Проверка отключающей способности

8.5.1 Установка плавкого предохранителя

Испытательная схема — в соответствии с 8.1.4.

Соответствующие проводники должны иметь длину около 0,2 м по обе стороны от укомплектованного предохранителя в плоскости соединительного устройства и в направлении линии, соединяющей выводы предохранителя. На этом расстоянии для них требуются жесткие опоры. За опорами выводы следует загнуть назад под прямым углом. Если используемые испытательные основания предохранителей соответствуют указанным в последующих частях, то считают, что эти требования соблюдены.

8.5.2 Характеристики испытательной цепи

Схема испытательной цепи изображена на рисунке 4.

Цепь должна быть однополюсной, т. е. следует испытывать один плавкий предохранитель при напряжении, зависящем от его номинального напряжения.

Примечание — Предполагается, что однополюсная цепь дает достаточно данных, применимых к трехфазным цепям.

Источник питания испытательной цепи должен быть достаточно мощным.

Для защиты этого источника питания требуется автоматический выключатель или другой соответствующий аппарат D;регулируемый резистор R, последовательно соединенный с регулируемой катушкой индуктивности L, должен обеспечивать возможность регулирования характеристик испытательной цепи. Цепь должен замыкать соответствующий аппарат С.

Необходимые значения параметров сведены в таблицы 12А и 12В.

Для переменного тока

Если номинальная частота плавкого предохранителя составляет 50 или 60 Гц или не указана (см. 5.4), то испытание следует проводить при частоте сети от 45 до 62 Гц. Если указаны другие значения частоты, то испытание следует проводить при этих частотах с допуском ± 20 %.

Для испытаний № 1 и № 2 требуется катушка индуктивности L с воздушным сердечником.

Пиковое значение возвращающегося напряжения промышленной частоты в течение первого полного полупериода после отключения тока и пять последующих пиковых значений должны соответствовать пику для действующего значения по таблице 12А.

Таблица 12А — Параметры испытаний на отключающую способность плавких предохранителей переменного тока

Параметр испытания	Испытание по 8.5.5.1
№ 1	№2	№ 3	№4	№5
Возвращающееся напряжение промышленной частоты	110+5 % номинального напряжения1)
Ожидаемый испытательный ток плавких вставок типов	g	I1	I2	I3 = 3,2 If	I4 = 2,0 If	I5 = 1,25 If
а	I3 = 2,5 k2 In	I4 = 1,6 k2 In	I5 = k2 In
Допуски по току	+ 10%1)	Не применимо	± 20%	+ 20%
Коэффициент мощности	0,2-0,3 при ожидаемом токе до 20 кА включ.; 0,1-0,2 при ожидаемом токе св. 20 кА	0,2-0,3 при ожидаемом токе до 20 кА включ.; 0,1-0,2 при ожидаемом токе св. 20 кА	0,3-0,52)
Угол включения после нулевого напряжения	Не применимо	0°+20°	Не указан
Возникновение дуги после нулевого напряжения3)	Для одного испытания — 40°-65°; для двух и более — 65°-90°	Не применимо
1) С согласия изготовителя этот допуск может быть превышен. 2) С согласия изготовителя допускаются коэффициенты мощности ниже 0,3. 3) Если требование к образованию дуги от 40° до 65° после прохождения напряжения через нуль удовлетворить трудно, то необходимо провести испытание с углом включения 0°+10° после прохождения через нуль. Если дуга образуется при угле более 65° после прохождения напряжения через нуль, то следует проводить [испытание вместо требующего возникновения дуги в интервале 40°—65°. Если же дуга образуется при угле [менее 40° после прохождения через нуль, то проводят три испытания, указанные в таблице. I1 — ток, используемый в формуле номинальной отключающей способности (см. 5.7). I2 — ток, выбираемый с таким расчетом, чтобы условия испытания приближались к тем, которые обеспечивают максимальную энергию дуги. Примечание — Требование можно считать удовлетворительным, если мгновенное значение тока в момент начала образования дуги достигает уровня ожидаемого тока (действующего значения составляющей) с коэффициентом от 0,60 до 0,75 . На практике значение тока I равно трех- и четырехкратному значению тока (симметричное действующее значение), соответствующего преддуговому времени одного полупериода. I3, I4, I5 — токи, при которых проводят испытания, предназначенные для проверки способности данного плавкого предохранителя удовлетворительно срабатывать в диапазоне малых сверхтоков. If — условный ток плавления (см. 8.4.3.1) за условное время, указанное в таблице 2. k2 — см. рисунок 2.

