Czas działania wyłącznika a czas zadziałania: co one oznaczają i dlaczego mają znaczenie

Inżynier utrzymania ruchu w rozdzielnicy niskiego napięcia wziął do ręki certyfikat testu rutynowego wyłącznika kompaktowego 400 A i zauważył dwie liczby, które wydawały się nie zgadzać: czas zadziałania 18 ms, czas zadziałania 23 ms. Obydwa rysunki są wydrukowane w tym samym dokumencie, jednakże opisują różne etapy tej samej sekwencji usuwania usterek. Mówiąc prościej: czas podróży to szybkość, z jaką wyzwalacz wykrywa przetężenie i wydaje polecenie otwarcia mechanizmu czas działania jest to, jak szybko mechanizm następnie rozdziela styki. Dodaj czas wyładowania łukowego, a uzyskasz całkowity czas rozliczeń faktycznie wykorzystywany w badaniach koordynacji zabezpieczeń.

W tym artykule wyjaśniono obie definicje, podano typowe wartości ze standardów i danych terenowych oraz zidentyfikowano elementy kontrolujące każdy przedział.

Czas działania: mechaniczna połowa równania

Czas działania, zwany także czasem otwarcia lub czasem działania mechanicznego, mierzony jest od momentu zasilenia wyzwalacza wyzwalającego do chwili, gdy wszystkie bieguny osiągną rozłączenie styków. Norma IEC 60947 wykorzystuje tę granicę do testowania sprzętu niskonapięciowego, a ten sam odstęp pojawia się w raportach czasowych ANSI i wydrukach analizatora wyłącznika. Jest to wielkość czysto mechaniczna: tarcie zatrzasku, siła robocza sprężyny, masa ruchomego styku, luzy połączeń i skok styku. Nie uwzględniono tu żadnych informacji na temat szybkości wykrywania tej wersji.

Te zmienne mechaniczne wyjaśniają, dlaczego czas pracy różni się w zależności od klasy sprzętu. Badanie czasu działania wyłącznika EPRI, które podsumowało testy terenowe kilku rodzin wyłączników średniego i wysokiego napięcia, wykazało czasy otwierania od 23 do 42 ms i czasy zamykania od 50 do 95 ms, w zależności od modelu i mechanizmu. Wyłączniki kompaktowe niskiego napięcia są zwykle szybsze, ponieważ ich styki są lżejsze, a skok jest krótszy.

Czas wyłączenia: reakcja na zwolnienie

Czas zadziałania to etap wykrywania. Rozpoczyna się w momencie rozpoczęcia prądu zwarciowego i kończy się, gdy wyzwalacz uruchamia mechanizm wyzwalający. W termomagnetycznym wyłączniku różnicowoprądowym dwa elementy realizują ten etap wspólnie. Bimetal reaguje na temperaturę i chroni obszar przeciążenia; cewka elektromagnetyczna reaguje na wysokie prądy niemal natychmiast. Porównanie techniczne charakterystyk wyzwalania wyłączników nadprądowych przeprowadzone przez firmę ABB opisuje ten sam podział: wyzwalacz elektromagnetyczny zapewnia natychmiastową ochronę przed zwarciem, podczas gdy element termiczny chroni przed przeciążeniami. Wyzwalacze elektroniczne zwiększają możliwości programowania dzięki ustawieniom długoterminowym, krótkoterminowym i natychmiastowym, które umożliwiają celowe opóźnienie w celu dalszej koordynacji.

Ze względu na tę podwójną konstrukcję czas zadziałania nie ma stałej liczby. Przy 1,5-krotnym prądzie znamionowym wyłączenie spowodowane przeciążeniem może zająć kilka minut; przy poziomie zwarcia ten sam wyłącznik może zareagować w czasie od 2 do 20 ms, w zależności od konstrukcji wyzwalacza i wielkości prądu.

Całkowity czas rozliczeń: dodawanie etapów razem

Wartość, której ostatecznie potrzebują inżynierowie zajmujący się ochroną, to całkowity czas usuwania, który obejmuje każde opóźnienie od początku zwarcia do momentu wygaśnięcia łuku i zatrzymania przepływu prądu. Konwencja dzieli go na trzy przedziały:

Odczyt krzywej wyzwalania czasowo-prądowego

Krzywa czasowo-prądowa lub krzywa wyłączenia wyświetla obie wielkości jednocześnie. Jest on narysowany na osiach logarytmicznych: oś pionowa to czas zadziałania, a oś pozioma to prąd będący wielokrotnością prądu znamionowego. Krzywa jest odwrotna, co oznacza, że ​​im wyższy prąd, tym krótszy czas zadziałania, aż do osiągnięcia magnetycznego lub elektronicznego progu chwilowego. W tym momencie krzywa spłaszcza się do prawie stałych kilku milisekund. Inżynierowie zajmujący się zabezpieczeniami porównują krzywe zasilania i zasilania, aby potwierdzić, że zwarcie linii zasilającej ustąpi przed zadziałaniem wyłącznika wejściowego oraz że normalny prąd rozruchowy silnika pozostaje poniżej obszaru termicznego.

