легко идентифицируемыми и использоваться в
соответствии со своим предназначением.
• возможность сохранения напряжения, используемого, например, для
торможения движущихся частей.
Функция отключения устройства с целью проведения техобслуживания подра-
зумевает следующие действия:
• Возможность отключения под нагрузкой. Поскольку персонал, выпол-
няющий обслуживание, не обязательно состоит только из
квалифицированных электриков, должна быть обеспечена возможность
Функциональное отключение
разрыва цепи без предварительного снятия нагрузки или проверки кате-
гории применения устройства;
На практике, при эксплуатации электрической установки должна присут-
• Разделение контактов. Обеспечивает невозможность случайного вклю-
ствовать возможность локального воздействия без отключения всей
чения устройства.
установки.
Такую же функцию может выполнять локальный защитный корпус.
Функция функционального управления подразумевает следующие действия:
В таких корпусах обычно используются видимые размыкающие выключа-
• возможность отключения под нагрузкой;
тели в тех случаях, когда требуется внешний контроль за состоянием
• обесточивание отдельных проводников под напряжением (например,
устройства. Визуальное отключение используется для увеличения безопас-
2 из 3 фаз двигателя).
ности персонала, работающего в опасных местах (особенно в местах с
повышенными механическими рисками), а также в тех случаях, если повреж-
денная рукоятка рубильника исключает возможность индикации позиции
выключателя.
D. 36
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Выбор коммутационного устройства
Выбор по признаку схемы подключения нейтрали
Применение в сетях постоянного тока
• Трехфазная сеть с распределенной нейтралью
Характеристики рабочего тока, указанные в общем каталоге, относятся к
схеме, показанной на рис. 2 (кроме тех случаев, когда дополнительно указано
НЕЙТРАЛИ
СЕЧЕНИЕ НЕЙТРАЛИ ≥ СЕЧЕНИЕ ФАЗЫ
СЕЧЕНИЕ НЕЙТРАЛИ < СЕЧЕНИЕ ФАЗЫ
«2 последовательных »; в данном случае, см. рис. 3).
TT
Рис. 2. 1. Полюс на полярность.
TNC
Рис. 3. 2. Последовательных полюса на полярность.
TNS
Пример 1. Последовательные полюса
Устройство 400 A SIRCO, используемое в сети 500В постоянного тока с рабо-
чим током 400 A в категории DC 23, должно иметь 2 полюса на полярность.
Пример 2. При параллельном подключении двух параллельных полюсов
убедитесь в правильном распределении на обеих линиях.
IT
с
нейт-
ралью
(1) Нейтраль не обязательно должна быть защищена в том случае, если ее
защита от КЗ обеспечивается защитным устройством фазы, а также, если
максимальный ток повреждения в нейтрали гораздо ниже максимально
допустимого стандартом тока для данного кабеля (IEC 60364 § 473.3).
Коммутационные устройства
Таблица A
Размыкание
Переклю-
Устройство
Расцепляющ
Моторизиров
Устройства
чатели
с предохра-
ие устрой-
анные
Рис. 4. Параллельные полюса.
Визуальное
Видим.
полюсов
нителями
ства
устройства
CMP
•
•
•
опция
SIDERMAT с предохр.
•
•
•
•
SIDER переключатель
•
•
•
SIRCO VM переключатель
•
•
•
COMO C
•
•
COMO I
•
COMO M
•
IDE
•
•
SIRCO VM
•
•
SIRCO
•
опция
SIDER
•
•
опция
SIDER ND
•
•
SIDERMAT
•
•
•
SIRCOVER
•
•
МоторизированныйSIRCOVER
•
•
•
FUSERBLOC
•
•
FUSERBLOC V
•
•*
•
FUSOMAT
•
•*
•
•
* Кроме номинала 1250A.
D
37
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Применение
Защита
Перед двигателями
При использовании устройств типа SIDERMAT или FUSOMAT, а также размы-
• Для локального аварийного выключателя номинал составляет - AC23 от
кающих устройств, предназначенных для защиты от непрямого контакта или
номинального тока (In) двигателя;
короткого замыкания, следует принимать во внимание время размыкания
• в цепях с частыми запусками двигателей требуется расчет эквивалентного
цепи. Время между срабатыванием и фактическим размыканием контакта
теплового тока (Ithq).
