Зонне селективне блокування (ZSI) — швидше вимкнення без втрати селективності між автоматичними вимикачами

Посібник про уставки LSI(G) розглядає, як селективність між вищерозташованим і нижчерозташованим автоматичними вимикачами досягається встановленням витримки часу короткої затримки (tsd) вищерозташованого вимикача довшою за повний час вимкнення нижчерозташованого вимикача. Ця стаття розглядає додаткову техніку, що робить цю фіксовану затримку розумнішою: зонне селективне блокування (zone selective interlocking, ZSI).

Недолік звичайної часової ступінчастої селективності

При класичному, часово-ступінчастому налаштуванні селективності затримка tsd вищерозташованого вимикача є фіксованим значенням, незалежно від того, де саме в зоні, яку захищає цей вимикач, знаходиться пошкодження. Це означає, що навіть при пошкодженні, яке виникає прямо під самим вищерозташованим вимикачем — де взагалі не потрібно чекати жодного нижчерозташованого вимикача, — вищерозташований вимикач все одно утримує повну затримку, розраховану на найглибший рівень мережі. При важкому пошкодженні поблизу вищерозташованого вимикача це надмірно довге очікування означає більшу енергію, вкладену в пошкодження, і, отже, вищу енергію дуги саме в тому місці встановлення, де пошкодження найважче (див. посібник про ризик спалаху дуги та ЗІЗ).

Як працює ZSI: сигнал блокування між послідовними рівнями вимикачів

ZSI з'єднує електронні розчіплювачі послідовних рівнів вимикачів виділеним сигнальним з'єднанням (провідним, або, у сучасніших цифрових реле, через протокол зв'язку). Принцип:

• Якщо нижчерозташований вимикач бачить пошкодження у своєму діапазоні короткої затримки чи захисту від замикання на землю, він негайно надсилає сигнал блокування вищерозташованому вимикачу (вимикачам) у своєму ланцюжку.
• Якщо вищерозташований вимикач отримує цей сигнал блокування, він утримує свою нормальну, довшу затримку tsd — точно як при звичайній часовій ступінчастій селективності, — даючи нижчерозташованому вимикачу час самому вимкнути пошкодження.
• Якщо вищерозташований вимикач не отримує сигнал блокування протягом короткого часу відгуку, він робить висновок, що пошкодження знаходиться в його власній зоні (тобто не буде вимкнене жодним нижчерозташованим вимикачем), і вимикається майже миттєво, замість утримання повної затримки, призначеної для найглибшого рівня.

Результат полягає в тому, що кожен вимикач у ланцюжку вимикається майже миттєво при пошкодженні у своїй власній, найближчій зоні — знижуючи енергію дуги, — при цьому повна селективність між рівнями зберігається для пошкодження, що реально знаходиться далі в установці.

ZSI доповнює, а не замінює, криву LSI(G)

Вимикач із ZSI зберігає свою повністю налаштовану криву LSI(G) (див. пов'язаний посібник) як резерв: якщо сигнальне з'єднання ZSI з будь-якої причини не функціонує чи не підключене (наприклад, у вимикача, (поки) не включеного в мережу ZSI), вимикач повертається до своєї нормальної, ступінчастої за часом уставки tsd. Таким чином, ZSI не замінює вихідну уставку LSI(G), а робить її динамічною: короткою, де можливо, довгою, де необхідно для селективності.

Увага: точна схема з'єднань, використовуваний сигнальний протокол і ступінь взаємної сумісності ZSI вимикачів різних виробників випливають зі специфікацій виробника вимикача; ця стаття розглядає принцип, а не готову інструкцію з підключення для кожної марки чи типу вимикача.

Практична значущість

При проєктуванні чи оцінці розподільчого пристрою з кількома рівнями автоматичних вимикачів доцільно дослідити, чи доступний і застосовний ZSI, особливо в місцях з високим ризиком енергії дуги для персоналу (наприклад, біля головного розподільного щита): ZSI може забезпечити там значне зниження падаючої енергії без відмови від селективності з нижчерозташованими вимикачами — на відміну від простого скорочення уставки tsd вищерозташованого вимикача, що, навпаки, підірвало б селективність.

Часті помилки

1. Припущення, що ZSI усуває необхідність правильно налаштованих кривих LSI(G) — ZSI працює поверх вихідної уставки tsd, як її динамічне скорочення за відсутності сигналу блокування, а не як заміна.
2. Невключення сигнального з'єднання ZSI до приймально-здавальних випробувань — непрацююче чи неправильно підключене сигнальне з'єднання повертається до нормальної, довшої затримки, що безпечно для селективності, але зводить нанівець очікуване зниження енергії дуги.
3. Підключення вимикачів різних виробників для ZSI без перевірки — не кожен протокол чи реалізація сигналу взаємно сумісні.
4. Застосування ZSI як заміни належного розрахунку селективності — ZSI покращує час реакції при пошкодженні поблизу вимикача, але вихідна ступінчастість за часом tsd все ж має бути правильно розрахована для ситуації відсутності сигналу блокування.

Пов'язані матеріали

• Налаштування автоматичного вимикача — L, S, I і G в захисній характеристиці LSI(G)
• Автоматичний вимикач у литому корпусі (MCCB) порівняно з модульним автоматом (MCB)
• Спалах дуги — ризик, енергія і ЗІЗ
• Розподільчі пристрої та селективність — §536