Проверка автоматических выключателей: когда необходима и как проводят?

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок(ПУЭ) и Правил технической эксплуатации электроустановок (ПТЭЭП), контроль исправности защитных автоматов производится во всех случаях официальных электроизмерительных испытаний.

То есть, такая необходимость возникает:

• при сертификации изделия после его разработки;
• при вводе электроустановки в эксплуатацию (приёмосдаточные испытания);
• в ходе планово-профилактических проверок электросети;
• после капитальных, плановых или аварийных ремонтов.

Отдельно подчеркнем важный момент: проверку автоматических расцепителей может производить только квалифицированный персонал, имеющий удостоверения по электробезопасности не ниже 3 группы и при наличии соответствующего оборудования.

В ходе испытаний производится прогрузка выключателя мощными импульсами тока и фиксируются временные показатели процесса срабатывания. Поскольку в данном случае граница между «годен» и «не годен» лежит в пределах нескольких миллисекунд, ни о каких самостоятельных выводах о работоспособности прибора и речи быть не может.

Любой вариант самостоятельных проверок (включая срабатывание по кнопке «тест» в тех устройствах, где она есть) подтвердит лишь факт исправности механической системы, но никак не правильность регулировок прибора.

Официальное экспертное заключение о соответствии характеристик автоматического расцепителя нормам и требованиям, озвученным в соответствующих стандартах, может дать лишь сертифицированная электроизмерительная лаборатория.

Электролаборатория компании “Перестройка МСК” оказывает услугу проверки автоматических выключателей. Прогрузка и испытание автоматов. По результатам испытания составляется протокол и технический отчет.

Основная часть испытаний автоматов — это проверка исправной работы их расцепителей. Дополнительно проверяется качество монтажа выключателей, затяжка контактов, соответствие защитного оборудования проектной документации, но эти параметры уже второстепенны.

Существует большое количество модификаций автоматических выключателей: воздушные, модульные, предназначенные для защиты двигателей, в литом корпусе. Самыми распространенными являются модульные автоматические выключатели, устанавливаемые на монтажную рейку (DIN-рейка), поэтому целесообразно будет рассмотреть ход проверки на их примере.

После срабатывания одного из расцепителей автоматически выключатель выполняет свою функцию — отключает питание определенного участка цепи. Расцепители по типу могут быть тепловыми или электромагнитными, но в современном оборудовании чаще всего используют оба типа для наиболее надежной защиты. Автоматы с одним типом расцепителей имеют гораздо более узкую сферу применения.

Автоматы с тепловыми расцепителями обеспечивают защиту электросети от перегрузки линии. Такой расцепитель представляет собой двухслойную биметаллическую пластинку. Когда возникает перегрузка, этот элемент выключателя нагревается. Под воздействием температуры происходит деформация пластины, что и приводит к расцеплению.

Электромагнитные расцепители нужны для защиты линии от разрушительного воздействия тока короткого замыкания (КЗ). Этот элемент прибора представляет собой соленоид с подвижным сердечником. Механизм расцепления приводится в действие сердечником, который втягивается магнитным полем, созданным под воздействием токов КЗ.

В свою очередь электромагнитные расцепители подразделяются на типы в зависимости от временных и токовых характеристик, то есть от того, за какое время и токи какой силы приводят выключатель в действие. Обозначаются типы электромагнитных расцепителей заглавными латинскими буквами. К наиболее распространенным относятся типы, соответствующие буквам B, C, D.

В этих элементах мгновенное расцепление происходит при таких стандартных диапазонах:

B — в диапазоне от 3-кратного до 5-кратного номинального тока;
С — в диапазоне 5-10-кратного номинального тока;
D — 10-20-кратного номинального тока.

При низких пусковых токах в системе допустимо использовать автоматы с расцепителями типа B. В этой же сети целесообразно установить входной автомат с характеристиками C. Эти же устройства допустимо устанавливать в сети с умеренными пусковыми токами. Для защиты линии с высокими пусковыми токами подходят автоматы типа D.

ГОСТ Р 50345-2010 “Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения” регламентирует, как и какие именно автоматы нужно испытывать.

Порядок проведения проверок утвержден в нормативной документации. Так, срабатывание электромагнитных расцепителей проверяется согласно ПУЭ 1.8.37 путем проведения испытаний, которые рекомендует завод производитель.

Специалисты нашей лаборатории для выполнения испытаний используют специальное оборудование: аппарат «Синус-3600». Этот прибор весит 22 кг и внешне напоминает системный блок ПК. Аппарат позволяет успешно провести испытания расцепителей электромагнитного типа, полупроводниковых и тепловых при условии, что In попадает в диапазон от 16 до 320 А.

