|
Страница 4 из 7
8. ИСПЫТАНИЕ НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ
8.1. Коммутационная способность аппарата, характеризуемая его включающей и отключающей способностями, должна проверяться в режимах редких коммутаций и (или) токов короткого замыкания в соответствии с требованиями стандартов на конкретные виды аппаратов.
Если аппарат предназначен для работы в нескольких категориях применения, то испытания следует проводить в наиболее типичной категории применения, установленной в стандартах на конкретные виды аппаратов.
Проверка включающей и отключающей способностей может быть объединена в одном испытательном цикле или проводиться в виде отдельных испытаний.
Если необходимое для испытания аппарата общее количество коммутационных операций превышает установленное в стандартах на конкретные виды, то допускается проводить испытания по частям на нескольких одинаковых аппаратах.
8.2. Испытание аппарата на коммутационную способность следует проводить в его рабочем положении, имитирующем условия монтажа и эксплуатации. Если аппарат предназначен для работы в разных рабочих положениях, то он должен испытываться в наиболее неблагоприятном положении.
Если в стандарте на конкретный вид аппаратов не установлено, с какой стороны аппарата подключается источник питания, испытания следует проводить дважды: один раз источник следует подключать с одной стороны аппарата, второй раз — с другой стороны. Испытания в этом случае могут проводиться на разных образцах.
Подводящие провода, кабели или шины, аналогичные тем, которые используются в эксплуатации, должны присоединяться к выводам аппарата способом, предусмотренным при их монтаже в условиях эксплуатации.
8.3. Аппарат с несъемной оболочкой и аппарат, предназначенный для эксплуатации только в специальной оболочке, следует испытывать в соответствии с требованиями п. 5.1.3.
8.4. Аппараты с двигательным приводом, работающим от источников электрической энергии и (или) сжатого воздуха, должны испытываться при значениях напряжения цепи управления и (или) давления сжатого воздуха, установленных в стандартах на конкретные виды аппаратов. Допускается цепи управления и вспомогательные цепи при испытании питать от независимого источника, имеющего предусмотренные род тока, напряжение и частоту (при переменном токе).
Условия управления аппаратами с ручным приводом при проведении испытаний должны соответствовать установленным в стандартах на конкретные виды аппаратов.
Перед испытанием следует убедиться в правильности работы привода аппарата при отсутствии тока в цепи нагрузки.
8.5. Проверка коммутационной способности аппаратов должна проводиться по испытательным схемам, приведенным на черт. 1 и 2, для следующих случаев испытаний:
трехполюсного аппарата или трех однополюсных аппаратов в трехфазной испытательной схеме переменного тока (черт. 1а);
двухполюсного аппарата в однофазной испытательной схеме переменного тока или в испытательной схеме постоянного тока (черт. 1б);
однополюсного аппарата в однофазной испытательной схеме или в испытательной схеме постоянного тока (черт. 1в);
одного из идентичных вспомогательных контактов аппаратов в испытательной схеме переменного или постоянного тока (черт. 2а);
двух электрически независимых между собой вспомогательных контактов аппарата в испытательной схеме переменного или постоянного тока (черт. 2б).
Испытательные схемы состоят из источника питания, цепи нагрузки и испытуемого аппарата.
X1, Х2, Х3 — клеммы источника питания; N — нейтральная точка источника питания;
PV — вольтметр; R1, R2 — регулируемые резисторы; L1, L2 — регулируемые катушки индуктивности; R3 — резистор для ограничения тока в устройстве A; R4 — шунт;
А — устройство для обнаружения перекрытий дуги; SA — испытуемый аппарат;
РО1 — осциллограф для записи тока; PO2, РО3 — осциллографы для записи напряжения
Черт. 1
|
|
а |
б |
X1, Х2, Х3 — клеммы источника питания; PV — вольтметр; R1 — регулируемый резистор;
L1 —регулируемые катушки индуктивности; R3 — резистор для ограничения тока в устройстве A; А — устройство для обнаружения перекрытий дуги;
SA—испытуемый аппарат; РО1 —осциллограф для записи тока;
РО2, PО3 — осциллографы для записи напряжения; R4 — шунт
Черт. 2
Примечание. Провод ХЗ следует присоединять на половину от общего числа операций к проводу X1 и на вторую половину к проводу Х2 (при испытаниях на переменном и постоянном токе).
