Электрическая дуга в распределительных устройствах (РУ) — неконтролируемый процесс, в результате которого за доли секунды выделяется колоссальная тепловая энергия. Температура в эпицентре достигает 10 000–15 000 °C, что приводит к мгновенному испарению металла и разрушению ячеек шкафа.
Для предотвращения таких аварийных последствий недостаточно стандартных защитных решений. Поэтому современное проектирование электрических систем требует внедрения быстродействующего УДЗ, которое предназначено именно для локализации дуговых замыканий.
Главное отличие: время и физика процесса
Специализированная дуговая защита отличается от классической релейной (РЗА) принципом обнаружения аварии и скоростью реакции.
Классическая РЗА (например, максимальная токовая защита — МТЗ) реагирует на косвенный признак: рост силы тока. Однако дуговое замыкание не всегда сопровождается токами, превышающими порог срабатывания МТЗ (особенно на ранних стадиях). Для обеспечения селективности (избирательности) в РЗА часто закладываются временные задержки, которые при возникновении дуги становятся фатальными.
Дуговая защита реагирует на первичные физические факторы: вспышку света и скачок давления. Оптические датчики фиксируют излучение дуги мгновенно, что позволяет системе за 5–10 мс подать сигнал на отключение выключателя.
Почему селективность РЗА проигрывает
Стандартные терминалы релейной защиты настроены на работу в иерархической системе. Если короткое замыкание происходит на отходящей линии, защита должна «подождать», чтобы сработал нижестоящий выключатель. В случае с дугой внутри ячейки, лишние 200–500 мс ожидания приводят к полному выгоранию шкафа.
УДЗ работают по логике «немедленного действия» в пределах конкретного отсека. Они обеспечивают зонную защиту: датчики располагаются в отсеках сборных шин, выключателей и кабельных разделок. Это позволяет отключать только поврежденный участок. При этом не придется обесточивать все распределительное устройство.
Интеграция и контроль состояния
Современные системы защиты — это комплекс оборудования. Помимо оптических датчиков и логических блоков, важную роль играет мониторинг параметров сети. Например, индикатор фазы позволяет персоналу визуально контролировать наличие напряжения и правильность чередования фаз, что снижает риск ошибочных действий при регламентных работах, которые часто и становятся причиной возникновения дуги.
Итак, РЗА незаменима для защиты от перегрузок и межфазных замыканий в линиях, но она слишком медленная для борьбы с открытой электрической дугой. Поэтому использование специализированных устройств — единственный способ гарантировать сохранность оборудования и жизнь персонала.
Комбинирование быстродействующей автоматики с визуальными средствами контроля — стандарт защиты электрических систем и энергетических объектов.