МДК 02.02. Технология апробации моделей элементов систем автоматизации в реальных условиях и их оптимизация. Занятие 2.7. Испытания автоматических выключателей

МДК 02.02. Технология апробации моделей элементов систем автоматизации в реальных условиях и их оптимизация
Занятие 2.7. Испытания автоматических выключателей
Тема 2. Основы испытаний элементов систем автоматизации

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

1.1. Испытания расцепителей автоматических выключателей проводятся с целью проверки соответствия пределов их срабатывания данным завода-изготовителя, ПУЭ, ПТЭЭП, ГОСТ Р 50345–2010, ГОСТ Р 50030.2–2010.
1.2. Автоматические выключатели (далее по тексту «выключатели») выпускаются с расцепителями с:
• обратнозависимой выдержкой времени (тепловыми);
• независимой выдержкой времени и мгновенного действия (электромагнитные и электронные).
1.2.2. Тепловые расцепители срабатывают с выдержкой времени, зависящей от величины тока — чем больше ток, тем меньше выдержка времени.
1.2.3. Электромагнитные расцепители (отсечка) срабатывают без выдержки времени.
1.3. Выключатели бытового и аналогичного назначения по ГОСТ Р 50345–2010 классифицируются по диапазонам токов мгновенного расцепления и подразделяются на типы расцепления В, С, D

1.4. Диапазоны токов мгновенного расцепления выключателей этих типов приведены в таблице 1. Где:
In — номинальный ток выключателя (номинальный ток расцепителя с обратно зависимой выдержкой времени);
Iа — ток мгновенного расцепления.

1.5. Дополнительно к этим типам выключателей, в соответствии со стандартом МЭК 898, выпускаются выключатели с типами расцепления L, 1C, 2С, ЗС, 4С.
Выключатели, не относящиеся к категории «бытового и аналогичного назначения» (ГОСТ Р 50030.2–2010), имеют конкретные значения уставок расцепителей по токам коротких замыканий.
1.5.2. Токи мгновенного расцепления этих выключателей должны находиться в диапазоне 0,8 Iук < Ia .1,2 1ук, где
1ук — уставка расцепителя по току короткого замыкания (отсечка).
1.6. Диапазоны токов мгновенного расцепления для каждого типа выключателя указываются в паспортных данных.

2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.
2.1. В качестве испытательных устройств в схеме могут быть использованы следующие нагрузочные устройства и трансформаторы:
• ТН‑3 (разработчик ЦЛЭМ Мосэнерго), максимальный ток нагрузки 1800А;
• НТ-10 (разработчик ВНИИПЭМ), максимальный ток нагрузки 10000А;
• нагрузочное устройство РТ-2048 в комплекте с однофазным нагрузочным трансформатором ТОН-7М2 (Ассоциация наладочных организаций, Санкт-Петербург, Завод «Электросила»), максимальный ток нагрузки 11000А, снабжено электронным секундомером для измерения времени срабатывания расцепителей;
• сварочные или котельные трансформаторы с регулировкой напряжения по первичной стороне (регулировочные автотрансформаторы типа РНО или регулировочные реостаты);
• устройства серии «Сатурн», выполняемые в двух вариантах: «Сатурн‑М» и «Сатурн-M1»;
• комплекты НТИ‑1 с пультом РТ2048Н, НТИ-10 с пультом РТ2048.
• устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей УПТР-1МЦ, УПТР-2МЦ и УПТР-3МЦ

3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ.
3.1. На объектах магистрального нефтепроводного транспорта испытаниям подвергаются автоматические выключатели до 1000В всех номиналов по току.
3.2. Испытания автоматических выключателей проводятся:
• перед приемкой электроустановки в эксплуатацию
• в процессе эксплуатации в сроки, устанавливаемые системой ППР;
• «к» — после капитальных ремонтов электрооборудования;
• «т» — после текущих ремонтов электрооборудования;
• «м» — межремонтные профилактические испытания.

3.3. Нормируемые величины.
3.3.2. Параметры срабатывания автоматических выключателей должны соответствовать данным завода-изготовителя и обеспечивать:
• защиту от поражения электрическим током (в случае недостаточности других защитных мер) при коротких замыканиях;
• защиту сетей от перегрузок и пожаров, вызванных технологическими перегрузками или повреждениями изоляции.
3.3.3. Обеспечение требований защиты от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания достигается нормированным временем отключения поврежденного участка цепи, зависящего от тока однофазного замыкания (см. п. 3 №14-МИ «Методика проведения измерения полного сопротивления цепи (петли) «фаза-нуль» и токов однофазных замыканий»).

3.3.2.1. Время срабатывания автоматического выключателя проверяется в случае, когда измеренный или расчетный ток однофазного замыкания меньше верхнего предела диапазона токов мгновенного расцепления этого выключателя и разброс времени срабатывания выключателя по время-токовой характеристике выходит за пределы нормированного времени отключения, приведенные в таблице 2.