- менее 0,05 сек.
Ток при запуске варьируется в зависимости от характеристик инерционно-
сти двигателя. При прямом пуске значения обычно находятся в следующих
пределах:
Переключение источников электропитания
- пиковый ток: от 8 до 10 In;
Время срабатывания O - I или O - II от 0,7 до 2,1 сек. в зависимости от устрой-
- продолжительность пикового тока: от 20 до 30 мс;
ства.
- пусковой ток Id от 4 до 8 In;
Время переключения I-II - от 1,1 до 3,6 сек.(подробнее см. главу
- время запуска td от 2 до 4 сек.
«Моторизированный переключатель SIRCOVER»).
Перед конденсаторной батареей
Выбирайте выключатель с номиналом в 1,5 раза больше номинального тока
конденсаторной батареи (Ic).
Ith > 1.5 Ic
Рис. 3. Выключатель перед двигателем.
Пример изменения номинального значения в зависимости от типа запуска.
Ithq = In x Kd и Ith ≥ Ithq
Таблица B.
(4)
ВРЕМЯ
Id
td(4)
n(1)
Kd(2)
ЗАПУСКА
In
(s)
Прямой запуск
n
до 170 кВт
6 to 8
0.5 to 4
n > 10
3.16
Y - Δ
n
(Id/3)
2 to 2.5
3 to 6
n > 85
9.2
Рис. 1. Выключатель перед конденсаторной батареей.
Прямой запуск
n
высокоинерционных
6 to 8
6 to 10
n > 2
1.4
двигателей(3)
(1) n - кол-во запусков в час, при которых требуется изменение номинала;
На первичной обмотке трансформатора
(2) Kd - пусковой коэффициент ≥ 1;
(3) вентиляторы, насосы и т.д.;
Убедитесь, что включающая способность (включающая способность) выклю-
(4) средние значения значительно колеблются в зависимости от типа двигателя и потребителя.
чателя превышает ток холостого хода трансформатора.
• Циклические перегрузки (кроме запусков). При использовании со специа-
лизированным оборудованием (сварочные машины, двигатели) и
генераторами с периодическими пиковыми токами, расчет эквивалентного
тока (Ithq) производится по следующей формуле:
Включающая способность > I
d
(I2
1xt1) + (I2xt2) + In2x(tc-[t1+t2])
Ithq =
tc
I1 - ток перегрузки;
I2 - возможная промежуточная перегрузка;
In - номинальный рабочий ток;
t1 и t2 - продолжительность токов I1 и I2 в секундах;
tc - продолжительность цикла в секундах (нижний предел 30 сек).
Рис. 2. Установка выключателя на первичной обмотке трансформатора.
Таблица A.
P кВA 50
100
160
250
400
630
1000 1250
1600
Id / In
15
14.5
14
13
12
11
10
9
8.5
Id - холостой ток трансформатора
In - номинальный ток трансформатора
Рис. 4. Циклическая перегрузка.
D. 38
Руководство пользователя
Коммутационные
устройства
Корректировочный коэффициент
Для некоторых условий работы требуется корректировка теплового тока с
Коэффициент корректировки Kp в зависимости
помощью корректировочного коэффициента.
от положения устройства
Корректирующий коэффициент Kt
в зависимости от температуры окружающей среды
Температура окружающего воздуха вокруг устройства
• Упрощенный метод.
Ithu ≤ Ith x Kt
Табл. A: коэф. корректировки в зависимости от темп. окружающей среды.
Рис. 1. Направление подключения питания.
Kt: корректирующий коэффициент.
0.9
40° C < ta ≤ 50° C
Монтаж и размещение выключателей
0.8
50° C < ta ≤ 60° C
0.7
60° C < ta ≤ 70° C
Ithu ≤ Ith x Kp
• Для конкретного применения можно выполнить более точный расчет.
Для выполнения такого расчета обращайтесь, пожалуйста, в нашу компанию.
Использование в сочетании с предохранителями
• Упрощенный метод.
Номинал выключателя должен быть скорректирован на коэффициент 0,8, если
напрямую к клеммам выключателя подключены плавкие предохранители.
Пример: Комплект с предохранителями 1250 A состоит из выключателя 1600
A и трех предохранителей 1250 A gG.
