Дуговая защита: Дуговая защита. Виды и работа. Применение и особенности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Дуговая защита. Виды и работа. Применение и особенности

Комплектные распредустройства (КРУ) до 35 кВ являются наиболее распространенными элементами электрических подстанций, преимуществом которых стали компактные размеры, удобный монтаж и настройка. При возникновении короткого замыкания внутри этих устройств, время отключения электричества не должно быть более 1 секунды. Это связано с их небольшими размерами. Эта проблема усложняется тем, что распределительные устройства, изготовленные в прошлом веке, чаще всего не устанавливалась дуговая защита.

Дуговая защита

Дуговую защиту называют по-другому защитой от дуговых замыканий (ЗДЗ). В последнее время больше используется оптическая дуговая защита, сокращенно (ОДЗ). Она является видом защиты от коротких замыканий, принцип действия которой основан на срабатывании от возникновения вспышки дуги.

Наиболее распространенными стали междуфазные замыкания, а также замыкания на землю.

Эти опасные явления обычно сопровождаются:

Выделением значительного количества тепла.
Скачками тока.
Импульсами напряжения.
Процессами перехода.

Условия срабатывания:

Увеличение тока. В момент возникновения дуги, как правило, происходит короткое замыкание. Этот условие называют токовым контролем.
Срабатывание датчика. В настоящее время часто используется клапанная защита от электрической дуги. В момент замыкания происходит нарастание избыточного давления, в результате металлическая крышка, которой закрыта высоковольтная ячейка, вылетает и замыкает контакт клапана. Замыкание этого контакта и наличие токового контроля создает условия для срабатывания защиты.
В последнее время на многих подстанциях используется современная оптическая защита от электрической дуги. Здесь датчиками служат уже не клапаны, а волоконно-оптические датчики, которые реагируют на вспышку света.

Причины дуговых замыканий:

Старение или повреждение изоляции.
Нарушение схемы соединения кабелей и шин.
Неисправность электрооборудования.
Повышенная влажность.
Загрязнения.
Коррозия.
Повышенное напряжение.
Ошибки обслуживающего персонала.

Возникновение этих причин можно предотвратить качественным техническим обслуживанием. При выявлении и уменьшении последствий от дуговых замыканий большое значение имеет время. Дуга длительностью 0,5 секунды может серьезно повредить изоляцию, в результате ячейка распредустройства может полностью сгореть.

Процессы во время замыкания

Эти процессы зависят от времени воздействия тока и его величины. Ток при коротком замыкании характерен значительным повышением температуры. Степень повреждений зависит от коэффициента износа оборудования и качества изоляции.

При появлении дугового замыкания металлические стенки ячейки прожигаются, и замыкание может перейти на соседние ячейки. Также, при хорошей герметичности современного оборудования и отсутствии предохранительных клапанов большое давление при замыкании разрушает оборудование и корпус ячейки, что способствует полному разрушения всех элементов ячейки.

Последствия дугового замыкания в распредустройствах могут быть очень серьезными. При этом выводится из строя дорогостоящее оборудование, вследствие чего возникают простои в работе и предприятие несет экономические убытки. Также, последствиями могут стать травмы обслуживающего персонала.

Как работает дуговая защита

Датчиком этой защиты является устройство, реагирующее на вспышку электрической дуги и передающее информацию на исполнительные механизмы, отключающие электроэнергию для предотвращения отрицательных последствий.

Способы обнаружения дуги:

Определение изменения яркости света, вызванного электрической дугой.
Сравнение характеристик электрической цепи до замыкания и после него.
Сравнение значения давления и температуры в камере распределительного устройства до и после замыкания.

Защита от замыканий шин

Организуется в распредустройствах от 6 до 10 киловольт для защиты сборных шин, для устройств с закрытыми токоведущими элементами.

Защита срабатывает двумя методами:

Фиксация световой вспышки.
Механическое действие дуги.

Волоконно-оптическая защита

Ее работа заключается на принципе обнаружения вспышки электрической дуги с помощью специальных оптических датчиков. Такие защиты размещают в отсеках ввода, на выкатном элементе ячеек, в кабельных отсеках. Обнаружение электрической дуги осуществляется сразу во всех элементах защиты.

Обесточивание ячеек выполняется при условиях:

Сигнала пуска максимальной защиты.
Сигнала от всех датчиков.

Типы датчиков

Распределительные, охватывают одним кабелем сразу несколько мест выявления вспышек.
С креплением торцевой частью, дают возможность точно выявить наличие дуги.

Достоинства

Невосприимчивость к помехам электромагнитного действия.
Использование изоляционных материалов в устройстве датчиков.
Высокое быстродействие.
Небольшая стоимость оборудования, установки и настройки.

Фототиристорная дуговая защита

В качестве чувствительного элемента применяют фототиристоры, реагирующие на изменение яркости света.

Клапанная защита

Работа этой системы заключается в использовании процессов, возникающих при дуговом замыкании: повышение давления в камере. В качестве чувствительного элемента эта дуговая защита включает в себя специальные клапаны с выключателями, которые устанавливаются в камерах распредустройств.

Мембранная защита

Принцип работы заключается в способности выключателя мембранного типа реагировать на изменение давления воздуха от электрической дуги. Составными элементами этой защиты являются мембранные датчики, клапаны обратного давления, гибкие трубопроводы.

Ко всем ячейкам распределительного устройства подводятся трубки, которые затем объединяются в общую сеть и подключаются к мембранному датчику. При повышении давления в какой-либо ячейке датчик срабатывает и обесточивает оборудование.

Дуговая защита | uni-eng.ru

Приказом Министерства Энергетики РФ от 19 июня 2003 г. №229 «Об утверждении Правил технической эксплуатации (ПТЭ) электрических станций и сетей Российской Федерации» введена в действие новая редакция документа, пункт 5.4.19 которой гласит:
«Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ должны иметь быстродействующую защиту от дуговых коротких замыканий внутри шкафов КРУ.»

Таким образом, применение защиты от дуговых замыканий в комплектных распредустройствах 6-10 кВ является обязательным.

Указанное требование не является формальным, поскольку алгоритмы работы современных дуговых защит позволяют минимизировать ущерб от дуговых замыканий за счет быстродействия и точности определения ДЗ. Например, замыкание в кабельном отсеке отходящей линии при отключении его классической максимальной токовой защитой может протекать до 1,5-2 сек, в то время как отключение дуговой защитой, как правило, производится в течение нескольких мс. То бишь применение быстродействующей дуговой защиты в ячейках КРУ позволяет повысить пожаробезопасность электроустановок, минимизировать повреждения производимые дугой, локализовать место замыкания и, следовательно, существенно сократить затраты на восстановление после аварий.

Дуговая защита в распредустройствах

Устройства дуговой защиты ЮНИТ-ДЗ, разработанные специалистами ООО «Юнител Инжиниринг», широко применяются в распредустройствах 6-35 кВ станций и подстанций. ЮНИТ-ДЗ предназначены для обнаружения замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой, и выдачи сигнала на отключение аварийного участка без выдержки времени для оперативной ликвидации повреждения. Монтаж устройств выполняется как в ячейках КРУ, в том числе наружного исполнения, так и в камерах КСО. ЮНИТ-ДЗ предназначены для применения в схемах вторичной коммутации с переменным, постоянным или выпрямленным оперативным током. Функционал ЮНИТ-ДЗ позволяет дополнительно контролировать наличие пуска МТЗ или ЗМН посредством дискретных входов, осуществлять выдачу команд отключения выключателя непосредственно в цепи ЭМО, а также воздействовать в цепи релейной защиты, автоматики и сигнализации. Для контроля состояния устройства по месту реализована светодиодная индикация, дистанционный мониторинг может осуществляться по протоколу MODBUS RTU. Встроенный регистратор до 1000 событий позволяет анализировать развитие аварийных процессов и правильность работы защит.

В состав устройства ЮНИТ-ДЗ входит блок микропроцессорной дуговой защиты и волоконно-оптические датчики (ВОД) – гибкие оптоволоконные шнуры малого диаметра, устойчивые к электромагнитным помехам и чувствительные к импульсам излучения в видимом диапазоне длин волн. Благодаря чувствительности по всей длине радиальные и петлевые ВОД не теряют способности детектирования дуги при сильном загрязнении и при частичном повреждении. В случае обрыва ВОД неповрежденный участок, подключенный к оптоприемнику устройства, сообщит ему о появлении дуги.

Устройство ЮНИТ-ДЗ может поставляться в трех основных исполнениях:
• с поддержкой до двух радиальных ВОД;
• с поддержкой до четырех петлевых ВОД;
• с поддержкой до четырех точечных ВОД.

Радиальные ВОД стандартно выпускаются в длинах 10, 15, 20 и 25 м. Устройства с радиальными датчиками, как правило, применяются в небольших РУ, с установкой одного ЮНИТ-ДЗ на секцию. Преимуществом такого решения является его дешевизна, но оно не позволяет выполнить селективную защиту от ЗДЗ – при любом повреждении производится отключение основного и резервного вводов питания.

Устройства, оборудованные петлевыми или точечными ВОД позволяют организовать селективную схему дуговой защиты, с точностью определения места замыкания до отсека ячейки. Кроме того, преимуществом петлевых и точечных ВОД является автоматический контроль их целостности устройством ЮНИТ-ДЗ с сигнализацией о повреждении датчика.

