 |
8.3.4 Работоспособность в условиях короткого замыкания
|
|
|
|
В данном пункте определены условия испытаний для проверки соблюдения номинальных и предельных значений по 7. 2. 5. Дополнительные требования, касающиеся методики испытания, оперирования и циклов испытаний, состояния аппаратов после испытаний и испытаний на координацию аппаратов с устройствами для защиты от коротких замыканий (УЗКЗ), приводятся в стандарте на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 1 Общие условия испытаний на короткое замыкание
8. 3. 4. 1. 1 Общие требования
Действительны общие требования по 8. 3. 2. 1. Условия оперирования механизмом управления указывают в стандарте на аппарат конкретного вида. Питание электрической или пневматической системы управления должно осуществляться при минимальном напряжении или минимальном давлении в соответствии со стандартом на аппарат конкретного вида. Следует удостовериться, что в этих условиях обесточенный аппарат срабатывает правильно.
Дополнительные условия испытания могут быть установлены в стандарте на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 1. 2 Испытательная цепь
a) На рисунках 9-12 приведены следующие схемы цепей, применяемых при испытаниях:
- однополюсного аппарата однофазным переменным или постоянным током (см. рисунок 9);
- двухполюсного аппарата однофазным переменным или постоянным током (см. рисунок 10);
- трехполюсного аппарата трехфазным переменным током (см. рисунок 11);
- четырехполюсного аппарата трехфазным переменным током в четырехпроводной схеме (см. рисунок 12).
Подробную схему использованной цепи приводят в протоколе испытаний.
Примечание - Для комбинаций с УЗКЗ взаимная компоновка УЗКЗ и аппарата, подлежащего испытанию, должна быть указана в стандарте на аппарат конкретного вида.
|
|
|
b) Источник питания 
подает ток в цепь, включающую сопротивления 
, реакторы 
и испытуемый аппарат 
.
В любом случае мощность источника питания аппарата должна быть достаточной для проверки характеристик, указанных изготовителем.
Активное и реактивное сопротивления должны быть регулируемыми с тем, чтобы соответствовать указанным условиям испытания. Реактор 
должен быть с воздушным сердечником.
Реакторы следует соединять последовательно с сопротивлениями 
, а требуемое значение реактивного сопротивления следует обеспечить путем последовательного соединения отдельных реакторов; допускается также параллельное соединение реакторов, если у них практически одинаковая постоянная времени.
Поскольку характеристики восстанавливающегося напряжения испытательных цепей, включающих в себя большие реакторы с воздушными сердечниками, не типичны для обычных условий эксплуатации, реактор с воздушным сердечником в каждой фазе должен быть шунтирован сопротивлением, отводящим приблизительно 0, 6% тока, проходящего через реактор, при отсутствии иного соглашения между изготовителем и потребителем.
c) В каждую испытательную цепь (см. рисунки 9-12) вводят сопротивления и реакторы между источником питания и испытуемым аппаратом . Положения замыкающего аппарата 
и датчиков тока ( 
, 
, 
) могут быть различными. Замыкающий аппарат 
может размещаться со стороны низкого напряжения или наоборот с первичной стороны. В последнем случае испытательный центр должен убедиться, что волна напряжения не искажается остаточной индукцией трансформатора короткого замыкания.
Соединения испытуемого аппарата с испытательной цепью должны характеризоваться в стандарте на аппарат конкретного вида.
|
|
|
Если для испытаний используется ток ниже номинального, на выходной стороне аппарата между ним и короткозамыкателем следует вставить дополнительное требуемое полное сопротивление, однако, можно установить его на входной стороне, но это следует указать в протоколе испытаний.
Это не относится к испытаниям на кратковременно допустимый ток (см. 8. 3. 4. 3).
При отсутствии специального соглашения между изготовителем и потребителем, подробности которого фиксируют в протоколе испытаний, схема испытательной цепи должна соответствовать рисункам 9-12.