8.6. Источник питания должен обладать достаточной мощностью, которая позволяла бы проверить заданные характеристики.
При испытании на отключающую способность источник питания должен быть таким, чтобы к моменту гашения дуги возвращающееся напряжение было 110% номинального напряжения испытуемого аппарата. Для обеспечения этого, при необходимости, можно увеличивать напряжение источника питания, но при этом отклонение наибольшего мгновенного значения ожидаемого тока включения от заданного не должно превышать допустимого для испытуемого аппарата значения тока.
8.7. Частота источника питания переменного тока должна быть равна номинальной.
При невозможности достижения такой частоты при испытании в режиме редких коммутаций, испытания следует проводить при частоте в соответствии с требованиями п. 5.2.3.
Если отключающая способность в режиме короткого замыкания существенно зависит от частоты, то предельное отклонение частоты не должно превышать ±5%. Если отключающая способность практически не зависит от частоты, то предельное отклонение не должно превышать ±25%.
8.8. Для получения требуемых тока и постоянной времени или коэффициента мощности испытательного контура последовательно с испытываемым аппаратом следует включать регулируемые индуктивные и активные нагрузки.
При испытании в режиме коммутации тока короткого замыкания нагрузку следует включать между аппаратом и источником энергии.
В остальных случаях, если в стандартах на конкретные виды аппаратов нет иных указаний, испытываемый многополюсный аппарат должен быть включен между нагрузками и источником энергии.
8.9. При испытании аппаратов на переменном токе параметры восстанавливающегося напряжения (частота колебаний f и коэффициент превышения амплитуды g цепи нагрузки) должны обеспечиваться резисторами и конденсаторами, подключаемыми параллельно нагрузке, в тех случаях, когда эти параметры установлены в стандартах на конкретные виды аппаратов.
Примечания
1. Метод измерения параметров восстанавливающегося напряжения, схема испытания и формулы для определения f и g приведены в справочном приложении 1.
2. Для проверки только включающей способности регулировать коэффициент y и частоту колебаний f не обязательно.
8.10. В качестве индуктивной нагрузки следует применять катушки индуктивности без ферромагнитного магнитопровода.
При испытании аппаратов категории применения ДС-11 в качестве индуктивной нагрузки применяют катушки индуктивности с ферромагнитным магнитопроводом. Для аппаратов категории применения АС-11 допускается применение катушек с магнитопроводом.
При применении катушек с магнитопроводом при переменном токе магнитопровод должен быть шихтован и не насыщен так, чтобы ток был практически синусоидальным.
Параллельное включение индуктивных нагрузок допускается,, если они идентичны.
При испытании главной цепи катушки индуктивности без маг-нитопровода в каждом полюсе могут быть шунтированы резистором в соответствии с требованиями, установленными в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.11. Для контроля наличия перекрытий дуги все заземляемые во время работы части аппаратов, включая оболочку, и все токоведущие части, не принадлежащие к испытуемой цепи, должны быть изолированы от земли и соединены через регистрирующее устройство с нейтральной точкой источника питания или с искусственной нейтральной точкой, созданной, например, соединенными в звезду индуктивными сопротивлениями, или в случае испытания постоянным током — с искусственной нейтральной точкой,, образованной, например, двумя активными сопротивлениями, позволяющими пропускать ток при перекрытии дуги не менее 100 А.
В качестве регистрирующего устройства может применяться предохранитель в виде медной проволоки длиной 50 мм, диаметром 0,1 мм или другой указатель тока утечки. Значение тока в цепи регистрирующего устройства при перекрытии должно быть ограничено до 100 А, для чего следует предусмотреть соответствующий последовательно включенный резистор или подобрать индуктивность искусственной нейтрали (сопротивление дуги при перекрытии принимается равным нулю).
8.12. Для контроля границ ионизированной зоны выхлопа дугогасительных устройств должны быть расположены пластины из листовой стали толщиной (3±0,25) мм с отверстиями диаметром (7±0,25) мм и расстоянием между центрами отверстий (10±0,5) мм. Пластины должны быть присоединены к нейтральной точке, указанной в п. 8.11.
Зону выхлопа пламени контролируют по методам, приведенным в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.13. Шлейф осциллографа РО1 (см. черт. 1 и 2) для записи тока следует подсоединять к шунтам А4, включенным последовательно с каждым полюсом аппарата.