Для постоянного тока

Для проверки отключающей способности предохранителей на постоянном токе следует использовать индуктивную цепь с последовательно подключенными резисторами для регулирования ожидаемого тока. Индуктивность можно обеспечить путем последовательного и параллельного присоединения соответствующих катушек индуктивности. У катушек могут быть железные сердечники, если во время испытаний они не насыщаются.

Постоянная времени не должна выходить за пределы, указанные в таблице 12В.

Среднее значение возвращающегося постоянного напряжения спустя 100 мс после окончательного гашения дуги должно быть не менее указанного в таблице 12В.

Таблица 12В — Параметры испытаний на отключающую способность плавких предохранителей постоянного тока

Параметр испытания	Испытание по 8.5.5.1
№ 1	№2	№ 3	№ 4	№ 5
Среднее значение восстанавливающегося напряжения1)	% номинального напряжения2)
Ожидаемый испытательный ток	I1	I2	I3 = 3,2 If	I4 = 2,0 If	I5 = 1,25 If
Допуски по току	+ 10 %2)	Не применимо	+ 20 %	+ 20%
Постоянная времени2)	15-20 мс
Параметр испытания	Испытание по 8.5.5.1
№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
1) Этот допуск учитывает пульсацию. 2) С согласия изготовителя это значение может быть превышено. I1 — ток, используемый в формуле номинальной отключающей способности (см. 5.7). I2 — ток, выбираемый с таким расчетом, чтобы условия проведения испытаний приближались к обеспечивающим максимальную энергию дуги. Примечание — Условие можно считать удовлетворительным, если ток в момент начала образования дуги достигает 0,5—0,8 значения ожидаемого тока. I3, I4, I5 — токи, при которых проводят испытания, предназначенные для проверки способности данного плавкого предохранителя срабатывать удовлетворительно в диапазоне малых сверхтоков. If — условный ток плавления (см. 8.4.3.1) за условное время, указанное в таблице 2.

8.5.3 Измерительные приборы

Кривая изменения тока должна быть зафиксирована одной из измерительных цепей О₁ осциллографа, присоединенного к выводам соответствующего измерительного прибора. Другая измерительная цепь О₂ осциллографа должна быть подключена через резистор или трансформатор напряжения, в зависимости от обстоятельств, к выводам источника энергии при калибровочных испытаниях и к выводам плавкого предохранителя на время его испытания.

Напряжение дуги во время испытаний № 1 и № 2 следует определять с помощью измерительной цепи (в которую входят датчик, передающий прибор и самописец), обладающей достаточной чувствительностью и частотной реакцией. Можно использовать осциллограф, если он удовлетворяет этим требованиям.

8.5.4 Калибровка испытательной цепи

Для калибровки испытательной цепи следует заменить подлежащий испытанию плавкий предохранитель временным соединением А, полное сопротивление которого ничтожно по сравнению с полным сопротивлением испытательной цепи (см. рисунок 4) в месте испытания предохранителя.

Сопротивление R и катушку индуктивности L следует отрегулировать так, чтобы в нужный момент обеспечить заданное значение тока:

- при работе на переменном токе — требуемый коэффициент мощности при возвращающемся напряжении промышленной частоты, равном (105⁺⁵) % номинального напряжения плавкого предохранителя на 690 В и (110⁺⁵) % номинального напряжения для всех остальных предохранителей. Коэффициент мощности следует определять одним из методов, указанных в приложении А, или другими, более точными методами;

- при работе на постоянном токе — требуемую постоянную времени при среднем возвращающемся напряжении, равном (115⁺⁵) % номинального напряжения подлежащего испытанию плавкого предохранителя.