Заземлять следует одну и только одну точку испытательной цепи: короткозамкнутое звено испытательной цепи или нейтральную точку источника питания, или любую другую удобную точку, но способ заземления следует указать в протоколе испытания.
d) Все части аппарата, нормально заземленные при эксплуатации, в том числе оболочка и экраны, должны быть изолированы от земли и присоединены к одной точке, как показано на рисунках 9-12.
Соединение 
должно представлять собой медную проволоку диаметром 0, 8 мм и длиной не менее 50 мм или эквивалентный ей плавкий элемент для обнаружения аварийного тока.
Значение ожидаемого аварийного тока в цепи с плавким элементом должно составлять 1500 А ±10%, за исключением случаев, оговоренных в примечаниях 2 и 3. Если необходимо, следует использовать сопротивление, ограничивающее ток до этого значения.
Примечания
1 Медная проволока диаметром 0, 8 мм при значении тока 1500 А расплавится приблизительно за полупериод при частоте от 45 до 67 Гц (или за 0, 01 с при постоянном токе).
2 В случае применения источника питания с искусственной нейтралью допускается более низкое значение ожидаемого аварийного тока по соглашению с изготовителем. В этом случае применяют медную проволоку меньшего диаметра в соответствии с нижеприведенным соотношением.
Диаметр медной проволоки, мм/ожидаемый аварийный ток в цепи плавкого предохранителя, А: 0, 1/50; 0, 2/150; 0, 3/300; 0, 4/500; 0, 5/800; 0, 8/1500.
3 Значение сопротивления плавкого элемента см. 8. 3. 2. 1.
8. 3. 4. 1. 3 Коэффициент мощности испытательной цепи
На переменном токе коэффициент мощности каждой фазы испытательной цепи следует определять каким-либо из способов, который указывают в протоколе испытания.
|
|
|
Два способа приведены в приложении F.
Коэффициент мощности многофазной цепи рассчитывают как среднее значение коэффициентов мощности каждой фазы.
Коэффициент мощности должен соответствовать значениям, указанным в таблице 16.
Разница между средним и максимальным и минимальным значениями коэффициентов мощности в отдельных фазах не должна выходить за пределы ±0, 05.
8. 3. 4. 1. 4 Постоянная времени испытательной цепи
На постоянном токе постоянную времени испытательной цепи допускается определять методом в соответствии с приложением F, раздел F. 2. Постоянная времени должна соответствовать значениям, указанным в таблице 16.
8. 3. 4. 1. 5 Калибровка испытательной цепи
Для калибровки испытательной цепи временные соединения В с ничтожно малым полным сопротивлением помещают по возможности близко к выводам, предусмотренным для присоединения испытуемого аппарата.
На переменном токе сопротивления 
и реакторы регулируют так, чтобы при данном напряжении до включения обеспечить ток, равный номинальной наибольшей отключающей способности, и коэффициент мощности согласно 8. 3. 4. 1. 3.
Для определения по осциллограмме калибровки наибольшей включающей способности испытуемого аппарата калибруют цепь в расчете на достижение в одной из фаз ожидаемого тока включения.
Примечание - Напряжение до включения - это напряжение в разомкнутой цепи, необходимое для получения заданного возвращающегося напряжения (см. также 8. 3. 2. 2. 3, примечание 1).
На постоянном токе сопротивления и реакторы регулируют так, чтобы при данном испытательном напряжении обеспечить ток, максимальное значение которого равняется номинальной наибольшей отключающей способности, и постоянную времени по 8. 3. 4. 1. 4.
Ток одновременно подают во все полюса испытательной цепи, и токовую характеристику записывают в течение не менее 0, 1 с.
|
|
|
В коммутационных аппаратах постоянного тока контакты разъединяются до достижения пикового значения по калибровочной кривой. Калибровочной диаграммы, при наличии дополнительного активного сопротивления в цепи, достаточно для доказательства того, что скорость нарастания тока в амперах в секунду равна скорости нарастания испытательного тока при указанной постоянной времени (см. рисунок 15). Это дополнительное сопротивление должно быть таким, чтобы пиковое значение тока по калибровочной кривой по крайней мере равнялось пиковому значению тока отключения. Для самого испытания это сопротивление следует убрать [см. 8. 3. 4. 1. 8, перечисление b)].
