Какая проблема с каскадными отключениями в электрических распределительных щитах

Очень часто нижний автоматический выключатель не срабатывает, а срабатывает вышестоящий (более высокий) выключатель! Это вызывает масштабное отключение электроэнергии! Почему это происходит? Сегодня мы обсудим эту проблему.

Основные причины каскадного (непреднамеренного верхнего) срабатывания

• Номинальная мощность главного выключателя меньше суммарной мощности всех нижестоящих ветвевых выключателей.

• Главный выключатель оснащен устройством защитного отключения (УЗО), тогда как ветвевые выключатели нет. Когда утечка тока прибора достигает или превышает 30 мА, срабатывает главный выключатель.

• Несоответствие координации защиты между двумя уровнями выключателей — по возможности используйте выключатели одного производителя.

• Частая работа главного выключателя под нагрузкой вызывает карбонизацию контактов, что приводит к плохому контакту, увеличению сопротивления, повышению тока, перегреву и, в конечном итоге, срабатыванию.

• Нижестоящий выключатель не имеет правильных настроек защиты для корректного определения неисправностей (например, однофазное заземление без нулевой последовательности).

• Старение выключателей приводит к увеличению времени работы шунтирующего устройства; замените их выключателями, время срабатывания которых меньше, чем у вышестоящего выключателя.

Решения для каскадного срабатывания

Если вышестоящий автоматический выключатель сработал из-за каскадного срабатывания:

• Если реле защиты ветви сработало, но выключатель не сработал, вручную откройте этот ветвевой выключатель, затем восстановите работу вышестоящего выключателя.

• Если ни одна из ветвей защиты не сработала, проверьте все оборудование в затронутой зоне на наличие неисправностей. Если неисправность не найдена, закройте вышестоящий выключатель и поочередно включите каждую ветвь. Если при включении конкретной ветви вышестоящий выключатель снова сработает, этот ветвевой выключатель неисправен и должен быть изолирован для ремонта или замены.

Для того чтобы автоматический выключатель сработал, должны быть выполнены два условия:

• Ток неисправности должен достичь установленного порога.

• Ток неисправности должен сохраняться в течение установленного времени.

Следовательно, для предотвращения каскадного срабатывания настройки тока и времени должны быть правильно согласованы между уровнями выключателей.

Например:

• Первый уровень (вышестоящий) выключатель имеет настройку защиты от перегрузки 700 А с временной задержкой 0,6 секунды.

• Второй уровень (нижестоящий) выключатель должен иметь более низкую настройку тока (например, 630 А) и более короткую временную задержку (например, 0,3 секунды).

В этом случае, если неисправность возникает в зоне защиты второго уровня выключателя, даже если ток неисправности превышает порог вышестоящего выключателя, нижестоящий выключатель устранит неисправность за 0,3 секунды — до того, как завершится 0,6-секундный таймер вышестоящего выключателя, тем самым предотвращая его срабатывание и избегая каскадного срабатывания.

Это приводит к нескольким ключевым моментам:

• Тот же принцип применим ко всем типам неисправностей — будь то короткое замыкание или заземление — координация зависит как от величины тока, так и от продолжительности времени.

• Координация времени часто более критична, потому что токи неисправностей могут одновременно превышать пороговые значения нескольких выключателей.

• Даже если настройки кажутся правильно согласованными на бумаге, реальная работа может все равно привести к каскадному срабатыванию. Почему? Потому что общее время устранения неисправности включает не только время работы реле защиты, но и механическое время открытия выключателя. Это механическое время варьируется в зависимости от производителя и модели. Поскольку времена защиты измеряются в миллисекундах, даже небольшие различия могут нарушить координацию.

Например, в вышеупомянутом примере второй уровень выключатель должен устранить неисправность за 0,3 секунды. Но если его механический механизм медленный и занимает 0,4 секунды для полного разрыва тока, вышестоящий выключатель может уже обнаружить, что неисправность длилась 0,6 секунды, и также сработает, вызывая каскадное событие.

Поэтому, чтобы обеспечить правильную координацию и предотвратить каскадное срабатывание, фактические времена работы выключателей должны быть проверены с помощью оборудования для тестирования реле защиты. Координация должна основываться на реально измеренных общих временах устранения, а не только на теоретических настройках.