Значение постоянной времени соответствует абсциссе ОА (см. рисунок 6а) точки кривой тока, совпадающей с 0,632 I.

Если используют катушки индуктивности с железными сердечниками, результаты, полученные с применением этих катушек, могут оказаться ошибочными из-за остаточного магнетизма сердечника. В таких случаях возможно возбуждение катушки индуктивности установленным испытательным током через последовательно подключенный резистор и катушку индуктивности, короткозамкнутую через испытательную цепь для измерения времени снижения тока до 0,368 I. Питающую цепь следует отсоединить немедленно после закорачивания катушки индуктивности.

Испытательную цепь можно калибровать при пониженном напряжении, если выдерживается заданное соотношение между напряжением и током в испытательной цепи.

Эту цепь следует подготовить к испытанию, включив аппарат D, выдержка времени которого отрегулирована так, что позволяет до размыкания достичь приблизительно установившегося тока; затем следует включить аппарат С и зафиксировать изменения тока с помощью измерительной цепи О₁, а изменения напряжения до включения аппарата С и после отключения аппарата D — с помощью измерительной цепи О₂.

Это значение тока следует рассчитать по осциллограмме, как указано в приложении А, приведенном в качестве примера.

8.5.5 Метод испытания

8.5.5.1 Для проверки соответствия плавкой вставки требованиям по 7.5 следует провести описанные ниже испытания № 1 — № 5 при значениях параметров, указанных в таблице 12А для переменного тока и в таблице 12В — для постоянного тока (см. 8.5.2), если в последующих частях отсутствуют иные указания.

Испытания № 1 и № 2

Для каждого из этих испытаний последовательно используют три образца.

На переменном токе, если во время испытания № 1 один или несколько раз удовлетворяются требования испытания № 2, то соответствующие операции можно не повторять в ходе испытания № 2.

На постоянном токе, если во время испытания № 1 образование дуги начинается при токе не менее 0,5 I₁, то нет необходимости в испытании № 2.

Если при испытаниях на переменном токе ожидаемый ток, необходимый в соответствии с требованиями к испытанию № 2, более номинальной отключающей способности, то испытания № 1 и № 2 следует заменить испытанием при токе I₁ шести образцов с шестью углами включения, различающимися в каждых двух последовательных испытаниях приблизительно на 30°.

Для проверки пикового выдерживаемого тока держателя плавкого предохранителя следует подвергнуть испытанию № 1 весь комплект, состоящий из основания и плавкой вставки (см. 8.1.6), с держателем при его наличии. В ходе этих испытаний образование дуги должно начинаться при угле от 65° до 90° после прохождения напряжения через нуль.

Испытания № 3 — № 5

В каждом из этих испытаний при работе на переменном токе цепь может замыкаться в любой момент относительно прохождения тока через нуль.

Если в испытательной схеме невозможно все время поддерживать полное напряжение, то плавкий предохранитель можно предварительно нагреть при пониженном напряжении, подавая ток, приблизительно равный испытательному. В этом случае переключение на испытательную цепь по 8.5.2 следует осуществлять до начала образования дуги, а время переключения T₁ (когда цепь обесточена) должно быть не более 0,2 с. Интервал между возобновлением подачи тока и началом образования дуги должен составлять не менее 3T₁.

8.5.5.2 В одном из трех испытаний № 2 и испытании № 4 напряжение следует поддерживать на уровне (100⁺¹⁰) % для номинального напряжения 690 В, (100⁺¹⁵) % номинального напряжения — для всех других плавких предохранителей переменного тока и (100⁺²⁰) % номинального напряжения для постоянного тока, по крайней мере, в течение:

30 с после срабатывания плавких вставок, в корпусе и наполнителе которых не содержатся органические вещества;

5 мин после срабатывания плавких вставок во всех прочих случаях, причем через 15 с допускается переключение на другой источник питания, если время переключения (отсутствие напряжения) не более 0,1 с.