Шлейф осциллографа РО2 для записи напряжения должен быть подсоединен к выводам испытуемого аппарата со стороны источника питания.
Шлейф осциллографа РО3 следует присоединять к выводам каждого полюса.
Значения сопротивлений измерительных цепей РО3 должны составлять не менее 100 Ом/В возвращающегося напряжения.
8.14. Испытания на коммутационную способность должны проводить при параметрах цепи и в режимах, установленных в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.15. При контроле зоны критических токов должна быть проверена способность аппарата нормально отключать цепи в заданном диапазоне токов. Токи, число включений и отключений и интервал между ними при промежуточных и крайних значениях тока должны соответствовать установленным в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.16. При испытании на коммутационную способность действующее значение тока определяют по амперметру, если во время испытания удается поддерживать ток неизменным в течение времени, достаточном для снятия отсчета по амперметру.
В остальных случаях значение тока следует определять по осциллограммам, полученным при помощи малоиндуктивных шунтов или воздушных трансформаторов тока.
По осциллограммам следует определять также:
значение напряжения на контактах в момент отключения;
время дуги;
собственные времена срабатывания аппаратов;
начальную скорость нарастания тока.
Перенапряжение на контактах следует определять безынерционным измерительным прибором (например, электронным осциллографом), включенным параллельно контактам, между которыми разрывается цепь. Допускается применять другие методы измерений перенапряжения (например, регистраторами амплитуд перенапряжений), которые не оказывают существенного влияния на процесс коммутации.
После отключения тока аппарат необходимо выдерживать под напряжением не менее 0,1 с. В случае, когда есть опасность повторного пробоя межконтактного промежутка (например, при наличии вблизи него органической изоляции), это время следует увеличить до 1—5 мин.
8.17. При переменном токе, если сопротивление испытательной цепи является в основном сопротивлением нагрузки, коэффициент мощности цепи следует определять фазометром или при помощи амперметра, вольтметра и ваттметра или по осциллограммам тока и напряжения (по углу j). В остальных случаях коэффициент мощности следует рассчитать по постоянной времени (Т), которую определяют по осциллограммам тока испытательного контура, как постоянную времени затухания апериодической составляющей в соответствии с черт. 3 по формуле
 ,
где t1, t2 — моменты времени, при которых ток равен амплитудному значению;
Iа2, Iа2 — значения постоянных слагающих тока, определенные по кривой, проходящей посредине между огибающими амплитуд, соответствующие моментам времени t1 и t2.
Коэффициент мощности цепи cos j вычисляют по формуле
 ,
где j = 2 p f;
f — частота тока источника питания.
Этот способ допускается применять, если измерение осуществляется без трансформаторов тока или если они существенно не искажают форму кривой тока.
В трехфазных системах коэффициент мощности нагрузки определяют как среднее арифметическое значение коэффициентов мощности трех фаз. При этом в каждой фазе коэффициент мощности не должен отличаться от среднего арифметического значения более чем на ±25%.
Черт. 3
8.18. При постоянном токе постоянную времени испытательной цепи следует определять как время, в течение которого ток после включения возрастает до 63% от его наибольшего значения, если в качестве индуктивной нагрузки применяют катушки индуктивности без ферромагнитного магнитопровода. В случае применения катушек индуктивности с ферромагнитным магнитопроводом следует определять либо значение Т0,95 как время, в течение которого ток после включения возрастает до 95% от его установившегося значения, либо значение условной постоянной времени цепи t как 1/3 этого времени.
8.19. При градуировке испытательной цепи (см. черт. 1 и 2) испытуемый аппарат SA следует заменить временной перемычкой, имеющей пренебрежительно малое полное сопротивление по сравнению с сопротивлением испытательной цепи. Испытательную схему следует включать одновременно во всех полюсах и кривую тока записать осциллографом PO1 в течение не менее 0,1 с.
8.20. При проведении испытания аппаратов временные перемычки следует заменить испытуемым аппаратом.
Испытательный цикл должен соответствовать параметрам и требованиям, установленным в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.21. Подводимое и возвращающееся напряжение следует определять по осциллограмме, снятой при испытании на отключение. Примеры изображений осциллограмм и определение значений параметров при испытании аппаратов на коммутационную способность приведены в приложении 2.
За возвращающееся напряжение для трехфазной цепи следует принимать его среднее арифметическое значение для трех фаз. При этом возвращающееся напряжение в отдельных фазах не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на ±5%.