• Для конкретного применения можно выполнить более точный расчет.
Для выполнения такого расчета обращайтесь, пожалуйста, в нашу компанию.
Изменение других номинальных значений в зависимости от температуры:
• выключатели с плавкими предохранителями, оснащенные быстродей-
ствующими предохранителями;
Рис. 2. Изменение номинала в зависимости от положения.
• в некоторых случаях, пересчет номиналов требуется при эксплуатации 24
часа в сутки на полной нагрузке.Обращайтесь, пожалуйста, в нашу компанию.
Вращение места установки устройства может производиться либо только по
часовой стрелке, либо только против часовой стрелки. Это предусмотрено
Коэффицент корректировки Kf в зависимости от частоты
для обеспечения независимости переключающих характеристик от скоро-
сти работы.
Ithu ≤ Ith x Kf
Таблица D.
90°
180°
90°
Таблица B. Коэфф. корректировки в зависимости от частоты f.
пр. часовой
по часовой
COMO M, COMO I, COMO C
ДА ДА ДА
Kf: коэфф. корректировки.
SIRCO VM
VM0, VM2
32 … 40; 125 … 160
ДА ДА ДА
0.9
100 Гц < f ≤ 1000 Гц
VM1
63 … 125
ДА ДА НЕТ
0.8
1000 Гц < f ≤ 2000 Гц
SIRCO
3/4 полюсов
40 … 3150 A
НЕТ ДА ДА
4000 A
ДА ДА НЕТ
0.7
2000 Гц < f ≤ 6000 Гц
6/8 полюсов
125 … 630 A
ДА ДА НЕТ
0.6
6000 Гц < f ≤ 10000 Гц
800 … 3150 A
НЕТ ДА ДА
SIRCO UL
V 60 ... V 400 A
ДА ДА ДА
Коэффицент корректировки Ka коррекция
SIDERMAT
Незав. расцеп.
250 ... 1800 A
ДА ДА НЕТ
Расцепитель
250 ... 1800 A
НЕТ ДА ДА
в зависимости от высоты
мин. напряжения
• Номинал Ith не изменяется;
SIRCO VM1
Переключатель
I - 0 - II / I - I+II - II ДА
ДА НЕТ
• изменяются номиналы Ue и Ie как для постоянного, так и для переменного тока.
SIRCOVER
I - 0 - II
CD 125 ... CD 630 A
НЕТ ДА ДА
CD 800 … 3150 A
ДА ДА НЕТ
Таблица C. Коэфф. корректировки в зависимости от высоты A.
I - I+II - II
CD 125 ... 3150 A
НЕТ ДА ДА
2000 м < A ≤ 3000 м
3000 м < A ≤ 4000 м
6/8 полюсов
CD 125 ... CD 630 A
НЕТ ДА НЕТ
SIRCOVER By-Pass I - 0 - II
CD 125 ... CD 630 A
НЕТ ДА ДА
Ue
0.95
0.80
CD 800 ... 3150 A
ДА ДА НЕТ
Ie
0.85
0.85
I - I+II - II
CD 125 ... CD 630 A
НЕТ ДА ДА
CD 800 ... 3150 A
НЕТ ДА ДА
Моториз. SIRCOVER VE I - 0 - II
250 ... 3150 A
ДА ДА НЕТ
Коэффициент корректировки Kp
I - I+II - II
250 ... 3150 A
НЕТ ДА ДА
в зависимости от положения устройства
ATyS
I - 0 - II / I - I+II - II
125 ... 630 A
НЕТ ДА ДА
FUSERBLOC
Подключение выключателей
CD
CD 25 ... 1250 A
ДА ДА ДА
Поскольку весь модельный ряд выключателей SOCOMEC имеет систему
FUSOMAT
Незав. расцеп.
250 ... 1250 A
ДА ДА НЕТ
двойного размыкания на полюс, источник питания может быть подключен
Расцепитель
250 ... 1250 A
НЕТ ДА ДА
как сверху, так и снизу устройства (кроме случаев, когда регламентирующие
мин. напряжения
нормы требуют подключения только с нижней стороны).
