Поняття струму витоку і диференціального струму

__________________________________________________________________________Стандарт МЕК 60755 «Загальні вимоги до захисних пристроїв, керованих диференційованим (залишковим) струмом».Серія означень, яка відноситься до теорії диференційного струму та конструювання ПЗВ. Елементи теорії диференціального струму, або струму витоку. Поняття диференціального струму. Струм витоку. Вимикач диференціального струму. Прямий і непрямий дотик. Аварійне виникнення електричного пробою одного провідника кабелю.Пристрої диференціального захисту (ПДЗ). Струм спрацьовування. Диференціальний невідключаючий струм.Вимикач диференціальний (ВД). Автомат диференціальний (АД). Сутність диференціального струму.

______________________________________________________________________________________

Основою цього підрозділу є стандарт МЕК 60755General requirements for differential (residual) current operated protective devices (Загальні вимоги до диференційних (залишкових) струмів захисних пристроїв), який адаптований в державному стандарті РФ ГОСТ Р МЭК 60755-2012за назвою « Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током» [55].

Вимоги цього стандарту призначені для пристроїв, керованих диференціальним (залишковим) струмом (надалі «пристроям захисного відключення» (ПЗВ)), на номінальну робочу напругу змінного струму не більше 440 В, переважно які служать для підвищення надійності захисту від ураження електричним струмом.

Спочатку наведемо серію означень, яка відноситься до теорії диференційного струму та конструювання ПЗВ:

· струм замикання на землю (earth fault current) – це струм, що протікає в землю при пошкодженні ізоляції;

· струм витоку на землю (earth leakage current) – це струм, який протікає від струмоведучих частин електроустановки в землю за відсутності пошкодження ізоляції;

· диференційний струм (residual current)– це діюче значення векторної суми миттєвих значень струмів, що протікають в головному колі ПЗВ;

· відключаючий диференційний струм (residual operating current, струм спрацьовування)– це значення диференціального струму, що викликає відключення ПЗВ у заданих умовах експлуатації.

· не відключаючийдиференційний струм (residual non-operating current, струм неспрацьовування) – цезначення диференціального струму, при якому і нижче якого ПЗВ не відключається в заданих умовах експлуатації;

· пристрій захисного відключення (ПЗВ) (residual current device (RCD))– це механічний комутаційний апарат, призначений для включення, проведення та відключення струмів при нормальних умовах експлуатації, а також розмикання контактів у разі, коли значення диференціального струму досягає заданої величини в певних умовах;

· комутаційний апарат (switching devise) – це апарат, призначений для включення або відключення струму в одній або декількох електричних колах;

· виявлення (detection) – це функція, яка полягає у виявленні струму витоку;

· порівняння (evaluation) – це функція, яка полягає у видачі пристрою захисного відключення команди на спрацьовування у разі, якщо значення виявленого диференціального струму перевищує певний задану величину;

· відключення (interruption)– цефункція, яка полягає в переводі головних контактів ПЗВз замкнутого в розімкнуте становище за допомогою спрацьовування від протікання через нього струму;

· ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів (residual current device with integral overcurrent protection) – цеПЗВ, призначене для виконання функції захисту від надструмів і / або від струму короткого замикання;

· об'єднаний пристрій (r.c. unit)– цепристрій, що виконує одночасно функції виявлення струму витоку і порівняння величини виявленого струму зі значенням струму спрацьовування, і вбудовані деталі механізму, що викликають спрацьовування автоматичного вимикача, спеціально спроектовані для спільного об'єднання або збірки;

· час відключення ПЗВ (break-time of a residual current device)– цепроміжок часу між моментом раптового виникнення диференціального струму, що відключає, і моментом гасіння дуги у всіх полюсах;

· граничний час невідключення (limiting non-actuating time) – цемаксимальний проміжок часу, протягом якого диференційний відключаючий струм, прикладений до ПЗВ, не викликає його спрацьовування;

· ПЗВз витримкою часу (time-delay residual current device)– це ПЗВ, спеціально призначене для забезпечення заздалегідь встановленого значення граничного часу невідключення, яке відповідає даному значенню диференціального струму;

· ПЗВ, які повертаються в початковий стан (reset residual current device) – це ПЗВ, які можуть повертатися в початковий стан іншим пристроєм, відмінним від органів управління, і здатні за допомогою нього до повторного включення і готовності до спрацьовування;

· пристрій експлуатаційного контролю (test device)– цепристрій, вбудований в ПЗВ, що імітує умови диференціального струму для спрацьовування ПЗВ у певних умовах;

· граничне значення надструму, що не відключається, в разі однофазного навантаження (limiting value of the non-operating over-current in the case of a single-phase load)– цемаксимальне значення однофазного надструму, який при відсутності струму витоку на землю, може протікати через ПЗВ (з будь-яким числом полюсів), не викликаючи його спрацьовування;

· граничне значення надструму, що не відключається, в разі симетричного навантаження (limiting value of the non-operating current in the case of a balanced load)– цемаксимальне значення струму, який при відсутності струму витоку на землю може протікати через ПЗВ при збалансованому навантаженні (з будь-яким числом полюсів), не викликаючи його спрацьовування;

