Огляд продукту
Функціональне призначення
Трансформатори струму нульової послідовності LJ-ZW-10(12) — це прецизійні електромагнітні пристрої, призначені для виявлення замикань на землю, вимірювання залишкового струму та застосування в системах захисту нульової послідовності у розподільних мережах змінного струму середньої напруги. Ці трансформатори, призначені для експлуатації на відкритому повітрі, працюють на основі принципу електромагнітної індукції зі спеціалізованим сенсором струму нульової послідовності, забезпечуючи гальванічно ізольований вторинний струм, пропорційний векторній сумі первинних струмів трьох фаз, що дозволяє реалізувати чутливий захист від замикань на землю.
Основні характеристики
| Параметр | Специфікація (за замовленням / шильдиком) |
|---|---|
| Клас напруги системи | 10 кВ / 12 кВ (для розподільних мереж на відкритому повітрі) |
| Номінальна частота | 50 Гц (60 Гц — за запитом) |
| Номінальний вторинний струм | 1 А |
| Класи точності | Захисне осердя: 10P10 |
| Номінальне навантаження | 0,1 Ом або 0,2 Ом (резистивне навантаження) |
| Номінальні первинні струми | 20 А, 50 А (для вимірювання струму нульової послідовності) |
| Застосування для нульової послідовності | Виявлення замикань на землю та захист від залишкового струму |
| Рівень ізоляції | 10(12)/42 кВ |
| Умови встановлення | На відкритому повітрі (корпус із захистом за класом IP) |
| Чинні стандарти | IEC 61869-1 / IEC 61869-2; GB/T 20840.1 / 20840.2; GB 1208-1997 |
Зображення продукту
Принцип роботи
Трансформатор працює на основі закону електромагнітної індукції Фарадея з топологією вимірювання струму нульової послідовності. Він має тороїдальне магнітне осердя, через яке одночасно проходять всі три фазні провідники. За умов збалансованої трифазної системи векторна сума фазних струмів дорівнює нулю, і результуючий магнітний потік не виникає. Під час замикання на землю або при порушенні балансу фаз залишковий струм (I₀ = Ia + Ib + Ic) створює пропорційний магнітний потік в осерді, що індукує напругу у вторинній обмотці та подає стандартизований вихідний струм до підключених релейних захистів.
Місце застосування в системі
- Розподільні мережі середньої напруги: комутаційні пристрої та розподільні мережі 10–12 кВ на відкритому повітрі
- Захист від замикань на землю: виявлення витоку на землю та схеми захисту від залишкового струму
- Захист нульової послідовності: спрямований захист від надструмів замикання на землю та чутливий захист від замикань на землю
- Моніторинг кабельних ліній: контроль замикань на землю в кабельних системах
- Інтеграція з SCADA: дистанційний моніторинг струму замикання на землю
Конструктивні особливості
Осердя, виготовлене методом лиття з епоксидної смоли, у поєднанні з корпусом із силіконової гуми, стійкої до умов експлуатації на відкритому повітрі, забезпечує високі ізоляційні властивості, стійкість до вологи, УФ-випромінювання та механічну міцність у складних кліматичних умовах. Тороїдальний отвір конструкції дозволяє розміщувати трифазні кабелі або шинні збірки, зберігаючи достатні електричні відстані та довжини поверхневого розряду. Повністю герметичний корпус для експлуатації на відкритому повітрі відповідає вимогам захисту за класом IP, що гарантує надійну роботу в умовах забруднення та високої вологості.
Позначення моделі
Пояснення коду моделі
- L — Трансформатор струму (ТС)
- J — Конфігурація для вимірювання нульової послідовності (струму витоку)
- Z — Серцевина з литої смоли (епоксидна ізоляція)
- W — Призначено для зовнішнього монтажу (вологозахищене виконання)
- 10(12) — Клас напруги: 10 кВ або 12 кВ
Конфігурація для вимірювання нульової послідовності
Серія LJ-ZW використовує єдине тороїдальне осердя, через яке одночасно проходять усі три фазні провідники. Ця топологія дозволяє вимірювати векторну суму струмів трьох фаз (залишковий струм I₀), що робить її особливо придатною для виявлення замикань на землю, де необхідно відокремити струми замикання фази на землю від нормальних робочих струмів. Трансформатор струму нульової послідовності не потребує окремого вимірювання струмів кожної фази і оптимізований для чутливих систем захисту від замикань на землю.