Сегменты петлевого датчика от устройства до защищаемого отсека, проходящие через релейный отсек могут прокладываться волоконно-оптическим кабелем с непрозрачной оболочкой. В таком случае датчик будет представлять собой комбинированную (составную) конструкцию из оптоволоконного сегмента с непрозрачной оболочкой, соединительной втулки, которая устанавливается в отверстие перегородки между отсеками и оптоволоконногно сегмента со светопрозрачной оболочкой. Подобное решение упрощает монтаж датчиков, а также предотвращает попадание света на светочувствительную часть ВОД от источника освещения вне защищаемой зоны. Типовые петлевые комбинированные ВОД могут быть выполнены длиной 6 или 10 м, соединительные (покрытые оболочкой) участки – 2 и 4 м.

Точечный ВОД состоит из светочувствительной линзы, «точки», соединяемой с устройством ЮНИТ-ДЗ посредством оптовода в светонепроницаемой оболочке. Применение точечных ВОД может быть рекомендовано при затрудненном доступе внутрь защищаемого отсека, требующем большого объёма слесарных работ (например отсек закрыт сваркой или болтовыми соединениями). Оптовод при этом может монтироваться по внешней стороне отсека, а чувствительная часть, «точка» — сквозь стенку отсека через предварительно выполненное отверстие. ВОД точечного типа выполняются длиной 3, 5 и 10 м.

Система самодиагностики.

При обнаружении внутренней неисправности работа выходных реле устройства блокируется. Сигнализация неисправности устройства выполнена светодиодами на лицевой панели и с помощью соответствующего выходного реле.

Настройка устройства дуговой защиты ЮНИТ-ДЗ.

Устройства ЮНИТ-ДЗ поставляются Заказчику совместно с технической документацией, необходимой и достаточной для ознакомления, конфигурирования и дальнейшей эксплуатации устройств.
Конфигурирование устройств ЮНИТ-ДЗ осуществляется с помощью ПО UnitService (Юнит Сервис) устанавливаемого на ПК. Программное обеспечение UnitService поставляется Заказчику совместно с устройствами ЮНИТ-ДЗ. Устройства оборудованы портом связи с интерфейсом RS-485 с поддержкой протокола Modbus RTU, скорость обмена данными 19200 бод.

Непосредственное соединение ПК и устройства ЮНИТ-ДЗ при наладке осуществляется с помощью преобразователя USB-RS485. Преобразователь интерфейса поставляется с партией устройств.

В процессе эксплуатации подключение к каждому устройству может осуществляться с удаленного рабочего места.
При непосредственном или удаленном соединении с устройством ЮНИТ-ДЗ пользователь может выполнять следующие действия:
— считывать и просматривать журнал событий;
— считывать текущую конфигурацию и уставки устройства;
— просматривать актуальное состояние внутренних сигналов устройства;
— сбрасывать сигнализацию устройства;
— синхронизировать время внутреннего таймера;
— изменять конфигурацию устройства ЮНИТ-ДЗ, задавать уставки.

Все типы дуговых защит условно можно разделить на два исполнения:
• Централизованные дуговые защиты. Для этого исполнения характерно использование центрального блока, где и происходит обработка сигналов от устройств или датчиков обнаружения дуги, установленных в каждой ячейке.
• Децентрализованные дуговые защиты. Характерной особенностью является установка автономного устройства ДЗ в каждой ячейке.

Децентрализованное исполнение дуговой защиты на базе устройств ЮНИТ-ДЗ с петлевыми и точечными датчиками имеет следующие преимущества по сравнению с централизованными системами:
1. Повышение надежности. При выходе из строя устройства или потере его питания нарушается работа ДЗ только одной ячейки. В централизованной схеме ЗДЗ – теряется защита секции полностью. На особо ответственных участках можно осуществить резервирование с минимальными финансовыми затратами – завести свободный ВОД из смежной ячейки или установить дополнительный терминал, выполнив резервирование по питанию.

2. Упрощение монтажа. Монтаж терминала и ВОД осуществляется в пределах одной ячейки, не требует протяженных контрольных и волоконно-оптических кабелей. Нет потребности в монтаже вне пределов ячейки — не требуется установка шкафов ЗДЗ, кабельных лотков и пр. Внешние кабельные связи, такие как питание и связь с защитами трансформатора, прокладываются по существующим кабельным каналам. Для монтажа устройства и датчиков не требуется специализированный инструмент и расходные материалы.
3. Помехоустойчивость. За счет расположения ЮНИТ-ДЗ и его контрольных кабелей внутри релейного отсека, исключается возможность наводки при коммутациях и авариях в РУ.
4. Удобство обслуживания. При обслуживании или послеаварийном восстановлении (например, после ДЗ в кабельном отсеке) нет необходимости выводить из работы секцию РУ. Кроме того, применение петлевых датчиков комбинированного типа позволяет произвести быструю замену поврежденного светочувствительного участка ВОД, без перемонтажа в смежных отсеках ячейки.
5. Существенное удешевление ЗИП по сравнению с централизованными системами ЗДЗ, где стоимость ЗИП сопоставима с комплектом ДЗ на секцию. Универсальность терминалов позволяет осуществить послеаварийное восстановление в сжатые сроки.
6. Простота модернизации ЗДЗ. При расширении РУ или задействовании резервных присоединений не требуется переконфигурация защиты всей секции. Параметривание вновь устанавливаемого терминала может быть выполнено путем копирования уставок ЮНИТ-ДЗ аналогичной ячейки.

Естественно, помимо терминалов серии ЮНИТ-ДЗ на современном рынке представлена продукция других производителей со сходными характеристиками.

По сравнению с большинством конкурентов ЮНИТ-ДЗ имеют существенные преимущества, такие как:
1. Алгоритм отстройки от случайных засветов (солнечный свет, свечение фонариком или вспышкой телефона, зажигалкой), позволяющий гарантировать работу защиты только при возникновении дугового замыкания.
2. Собственное быстродействие устройства, от момента возникновения дуги до замыкания отключающих реле не более 1 мс.
3. Возможность автономной работы ЮНИТ-ДЗ, без внешних сигналов МТЗ/ЗМН с воздействием непосредственно на отключение выключателя.
4. Возможность воздействия непосредственно в цепи электромагнитов, благодаря высокой коммутационной способности выходных реле.
5. Широкий функционал внутренней программируемой логики.
6. Увеличенное время работы терминала при потере питания (до 2 с). (При комплектации системы дуговой защиты блоками ЮНИТ-БПТН, работа защиты и отключение выключателей могут быть обеспечены при полном пропадании основного питания.)
7. Наличие регистратора событий, календаря и часов с хранением данных в энергонезависимой памяти.
8. Возможность включения устройств в сеть АСУ ТП или РЗА.

Дуговая защита КРУ 6(10) кВ

Дуговая защита в ячейках 6(10) кВ нужна для быстрого отключения самых опасных замыканий — дуговых. Данные повреждения в замкнутых пространствах ячеек сопровождаются возникновением повышенного давления и температуры, что в ряде случаев похоже на взрыв. Дуговые замыкания представляют наивысшую опасность для людей и оборудования и должны отключаться за минимально возможное время.

В настоящее время все ячейки КРУ 6(10) кВ с воздушной и твердой изоляцией должны оснащаться дуговыми защитами.

Так основное требование к дуговой защите это быстродействие, то и ее конструкция должна быть особой. В настоящее время в проектах в основном применяются оптические регистраторы, которые позволяют зафиксировать вспышку от дуги и сформировать выходной логический сигнал за несколько миллисекунд. Стоит отметить, что это время не является временем срабатывания дуговой защиты, о чем забывают некоторые фирмы-изготовители, указывая его в преимуществах своих устройств.

Полное время реакции дуговой защиты складывается из времен работы регистратора (1-10 мс) и подтверждения протекания аварийного тока (25-35 мс). Именно последнее время имеет определяющее значение потому, что в большинстве случае контроль по току осуществляется в стороннем устройстве (блоки РЗА вводов и СВ) и данный признак передается через дискретные входы/выходы цифровых устройств.

Кроме основных требований к РЗА (Б, Ч, С, Н) для дуговой защиты стоит обратить внимание на удобство монтажа, особенно в части оптических линий связи, а также контролю целостности оптического тракта. Большая длина волоконных линий, проходящих через несколько отсеков КРУ, также снижает надежность защиты из-за возможных механических повреждений.

На сегодняшний день стандартным исполнением дуговой защиты являются отдельные оптические регистраторы дуги в каждой ячейке КРУ, к которым подключаются 2-4 датчика (ВОД) для разных отсеков. Регистраторы фиксируют вспышку в конкретной ячейке и выдают сигнал срабатывания на центральный блок дуговой защиты, либо блоки РЗА вводов и СВ. Там проверяется наличие пуска по току и формируется сигнал отключения поврежденного присоединения, либо всей секции.

В целом логика и построение дуговой защиты зависит от конструкции ячеек КРУ и режимов работы подстанции. Основные сложности возникают при наличии на секции генерирующих присоединений, а также мощных двигателей, которые в режиме КЗ дают подпитку дуги, а следовательно должны быть отключены за минимальное время.

Данные особенности нужно учитывать при проектировании систем дуговой защиты.

На рисунке

Дуговая защита типа ПРОЭЛ-МИНИ.