3.3.2.2. При этом расцепители автоматических выключателей испытываются током, равным измеренному или расчетному значению тока однофазного замыкания.
3.3.3. При проверке защиты сетей от перегрузок для автоматических выключателей допустимое время срабатывания в зависимости от кратности номинального тока и температуры окружающей среды определяется по паспортным данным.
3.3.3.1. При проверке времени срабатывания автоматического выключателя кратность тока испытания должна приниматься такой, чтобы время срабатывания было не менее 5 секунд.
3.3.3.2. Время срабатывания должно соответствовать данным завода-изготовителя.

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.
4.1. Организационные мероприятия.
4.1.2. Испытания автоматических выключателей могут проводится по распоряжению бригадой составом не менее двух человек, каждый из которых, производитель работ и член бригады должны иметь не ниже III группы по электробезопасности.
4.2. Технические мероприятия.
4.2.2. Перечень необходимых технических мероприятий определяет лицо, выдающее распоряжение в соответствии с п.п. 4.5.; 4.6.; 4.7; 4.11. и главой 7 ПОТЭУ.
4.2.2.1. При измерениях без снятия напряжения в электроустановках напряжением до 1000 В необходимо выполнить следующие требования:
• оградить расположенные вблизи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под напряжением, к которым возможно случайное прикосновение;
• работать в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на резиновом диэлектрическом ковре; применять изолированный инструмент (у отверток, кроме того, должен быть изолирован стержень), пользоваться диэлектрическими перчатками.
4.2.2.2. Не допускается работать в одежде с короткими или засученными рукавами, а также использовать ножовки, напильники, металлические метры и т.п.

4.2.2.3. Не допускается в электроустановках работать в согнутом положении, если при выпрямлении расстояние до токоведущих частей будет менее расстояния, указанного в таблице 3.

4.2.2.4. Не допускается при работе около не огражденных токоведущих частей располагаться так, чтобы эти части находились сзади работника или с двух боковых сторон.
4.2.2.5. Не допускается прикасаться без применения электрозащитных средств к изоляторам, изолирующим частям оборудования, находящегося под напряжением.
4.3. Не допускаются работы в неосвещенных местах. Освещенность участков работ, рабочих мест, проездов и подходов к ним должна быть равномерной, без слепящего действия осветительных устройств на работающих.
4.4. Для автоматических выключателей, находящихся во взаиморезервируемых цепях или в цепях источников электрической энергии, включаемых на параллельную работу, особое внимание обратить на отсоединение проводов, кабелей, шин как подходящих, так и отходящих линий.
4.5. Работы по отсоединению автоматических выключателей выполнять со снятием напряжения.
4.6. Допускается выполнять эти работы без снятия напряжения при обязательном использовании изолированного инструмента, перчаток резиновых диэлектрических, ковров резиновых диэлектрических или резиновых диэлектрических галош.
4.7. Отсоединенные провода, кабели, шины, оставшиеся под напряжением, следует надежно изолировать кабельными наконечниками, изолирующими накладками или покрытиями.

5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА.
5.1. К проведению проверки допускаются лица электротехнического персонала, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, специальную подготовку и проверку знаний и требований, Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ) в объеме раздела XXXIX.
6. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И НАЛАДКИ.
6.1. Характеристики окружающей среды:
• Время года — в течение года.
• Время суток — с 8 до 17 часов.
• Температура — не ниже +5° С.
• Влажность — до 70%.

7. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ.
 7.1 Внешний осмотр.
Расцепители регулируют и калибруют на заводе-изготовителе, после чего их крышки пломбируют. Открывать крышки и регулировать расцепители не допускается. При наружном осмотре проверяют отсутствие повреждении основания кожуха и крышки автомата, производят несколько включений и отключений вручную, проверяя действие расцепителей.
7.2 Измерение сопротивления изоляции.
7.2.1 Значение испытательного напряжения 1 кВ 50 Гц. продолжительность испытания 1 минута.
7.2.2 Измерение сопротивления изоляции производится между каждым проводом (полюсом) аппарата и землёй, а также между каждыми двумя проводами (полюсами). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.
7.2.3 При измерении сопротивления изоляции автоматических выключателей совместно с присоединёнными к ним кабелями и проводами, сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5Мом.
7.2.4 Измерение сопротивления изоляции производится при полностью собранных аппаратах, а также при закреплении аппарата на основании. Если аппарат имеет катушки включения и отключения, то сопротивление изоляции измеряется между ними и фазами аппарата и между катушками и землёй отдельно.
7.3. Проверка действия максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматических выключателей.

