Время срабатывания защитных аппаратов при КЗ нормируется ПУЭ п.1.7.79.
Рассмотрим ВТХ силовых автоматических выключателей типа ВА 88. В паспорте на изделие приведена следующая таблица.
Согласно ГОСТ 50030.2 п. 7.2.1.2.4 электромагнитный расцепитель аппарата должен сработать в области -+20 % от указанного значения производителем. У аппарата ВА88 номинальное значение срабатывания электромагнитного расцепителя настроено на значение 10*In (10 номинальных токов). Это значение указывается с погрешностью -+20 % и, соответственно, составляет от 8 In до 12In (область, в рамках которой должен сработать аппарат по электромагнитному расцепителю на увеличение тока от 8 до 12 номинальных токов (short). ДО срабатывания электромагнитного расцепителя время срабатывания определяется длительной реакцией биметаллического расцепителя с погрешностью -+10 % (обратнозависимая время/токовая кривая (LONG).
Важно отметить, что это область, в которой невозможно определить какой именно расцепитель послужит к срабатыванию аппарата.
Более точно определить значение срабатывания электромагнитного расцепителя возможно только во время "прогрузки" аппарата первичным током при вводе в эксплуатацию электроустановки.
К примеру, ВА 88-33 номиналом 100А, электромагнитный расцепитель 10х100=1000А, пределы срабатывания электромагнитного расцепителя (отключение мгновенное) от 800А до 1200А, теплового - от 700А до 900А.
У аппарата номиналом 100А область возможного перехода от теплового расцепителя к электромагнитному будет от 800А (10хIn-20%) до 1200 А (10хIn+20%) и в этой области каждый аппарат может быть настроен по-разному. Повторюсь, что для достижения большей точности при вводе в эксплуатацию изделия должна выполнятся "прогрузка" аппарата первичным током для определения более точных значений. Это делает энергослужба предприятия или нанятая сторонняя специализированная организация.
Допустим, у нас при расчете получилась кратность тока КЗ равная 8хIn. Определим, за какое время сработает аппарат.
В паспортах можно встретить два вида ВТХ, первая из них выглядит так
Зона 1 - зона срабатывания теплового расцепителя из "холодного" состояния выключателя (когда предварительно ток через него не пропускали). Зона 2 - из "горячего", зона 3 - зона срабатывания электромагнитного расцепителя (напомню, не зависит от первоначального состояния выключателя, зона ограничивается линиями возможной погрешности в 20%).
По ВТХ видно, что в области, ограниченной погрешностью срабатывания уставки электромагнитного расцепителя (10хIn) от 8хIn до 12хIn как среагирует аппарат неизвестно, чем ближе к нижней границе области, тем вероятнее, что аппарат отработает по тепловой защите с учетом "холодного" либо "горячего" состояния с погрешностью 10%. Значение при достижении током 12 номиналов является верхним значением возможной погрешности и значение времени является фиксированным (в нижней части вертикальной линии на графике).
Таким образом, при 8хIn аппарат отключит линию за время от 0,8сек до 10сек.
Есть и более конкретные ВТХ
Здесь видно, что при кратности 12,5 автомат отключит сеть или за 0,02сек, или менее, чем за 5сек.
Таким образом, выбор аппарата зависит от нормируемого времени отключения. К примеру, для времени отключения 0,4сек необходимо, чтобы кратность тока КЗ была за верхней границей срабатывания электромагнитного расцепителя, т.е. более 12In.
Третий вид ВТХ более, чем понятен
По ВТХ видно, что при кратности более 10 номинальных токов, расцепитель сработает за 0,1сек.
В связи с этим п.28.4 ПТЭЭП прописывает, что значение тока КЗ должно быть 1,1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя (отсечки). Проверяется непосредственным измерением тока однофазного короткого замыкания с помощью специальных приборов или измерением полного сопротивления петли фаза-нуль с последующим определением тока короткого замыкания.
В случае с ВА 88 при условии мгновенного времени отключения (менее 0,4сек), расчетный ток КЗ должен быть более 1,1х12хIn.
Итак, для выбора аппарата защиты от токов КЗ необходимо знать:
- уставку электромагнитного расцепителя, полученную путем измерения, либо значение верхней границы уставки согласно паспорту;
- нормируемое время отключения линии.
Еще раз повторюсь:
не факт, что в диапазоне электромагнитного расцепителя (к примеру, 8...12In) выключатель сработает мгновенно. Электромагнитный расцепитель не зависит от "холодного" или "горячего" состояния автоматического выключателя. Аппарат гарантированно мгновенно отключит линию, если ток к.з. линии будет находится за верхней границей уставки срабатывания электромагнитного расцепителя.
Приведу комментарий Юрия Харченко: "Если в главной цепи автоматического выключателя протекает сверхток менее индивидуального тока мгновенного расцепления, срабатывает тепловой расцепитель. Индивидуальный ток мгновенного расцепления конкретного автоматического выключателя определяют посредством измерения. Этот ток находится в диапазоне: для типа В – свыше 3 In до 5 In; для типа С – свыше 5 In до 10 In; для типа D – свыше 10 In до 20 In."
Если рассматривать силовые выключатели ВА 88, то ток мгновенного расцепления, согласно паспорту изделия, находится в диапазоне 8...12In.