Разработчик НПП «Проэл», proel.spb.ru

Дуговая защита: определение и характеристики

Дуговая защита (ДЗ) – подвид быстродействующей защиты от короткого замыкания (КЗ), основанный на предупреждении появления вспышки от электрической дуги. Самым распространенным видом являются междуфазные замыкания и замыкания на землю. Явление сопровождается:

переходными процессами;
импульсными перенапряжениями;
бросками тока;
выделением большого количества тепловой энергии.

Устройство для защиты от дуговых замыканий (ЗДЗ) комплектных распределительных устройств (КРУ)

Процессы при замыкании

Зависят от образующейся величины электротока и времени его действия. Большие значения токов характеризуются сильным перегревом. Степень урона зависит также от состояния самого оборудования: качества изоляции, коэффициента изношенности.

Перенапряжение вызывает короткие замыкания.
Дуга сокращает срок службы ОПН, т.к. защита срабатывает на протяжении всего времени существования дуги, оборудование подвергается перегреву.
Внутренние КЗ КРУ 6-10 кВ, образованные электрической дугой, представляют большую опасность, вызывая нагрев оборудования до значений в 1200 градусов.
Процесс характеризуется постоянным присутствием импульсных перенапряжений. Поэтому практически всегда сопровождается выгоранием кабельных линий и расплавлением металлических элементов электрооборудования.
При отсутствии современных устройств защиты в камерах КРУ последствия дуги могут быть высокой степени тяжести: от повреждения изоляции до полного разрушения электрооборудования.

Регистрация электродуги

Датчик дуговой защиты – устройство, предназначенное для фиксирования вспышки электродуги и передачи на другие электроаппараты информации с целью предотвращения негативных ее последствий.

Способы фиксирования электродуги:

фиксация и сравнение величины температуры и давления внутри камеры КРУ;
сравнение параметров электрических цепей;
регистрация изменения яркости световых потоков, вызванных появлением электродуги.

Дуговая защита шин

Выполняется в камерах КРУ 6-10 кВ для защиты ошиновки и сборных шин. Предназначена для устройств с полностью закрытыми токоведущими частями. Работа осуществляется в двух направлениях:

фиксирование световых вспышек;
механическое воздействие дуги.

Прибор Дуга-БЦ – защита от дуговых замыканий

Принципы построения дуговых опто-волоконных систем ЗДЗ:

Централизованные системы применяют для предохранения целых секций КРУ. При возникновении дуги отключает все камеры без выбора зоны повреждения. В основе действия используют фоторегистраторы.
Индивидуальная. Позволяет защитить каждую камеру.

Особенности построения схем:

Дуговая защита должна обеспечить селективность выявления электродуговых КЗ в отсеках КРУ.
Применение КРУ с вакуумными выключателями обеспечивает возможность выявления неисправности и аварийного отключения камеры.
Защитные мероприятия должны выбираться с учетом особенностей оборудования: типа камеры, входящих в состав отключающих аппаратов, ТТ, системы шин, ТН. Правильный подход к системе защиты обеспечит ее максимальную эффективность.

Волоконно-оптическая ЗДЗ

Основана на фиксации световых вспышек электродуги. Устройства содержат волоконно-оптические датчики.

Расположение защиты в КРУ:

кабельный отсек;
выкатной элемент;
отсек ввода.

Регистрация электродуги происходит во всех элементах системы одновременно. Отключение выключателей происходит при наличии двух факторов:

сигнала на всех датчиках;
сигнала пуска максимальной токовой защиты.

Датчики выделяют двух типов:

датчики с фиксацией торцевой поверхностью, позволяют более точно определить наличие электродуги;
распределительные – одним кабелем охватывают несколько контрольных точек фиксации вспышек.

Опто-волоконная защита от дуговых замыканий

Преимущества защиты:

низкая стоимость прибора, монтажа и наладки;
быстродействие;
применение диэлектрических материалов в конструкции датчиков;
нечувствительность к электромагнитным помехам.

Фототиристорная ЗДЗ

В качестве фиксатора явления используют фототиристоры, которые реагируют на яркость света.

Для защиты от дуговых замыканий используют фототиристоры

Защита клапанного типа

Позволяет предохранять электрооборудование от дуговых КЗ. Основана на физических процессах, происходящих при дуговом КЗ: вспышки света, увеличение давления воздуха внутри камеры КРУ. В качестве датчиков, данная ЗДЗ использует разгрузочные клапаны с путевыми выключателями. ЗДЗ устанавливается в отсеках камер.

Чем опасны электродуговые КЗ? Электродуга в течение 1 секунды способна привести к выгоранию оборудования. Зафиксированы случаи, когда КЗ приводили к выгоранию секции камер.

Дуговая защита мембранная

Действие основано на способности мембранного выключателя фиксировать изменения величины давления электродуги.

Состав:

гибкие трубки;
вентили обратного давления;
мембранный выключатель.

Принцип действия заключается в том, что к ячейкам КРУ подводится трубка. Все трубки объединяют между собой и совмещают с выключателем.

Видео про защиту

Каким образом осуществляется защита отходящих линий 6 кВ, можно узнать из видео ниже.

Наиболее распространенной считается волоконно-оптическая защита и защитные реле фототиристорного типа. Применение каждого вида устройств выбирается индивидуально в зависимости от установленного оборудования, типа и модернизации КРУ.

Оцените статью:

Дуговая защита УДЗ 00 УХЛ3.1 от ООО «Терма-Энерго»

Дуговая защита УДЗ 00 УХЛ3.1

Сертификат соответствия № РОСС.RU.32001.04ИБФ1.ОСП17.09890.

Устройство дуговой защиты УДЗ 00 УХЛ3.1 с полимерными волоконно-оптическими датчиками предназначено для селективной защиты шкафов НКУ, КСО, КРУ 0,4-35 кВ при возникновении в них коротких замыканий, сопровождаемых открытой электрической дугой.

Технические характеристики

Пороговое значение срабатывания – при энергии вспышки 30±2 Дж – на расстоянии от источника энергии не менее, м	1
Напряжение питания, АС/DC, B	110-250/130-350
Количество оптических/дискретных входов	4/3
Количество выходных реле	8
Диапазон рабочих температур, °С	от — 40 до + 45
Максимальный ток рабочих ключей замыкания/размыкания AC/DC, А	0,2*
Длительность сигнала отключения, не менее, мс	400
Время задержки срабатывания УРОВ с шагом 5мс	0-300
Время сохранения работоспособности при отключении питания не менее, с	1
Время срабатывания не более, мс	5 + Тмтз
Масса блока управления, кг	0,34

* по согласованию может быть увеличен до 1,5А или 8А

Состав устройства дуговой защиты УДЗ 00 УХЛ3.1

блок управления, устанавливается в релейном отсеке или в навесном шкафу, 1 шт.;
полимерные волоконно-оптические датчики (ВОД), до 4 шт.;
РЭ и паспорт

Функциональные и эксплуатационные возможности

Устройство работает в широком световом диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения. Помехозащищенность устройства обеспечивается гальванической развязкой дискретных входов, дискретных выходов, питания и отсутствием в высоковольтных отсеках КРУ каких-либо электронных компонентов.

При появлении световой вспышки от электрической дуги и подтверждении МТЗ/ЗМН, с выходных ключей выдаётся команда на отключение силовых электрических цепей. Логика и все начальные параметры устанавливаются программно при изготовлении или самостоятельно с пульта блока управления. Сигнал с устройств УДЗ может поступать прямо на силовой выключатель, минуя блок релейной защиты.

Устройство обеспечивает:

постоянный контроль работоспособности 1 раз в 1 мин;
выдачу команд на отключение выключателей двух ступеней силовых электрических цепей:
- 1 ступень — выключатель ввода или секционный выключатель;
- 2 ступень — выключатель фидерной ячейки.
формирование 3-х сдвоенных сигналов отключения с выходных ключей от 4-х датчиков ВОД. Один из сдвоенных сигналов применяется для работы на вакуумные выключатели, другой может использоваться в схемах индикации и автоматики;
формирование общего дискретного сигнала с четвёртой пары ключей при срабатывании любого из оптических датчиков, который может использоваться как «Запрет АПВ» или «Запрет АВР»;
формирование функции «УРОВ» (до 300 мс) в случае, если сигнал МТЗ/ЗМН не пропадает при срабатывании ключа второй ступени, при этом через заданное время сработает ключ первой ступени. На отключение первой и второй ступени может быть запрограммирован любой ключ или несколько ключей;
индикацию на ж/к дисплее текущего состояния устройства («РАБОТА», начальные установки или состояние аварии). В состоянии аварии индицируются активные ключи и номера ВОД, зафиксировавших дугу. По номеру ВОД можно определить отсек и ячейку КРУ, в которой возникла электрическая дуга;
наличие двух дискретных входов МТЗ/ЗМН1, МТЗ/ЗМН2, а также дополнительный вход. Дополнительный вход позволяет суммировать на себе сигналы от любых других датчиков дуговой защиты или организацию многоуровневой защиты;
программирование логики работы устройства при изготовлении, по заданию заказчика, или на месте с пульта на блоке управления;
защиту от ложных срабатываний при освещении ВОД лампой накаливания, люминесцентной лампой или солнечным светом;
минимум затрат при монтаже устройства без внесения изменений в конструкцию ячеек.