D. 39
Руководство пользователя
Спецификации
UL и NEMA
Общая информация о защите двигателя
Обычная конструкция стартера двигателя
Основные составляющие ветви цепи двигателя согласно
Блок управления двигателем
требованиям национальных правил по установке электро-
Любой выключатель или устройство, используемое обычно для включения и
оборудования
остановки двигателя в соответствии со статьей Национальных правил по
• Разъединители;
установке электрооборудования 430.81.
• Устройство защиты ветви цепи от короткого замыкания;
Устройства защиты двигателя от перегрузки
• Блок управления двигателнм;
Национальные правила по установке электрооборудования разрешают исполь-
• Устройства защиты двигателя от перегрузки.
зовать только предохранители, как единственные средства защиты
ответвленных цепей двигателя от перегрузок. Такой подход часто удобен
Разъединители
только для небольших однофазных двигателей.
В качестве разъединителя можно использовать ручной размыкающий выклю-
3-х фазные двигатели с большой интегральной мощностью в большинстве
чатель в соответствии с UL 98.
случаев управляются пускателем двигателя, в состав которого входит и
Ручной блок управления двигателем (в соответствии с UL 508) с дополни-
противоперегрузочное реле. Так как противоперегрузочное реле обеспечивает
тельной маркировкой «может использоваться для отключения двигателя»
защиту ответвленной цепи двигателя от перегрузок, предохранители можно
разрешается использовать в качестве разъединителя, только если его уста-
применять для защиты от короткого замыкания.
навливают между устройством защиты от короткого замыкания и
неисправности заземления в последней ответвленной цепи и двигателем(NEC
2002 Article 430.109).
Устройство защиты ответвленной цепи от короткого замыкания
В качестве устройства защиты от короткого замыкания может использо-
ваться предохранитель или выключатель с зависимой выдержкой времени.
D. 40
Руководство пользователя
Спецификации UL и NEMA
Общая информация о защите двигателя (продолжение)
Обозначение площади сечения диаметра провода
Новые требования NFPA 79 и технические решения
AWG
мм2
KCMIL/MCM
мм2
Как указано в стандарте NFPA 79, раздел 5.3.3.1
и 6.2.3.1.2, предлагаемые нами разъединители
14
2.1
250
127
полностью соответствуют всем указанным ниже
12
3.3
300
152
требованиям.
10
5.3
350
177
1. Изоляция электрооборудования от сети элек-
8
8.4
400
203
тропитания и наличие только двух положений:
выключить (разомкнуть) и включить (замкнуть).
6
13.3
500
253
2. Наличие дополнительных рабочих механизмов
4
21.2
600
304
(например, рукоятки).
3
26.7
700
355
3. Возможность зафиксировать устройство только в положении «выключить»
2
33.6
750
380
(разомкнуть) (например, наличие висячего замка), независимо от положения
1
42.4
800
405
дверцы. В зафиксированном виде необходимо предупреждать как удален-
ное, так и местное замыкание (включение).
1/0
53.5
900
456
4. Возможность управления устройством (только квалифицированными
2/0
67.4
1000
507
специалистами) независимо от положения дверцы, без использования вспо-
3/0
85.0
1250
633
могательных инструментов или устройств.
4/0
107.2
1500
760
Фланцевые и боковые выключатели.
1750
887
Как фланцевые, так и боковые выключатели отвечают требованиям NFPA79
2000
1014
и не требуют дополнительных приспособлений.
Степени защиты Nema и соответствующие значения IP
Индекс
Предполагаемое использование, описание
Индексы NEMA и их связь с IP
1
Используется в помещении прежде всего для того,
NEMA 1 соответствует или превышает IP10
чтобы предупредить контакт с закрытым оборудованием
и сократить степень загрязнения устройства.
2
Используется в помещении, чтобы существенно сократить
NEMA 2 соответствует или превышает IP11
попадание воды и грязи в устройство.
3
Предназначен для использования вне помещения, прежде
NEMA 3 соответствует или превышает IP54
всего для обеспечения защиты от дождя, слякоти, задуваемой
ветром пыли и повреждений от наружного обледенения.
3R
Предназначен для использования вне помещения, прежде
NEMA 3R соответствует или превышает IP14
всего для обеспечения защиты от дождя, слякоти,
и повреждений от наружного обледенения.