Co dzieje się w środku: komponenty, które wyznaczają czas

To, co dzieje się wewnątrz wyłącznika, łączy te liczby ze sprzętem fizycznym. Kiedy wyzwalacz zadziała, zatrzask zostaje zwolniony, a sprężyna uruchamiająca przyspiesza zespół ruchomego styku. Ruchomy styk oddziela się od nieruchomego styku, rysując łuk, który jest wpychany do komory łukowej. Płyty deionowe rozszczepiają się i schładzają łuk, aż do jego wygaśnięcia. Każdy stopień ma wpływ na czas: wyzwalacz kontroluje czas zadziałania, zespół styków i czas działania sprężyny, a komora łukowa kontroluje czas łuku.

Dla producentów młotów i ośrodków naprawczych składających wyłączniki z części nie są to abstrakcyjne koncepcje projektowe. Zespół ruchomej spoiny kontaktowej określa ruchomą masę i wyrównanie styku; cięższa lub źle ustawiona część wyraźnie opóźnia otwieranie. Wyzwalacz wzrostowy o dużej bezwładności cewki lub nierównym skoku tłoka wydłuża czas wyzwalania. Niewymiarowa lub zerodowana komora łukowa wydłuża łuk, co zwiększa zużycie styków i temperaturę komory. Dlatego wybór komponentów pojawia się bezpośrednio w wynikach testu rozrządu.

Dostawca komponentów musi prawidłowo wykonać trzy części pokazane w sekwencji. W przypadku serii produkcyjnych zespół styku ruchomego, wyzwalacz wzrostowy i komora łukowa wraz z tolerancjami sprężyn i wyrównania pozwalają określić, czy partia wyłączników przejdzie test rozrządu za pierwszym razem.

Zespół spawalniczy z ruchomym stykiem serii KYM Ten zespół styków ruchomych jest podzespołem krytycznym dla wydajności taktowania wyłącznika MCCB. Na stronie prezentowana jest pełna oferta urządzeń spawalniczych i nitujących, dzięki czemu jest ona przydatna dla odbiorców potrzebujących niezawodnej produkcji seryjnej. Zobacz produkt →

Wyzwalacz wzrostowy MCCB serii FT30 Ten wyzwalacz wzrostowy jest niezbędny do zdalnego wyzwalania wyłączników w obudowie formowanej. Na stronie produktu wskazano budowę modułową i napięcia znamionowe, dlatego warto sprawdzić, czy potrzebny jest niezawodny wyzwalacz do montażu wyłącznika. Zobacz produkt →

Zespół komory łukowej MCCB serii KYM Zespół komory łukowej ma bezpośredni wpływ na skuteczność przerywania pracy wyłącznika. Na stronie opisano pełną konfigurację produkcji i testowania, dzięki czemu jest ona istotna dla producentów, którzy chcą konsekwentnie przechodzić testy rozrządu. Zobacz produkt →

Są to reprezentatywne przykłady z zakresu dostaw firmy Kaiyuanfeng dla wyłączników w obudowie formowanej od 100 A do 800 A i wyłączników ramowych od 1600 A do 4000 A. Pełna lista części konstrukcyjnych jest dostępna w pliku Katalog zespołów komponentów MCCB .

Praktyczne kontrole dla kupujących i inżynierów testujących

Inżynierowie oceniający komponenty wyłącznika lub przeglądający certyfikaty rozrządu podczas odbioru technicznego mogą zmniejszyć ryzyko, wykonując kilka kontroli. Najpierw sprawdź, co zmierzył certyfikat: odpowiedź na zwolnienie, separację styków lub całkowite wyczyszczenie. Etykiety w raportach różnych producentów nie zawsze są identyczne. Po drugie, porównaj zmierzony czas pracy z krzywą wyłączenia na żywo; jeśli odbiega o więcej niż około 20-30% od wartości podanej w arkuszu danych, należy podejrzewać zużyte sprężyny, skorodowane styki lub nieprawidłowe ustawienia zwalniania. Po trzecie, kupując komponenty do produkcji, sprawdź zgodność partii pod względem masy stykowej, sztywności sprężyny i wyrównania, ponieważ synchronizacja jest wydajnością wrażliwą na tolerancję.

• Podczas kwalifikowania nowego dostawcy poproś o dane z testu rozrządu, a nie tylko o rysunek krzywej wyzwalania.
• Sprawdź, czy wewnętrzne wyzwalacze akcesoriów (wyzwalacz wzrostowy, wyzwalacz podnapięciowy) są testowane przy znamionowym napięciu sterowania.
• Podczas konserwacji mierz czas otwarcia mechanizmu przed i po wymianie styków, aby śledzić zużycie.
• Aby zachować powtarzalność synchronizacji, należy przechowywać zapasowe zespoły styków i komory łukowe z tej samej partii produkcyjnej.

Dla każdego, kto chce szybko odświeżyć wizualnie związek części wewnętrznych z sekwencją rozrządu, przewodnik po zawartości wyłącznika kompaktowego jest przydatnym towarzyszem.

Często zadawane pytania dotyczące czasu działania i czasu zadziałania wyłącznika