Особенности устройства:

полимерные оптические кабели ВОД значительно прочнее кварцевых оптических кабелей, применяемых в подобных импортных и отечественных дуговых защитах. Отсутствует понятие «хрупкость». Частично придавленный полимерный кабель при снятии нагрузки восстанавливается. Поставляются в 100%-ной готовности с надёжной металлической заделкой наконечников;
гибкая логика;
возможность изменения логики и параметров на объекте без вызова поставщика;
максимальный ток коммутации выходных реле при размыкании цепей постоянного тока может быть увеличен до 1,5 А ;
возможность монтажа БДЗ в РУ и проведения испытаний на заводе-изготовителе;
защита от одной до трёх ячеек, в зависимости от количества ВОД в ячейках.

Типовая схема подключения УДЗ 00

Система дуговой защиты REA — Дуговая защита (Продукты и решения для автоматизации распределительной сети)

Быстрая и селективная минимизация дуговых замыканий в распределительных устройствах низкого и среднего напряжения с воздушной изоляцией – это естественная составляющая современных распределительных устройств, а также вложение в безопасность старых распределительных устройств для защиты человеческих жизней, предотвращения или уменьшения материального ущерба.

Действие системы дуговой защиты REA основано на обнаружении только сильного света от вспышки дуги либо на обнаружении света с одновременным контролем повышения фазного тока или тока нейтрали. При обнаружении дугового замыкания система дуговой защиты REA менее чем через 2,5 мс направляет команду на отключение всех выключателей, питающих зону повреждения. Более того, индикаторы срабатывания устройства дуговой защиты REA помогают эксплуатационному персоналу быстро локализовать зону повреждения.

Варианты поставки

Центральный модуль REA 101: может работать как автономное устройство либо совместно с другими модулями REA 101, а также с модулями расширения
Модуль расширения REA 103: расширяет область обнаружения дугового замыкания при помощи двух оптоволоконных датчиков петлевой или радиальной конфигурацииt
Модуль расширения REA 105: обнаружение дуги при помощи оптоволоконного датчика петлевой или радиальной конфигурации, имеет два быстродействующих полупроводниковых выхода для отключения выключателей, может служить каналом данных о повышении тока между двумя центральными модулями REA 101
Модуль расширения REA 107: обнаружение дуги при помощи восьми точечных датчиков радиальной конфигурации

Почему выбирают компанию АББ?

Система защиты минимизирует материальный ущерб, повышает безопасность эксплуатирующего персонала и позволяет плавно восстановить энергоснабжение.
Обеспечивает быстродействующую безопасную дуговую защиту с резервированием.
Обнаружение дуговых замыканий (AFD) путем применения оптоволоконных датчиков.
Встроенная быстродействующая максимальная токовая защита для обеспечения принятия правильного решения о срабатывании.
Оптоволоконные датчики могут использоваться в петлевой или радиальной конфигурации, имеются также точечные линзовые датчики.

Наша продукция

Схема клапанной дуговой защиты в КРУ 6(10) кВ

В данной статье я буду рассматривать схему клапанной дуговой защиты в КРУ 6(10) кВ. В данном рассматриваем случае, дуговая защита реализуется на концевых выключателях срывных клапанов сброса давления, установленных в отсеках: присоединений, выкатного элемента (В.Э.) и сборных шин.

На вводном выключателе и на вышестоящей релейной защите выполняется контроль фазных токов. Это необходимо из-за того, что при возникновении КЗ в ячейке вводного выключателя, трансформаторы тока могут быть шунтированы дугой, либо повреждены их вторичные цепи.

Контакты S7S, S7W, S7P показаны в положении закрытых выхлопных клапанов.

Рис.1 – Дуговая защита клапанная 1 секции

Рис.2 – Дуговая защита клапанная 2 секции

Логика работы дуговой защиты заключается в следующем:

В шкафах отходящих линий 1(2) секций:

При возникновении дугового замыкания в от отсеках сборных шин или в отсеке выкатного элемента, срабатывают соответствующие концевые выключатели S7S, S7W и выдается команда через шинку ED1 на отключение вводного выключателя своей секции и секционного выключателя независимо включен он или нет.

При возникновении дугового замыкания в отсеке присоединений срабатывает концевой выключатель S7P и срабатывает реле KL1, которое дает команду на отключение только выключателя данного присоединения.

В шкафах ТН1(2):

При возникновении дугового замыкания в отсеках: присоединений, выкатного элемента или сборных шинах срабатывают соответствующие концевые выключатели и через шинку ED1 поступает команда на отключение вводного выключателя данной секции и секционного выключателя.

В шкафах ВВ1(2):

При возникновении дугового замыкания в отсеках сборных шин или в отсеке выкатного элемента срабатывают концевые выключатели соответственно S7S и S7W, срабатывает реле KL1, которое отключает выключатель данной секции и дается команда на отключение СВ.

При возникновении дугового замыкания в отсеке присоединений, срабатывает концевой выключатель S7P, данный сигнал выведен на клеммник внешних цепей для отключение выше стоящего выключателя, например выключателя 110 кВ.

В шкафу СВ:

При возникновении дугового замыкания в отсеке сборных шин, срабатывает концевой выключатель S7S, и через шинку ED1 поступает команда на отключение вводного выключателя данной секции, реле KL1 отключает СВ.

При возникновении дугового замыкания в отсеке выкатного элемента, срабатывают концевые выключатели S7W и через шинку ED1(2) поступают команды на отключение вводных выключатель 1 и 2 секции, реле KL1 отключает СВ.

При возникновении дугового замыкания в отсеке присоединений, срабатывает концевой выключатель S7Р и через шинку ED2 поступает команда на отключение вводного выключателя 2 секции, реле KL2 отключает СВ.

В шкафу СР:

При возникновении дугового замыкания в отсеках сборных шин, выкатного элемента и присоединений срабатывают соответствующие концевые выключатели и через шинку ED2 поступает сигнал на отключение вводного выключателя 2 секции и СВ.

Также вы можете увидеть схемы клапанной дуговой защиты совместно с волоконно-оптическими датчиками или с фототиристорными датчиками, такое совместное использование клапанов и датчиков повышает надежность срабатывания ЗДЗ. Данные датчики устанавливаются в каждом отсеке, параллельно с концевыми выключателями клапанной дуговой защиты.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Общие сведения о дуговых замыканиях и защите AFCI

Термин «дуговое замыкание» относится к ситуации, в которой ослабленные или корродированные соединения проводов создают прерывистый контакт, который вызывает искру электрического тока, или дугу , или дугу , между металлическими точками контакта. Когда вы слышите гудение или шипение выключателя, розетки, вы слышите дугу, которая возникает. Эта дуга превращается в тепло, которое может разрушить изоляцию, окружающую отдельные токопроводящие провода, что станет причиной электрического пожара.Слышать сигнал выключателя не означает, что пожар неизбежен, но это означает, что существует потенциальная опасность, которую необходимо устранить.

Дуговое замыкание, короткое замыкание и замыкание на землю

Термины «дуговое замыкание», «замыкание на землю» и «короткое замыкание» иногда путают с одним и тем же, но на самом деле они имеют разные значения, и для каждого из них требуется своя стратегия предотвращения.

Короткое замыкание относится к любой ситуации, в которой находящийся под напряжением «горячий» ток выходит за пределы установленной системы проводки и вступает в контакт либо с каналом нейтральной проводки, либо с каналом заземления.Когда это происходит, ток теряет сопротивление и внезапно увеличивается в объеме. Это быстро приводит к тому, что поток превышает допустимую силу тока автоматического выключателя, управляющего цепью, который обычно срабатывает, чтобы остановить поток тока.
Замыкание на землю относится к определенному типу короткого замыкания, при котором находящийся под напряжением «горячий» ток случайно контактирует с землей. Фактически, замыкание на землю иногда называют «замыканием на землю». Подобно другим типам коротких замыканий, провода цепи теряют сопротивление во время замыкания на землю, и это вызывает беспрепятственное протекание тока, который должен вызвать срабатывание автоматического выключателя.Однако автоматический выключатель может срабатывать недостаточно быстро, чтобы предотвратить удар, и по этой причине электрический Кодекс требует установки специальных защитных устройств, известных как GFCI (прерыватели цепи замыкания на землю), в местах, где наиболее вероятно возникновение замыканий на землю. , например, розетки рядом с водопроводными трубами или на открытом воздухе. Поскольку эти устройства очень быстро обнаруживают изменения мощности, они могут отключить цепь даже до того, как почувствуется электрический ток. Таким образом, GFCI представляют собой предохранительное устройство, предназначенное в основном для защиты от удара .
Дуговое замыкание, как упомянуто выше, возникает, когда ослабленные соединения проводов или корродированные провода вызывают искрение или дугу, что может привести к нагреву и потенциальному возгоранию электрического тока. Это может быть предвестником короткого замыкания или замыкания на землю, но само по себе дуговое замыкание не может отключить ни GFCI, ни автоматический выключатель. Обычным средством защиты от дугового короткого замыкания является AFCI (прерыватель цепи дугового замыкания) — либо выход AFCI, либо автоматический выключатель AFCI. AFCI предназначены для защиты от опасности пожара .

История кодов защиты от дугового замыкания

В Национальном электротехническом кодексе, который пересматривается каждые три года, постепенно повышаются требования к защите цепей от дугового замыкания.

Что такое защита от дугового замыкания?

Термин «защита от дугового замыкания» относится к любому устройству, которое предназначено для защиты от неисправных соединений, вызывающих дугу или искрение. Устройство обнаружения обнаруживает электрическую дугу и разрывает цепь, чтобы предотвратить электрический пожар.