8. 3. 4. 1. 6 Методика испытания
После калибровки испытательной цепи по 8. 3. 4. 1. 5 временные соединения заменяют испытуемым аппаратом с соединительными кабелями (при их наличии).
Испытания на работоспособность в условиях короткого замыкания проводят согласно требованиям стандарта на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 1. 7 Поведение аппарата во время испытаний на включение и отключение в условиях короткого замыкания
Не должны образовываться дуга, перекрытие между полюсами или между полюсами и корпусом, не должен расплавляться предохранитель 
в цепи обнаружения утечки (см. 8. 3. 4. 1. 2).
Дополнительные требования могут содержаться в стандарте на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 1. 8 Интерпретация записей
a) Определение напряжения до включения и возвращающегося напряжения
Напряжение до включения и возвращающееся напряжение определяют по записи, сделанной во время испытания на отключение конкретного испытуемого аппарата и оцененной в соответствии с рисунком 13 для переменного тока и рисунком 14 для постоянного тока.
Напряжение на входной стороне следует измерять в течение первого полного периода после гашения дуги во всех полюсах и подавления высокочастотных колебаний (см. рисунок 13).
Если требуется дополнительная информация, например о напряжении на контактах отдельных полюсов, времени дуги, энергии дугообразования, коммутационном перенапряжении и т. п., ее можно получить с помощью дополнительных датчиков на каждом полюсе, причем сопротивление каждой такой измерительной цепи должно быть не ниже 100 Ом/В действующего значения напряжения на отдельных полюсах; данное значение должно быть внесено в протокол испытания.
b) Определение ожидаемого тока отключения
Ожидаемый ток отключения определяют сопоставлением токовых характеристик, полученных в период калибровки цепи и во время испытания аппарата на отключение (см. рисунок 13).
|
|
|
На переменном токе периодическая составляющая ожидаемого тока отключения предполагается равной действующему значению периодической составляющей тока калибровки в момент разъединения дугогасительных контактов (что соответствует 
на рисунке 13а). Ожидаемый ток отключения рассчитывают как среднее значение ожидаемых токов во всех фазах с допуском по таблице 8.
Ожидаемый ток в каждой фазе не должен отличаться более чем на ±10% номинального значения.
Примечание - По согласованию с изготовителем ток в каждой фазе не может отличаться более, чем на ±10% среднего значения ожидаемого тока.
На постоянном токе ожидаемый ток отключения считают равным максимальному значению 
, определенному по калибровочной кривой аппарата, отключающего ток до достижения им максимального значения, и значению для аппарата, отключающего ток после прохождения максимума [см. рисунки 14 а) и 14 b)].
Испытание аппарата на постоянном токе, проверенного в соответствии с требованиями 8. 3. 4. 1. 5, когда калибровка испытательной цепи проводилась при токе ниже номинальной отключающей способности, считается недостоверным, если фактический ток отключения выше, чем 
, и должно быть проведено повторно после калибровки при токе более высоком, чем (см. рисунок 15).
Ожидаемый ток отключения 
определяют путем расчета сопротивления 
испытательной цепи на основании сопротивлений соответствующих калибровочных цепей. Постоянную времени испытательной цепи определяют по формуле
.
Допуски должны соответствовать значениям, указанным в таблице 8.
c) Определение ожидаемого пикового тока включения
Ожидаемый пиковый ток включения определяют по калибровочной записи и считают равным 
(см. рисунок 13а) на переменном токе и (см. рисунок 14) на постоянном токе. При испытаниях трехфазным током его приравнивают к наибольшему из трех значений 
, установленных по записи.
Примечание - При испытаниях однополюсных аппаратов ожидаемый пиковый ток включения, определяемый по калибровочной записи, может отличаться от фактического тока включения в ходе испытания из-за различия моментов включения.
8. 3. 4. 1. 9 Состояние аппарата после испытаний
После испытаний аппарат должен соответствовать требованиям стандарта на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 2 Наибольшая включающая и отключающая способности
Методика испытаний на проверку номинальной наибольшей включающей и отключающей способностей аппарата - в соответствии со стандартом на аппарат конкретного вида.