При всех прочих испытаниях восстанавливающееся напряжение следует поддерживать на том же уровне в течение 15 с после срабатывания плавкого предохранителя.

За период менее 6 мин и более 10 мин после срабатывания (с согласия изготовителя возможно сокращение этого периода, если в корпусе и наполнителе плавкой вставки отсутствуют органические вещества) следует измерить сопротивление между контактами плавкой вставки (см. 8.5.8) и зарегистрировать.

8.5.6 Температура окружающего воздуха

Если результаты этих испытаний предполагается также использовать для проверки времятоковых характеристик (см. 8.4.3.3), то испытания на отключающую способность следует проводить при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С.

Если соблюдение этих условий невозможно, допускается проведение испытаний на отключающую способность при температуре окружающего воздуха от минус 5 °С до плюс 40 °С. Однако в этом случае испытания № 4 и № 5 в соответствии с таблицами 12А и 12В следует повторить при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С при пониженном напряжении для проверки преддуговой времятоковой характеристики.

8.5.7 Расшифровка осциллограмм

Способы расшифровки осциллограмм в различных случаях показаны для примера на рисунках 5 и 6.

Восстанавливающееся напряжение следует определять по осциллограмме, соответствующей испытуемому плавкому предохранителю, и оценивать согласно рисункам 5b, 5с для переменного тока и 6b, 6с — для постоянного.

Восстанавливающееся переменное напряжение следует измерять между пиком второй неограниченной полуволны и прямой, соединяющей пики предшествующей и последующей полуволн.

Восстанавливающееся постоянное напряжение следует измерять как среднее значение за 100 мс после окончательного погасания дуги.

Для определения ожидаемого тока следует сопоставить кривые тока, построенные во время калибровки цепи (рисунок 5а для переменного тока и 6а — для постоянного тока).

На переменном токе за ожидаемый ток принимают действующее значение переменной составляющей калибровочной кривой в момент начала образования дуги.

Если интервал между моментом замыкания цепи и началом образования дуги короче полупериода, то ожидаемый ток следует измерять по истечении времени, равного полупериоду.

На постоянном токе при отсутствии токоограничения ожидаемый ток следует измерять по калибровочной осциллограмме в начальный момент образования дуги. В случае вибрации следует построить кривую действующих значений и рассматривать как ожидаемый ток значение на этой кривой, соответствующее начальному моменту образования дуги.

В условиях токоограничения за ожидаемый ток принимают максимальный установившийся ток, найденный по калибровочной осциллограмме. При наличии вибрации следует построить кривую действующих значений и максимум на этой кривой рассматривать как ожидаемый ток.

8.5.8 Требуемые результаты испытаний

Напряжение дуги в период срабатывания плавкой вставки при испытаниях № 1 и № 2 не должно превышать значений, указанных в 7.5 (таблица 5).

При срабатывании плавкой вставки не должно наблюдаться внешних проявлений или повреждений частей плавкого предохранителя в комплекте помимо оговоренных ниже.

Не должно быть дуги большой длительности, перекрытий или каких-либо выбросов пламени, способных причинить ущерб.

После срабатывания частям плавкого предохранителя, за исключением предназначенных для замены после каждого срабатывания, не должен быть нанесен ущерб, способный помешать их дальнейшему использованию.

Плавкие вставки не должны повреждаться так, чтобы их замена оказалась трудной и опасной. Допускается изменение цвета или растрескивание плавких вставок или их частей, если перед извлечением из держателя или испытательного основания плавкая вставка остается неповрежденной.

Сопротивление между контактами плавкой вставки, измеряемое после каждого испытания (см. 8.5.5.2) при постоянном напряжении около 500 В, должно быть не менее:

50000 Ом — при номинальном напряжении вставки не более 250 В;

100000 Ом — во всех прочих случаях.