В 1999 году Кодекс начал требовать защиты от AFCI во всех цепях, питающих розетки в спальнях, а с 2014 года почти все цепи, питающие общие розетки в жилых помещениях, должны иметь защиту от AFCI при новом строительстве или в проектах реконструкции.

В редакции NEC 2017 года формулировка раздела 210.12 гласит:

Все 120-вольтовых однофазных 15- и 20-амперных цепей питания для розеток или устройств, установленных на кухнях жилых домов, семейных комнатах, столовых, гостиных, салонах, библиотеках, комнатах, спальнях, соляриях, комнатах отдыха, туалеты, коридоры, прачечные или аналогичные комнаты или зоны должны быть защищены AFCI.

Обычно цепи получают защиту AFCI с помощью специальных автоматических выключателей AFCI, которые защищают все розетки и устройства в цепи, но там, где это нецелесообразно, можно использовать также розетки AFCI.

Защита AFCI не требуется на существующих установках, но если цепь расширяется или обновляется во время ремоделирования, она должна получить защиту AFCI. Таким образом, электрик, который работает с вашей системой, обязан обновить схему с помощью защиты AFCI в рамках любой работы, которую он с ней выполняет.На практике это означает, что практически все замены выключателей теперь будут производиться выключателями AFCI в любой юрисдикции, которая соответствует требованиям NEC (Национальный электротехнический кодекс).

Однако не все сообщества соблюдают NEC, поэтому проверьте местные органы власти на предмет требований, касающихся защиты от AFCI.

GFCI не является AFCI

Важно понимать, что AFCI не заменяет защиту GFCI. Хотя прерыватели цепи замыкания на землю защищают от удара, они не предназначены для защиты от пожара, как это делает AFCI.Таким образом, в новой или модернизированной проводке во многих местах потребуется защита как GFCI, так и AFCI. Это может быть достигнуто путем установки автоматических выключателей AFCI, а затем использования розеток GFCI в определенных местах; или есть комбинированные автоматические выключатели AFCI / GFCI, которые могут предложить оба типа защиты для всей цепи.

Очень важно, чтобы требования Кодекса для защиты как AFCI, так и GFCI выполнялись при расширении или обновлении системы проводки.

Что такое AFCI | Безопасность AFCI

Когда в 1970-х годах были представлены прерыватели цепи защиты от замыканий на землю (GFCI), аналогичные обсуждения имели место в отношении затрат / выгод для потребителя, строительной компании и других лиц.GFCI были стандартным требованием в домах на протяжении более 30 лет, со временем добавлялись дополнительные места и схемы. GFCI также имеет статистический послужной список по сокращению числа смертей от электрического тока. В годовом исчислении в 1983 году было почти 900 случаев смерти от электрического тока в год, из которых около 400 были связаны с потребительскими товарами. Десять лет спустя их количество сократилось до 650 в год и чуть более 200 случаев поражения электрическим током потребительских товаров в год.

Имея более чем 20-летнюю историю, статистический анализ GFCI был построен на прочной основе данных.AFCI являются новыми и устанавливаются в новых зданиях на контурах спален только в течение нескольких лет. Как и все продукты, со временем они также смогут обеспечить прочную статистическую базу измерения.

Некоторые утверждали, что следует показать, сколько раз AFCI «предотвращал» возгорание. Конечно, это невыполнимая просьба. AFCI отключает питание при возникновении дугового замыкания, поэтому властям не сообщается о возгорании или возникновении дуги. То же самое может быть верно, когда сирена дымовой сигнализации предупреждает домовладельца, и небольшое событие курения гаснет без происшествий.Сообщается ли эта статистика в федеральное правительство или в местную пожарную службу? Конечно, нет. Профилактика безопасности — это просто… профилактика. Сообщается только статистика, которая привела к пожару или срабатыванию пожарной службы. О многих действиях по обеспечению безопасности не сообщается.

Если мы хотим предложить потребителям более безопасный дом, тогда должны быть внедрены соответствующие технологии. Удаление AFCI как требования местного или государственного кодекса снижает требования к безопасности. Эти правила установлены национальной группой экспертов, которые заслушали свидетельства из многих источников, а также проанализировали значительный объем данных для вынесения своих рекомендаций.Разве мы не должны доверять экспертам по безопасности, которые разрабатывают наши процедуры безопасности?

Защита от дугового замыкания — Что это значит?

Введен в Канадский электротехнический кодекс в 2002 году; многие не понимают или не слышали о прерывателях дугового замыкания (AFCI). Понимание их назначения и понимание того, что такое дуговое замыкание, поможет вам понять их важность. 20 процентов всех пожаров в Канаде вызваны электрическими пожарами. Прерыватели дуги являются одним из способов предотвращения электрического пожара.

Дуговое замыкание — это непреднамеренная дуга, возникающая из-за протекания тока по незапланированной траектории. Электрическая дуга создает чрезмерное тепло, которое может легко воспламенить окружающие материалы, такие как деревянный каркас или изоляцию, что приведет к опасному возгоранию.

Общие причины дугового короткого замыкания:

искрение в установленной электропроводке из-за физических повреждений, таких как; провода, случайно проколотые гвоздями или шурупами, кабели, плотно прикрепленные скобами к стойкам стены, животное грызет изоляцию проводов.
тепло, влажность и напряжение
искрение на ослабленные соединения или стыки в цепи или выходах.
искрение в приборе или удлинительных шнурах
гнутые или гофрированные шнуры
хрупкие или состаренные шнуры

Прерыватель дугового замыкания, также известный как; AFCI — это автоматический выключатель, который обнаруживает потенциально опасные электрические дуги. Он отключает питание, как только обнаруживает дугу и до того, как может начаться пожар. Технология AFCI встроена в специальные выключатели и розетки.Защита от дугового замыкания выходит за рамки разветвленной проводки, защищая все шнуры, вставленные в розетки. AFCI предназначены для защиты как от сильноточной, так и от слаботочной дуги.

Это код:

Канадский электротехнический кодекс требует, чтобы в домах была установлена защита от дугового замыкания для цепей 125 В переменного тока, 15 А, 20 А, питающих розетки по всему дому, за некоторыми исключениями. Все новые дома должны соответствовать кодексу AFCI, и домовладельцы, рассматривающие возможность ремонта, должны обсудить с сертифицированным электриком требования к ним.

AFCI — Когда отключается:

Иногда у вас дома могут сработать розетки или выключатели. Самое большое заблуждение, когда это происходит, заключается в том, что прерыватель дугового замыкания неисправен, хотя на самом деле это означает, что технология работает. Когда устройство обнаруживает дугу, это приводит к прерыванию цепи для защиты вашего дома. Если событие отключения продолжает происходить даже после сброса AFCI, лучше всего вызвать сертифицированного электрика.

Для среднего домовладельца попытки понять это все равно что пытаться выучить новый язык. Наша цель здесь — попытаться рассказать вам немного больше о частях электрической системы и о том, что происходит в вашем доме. Мы не рекомендуем вам пытаться самостоятельно устанавливать прерыватели дугового замыкания или какую-либо часть вашей электрической сети.

В Proline Electric наши сертифицированные электрики обладают знаниями, обучением и опытом, чтобы обеспечить безопасность вашего дома благодаря правильно установленным устройствам защиты от дугового замыкания.

Доступно

бесплатных оценок!

Теги: Сертифицированный электрик, Эдмонтон Электрик, электрические подрядчики Эдмонтон, Жилой, Электрик Святого Альберта

Система дуговой защиты | Обнаружение дугового замыкания

Система дуговой защиты состоит из реле отключения, датчиков и устройства гашения дуги. Системы дуговой защиты чрезвычайно важны, поскольку в Великобритании вспышки дугового разряда случаются примерно 8-10 раз в неделю.К сожалению, многие распределительные устройства остаются без дуговой защиты, несмотря на ее частое появление и разрушительный потенциал.

Что такое дуговая вспышка?

Вспышка дуги — одно из самых разрушительных электрических повреждений. Это не только нанесет огромный ущерб оборудованию, но также может привести к изменяющим жизнь и даже опасным для жизни травмам любого персонала, находящегося в непосредственной близости. Подробнее см. Здесь.

СИЗ необходимы для защиты сотрудников от дуговых вспышек.Авторитетные поставщики средств индивидуальной защиты от дугового разряда, такие как Tower Supplies, обеспечат вашим сотрудникам необходимый уровень защиты.

Что такое NFPA 70E и где он применяется?

NFPA 70E отвечает требованиям электробезопасности рабочего места сотрудников.

Он определяет методы работы, которые защищают рабочих от поражения электрическим током, включая вспышки дуги, во время осмотра, эксплуатации и технического обслуживания электрического оборудования.

Стандарт NFPA 70E охватывает большинство рабочих мест, связанных с электроэнергией или оборудованием.Основные исключения:

Транспортные средства; например, корабли, самолеты и железные дороги
Коммуникационное оборудование, находящееся под исключительным контролем коммуникационных компаний.
Определенные электрические установки, находящиеся под исключительным контролем электроэнергетической компании.

Как рассчитать рейтинг вспышки дуги

В рамках стандарта NFPA 70E необходимо провести анализ опасности возникновения дуги, чтобы защитить персонал от возможности получения травм от вспышки дуги.

Существует два различных математических метода расчета доступной энергии вспышки дуги, присутствующей в конкретном элементе оборудования.

Зачем мне нужна система дуговой защиты?

Каждую неделю в Великобритании происходит от 8 до 10 вспышек дуги. Без дуговой защиты последствия могут быть очень серьезными.