· витримуване значення диференціального струму короткого замикання (residual short-circuit withstand current)– цемаксимальне значення диференціального струму, яке відключає ПЗВ у певних умовах, при перевищенні якого можуть настати незворотні зміни;

· короткочасно термічно витримуваний струм короткого замикання (limiting thermal value of the short-time current)– ценайбільше діюче значення струму, яке пристрій здатний витримати протягом певного короткого періоду і в певних умовах без піддавання тепловому ефекту, тривалому порушенню характеристик;

· очікуваний струм (prospective current)– цеструм, який протікав би в колі, якби кожен полюс ПЗВ або пристрою захисту від надструмів (при його наявності) були замінені провідником з дуже малим повним опором, величиною якого можна знехтувати;

· включаюча здатність (making capacity)– цезначення змінної складової очікуваного струму, який ПЗВ здатний включати при заданій напрузі в заданих умовах експлуатації;

· відключаюча здатність (breaking capacity)– цезначення змінної складової очікуваного струму, який ПЗВ здатний відключати при заданій напрузі в заданих умовах експлуатації;

· диференціальна найбільша включаюча і відключаюча здатність (residual making and breaking capacity)– цезначення змінної складової очікуваного диференціального струму, який ПЗВ здатний включати, проводити протягом свого часу розмикання і відключати в заданих умовах експлуатації;

· умовний струм короткого замикання (conditional short-circuit current)– цезначення змінної складової очікуваного струму, який ПЗВ без вбудованого захисту від надструмів, але захищене послідовно включеним відповідним пристроєм захисту від коротких замикань (далі –ПЗКЗ), що здатне витримувати в заданих умовах експлуатації;

· умовний диференційний струм короткого замикання (conditional residual short-circuit current)– цезначення змінної складової очікуваного диференціального струму, який ПЗВ без вбудованого захисту від надструмів, але захищений послідовно включеним відповідним ПЗКЗ, здатне витримувати в заданих умовах експлуатації;

· Інтеграл Джоуля (Joule integral) – це інтеграл квадрата сили струму з даного інтервалу часу; (7.7)

· відновлювана напруга (recovery voltage) – це відновлювана напруга в період, коли вона носить істотно перехідний характер;

· впливаюча величина (influencing quantity))– цебудь-яка впливаюча величина, яка здатна змінити певне функціонування ПЗВ;

· (умови) оперування (operation)– цеперехід рухомого контакту (контактів) з разімкнутого положення в замкнутий і навпаки;

· замикання (включення) (closing operation)– цеоперація, при якій ПЗВ переходить з розімкненого стану в замкнутий;

· розмикання (відключення) (opening operation)– цеоперація, при якій ПЗВпереходить з замкнутого в розімкнутий стан;

· цикл оперування (operating cycle)– цепослідовність операцій переведення з одного стану в інший і назад на початку через всі інші стани, якщо вони є;

· послідовність оперування (sequence operation)– цепослідовність певних операцій з заданими інтервалами часу;

· ізоляційний проміжок (clearance)– ценайкоротша відстань по повітрю між двома струмопровідними частинами;

· відстань витоку (creepage distance)– ценайкоротша відстань по поверхні ізоляційного матеріалу між двома струмопровідними частинами;

· типове випробування (tipe test)– цевипробування одного або більше апаратів, виготовлених за певною документацією (проектом), що проводиться з метою встановлення відповідності певним вимогам;

· приймально-здавальні випробування (routine test)– цевипробування, якому піддається кожен зразок АВДТ протягом або після виготовлення з метою встановлення його відповідності певним критеріям;

· пристрій захисту від коротких замикань (ПЗКЗ) (short-circuit protective device (SCPD))– цеапарат, вказаний виробником, встановлений послідовно з ПЗВ і призначений виключно для захисту від струмів КЗ;

· Номінальний струм – цезначення струму, встановлений виробником для ПЗВ, яке воно здатне проводити відповідно до стандарту, який може застосовуватися для конкретного комутаційного апарату;

· Номінальний відключаючий диференційний струм– це діюче значення синусоїдального диференціального струму при номінальній частоті, встановлене виробником для ПЗВ, що викликає його спрацьовування в заданих умовах;

· Номінальний не відключаючий диференційний струм– це діюче значення не відключаючого диференціального струму, який встановлений виробником для ПЗВ, при якому воно не спрацьовує в заданих умовах;

· Номінальна напруга– це діюче значення напруги, встановлене виробником для ПЗВ, при якому забезпечуються його характеристики (зокрема характеристикиКЗ);

· Номінальна найбільша включаюча і відключаюча здатність– це діюче значення очікуваного струмуКЗ, який ПЗВ може включати, проводити протягом часу, необхідного для спрацьовування, і відключати в певних умовах без погіршення його характеристик;

· Номінальна найбільша диференціальна включаюча і відключаюча здатність– цедіюче значення очікуваного диференціального струмуКЗ, який ПЗВ може включати, проводити протягом часу, необхідного для спрацьовування і відключати в певних умовах без погіршення його характеристик;