8. 3. 4. 3 Проверка способности аппарата проводить номинальный кратковременно допустимый ток
Испытанию подвергают замкнутый аппарат при ожидаемом токе, равном номинальному кратковременно допустимому току, и соответствующем рабочем напряжении в общих условиях по 8. 3. 4. 1.
Если затруднительно проводить такое испытание при рабочем напряжении, его разрешается проводить при любом удобном более низком напряжении. В этом случае фактический испытательный ток должен быть равен номинальному кратковременно допустимому току 
, что должно быть оговорено в протоколе испытания. Но если в ходе испытания наблюдается кратковременный отброс контактов, испытание следует повторить при номинальном рабочем напряжении.
Для этого испытания следует заблокировать любой максимальный расцепитель тока (при наличии), способный сработать во время испытания.
а) Испытание на переменном токе
Данные испытания следует проводить при номинальной частоте тока с допускаемым отклонением ±25% и коэффициенте мощности, соответствующем номинальному кратковременно допустимому току в соответствии с таблицей 16.
Значение тока во время калибровки - среднее из действующих значений периодической составляющей во всех фазах (см. 4. 3. 6. 1). Среднее значение действующего значения периодической составляющей должно быть равно номинальному значению в пределах допусков, указанных в таблице 8.
В каждой фазе ток не должен выходить за пределы ±5% номинального значения.
Если испытание проводят при номинальном значении рабочего напряжения, ток калибровки - ожидаемый ток, если испытание проводят при каком-либо более низком значении напряжения - фактический испытательный.
Ток следует подавать в течение установленного времени, на протяжении которого действующее значение его периодической составляющей должно оставаться постоянным.
Примечание - С согласия изготовителя значение тока в каждой фазе может быть ±10% среднего значения при затруднениях испытательной станции.
Наибольшее пиковое значение тока на протяжении его первого периода должно быть не ниже 
-кратного номинального значения кратковременно допустимого тока, где соответствует соотношению по таблице 16.
При невозможности по каким-либо причинам выполнить эти требования допускаются другие значения тока при условии, что
,
где 
- длительность испытания;
- постоянная времени;
- калибровочный ток, если периодическая составляющая не является постоянной или больше 
;
- фактический калибровочный ток, которому приписывается постоянная по значению составляющая.
Если на имеющемся источнике питания ток короткого замыкания убывает настолько, что за номинальное время невозможно получить номинальный кратковременно допустимый ток, не подавая изначально чрезмерно высокий ток, можно допустить уменьшение действующего значения этого тока за время испытания до уровня ниже установленного и соответственно увеличить длительность подачи тока при условии, что значение наибольшего пикового тока будет не менее установленного.
Если для достижения требуемого пикового тока действующее значение данного тока приходится увеличить до уровня выше установленного, следует соответственно сократить время проведения испытания.
b) Испытание на постоянном токе
Ток следует подавать в течение установленного времени, а его среднее значение, определенное по записи, должно быть равно по крайней мере заданному.
Если при испытании невозможно в течение заданного времени обеспечить соответствие данным требованиям, не подавая изначально чрезмерно высокий ток, допускается уменьшение значения этого тока за время испытания до уровня ниже установленного и соответствующее увеличение длительности с условием, чтобы максимальное значение этого тока было не меньше установленного.
Если невозможно проводить эти испытания на постоянном токе, то по соглашению между изготовителем и потребителем допускается проводить их на переменном токе, если принять нужные меры предосторожности для того, чтобы, например пиковое значение тока не превышало допустимое.
c) Состояние аппарата во время и после испытания
Состояние аппарата во время испытания определяют в соответствии со стандартом на аппарат конкретного вида.
После испытания должно быть возможно оперирование аппаратом с применением нормальных органов управления.
8. 3. 4. 4 Координация с устройствами для защиты от короткого замыкания и номинальный условный ток короткого замыкания
Условия и методика испытаний по применению должны быть изложены в стандарте на аппарат конкретного вида.
|
|
|