Как выглядит система дуговой защиты?

Для создания надежной системы дуговой защиты вам понадобятся всего три компонента:

Зачем нужна дуговая защита?

Установка защиты от дугового замыкания дает множество преимуществ:

Ограничение повреждений — благодаря сверхбыстрому времени отключения 2 мс и времени гашения всего 3 мс полное разрушение распределительного устройства предотвращено и ограничено только одной секцией.Это значительно сокращает время простоя, поскольку не нужно ждать, пока будет восстановлена вся плата. Выборочное отключение также является вариантом, означающим, что сработает только автоматический выключатель, ближайший к месту повреждения. Это также может помочь в обнаружении источника неисправности во время расследования.
Экономия затрат — после дугового короткого замыкания необходимо учитывать множество затрат. Это включает в себя дорогостоящий ремонт распределительного устройства, а также ремонт любых других повреждений, нанесенных помещению, и затраты на рабочую силу для этого.К другим расходам, которые часто не учитываются, относятся расходы, связанные с ранением (или более серьезным) сотрудника в результате взрыва. Это может включать судебные издержки, штрафы и компенсацию.

Видео: Конфигурация системы дуговой защиты

На этой короткой анимации показана базовая конфигурация системы дуговой защиты (без гасителя). Эта система Arcteq включает реле AQ110 и 3 AQ101, а также несколько точечных датчиков. Эта комплексная настройка обеспечивает быстрое обнаружение дуги (всего 2 мс).Быстрое срабатывание автоматического выключателя приведет к меньшему ущербу от дуги как для оборудования, так и для персонала, работающего поблизости, поскольку он не может достичь полной скорости.

Жизненно важно, чтобы реле работало очень быстро, потому что для достижения максимальной скорости вспышке дуги требуется всего 300 мс.
Здесь вы можете увидеть, как серьезность увеличивается за короткий промежуток времени:

10-30 мс (стадия сжатия).	Зажигание электрического тока через ионизированный воздух. Быстрое высвобождение энергии. Максимальное давление.
30-50 мс (стадия расширения).	Ударная волна / волна давления (до 4 бар). Звуковая волна.
50-100 мс (стадия выброса).	температура 20000 ° C.
100-300 мс (термическая стадия или стадия «прожига»).	Токсичные газы. Огонь из стали и меди. Горячий осколок.

Сопутствующие товары

Предотвращение электрических возгораний с помощью прерывателей цепи от дугового замыкания

(Рисунок 1) Тип опасности дугового замыкания: Параллельное дуговое замыкание

Изображение предоставлено Leviton

Октябрь — Месяц пожарной безопасности и хорошее время, чтобы подвести итоги работы устройств в вашем доме, которые защищают от дорогостоящих и потенциально смертельных пожаров.Для большинства людей это означает замену батарей в детекторах дыма или проверку давления в огнетушителе, если таковой имеется, без особого размышления о реальных причинах пожаров в доме.

Тем не менее, ежегодно электрические сбои вызывают около 48 000 пожаров в жилых домах, 418 смертей и 1,4 миллиарда причин имущественного ущерба. Примерно половина этих пожаров может быть связана с короткими замыканиями, также известными как дуговые замыкания, вызванные электричеством, пересекающим зазор между изношенными или оборванными проводами, а также между ослабленными или корродированными соединениями в стенах, приборах и шнурах.Эти дуги могут достигать температуры 10 000 градусов по Фаренгейту, достаточно горячей, чтобы вызвать искры и воспламенить дерево, ткань и мусор. Пожары, которые начинаются таким образом, особенно опасны, потому что они часто возникают в полостях стен, на чердаках и в других местах, где дымовая сигнализация не может их обнаружить, пока не станет слишком поздно. Вы не можете полагаться на стандартный автоматический выключатель, чтобы остановить дуговые замыкания; они обычно слишком короткие, а уровень тока слишком низкий, чтобы выключатель отключился. Но теперь, благодаря дугогасителю (AFCI), у нас есть устройство, которое может обнаруживать и автоматически отключать дуговую цепь.

AFCI оказались настолько эффективными в предотвращении электрических пожаров, что Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы AFCI были установлены почти в каждой комнате в недавно построенных домах. Ванные комнаты, гаражи и недостроенные подвалы — зоны, определяемые как нежилые помещения — являются одними из немногих исключений. NEC также требует установки AFCI в существующих домах всякий раз, когда добавляется дополнительный контур, дополнительный контур или даже дополнительная розетка. Если ваша проводка старая или вам нужна наилучшая доступная защита для вашей электрической системы, вы можете подумать о поэтапной замене ключевых розеток в каждой цепи.

Они отличаются от GFCI

AFCI

похожи на прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI), которые давно необходимы для розеток на кухнях, ванных комнатах, гаражах, на открытом воздухе и в других местах с повышенной влажностью. И у GFCI, и у AFCI есть две кнопки: одна для тестирования устройства, а другая для сброса после срабатывания. Но GFCI выполняет совершенно другую функцию: он отключает ток, протекающий вне цепи к земле, защищая от ударов, которые могут травмировать или даже убить человека.

По словам Билла Гранде, старшего директора по управлению продуктами компании Leviton, крупного производителя устройств электрического управления, у AFCI совсем другая работа. Они сконструированы так, чтобы улавливать мельчайшие колебания частоты и амплитуды электрического сигнала с частотой 60 циклов в секунду. Такие колебания происходят постоянно, когда течет ток. Но AFCI должен различать общие фоновые колебания и обнаруживать только те, которые демонстрируют признаки опасного дугового замыкания — либо параллельное дуговое замыкание (рисунок 1) между двумя проводниками, либо последовательное замыкание (рисунок 2) где есть обрыв единственного проводника.

(Рисунок 2) Тип опасности дугового замыкания: последовательное дуговое замыкание

Изображение предоставлено Leviton

Два типа AFCI

AFCI могут быть установлены в щитах выключателей или в розетках. Типы автоматических выключателей, известные как комбинированные AFCI, обычно более дорогие, могут не подходить к более старым панелям автоматических выключателей и должны быть установлены электриком. Типы розеток, известные как AFCI розеток-ответвлений (OBC), так же просты в установке, как и обычные розетки.Они стоят около 30 долларов, их также легко и удобно протестировать и сбросить в случае отключения. Например, 15-амперный AFCI Leviton имеет зеленый светодиод, который сообщает вам, что он активно контролирует цепь (рисунок 3) . Когда этот свет гаснет, вы знаете, что сработал AFCI. (Это устройство также защищено от несанкционированного доступа, как того требует NEC.)

OBC AFCI не нужно устанавливать в каждой розетке в комнате. Когда один из них помещается в первую розетку в ответвленной цепи (рисунок 4) , он будет защищать все, что ниже по потоку от этого места, включая любое устройство, прибор или приспособление, подключенное к розеткам в этой цепи, как от параллельной, так и от последовательной дуги. неисправности.

Если вы не знаете, какая розетка первая в ветке, обратитесь к электрику или выполните процедуру, рекомендованную Leviton’s Grande. Отключите прерыватель цепи и снимите розетку, которая, как вы подозреваете, является первой в цепи. Закройте провода и снова включите прерыватель. Теперь проверьте другие розетки, включив рабочий свет. Если вы сделали правильный выбор, все они будут мертвы. Если вы выбрали неправильный вариант, вставьте исходную розетку обратно и повторите процесс после удаления другой розетки.

Что делать при срабатывании AFCI

Неразумно нажимать кнопку «сброса» и надеяться, что проблема исчезнет. Устройство сигнализирует, что где-то в цепи есть дуга, и его следует отследить и устранить. Во многих случаях, говорит Гранде, искрение возникает в приборе, шнуре или источнике света, подключенном к цепи с защитой AFCI. В этом случае отключение неисправного элемента от розетки должно восстановить безопасность цепи.

Но если AFCI срабатывает даже после того, как все подключенные элементы удалены, проблема, скорее всего, связана с проводкой внутри стен.Вызвать электрика для диагностики. Он или она проверит все соединения и, при необходимости, заменит всю цепь.

AFCI могут прослужить десятилетия, но, как и другая чувствительная электроника, говорит Гранде, их производительность ухудшается из-за скачков напряжения и влажности. Underwriter Laboratories (UL) рекомендует ежемесячно проверять AFCI, чтобы убедиться, что он по-прежнему находится в рабочем состоянии. Нажатие кнопки «тест» создает намеренную неисправность внутри устройства, которая должна отключать цепь.Если нажать

«тест», и AFCI не срабатывает, пора его заменить.

Ежемесячная проверка каждого AFCI может показаться неприятным, но это небольшая плата за защиту, которую он обеспечивает вам и вашей семье от домашних пожаров.

Дополнительную информацию о AFCI можно найти на сайте leviton.com/afci.

Комплекты для дугового разряда

обеспечивают защиту от дуги. Комплекты

для дугового разряда обеспечивают огнестойкость и защиту от дуги в нескольких категориях опасности и с несколькими номинальными значениями дуги в этих категориях.FRSafety.com, подразделение Slate Rock Safety, LLC, предлагает изготовленные в США комплекты дугового разряда с номинальными характеристиками дуги 8, 11, 20, 32, 37, 40, 50, 65 и 100 кал / см2. Это позволяет вам максимально приблизиться к рейтингу, который мог быть определен при оценке вспышки дуги, без необходимости добавлять дополнительный вес вашим ребятам.