3S
Предназначен для использования вне помещения,
NEMA 3S соответствует или превышает IP54
прежде всего для обеспечения защиты от дождя, слякоти,
задуваемой ветром пыли и для обеспечения работы
дополнительных механизмов при обледенении.
4
Предназначен для использования как в помещении,
NEMA 4 соответствует или превышает IP56
так и вне его, прежде всего для обеспечения защиты от
задуваемой ветром пыли и дождя, сплошного обрызгивания,
действия струй и повреждений от наружного обледенения.
4X
Предназначен для использования как в помещении, так и вне
NEMA 4X соответствует или превышает IP56
его, прежде всего для обеспечения защиты от коррозии,
задуваемой ветром пыли и дождя, сплошного обрызгивания,
действия струй, и повреждений от наружного обледенения.
6
Предназначен для использования как в помещении, так и вне
NEMA 6 соответствует или превышает IP67
его, прежде всего для обеспечения защиты от действия струй,
доступа воды при кратковременном погружении на
ограниченную глубину, и повреждений от наружного обледенения.
6P
Предназначен для использования, как в помещении, так и вне его,
NEMA 6P соответствует или превышает IP67
прежде всего для обеспечения защиты от действия струй, доступа
воды при длительном погружении на ограниченную глубину, и
повреждений от наружного обледенения.
12
Используется в помещении, прежде всего для обеспечения
NEMA 12 соответствует или превышает IP52
пыленепроницаемой защиты, защиты от попадания грязи и
каплепадения жидкостей, не вызывающих коррозию.
12K
Тип 12 с защитой от доступа.
NEMA 12K соотв-ет или превышает IP52
Данная таблица представляет собой руководство по преобразованию индексов защиты NEMA в индексы защиты IP. Коды NEMA соответствуют
или превышают технические требования соответствующих европейских классификаций; по этой причине таблицу не следует использовать для
преобразования «степени защиты IP в NEMA», а преобразование «степени защиты NEMA в IP» следует проверить при помощи тестирования.
D
41
Руководство пользователя
Спецификации
UL и NEMA
Схема использования разъединителей с плавкими предохранителями UL
(для обычного времени разгона двигателя)
Выбор предохранителя для трехфазного двигателя и плавкого разъединителя типа UL класс CC
Мощность
Рекомендуемый
Рекомендуемый плавкий разъединитель
двигателя в л/с
Полная нагрузка, А
номинальный ток предохранителя
для типичного времени разгона двигателя * 5 сек.
208В
Номинальный ток (A)
Номинальный ток (A)
Коды заказа
1/2
2.4
8
3710 3003
3/4
3.5
10
3712 3003
1
4.6
15
30
3712 6003
1-1/2
6.6
20
3716 3003
2
7.5
20
3716 6003
3
10.6
30
240В
Номинальный ток (A)
Номинальный ток (A)
Коды заказа
1/2
2.2
7
3710 3003
3/4
3.2
10
3712 3003
1
4.2
12
30
3712 6003
1-1/2
6
17-1 / 2
3716 3003
2
6.8
20
3716 6003
3
9.6
30
480В
Номинальный ток (A)
Номинальный ток (A)
Коды заказа
1/2
1.1
3-1/2
3/4
1.6
5
3710 3003
1
2.1
6-1/4
3712 3003
1-1/2
3
9
30
3712 6003
2
3.4
10
3716 3003
3
4.8
15
3716 6003
5
7.6
25
7-1/2
11
30
600В
Номинальный ток (A)
Номинальный ток (A)
Коды заказа
1/2
0.9
2-8/10
3/4
1.3
4
1
1.7
5-6/10
3710 3003
1
-1/2
2.4
8
3712 3003
2
2.7
8
30
3712 6003
3
3.9
12
3716 3003
5
6.1
17
-1/2
3716 6003
7-1/2
9
30
10
11
30
Выбор предохранителя для трехфазного двигателя и плавкого разъединителя типа UL класс J
Мощность
Рекомендуемый
Рекомендуемый плавкий разъединитель
двигателя в л/с
Полная нагрузка, А
номинальный ток предохранителя
для типичного времени разгона двигателя * 5 сек.
208В
Номинальный ток (A)
Номинальный ток (A)
Коды заказа
1/2
2.4
3-1/2
3/4
3.5
5
3710 3004
1
4.6
7
3712 3004
1-1/2