Для проведения испытаний выводы аппарата подключают к вводам автоматического выключателя. После этого подается ток и засекается, какое время пройдет до срабатывания механизма расцепления. При этом испытание проводится поэтапно:

1. Сначала на неразогретый прибор подается ток, который превышает номинальный в 1,13 раз. Расцепитель теплового типа не должен срабатывать на протяжении 1 часа номинальный ток меньше 63 А, и минимум в течение 2 часов при значении номинального тока выше 63 А.
2. Сразу посл завершения первого этапа на оборудование подают ток, который превышает номинальное значение в 1,45 раза. Расцепитель должен сработать в течение часа при In<63 А, или в течение 2 часов при In>63 А.
3. После завершения второго этапа с выключателя снимается напряжение, ему дают вернуться в первоначальное «холодное» состояние. Далее на прибор подается ток, больше In в 2,55 раза. Если In<32 А, то сработать тепловой расцепитель должен за 1 минуты, при In>32 А расцепление должно произойти за 2 минуты.

Для проведения всех этапов испытания достаточно включить аппарат «Синус» и установить требуемое значение тока в Амперах. После этого автоматически включается таймер, который отключается после расцепления.

Подобным же образом проводится и испытание автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями:

• на «холодный» автомат подается ток в 3, 5 или 10 А в зависимости от его типа (B, C, D – соответственно). Мгновенный расцепитель должен вызвать отключение за 0,1 секунду или более;
• автомат возвращается в холодной состояние, а затем на него подается ток 5, 10 или 20 А, также в зависимости от типа расцепителя. Сработать устройство должно менее, чем за 0,1 секунды.

При выполнении испытания ток, который подается на прибор, возрастает от минимального значения до верхней границы. Происходит это практически мгновенно. Во время срабатывания расцепителя фиксируется величина тока в этот момент и время, которое прошло с достижения током необходимого значения.

Комплексы, используемые для проверки выключателей, специально разрабатываются для этой цели. Исключением являются устройства серии РЕТОМ, которые изначально предназначены для проверки релейной защиты, но могут использоваться и для подачи токов на контактную систему выключателя с контролем момента отключения.

Наиболее подходит для этой цели РЕТОМ-21. Проверка срабатывания теплового расцепителя выполняется подачей непрерывного тока одновременно с запуском секундомера прибора, настроенного на фиксацию исчезновения тока при отключении. Электромагнитные расцепители проверяются токами, подающимися импульсами длительности, устанавливаемой пользователем. При плавном подъеме тока неизбежно срабатывание защиты автомата от перегрузки.

Важное достоинство РЕТОМа – ток, подающийся для проверки – синусоидальный. Большинство других устройств, специально разработанных для проверки автоматов, выдает импульсный ток, формируемый тиристорными регуляторами. Но их габариты меньше, а управление – проще.

Таких устройств много. Ток для проверки отсечки они тоже подают увеличивающимися по амплитуде импульсами регулируемой длительности, а для проверки тепловой защиты выставляется требуемый ток и запускается секундомер.

Основные термины и определения, а также базовые нормативные диапазоны, используемые для описания характеристик расцепляющих автоматов, приведены в стандарте ГОСТ IEC 60934-2015(принят вместо ГОСТ 50031-2012).

Конкретные алгоритмы проверок и рекомендуемые схемы стендовых испытаний приведены в ГОСТ Р 50345-2010 и ГОСТ Р 50030.2 — 2010( принят вместо ГОСТ Р 50030.2-99).

Измерение сопротивления изоляции производится согласно ПУЭ и ПТЭЭП.

Организация условий измерений проводится в соответствии с приведенными выше стандартами и с учетом положений отраслевых СНИП.

Несмотря на достаточно четкую нормативную проработку алгоритмов ревизии и наладки аппаратуры для защиты от сверхтоков, для каждого конкретного случая разрабатывается свой вариант технологической инструкции, ориентированный, как правило, на конкретный тип расцепителей и имеющееся в наличии измерительное оборудование.

Результаты проведения испытательных работ заносятся в специальный протокол. В документе фиксируется срабатывание или несрабатывание автомата, время срабатывания и ток в момент срабатывания.

Выключатель должен быть исключен из сети и заменен аналогичным в следующих случаях:

• при токе несрабатывания происходит расцепление;
• при токе срабатывания расцепление не происходит;
• автомат срабатывает, но этот момент не вписывает в допустимый интервал времени срабатывания.

Если в ходе испытаний был выявлен хотя бы один выключатель, который подлежит замене, то по требованиям ПУЭ необходимо дополнительно проверить такое же количество приборов, которое было отправлено на первичную проверку.

Чаще всего выявление неисправных выключателей происходит при эксплуатационных испытаниях. Если проверка осуществляется в рамках передачи объекта в эксплуатацию, то вероятность обнаружения неисправности значительно ниже. Использование надежного оборудования и строгое соблюдение регламента испытаний позволяет нам выявить дефектные выключатели с высокой точностью. Это позволяет максимально защитить электросеть, объект и людей, которые проживают на нем, работают или посещают его. И хотя замена выключателя может быть достаточно затратной, повышение безопасности этого стоит.

Случается, что из-за короткого замыкания происходит поломка другого оборудования сети: вентиляционного или промышленного. В результате затраты становятся еще больше, поэтому вклад средств в испытания и замену выявленных неисправных автоматов можно рассматривать как экономию в долгосрочной перспективе.