Что отличает эти рейтинги калорийности? Это в материале. Комплект вспышки дуги 8 кал начинается с однослойного слоя Indura Ultra Soft 7,0, тогда как комплект вспышки дуги 65 кал представляет собой несколько слоев Nomex / кевлара.Вес материала и количество слоев обеспечивают дополнительную защиту от дуги. Все производители должны протестировать каждый из этих комплектов материалов в сочетании, чтобы убедиться в номинальной дуге. Никогда не принимайте рейтинг дуги, основанный только на «добавлении» номиналов однослойной дуги!

Что надеть под ним? Под огнестойкой одеждой можно носить одежду с защитой от дуги или «неплавкую, легковоспламеняющуюся одежду» согласно NFPA 70E. Если произойдет ужасный случай разрыва, огнестойкая одежда под вашим комплектом дуговой вспышки будет продолжать обеспечивать защиту.FRSafety.com предлагает нижнее белье FR, футболки, джинсы, рабочие рубашки и рабочие брюки, которые помогут защитить вас.

Комплект дуговой вспышки — это удобные СИЗ. В каждый комплект входят беруши с дугой, одежда: огнестойкий комбинезон, короткое пальто и нагрудник или длинное пальто и леггинсы, соответствующая защита от дуги, перчатки с номинальным напряжением и протекторы — в сумке. Все предметы, необходимые для полной защиты тела, хранятся в одном месте, за исключением обуви. Сведите к минимуму опасения, связанные с неправильным снаряжением или его отсутствием, поместив его в один комплект.Поскольку пользователь не носит эту специализированную одежду каждый день или весь день, комплект дуговой вспышки гарантирует, что все части будут надеты, когда дуговая защита необходима в определенной области или для определенной задачи.

FRSafety.com, подразделение Slate Rock Safety, LLC, предлагает весь полный спектр средств индивидуальной защиты, включая комплекты дуговой вспышки. Посетите нас в Интернете по адресу www.frsafety.com или свяжитесь с нами по телефону 866-783-7977 для получения дополнительной информации.

Прерыватели цепи от дугового замыкания — журнал IAEI

Время чтения: 10 минут

Аннотация

Целью данной статьи является повышение осведомленности инспекторов о прерывателях цепи при дуговом замыкании.Значение AFCI обсуждается во введении, а за ним следует описание последних изменений, связанных со стандартом, Национальным электротехническим кодексом и доступностью и применением технологии. Здесь приводится общее обсуждение доступности AFCI, за которым следует подробное описание линейки миниатюрных автоматических выключателей Cutler-Hammer для жилых помещений, которые включают в себя AFCI ответвления / фидера, и краткое описание задействованной технологии. Опыт эксплуатации был отличным, как с точки зрения пожарной защиты, так и с точки зрения защиты от нежелательных отключений.Сделан вывод о том, что прерыватели цепи от дугового замыкания значительно повышают пожарную безопасность в системах распределения электроэнергии в жилых домах. Они представляют собой технологию бытовой электробезопасности будущего.

Введение

Как объяснялось в более ранней статье AFCI в этом журнале1, существующие устройства защиты от сверхтоков в жилых помещениях, такие как автоматические выключатели (MCB), предназначены для защиты проводников цепи путем автоматического размыкания до того, как повреждение проводника будет вызвано чрезмерным нагревом.При перегрузках по малому току выключатель срабатывает из-за нагрева внутреннего биметалла. При сильноточных перегрузках автоматический выключатель срабатывает «мгновенно» из-за внутренних магнитных сил. Поскольку они предотвращают чрезмерные или опасные температуры в проводниках или изоляции проводов, эти современные автоматические выключатели в некоторой степени снижают вероятность возникновения пожаров в жилых домах, связанных с системой распределения электроэнергии.

Данные, предоставленные CPSC2, показывают, что около 10 процентов нынешних пожаров в жилых домах связаны с системой распределения электроэнергии.Этот процент представляет собой 41 600 пожаров и 370 погибших мирных жителей. Кроме того, в результате этих пожаров пострадали 1430 мирных жителей и нанесен материальный ущерб на сумму более 682,5 миллиона долларов. AFCI были специально разработаны для дополнения защиты, обеспечиваемой устройствами защиты от перегрузки по току, такими как автоматические выключатели, и для значительного сокращения этих чисел.

Прерыватель цепи от дугового короткого замыкания, как определено в Национальном электротехническом кодексе3, представляет собой устройство, предназначенное для обеспечения защиты от последствий дугового короткого замыкания путем распознавания характеристик, уникальных для дугового замыкания, и с помощью функции обесточивания цепи при обнаружении дугового замыкания. .В варианте осуществления, обсуждаемом в этой статье, AFCI интегрирован в конструкцию автоматического выключателя, и полученный интегральный автоматический выключатель (внесен в список UL 489) и AFCI (включен в список UL 1699) сочетает в себе обычную тепловую защиту проводов с уменьшением эффекта дугового разряда. .

Предыдущий документ1 был опубликован в 1997 году. С тех пор был опубликован стандарт UL 4, вопросы AFCI были решены относительно Национального электрического кодекса 3, были достигнуты успехи в технологии AFCI, а также увеличился как полевой опыт, так и доступность продукции. .Цель данной статьи — обсудить эти недавние изменения. В частности, статья предназначена для повышения осведомленности инспекторов об этом новом продукте пожарной безопасности.

Ситуация в соответствии со стандартами (UL 1699)

Первое издание UL 1699 было опубликовано в феврале 1999 года. Этот стандарт определяет несколько типов AFCI:

• Прерыватель цепи от дугового замыкания ответвления / фидера — устройство, предназначенное для установки в начале ответвления цепи или фидера, например, на щитовом щите.Он предназначен для защиты разветвленной и фидерной проводки или того и другого от нежелательного воздействия дуги. Это устройство также обеспечивает ограниченную защиту удлинительной проводки ответвленной цепи. Это может быть выключатель или устройство в собственном корпусе, установленное на щите или рядом с ним.
• Прерыватель цепи от дугового замыкания на выходе — устройство, предназначенное для установки в ответвленной розетке, например, в розетке. Он предназначен для защиты подключенных к нему комплектов шнуров и шнуров питания (при наличии розеток) от нежелательных эффектов искрения.Это устройство может обеспечивать сквозную защиту комплектов шнуров и шнуров питания, подключенных к выходным розеткам.
• Комбинированный прерыватель цепи от дугового замыкания — AFCI, который соответствует требованиям для AFCI как ответвления, так и выходной цепи. Он предназначен для защиты нижерасположенной проводки, комплектов шнуров и шнуров питания.

Стандарт также касается проводных AFCI и переносных AFCI.

Требования к испытаниям для трех типов AFCI, определенных выше, во многом схожи.Таким образом, все они должны распознавать параллельные (между фазой и нейтралью) дуговые замыкания в цепях с доступными токами короткого замыкания 75 А и выше. При этих уровнях тока прерывистые дуги (см. Рис. 1), связанные с поврежденными или неправильно использованными кабелями и проводами, могут быть недостаточными для отключения автоматического выключателя либо термически, либо мгновенно. Основное различие между требованиями ответвления / фидера и требованиями к розетке заключается в том, что ответвление / фидер проверяется на параллельные неисправности как в проложенном проводе (тип NM-B), так и в обычно используемом шнуре прибора (тип SPT-2).Однако выходное устройство испытывается только с шнуром типа SPT-2.

Рис. 1. Типичная форма кривой тока, наблюдаемая, когда лезвие из углеродистой стали перерезает шнур 16 AWG SPT-2 для образования параллельной дуги.

Существует также некоторая общность в требованиях к испытаниям для реакции на последовательные дуги, связанные с дуговым разрядом при обрыве линии или нейтрального проводника. Для AFCI ответвления / фидера испытания проводятся при уровнях тока 5 А и выше в кабеле типа NM-B. Критерием является то, что хлопок выше точки разрыва внутри кабеля не должен воспламеняться.Для выходных AFCI испытания проводятся с использованием шнура типа SPT-2, и время гашения дуги должно быть меньше указанного времени отключения при испытании дуги.

Для трех типов AFCI стандарт содержит аналогичные тесты для проверки невосприимчивости устройств к нежелательным срабатываниям. Эти испытания включают невосприимчивость к (а) переходным пусковым токам, (б) формам сигналов, связанным с электронными устройствами, (в) формам сигналов дугового разряда, связанным с перегораниям ламп накаливания, и (г) формам сигналов «безопасных» дуг, связанных с нормальная работа электрических устройств.Кроме того, существуют аналогичные тесты для проверки того, что устройства не будут замаскированы условиями цепи.

Следует отметить, что Канадская ассоциация стандартов имеет брошюру с технической информацией5 с требованиями к AFCI, которые близко соответствуют стандарту UL для AFCI ответвления / фидера. В настоящее время разрабатывается более полный стандарт CSA.

Cutler-Hammer AFCI относится к типу ответвлений / фидеров и, следовательно, устраняет последовательные и параллельные неисправности в установленной проводке; Зона 1 на рисунке 2.Это является причиной около 35 процентов (6,7) пожаров в жилых домах, связанных с системой распределения электроэнергии. Кроме того, AFCI ответвления / фидера обнаруживает параллельные повреждения в Зоне 2, которая представляет шнуры устройства и нагрузки за пределами розетки, и параллельные повреждения в Зоне 3. Он также реагирует на все дуги заземления в Зонах 1, 2 и 3.

