Силовые выключатели в литом корпусе SystemePact CCB являются одним из ключевых решений российской производственной компании «Систэм Электрик» для защиты распределительных сетей низкого напряжения. При выборе такой серьезной электротехники у специалистов может возникнуть множество вопросов, связанных со спецификой данного продукта. Понимая это, мы запускаем цикл статей, в котором рассмотрим технические характеристики, функционал, вопросы эксплуатации и многие практические аспекты работы с линейкой SystemePact CCB. В итоге мы постараемся ответить на все самые важные вопросы о современных коммутационных аппаратах, разработанных с учетом требований российского рынка. В этой статье мы рассказываем о происхождении линейки и уникальной контактной системе.
Достойный преемник лучших мировых решений
В современных реалиях к электроустановкам предъявляется целый комплекс серьезных требований, среди которых особенно важны надежность, удобство эксплуатации, технологическая гибкость, компактность и унифицированность. Всем этим критериям полностью отвечают выключатели в литом корпусе серии SystemePact CCB на токи от 16 до 630 А. Их высокие технические характеристики, широкий функционал, возможность интеграции в систему передачи данных, гибкость настроек и эстетичный внешний вид позволили предложить российскому рынку современную альтернативу ранее востребованной линейке Compact NSX от Schneider Electric, долгое время считавшейся эталоном в сегменте низковольтного распределения энергии.
Ротоактивная контактная система как основа надежности
Основу надежности SystemePact CCB составляет вращающаяся контактная система с двойным разрывом цепи (ротоактивная система). В отличие от наиболее распространенной на российском рынке «классической» контактной системы с одним разрывом на полюс здесь подвижная часть выполнена в виде контактного моста, который вращается вокруг своей оси и коммутирует цепь сразу в двух точках.
При включении ротор поворачивается, и подвижный мост зажимается между двумя неподвижными контактами. Благодаря специальным нажимным пружинам внутри ротора контактное усилие остается стабильным в течение всего срока службы аппарата.
Ключевой момент – то, как система ведет себя в аварийном режиме. При протекании тока короткого замыкания по контактному мосту возникают электродинамические силы, создающие вращающий момент в сторону размыкания. При высокой кратности аварийного тока (≥ 25 xIn) относительно номинального тока аппарата (In), эти силы становятся достаточными, чтобы начать разведение контактов еще до поступления команды от расцепителя - практически на фронте волны тока. В итоге в зоне высоких сверхтоков (≥ 25 xIn) полное время отключения укладывается в 10 миллисекунд (мс). При меньших кратностях тока короткого замыкания (11-25 xIn) отключение происходит в штатном режиме по сигналу расцепителя и составляет не более 20 мс для версий с термомагнитным расцепителем и не более 50 мс - для версий с электронным расцепителем.
Двойной разрыв цепи дает сразу два технологических эффекта. Во-первых, электрическая дуга делится на два последовательных участка, а значит, плотность энергии дуги снижается. Во-вторых, удваивается скорость нарастания электрической прочности промежутка после гашения дуги. Как следствие, более быстрое восстановление изоляции и более высокие коммутационные характеристики в том же габарите.
Преимущества для эксплуатации
- Отключающая способность. Ротоактивная система обеспечивает более высокую отключающую способность по сравнению с «одноразрывными» аппаратами. Причём, как предельную (Icu), так и рабочую (Ics). Двойной разрыв и ускоренное гашение дуги позволяют выключателям в литом корпусе SystemePact CCB уверенно коммутировать токи короткого замыкания до 150 кА, при этом Icu = Ics. Иными словами, аппарат сохраняет способность проводить номинальный ток даже после отключения тока короткого замыкания, равного предельной отключающей способности. Для сравнения: у аппаратов «классической» платформы максимальная отключающая способность как правило не превышает 70 кА, а рабочая отключающая способность нередко составляет лишь 50-75% от предельной. Таким образом, ротоактивная конструкция обеспечивает существенный выигрыш по коммутационной способности и одновременно полноценную готовность к дальнейшей работе после аварийного срабатывания.
- Токоограничение. Эффективность токоограничения определяется двумя факторами: скоростью нарастания сопротивления дуги и временем, за которое контакты расходятся на расстояние, достаточное для устойчивого гашения дуги. В силу своей конструкции ротоактивная система лучше приспособлена для этого по обоим параметрам.
Скорость размыкания здесь принципиально выше: при высоких кратностях тока КЗ (≥ 25xIn) контактный мост приводится в движение электродинамическими силами самой аварийной цепи - контакты начинают расходиться ещё до подачи команды, на фронте волны тока. Параллельно с этим сопротивление дуги нарастает быстрее, потому что дуга делится на два последовательных участка. В результате обеспечивается существенное ограничение тока короткого замыкания на стадии его нарастания, до достижения спада полуволны. Для распределительных сетей такой характер коммутации означает ощутимое снижение термических и электродинамических нагрузок на кабели, шины и подключенное оборудование. В результате заказчик получает снижение операционных расходов на ремонт и обслуживание электроустановки.
- Износостойкость. Разделение дуги на два очага уменьшает эрозию каждого контакта, а оптимизированная геометрия дугогасительной камеры ускоряет гашение дуги. Как следствие, повышенная электрическая износостойкость до 9700 циклов, что является высоким показателем для выключателей в литом корпусе.
- Стабильность. В «классических» системах с поступательным движением контактов при высоких скоростях размыкания кинетическая энергия подвижных частей приводит к отскоку после удара об ограничители хода. Возникает кратковременное повторное замыкание с вторичным зажиганием дуги, что увеличивает износ контактов и может привести к повторному пробою промежутка. В ротоактивной системе аппаратов SystemePact CCB эта проблема решена на уровне кинематики. Вращательное движение контактного моста конструктивно исключает дребезг, обеспечивая чистое однократное размыкание и стабильность токоограничения. Таким образом, ротоактивная система исключает дребезг контактов. Для ответственных объектов (ЦОД, непрерывных производств, медицинских учреждений, объектов транспортной инфраструктуры) отсутствие повторного замыкания цепи критически важно, поскольку даже кратковременный дребезг способен вызвать ложное срабатывание автоматики и сбои в работе чувствительного оборудования.
- Универсальность монтажа. Ротоактивная контактная система допускает подвод питания к выключателю SystemePact CCB как сверху, так и снизу без какого-либо изменения технических характеристик. При этом аппарат может монтироваться в распределительном щите вертикально, горизонтально и в любом другом пространственном положении (в том числе «на спине» и/или «лицом вниз»), на характеристики это также не влияет. Для проектировщика и сборщика низковольтных комплектных устройств (НКУ) такая гибкость означает свободу компоновки: вводные и отходящие линии можно трассировать наиболее удобным образом, не оглядываясь на ограничения, типичные для «одноразрывных» аппаратов. Для конечного заказчика это оборачивается практической выгодой, поскольку весь необходимый функционал реализуется в более компактных габаритах НКУ, что особенно ценно при реконструкции действующих щитовых с дефицитом свободного пространства.
В следующей статье рассказываем о типоразмерах и унификации, вариантах исполнений и универсальности платформы SystemePact CCB. Следите за обновлениями на нашем канале!
Будьте в курсе актуальных новостей из мира распределения электроэнергии – подписывайтесь на наши каналы Systeme Electric: Энергетика в Telegram и MAX