8.22. Включающая способность аппаратов, предназначенных для коммутации токов короткого замыкания, следует определять наибольшим мгновенным значением (амплитудой при переменном токе) ожидаемого тока в цепи, которое способен включить аппарат (см. приложение 2). Для аппаратов переменного тока, не предназначенных для коммутации токов короткого замыкания (например, контакторов, аппаратов цепей управления), включающую способность следует определять наибольшим для трех фаз действующем значением периодической составляющей тока включаемой цепи.
8.23. Отключающую способность при переменном токе следует определять действующим значением периодической составляющей ожидаемого тока в цепи в момент, соответствующий появлению дуги в результате отключения (см. приложение 2).
За действующее значение периодической составляющей тока для трехфазной цепи следует принимать ее среднее арифметическое значение для трех фаз. При этом токи в отдельных фазах не должны отличаться от среднего арифметического значения более чем на ±10%.
Отключающую способность при постоянном токе следует определять наибольшим значением ожидаемого тока в цепи А2 для случая отключения аппаратом тока раньше, чем он достигнет своего наибольшего значения, и значением А для случая отключения аппаратом тока после того, как он достигнет своего наибольшего значения (см. приложение 2).
8.24. Если аппарат предназначен для работы в определенном контуре, то коммутационная способность может выражаться любыми параметрами контура, достаточно полно характеризующими трудность коммутации.
8.25. Однополюсные аппараты, предназначенные для работы в трехфазных сетях, следует испытывать при включении их одновременно во все три фазы.
Если испытывают однополюсные аппараты, предназначенные для автоматического отключения токов короткого замыкания в однофазной цепи, или двухполюсные в одно- или трехфазной цепи, необходимо при помощи специального устройства проводить замыкание цепи в моменты времени, характеризуемые фазой напряжения 0; 45; 90 и 135°.
При отсутствии такого специального устройства допускается для однополюсных аппаратов проведение достаточного количества опытов отключения токов короткого замыкания с тем, чтобы получить хотя бы один раз включение в указанные моменты времени.
Если испытывают однополюсные или двухполюсные аппараты, не предназначенные для автоматического отключения токов короткого замыкания, рекомендуется проводить отключения так, чтобы дуга появлялась при разных фазах тока для того, чтобы при испытании проверить наиболее тяжелые условия коммутации.
8.26. При испытании аппарата только на включающую способность испытываемым аппаратом следует производить только включение тока при номинальном напряжении, а отключение тока должно проводиться другим аппаратом. Отключение цепи или уменьшение тока в ней не должно происходить ранее достижения включенного положения контактов испытуемого аппарата.
8.27. При испытании аппаратов в режиме трехфазного короткого замыкания контакты вспомогательных аппаратов, включающие ток, должны замыкаться практически одновременно.
8.28. Если испытуемый аппарат имеет несколько идентичных вспомогательных контактов, то следует испытывать только один из них в схеме, приведенной на черт. 2а, причем такой, у которого вероятнее всего перекрытие дуги на корпус или на соседние контакты.
Если два соседних контакта электрически независимы между собой, то испытание следует проводить на обоих контактах одновременно по схеме, приведенной на черт. 2б.
8.29. Аппарат считается выдержавшим испытание на коммутационную способность, если:
аппарат произвел указанное в стандартах на конкретные виды аппаратов количество коммутационных операций и при этом не произошло переброса дуги на металлическую оболочку или соседние токоведущие части, опасная зона выхлопа и время дуги не превышают допустимых значений, не произошло повреждения изоляции, сваривания контактов, разрушения оболочки, появления внешних эффектов, которые могут быть опасны для обслуживающего персонала при правильном обслуживании или не произошло такого повреждения, которое препятствует нормальной работе аппарата после проведения обычных работ по обслуживанию (очистка, смена деталей на запасные);
аппарат соответствует другим требованиям на коммутационную способность, установленным в стандартах на конкретные виды аппаратов.
8.30. При испытании аппаратов защиты на одноразовую предельную коммутационную способность при токах короткого замыкания в циклах ВО, а также О аппарат должен быть способен однократно отключить ток безопасно для обслуживающего персонала и расположенных вблизи проводок, оборудования и др. При этом испытуемый аппарат может быть поврежден так, что он не допускает ремонта. Условия и параметры испытания, критерии годности должны быть установлены в стандартах на конкретные виды аппаратов.
|