Рисунок 2. Разделение жилой разводки на четыре зоны.

Кодовые ситуации (NEC, Вермонт и CEC)

Прерыватели цепи от дугового замыкания впервые были включены в издание 1999 года NEC 70 (Национальный электротехнический кодекс).На них есть ссылки в Разделе 210-12 Статьи 210, который касается ответвленных цепей. Там находим:

210-12 (a) Определение. Прерыватель цепи от дугового замыкания — это устройство, предназначенное для защиты от последствий дугового замыкания путем распознавания характеристик, уникальных для дугового замыкания, и отключения питания цепи при обнаружении дугового замыкания.

210-12 (b) Спальни жилого блока — Все ответвительные цепи, которые питают однофазные розетки на 125 В, 15 и 20 ампер, установленные в спальнях жилого блока, должны быть защищены с помощью прерывателя цепи дугового замыкания.Это требование вступает в силу с 1 января 2002 года.

Следует отметить, что для защиты всей параллельной цепи, как того требует NEC 1999 года, устройство должно быть расположено в центре нагрузки или рядом с ним, где расположено устройство защиты от перегрузки по току в параллельной цепи.

На стадии предложения для выпуска NEC 2002 года было много дополнительных предложений по расширению применения AFCI филиалов / фидеров и включению AFCI в торговых точках. На данный момент кажется вероятным, что защита AFCI ответвления / фидера будет обязательной для всех розеток в спальне, а не только для розеток в спальне.Другие предложения по расширению охвата филиалов / фидеров на дополнительные жилые помещения и, например, на гостиничные номера и ограниченные учреждения по уходу, будут по-прежнему обсуждаться в течение периода комментариев. Из предложений, представленных для NEC 2002 года, также представляется вероятным, что защита от AFCI ответвлений / фидеров будет распространена на розетки в спальнях передвижных домов и промышленных домов.

Что касается штата Вермонт, AFCI ответвлений / фидеров будет обязательным для всех цепей 120 В, обслуживающих розетки в жилых помещениях и спальнях жилых единиц.Дата вступления в силу — 1 января 2001 г. Применение AFCI ответвлений / фидеров к схемам спален жилых единиц также активно обсуждается в соответствии с Частью 1 Канадского электротехнического кодекса.

Наличие продукта

В настоящее время AFCI ответвления / фидера объявлены четырьмя основными производителями миниатюрных автоматических выключателей (MCB) в США. Эти продукты эффективны8. Что касается Cutler-Hammer, существует полная линейка однополюсных автоматических выключателей 15A и 20A, внесенных в список UL, которые содержат дополнительную функцию AFCI, см. Рисунок 3.Существуют также однополюсные автоматические выключатели, которые содержат как включенные в список UL AFCI, так и функции прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI). Кроме того, функция AFCI была включена в двухполюсные автоматические выключатели, перечисленные в списке, которые также классифицируются для уменьшения воздействия дуги и которые обеспечивают защиту в цепях с общей нейтралью.

Рисунок 3. Фотографии линейки автоматических выключателей с AFCI

Следует отметить, как показано на рисунке 4, что эти MCB с функцией AFCI полностью взаимозаменяемы с обычными MCB Cutler-Hammer.Их подключение к центру нагрузки идентично современным автоматическим выключателям с функцией GFCI, а именно с подключением к земле, и их стоимость также аналогична автоматическим выключателям со встроенной защитой от замыканий на землю.

Рис. 4. Схема, показывающая взаимозаменяемость между MCB с возможностью AFCI ответвления / фидера и обычными MCB

Работа ножа-молотка AFCI

Блок-схема однополюсного AFCI показана на рисунке 5. Выходной сигнал датчика тока нагрузки подается на фильтр сигнатур дуги, выход которого зависит от величины тока дуги.Обычные составляющие тока, не связанные с дугой, отфильтровываются. Затем сигнал усиливается и подается на логический блок, который различает опасные события возникновения дуги и нормальные переходные процессы в цепи, включая формы сигналов, связанные с перегораниями лампы накаливания. В случае возникновения опасной дуги логический блок обеспечивает выход, который отключит выключатель. Этот логический блок имеет второй вход от усилителя датчика тока заземления. Если этот логический вход превышает предварительно установленный порог срабатывания 30 миллиампер, выдается сигнал срабатывания.Этот прерыватель цепи от дугового замыкания (внесен в список UL 1699) также доступен в комбинации с защитой цепи от замыкания на землю (внесен в список UL 943). В этом варианте осуществления датчик замыкания на землю установлен на пять миллиампер для защиты персонала и включен датчик заземленной нейтрали. Для функций AFCI и GFCI предусмотрены отдельные кнопки тестирования. Следует отметить, что ценность автоматического выключателя для жилых помещений, включая технологии AFCI и GFCI, была признана UL в разделе рекомендаций отчета 1995 года для CPSC9.

Рисунок 5. Блок-схема однополюсного AFCI

Блок-схема двухполюсного выключателя, включенного в список, также классифицируемого для уменьшения влияния дуг, представлена на рисунке 6. Конструкция в основном состоит из двух однополюсных схем AFCI, как описано на рисунке 5, с общим выходным сигналом логического отключения. Отклик на дугу на землю установлен на уровне 30 мА. Для каждого полюса предусмотрены индивидуальные испытательные схемы AFCI.

Рис. 6. Блок-схема двухполюсного выключателя, включенного в список, также классифицированного для уменьшения влияния дуг.

Опыт эксплуатации

В настоящее время в полевых условиях работает более 10 000 автоматических выключателей Cutler-Hammer с защитой AFCI.Суммарная наработка более 150 миллионов часов. За этот период сообщений о нежелательных отключениях не поступало. Что еще более важно, были зарегистрированы случаи предотвращения пожаров. Например, были случаи обнаружения следа дуги у основания двухпроводных осветительных приборов. Эти приспособления обычно располагались в столовой, и отслеживание дуги у основания лампы приводило к параллельной дуге. Другие примеры включают в себя возникновение дуги в телевизоре, питаемой двухжильным шнуром, из-за капель воды с подвесной установки и обнаружение дуги в распределительных коробках.Дополнительное обсуждение эффективной защиты AFCI ответвлений / фидеров содержится в недавнем документе NFPA 10.

Приложения будущего

В настоящее время AFCI ответвления / фидера будут обеспечивать защиту спальных цепей 120-вольтных жилых единиц. Эти цепи действительно связаны с большим количеством пожаров в системах распределения электроэнергии в жилых домах11. Однако в других жилых районах также наблюдается высокая частота электрических пожаров11, и поэтому следует ожидать, что AFCI ответвления / фидера найдут применение во многих дополнительных жилых цепях.

Можно также ожидать, что функция AFCI будет распространяться на более высокие напряжения (например, 240 В, 277 В и 480 В), связанные с коммерческими и промышленными системами распределения электроэнергии.

Также отмечается, что авиакосмическая промышленность12 заинтересована в технологии AFCI, связанной с защитой бортовой электропроводки.

Выводы

Прерыватели цепи от дугового замыкания представляют собой приложение новой технологии к старой проблеме; а именно необходимость повышения пожарной безопасности в системах распределения электроэнергии в жилых домах.Для требований этих устройств были разработаны стандарты, и AFCI ответвления / фидера доступны от многих производителей. В настоящее время решаются проблемы с национальными, канадскими и государственными электрическими кодексами, и полевой опыт работы с AFCI ответвления / фидера был отличным. AFCI — это технология будущего, в которой основное внимание уделяется безопасности.

Артикулы:

1. Прерыватели цепи от дугового замыкания: новая технология для повышения безопасности, Дж. К. Энгель, Р. Дж. Клэри и Т.М. Доринг, IAEI News, октябрь 1997 г.
2. Оценка потерь от пожара 1996 г., Отчет Комиссии по безопасности потребительских товаров США, 1998 г.
3. Национальный электротехнический кодекс, NFPA 70, 1999.
4. Прерыватели цепи от дугового замыкания, стандарт безопасности UL 1699, первое издание, 28 февраля 1999 г.
5. Публикация CSA письма с технической информацией (TIL) № M-02, Временные требования к прерывателям цепей от дугового замыкания, 30 сентября 1999 г.
6. Что вызывает возгорание электропроводки в жилых домах? Л.Смит и Д. МакКоскри, Fire Journal, стр. 19-24, январь / февраль 1990 г.
7. Отчет о продуктах для дома в США, 1992–1996, (Приборы и оборудование), К. Рор, Отдел анализа и исследований пожаров NFPA, февраль 1999 г.
8. Предотвращение домашних пожаров: AFCI, Обзор безопасности потребительских товаров, Том 4, № 1, лето 1999 г.
9. «Технология обнаружения и мониторинга условий, которые могут вызвать возгорание в системе электропроводки», отчет подготовлен лабораторией Underwriters Laboratories (номер проекта UL NC233, 94ME78760) для Комиссии по безопасности потребительских товаров (номер контракта CPSC-C-94-1112), Сентябрь 1995
10.AFCIs таргетируют электрические пожары в жилых домах, Г. Д. Грегори, NFPA Journal, стр. 69-71, март / апрель 2000 г.
11. Пожары в распределительных сетях жилых домов, Л. Смит и Д. МакКоскри, Отчет Комиссии по безопасности потребительских товаров США, декабрь 1987 г.
12. Прерыватели цепей от дугового разряда, Дж. Маккормик, М. Вальц, Дж. Энгель, П.