Мы уже разобрались: откуда берутся пусковые токи и когда должны срабатывать автоматические выключатели по ГОСТу, а также поговорили о выборе и расчёте номинальных токов автоматических выключателей. Сегодня расскажем о пяти практических способах решения проблемы срабатывания автоматов при групповом включении светодиодных осветительных приборов.
Одно из решений – разделить светильники на группы.
Если производитель драйвера или светильника не предоставляет информацию о максимальном количестве подключённых светильников к одному автоматическому выключателю, возможно несколько решений:
1. Разделение светильников на группы по фазам или раздельное включение групп от одной фазы.
2. Использование автоматов с «менее чувствительным» расцепителем (B→C→D).
3. Коммутация при переходе фазы питающего напряжения через ноль.
4. Включение светильников с произвольной задержкой времени.
5. Ограничители пусковых токов.
1 Распределение нагрузки по фазам или группам
Проблема «выбивания» автоматических выключателей при групповом пуске светильников известна давно, причём она касается любых источников света — ламп накаливания, галогенных, люминесцентных, дуговых натриевых и прочих. При этом много светильников часто устанавливают для освещения больших площадей — складов, производственных цехов, периметров и прочего, а там зачастую есть доступ к трёхфазной сети. Поэтому проектировщики таких объектов сразу распределяют светильники по разным фазам.
Интересно! Светильники распределяют по фазам и для того, чтобы снизить общий коэффициент пульсаций светового потока системы. Это происходит за счёт сдвига фаз напряжения в трёхфазной сети и, как следствие, сдвига фазы пульсации каждой группы ламп.
Однако не на каждом объекте типа офиса, квартиры или небольшого магазина есть трёхфазная сеть и, тем более, на освещение редко выделяют все фазы. В сообществах электриков даже встречаются вредные советы о распределении нагрузки, например, 1 фаза для освещения, а оставшиеся две – под электроприборы.
Поэтому этот вариант не всегда подходит частным монтажникам, но используется проектировщиками «больших» объектов.
Но даже при однофазном питании можно распределить любое количество светильников на группы и подключить их к разным выключателям или контакторам. Если необходимо включение разных светильников с одного места, то катушки контакторов подключают через реле задержки включения и настраивают разное время задержки для каждого контактора. В этом случае не нужно, чтобы время включения каждой группы сильно отличалось, достаточно и десятых долей секунды, например, через 0,3-1 секунду каждая группа.
Включение с задержкой снизит общую амплитуду пускового тока за счёт того, что в каждой группе будет меньше светильников. То есть, например, вместо 100 светильников одновременно в сеть будут включаться по 25 светильников каждой группы.
2 Снизить чувствительность автомата к токам КЗ = выбрать «следующую» время-токовую характеристику
Если у вас уже вся система освещения смонтирована и нужно решить проблему с наименьшими затратами, то будет правильно использовать автоматический выключатель с менее чувствительной время-токовой характеристикой, то есть вместо B использовать C или D. Это сместит срабатывание электромагнитного расцепителя вправо по оси времени на графике.
ВАЖНО! Менять автоматический выключатель на другой с большим номинальным током можно только в том случае, если позволяет сечение кабеля защищаемой линии. Также нужно учитывать номинальные токи вышестоящих аппаратов защиты, то есть замена не должна нарушать условий селективности.
Но при больших пусковых токах этот способ бесполезен! Например, при токах, в 100 раз превышающих номинальный, не поможет замена автомата с ВТХ типа B на C и даже на D. Максимум, чего вы добьётесь, — это повышение уставки с 5 до 20 In, но никак не до 100 номинальных токов.
3 Коммутация при переходе через ноль
Величина тока, потребляемого в момент включения, зависит от фазы напряжения. Если при включении драйвера мгновенное значение напряжения в электросети было около амплитудного значения (325 вольт), то ток заряда сглаживающего конденсатора будет максимальным. При включении драйвера в момент, когда напряжение было близко к нулю, пусковой ток будет минимальным, что вы и можете видеть на следующей иллюстрации:
Для этого нужно использовать реле или контакторы с коммутацией при переходе через ноль. Обычно это сложные электронные устройства, содержащие электромеханическое реле (контактор) и полупроводниковый ключ. Но электромагнитные реле включаются не мгновенно, а в течение 5…15 мс, поэтому сначала нагрузку включает полупроводниковый ключ, например, симистор, в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Когда контакты реле замкнутся, ток будет течь через них.
К сведению! Метод реализации перехода через ноль может существенно отличаться от описанного.
Такое решение может использоваться в различных импульсных реле для управления освещением и функциональных реле типа таймеров и термостатов.
4 Включение светильников с выдержкой времени
Если при запуске всех светильников одновременно срабатывает расцепитель автоматического выключателя, есть выход – включать их по отдельности. Вариантов реализации несколько:
1. Использовать светильники или драйверы с предустановленной произвольной задержкой перед включением. Это эффективный и удобный способ, однако на рынке не так много драйверов с такой функцией. Чаще всего драйверы запускаются сразу или через небольшое фиксированное время после подачи питания.
2. Использовать реле задержки включения и разбивать светильники на группы. При этом задержка включения настраивается разной для каждой группы.
Этот способ не самый удобный, ведь придётся либо подбирать «правильные» драйверы, либо разбивать освещение на несколько групп. Если речь идёт не о первичном монтаже, а о модернизации имеющейся системы освещения без замены проводки, то разбить светильники на группы зачастую невозможно.
5 Ограничители пусковых токов
Обычно, но не всегда, ограничители пусковых токов состоят из постоянного резистора или NTC-резистора и электромагнитного реле.
Ограничитель пусковых токов подаёт питание на светильник через резистор и по истечении установленного времени резистор шунтируется контактами реле или контактора. Таким образом резистор не греется во время работы и задействован только при включении.
Интересно! В мощных источниках питания производители устанавливают на плате в разрыв питающего проводника NTC-резистор — это резистор, у которого сопротивление уменьшается при нагреве. Нагреваться он может как от протекающего тока, так и от внешних источников.
Заключение
Подведём итоги! Если при групповом включении LED-светильников срабатывают автоматические выключатели, а заменить их на аппараты с большим номинальным током невозможно, то используйте одно из предложенных решений:
- Установить выключатель с менее чувствительной время-токовой характеристикой.
- Повысить номинальный ток автоматического выключателя, если позволяет сечение кабеля и номиналы вышестоящих аппаратов.
- Включать светильники с задержкой времени.
- Использовать ограничители пусковых токов.
- Разбить светильники на группы по фазам или включать их раздельно.
На всякий случай, даём ссылки на первые две части статьи:
Если у вас остались вопросы, пишите в комментариях, мы обязательно на них ответим.
И не забудьте подписаться на канал, у нас еще много интересных статей в запасе!
