Быстродействующая защита от короткого замыкания

Когда слышишь про быстродействующую защиту, первое, что приходит в голову — автоматические выключатели с характеристикой ?С?. Но на практике всё сложнее: даже ВДТ на 30 мА может не успеть сработать при дуговом пробое, особенно в старых сетях с плавающей нейтралью. Вот об этих нюансах и поговорим.

Что на самом деле значит ?быстродействующая?

В ГОСТах прописаны четкие временные рамки — до 0.2 с для токов короткого замыкания. Но когда сам проектируешь щиты, понимаешь: цифры на бумаге и реальные параметры — это два разных мира. Помню, как на объекте в Казани мы ставили аппараты с заявленным временем срабатывания 10 мс, а на деле из-за переходных сопротивлений в соединениях выходило все 40-50 мс.

Особенно критично это становится в цепях с полупроводниковыми приборами. Там даже кратковременный ток в 3-4 кА выводит из строя силовые ключи. Приходится дополнительно ставить быстродействующую защиту на основе полупроводниковых реле, хотя изначально в проекте их не было.

Кстати, многие забывают про температурную зависимость. При -25°C тот же АВВ S200 может срабатывать на 15% медленнее. Проверяли на подстанции в Новосибирске — пришлось менять уставки после первых же заморозков.

Ошибки монтажа, которые сводят на нет всю защиту

Самая частая проблема — неправильный подбор сечения нулевого проводника. Видел как-то щит, где фазные жилы 16 мм2, а ноль — 6 мм2. Монтажники объяснили: ?Для экономии меди?. Результат — при КЗ ток уходил через корпус, защита не успевала отработать.

Еще момент — длина кабелей до защищаемого оборудования. Если от автоматического выключателя до двигателя 120 метров, даже при правильном сечении время срабатывания увеличивается в 1.5-2 раза. Особенно заметно это было на конвейерной линии в Магнитогорске: пришлось ставить дополнительную быстродействующую защиту непосредственно у двигателей.

И да, никогда не доверяйте ?проверке изоляции мегомметром? как окончательному тесту. Диэлектрическая прочность — это одно, а возможность гашения дуги — совсем другое. Как-то раз в ЩРУ 0.4 кВ из-за неотключившейся вовремя дуги выгорело полшкафа. Причина — неправильно подобранный дугогасительный контакт.

Про оборудование, которое не подводило

Из того, что реально работает — релейная защита от Schneider Electric серии Sepam. Ставили на объектах ООО Юэцин Сутун Электрооборудование — ни одного ложного срабатывания за 3 года. Хотя их же автоматы Acti9 в некоторых режимах вели себя капризно при токах менее 1 кА.

Российские ?Контакторы? серии КТ-60 тоже показали себя неплохо, но только при температуре до +35°C. В южных регионах приходилось дополнительно ставить охлаждение — иначе время срабатывания увеличивалось на 20-25%.

Кстати, про ООО Юэцин Сутун Электрооборудование — они как раз из тех, кто понимает разницу между номинальными и реальными параметрами. На их сайте https://www.sutong.ru есть технические решения, которые обычно не найдешь в каталогах крупных брендов. Например, схема компенсации переходных процессов в цепях с частотными преобразователями.

Случай из практики: когда теория не сработала

Был проект в Санкт-Петербурге — торговый центр с собственной подстанцией. Рассчитали всё по учебникам, поставили ?идеальную? защиту. А в первый же месяц — два ложных срабатывания при пуске лифтов.

Оказалось, проектировщики не учли высотность здания: при длине кабелей 180 метров емкостные токи достигали 15 А, что вызывало срабатывание дифференциальной защиты. Пришлось пересчитывать уставки с учетом реальных, а не расчетных параметров сети.

Этот случай заставил по-другому посмотреть на быстродействующую защиту — теперь всегда требуем проведения реальных испытаний на объекте, а не reliance на паспортные данные.

Что будет дальше с защитой от КЗ

Сейчас активно развивается направление интеллектуальных реле, которые анализируют не только ток, но и форму кривой, гармоники, даже температуру проводников. В Китае, откуда родом ООО Юэцин Сутун Электрооборудование, такие системы уже ставят на поток.

Лично пробовал их устройства на тестовом стенде — скорость срабатывания до 2 мс при сохранении селективности. Правда, для российских сетей пришлось дорабатывать алгоритмы под наши ?особенные? параметры качества электроэнергии.

Думаю, через пару лет и у нас это станет стандартом. Хотя старые добрые предохранители ПН-2 еще лет двадцать точно будут работать где-нибудь на сельских подстанциях — проверено временем.

Вместо заключения: о чем обычно молчат производители

Ни в одном каталоге не пишут, что время срабатывания защиты зависит от того, как затянуты контакты. Проводили как-то замеры: при моменте затяжки 25 Н·м вместо положенных 35 Н·м время отключения увеличивалось на 8-12%.

Еще момент — вибрация. На насосных станциях стандартная защита работает хуже, нужно либо дополнительное крепление, либо специальные антивибрационные модули. У того же ООО Юэцин Сутун Электрооборудование есть неплохие решения для таких случаев.

В общем, если резюмировать: быстродействующая защита — это не про идеальные параметры из каталога, а про учет сотни мелких факторов, которые становятся понятны только после пары-тройки реальных аварийных ситуаций. Теория — это основа, но без практики в нашей работе вообще делать нечего.