7.3.1. Расцепители регулируют и калибруют на заводе-изготовителе, после чего их крышки пломбируют. Открывать крышки и регулировать расцепители не допускается.
7.3.2. Тепловые расцепители проверяют по схеме, приведенной в руководстве по эксплуатации прибора.
7.3.3. На заводе-изготовителе тепловые расцепители калибруют по начальному току срабатывания. Проверка этого тока требует больших затрат времени. При приемосдаточных и эксплуатационных испытаниях проверку производят в форсированном режиме: при 2- или 3‑кратном номинальном токе расцепителя.
7.3.4. Для каждого типа выключателя и расцепителя время срабатывания при 2–3‑кратной нагрузке не должно превышать указанного заводом. Заводские данные даются для случая одновременной нагрузки испытательным током всех полюсов выключателя, соединенных последовательно. Однако при одновременной нагрузке всех полюсов проверка не дает гарантии исправности каждого расцепителя. Поэтому, кроме проверки при одновременной нагрузке всех полюсов выключателя, целесообразно проверить каждый тепловой расцепитель в отдельности.
7.3.5. При испытании тепловых расцепителей необходимо помнить что если тепловой элемент не сработает и не произойдет отключения автомата за максимально допустимое для него время, то необходимо отключить испытательный ток во избежание перегрева и порчи расцепителя.
Максимально допустимое время равно примерно двойному времени срабатывания при форсированном режиме испытания.

7.3.6. Электромагнитные расцепители проверяются только при поочередной нагрузке испытательным током каждой фазы автомата. При этом нагрузочный ток повышают до 0,8 значения тока отсечки, указанного в паспортных данных выключателя, или до нижнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D и аналогичных. Электромагнитный расцепитель не должен сработать. После этого нагрузочный ток увеличивается до 1,2 тока отсечки или до верхнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D. Электромагнитный расцепитель должен сработать. Это означает, что ток отсечки находится в допустимых пределах.
7.4. При проверке комбинированных расцепителей (с тепловыми и электромагнитными элементами) нагрузочный ток необходимо повышать быстро, чтобы не успел сработать тепловой расцепитель.
7.4.1. Чтобы убедиться в том, что тепловой расцепитель не сработал, сразу после отключения выключатель включают вручную, при срабатывании теплового расцепителя повторное его включение не произойдет.
7.5. Принципиальная схема проверки тепловых и электромагнитных расцепителей автоматического выключателя предусматривает:
• проверка каждого полюса в отдельности;
• проверка при одновременной нагрузке всех полюсов.

7.6. Проверка тепловых и электромагнитных расцепителей выключателей бытового и аналогичного назначения.
7.6.1. Собрать схему проверки в соответствии с инструкцией изготовителя используемого нагрузочного устройства.
7.6.2. Для проверки тепловых расцепителей пропустить через каждый, находящийся в холодном состоянии, полюс выключателя ток, равный 2,55 In. Время расцепления должно составлять не менее 1 с и не более:
• 60 с — при номинальных токах выключателей до 32 А;
• 120с —при номинальных токах выключателей выше 32 А.
7.6.3. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «В»:
Пропустить через каждый полюс ток, равный 3 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.
7.6.4. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «С»:
Пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.

7.6.5. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «D»
Пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 20 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.
7.6.6. Также, как и при проверке тепловых расцепителей, полюса выключателей перед каждым испытанием должны находиться в холодном состоянии. Термин «холодное» означает: «Без предварительного пропускания тока при контрольной температуре калибровки» (ГОСТ Р 50345–2010). Контрольная температура калибровки — 30°С. Испытания проводят при любой температуре, а результаты корректируют ктемпературе 30°С на основании поправочных коэффициентов изготовителя. При отсутствии данных изготовителя испытательные токи устанавливают отличными от указанных на 1,2% на каждый градус изменения температуры, при которой проводятся испытания. Пример: при проведении испытаний при температуре 20°С испытательные токи следует увеличивать на 12%.

8. ОБРАБОТКА ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ.
8.1.Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:
дату измерений.
температуру, влажность и давление
наименование, тип, заводской номер оборудования
номинальные данные объекта испытаний
результаты испытаний
результаты внешнего осмотра
используемую схему
Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.
8.2.На основе полученных данных времени страбатывания расцепителей автоматических выключателей и образцовых время-токовых характеристик для данных типов автоматов производится построение индивидуальной время-токовой кривой для конкретного автоматического выключателя (или группы, если автоматические выключатели группы примерно соответствуют друг другу).

Источники:

ГОСТ Р МЭК 60755-2012
Приказ Минэнерго РФ от 13 января 2003 г. № 6 "Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" ГОСТ Р 50571.16-2007
ПУЭ Издание 7 Дата введения 2003-01-01
ГОСТ Р50807-95
ГОСТ Р 51326.1-99
https://ellabst.ru/articles/article/ispytanie-avtomaticeskih-vyklucatelej/