Умови експлуатації
Трансформатори струму нульової послідовності серії LJ-ZW-10(12) призначені для роботи на відкритому повітрі за таких умов експлуатації в системах розподілу електроенергії середньої напруги:
- Середовище встановлення: зовнішнє розташування з корпусом, що має ступінь захисту IP
- Висота над рівнем моря: не більше 2000 м (конфігурації для більших висот доступні за спеціальним замовленням)
- Температура навколишнього середовища: від −25 °C до +40 °C
- Відносна вологість: середньодобова ≤ 95%, середньомісячна ≤ 90% (циклічні коливання вологості на відкритому повітрі)
- Ступінь забруднення: клас II за IEC 60815 (придатний для легких промислових та сільськогосподарських умов)
- Експлуатаційні умови: стійкість до ультрафіолетового випромінювання, дощу, льоду та помірного промислового забруднення; відсутність вибухонебезпечних або легкозаймистих атмосфер
Конструкція
Конструктивне виконання
- Структура: Тороїдальне (кільцеве) осердя з отвором під кабель/шину для трифазних провідників
- Ізоляція осердя: Литий епоксидний компаунд, що забезпечує стійкість до вологи та механічну міцність
- Зовнішній корпус: Оболонка з силіконової гуми для стійкості до УФ-випромінювання та атмосферних впливів при експлуатації на відкритому повітрі
- Матеріал осердя: Магнітний матеріал з високою магнітною проникністю, оптимізований для чутливості до нульової послідовності
- Герметизація: Повністю герметична конструкція зі ступенем захисту IP для надійного захисту в умовах зовнішнього середовища
Двошарова система ізоляції поєднує литий епоксидний компаунд осердя для електричної ізоляції з зовнішньою оболонкою з силіконової гуми для захисту від навколишнього середовища, що забезпечує тривалий термін служби на відкритому повітрі за мінімальних вимог до обслуговування. Тороїдальна геометрія гарантує рівномірний розподіл магнітного поля та високу чутливість до виявлення залишкового струму.
Обмотки та маркування виводів
- Первинні провідники: Трифазні кабелі або шини, що проходять через тороїдальний отвір (окремі затискачі відсутні)
- Вторинні виводи: S1 / S2 (вихід нульової послідовності)
Маркування виводів відповідає стандартним угодам щодо полярності трансформаторів струму нульової послідовності. За умов однофазного замикання на землю з позитивним залишковим струмом, що проходить через отвір, вторинний струм тече від S1 до S2 у навантаження. Дотримання правильної полярності є критично важливим для схем спрямованого захисту від замикань на землю.
Технічні дані
У цьому розділі наведено технічні дані, орієнтовані на підбір, для зовнішнього трансформатора струму нульової послідовності серії LJ-ZW-10(12), призначеного для використання в розподільних мережах змінного струму класу 10 кВ / 12 кВ (50 Гц). Наведені нижче дані призначені для попереднього вибору номінального первинного струму, класу точності та вихідного опору.
Визначення: Номінальний первинний струм вказує на номінальний діапазон вимірювання струму нульової послідовності. Номінальне навантаження (Ом) — це специфікація опору вторинної обмотки. Клас точності 10P10 вказує на точність захисного класу з комбінованою похибкою 10% при 10-кратному номінальному первинному струмі.
Примітка: Трансформатори струму нульової послідовності вимірюють струм нульової послідовності (I₀ = Ia + Ib + Ic); за умов збалансованої трифазної системи вторинний вихідний сигнал дорівнює нулю. Підбір слід здійснювати з урахуванням очікуваної величини струму замикання на землю та вимог до чутливості релейного захисту.
Довідкові дані
| Модель | Номінальний первинний струм (А) |
Номінальний вторинний струм (А) |
Клас точності |
Номінальне навантаження (Ом) |
Номінальний рівень ізоляції (кВ) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-ZW-10(12) | 20 | 1 | 10P10 | 0.1 | 10(12)/42 |
| LJ-ZW-10(12) | 50 | 1 | 10P10 | 0.2 | 10(12)/42 |
Стандарти та нормативні посилання
| Стандарт | Назва | Застосування |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Вимірювальні трансформатори – Частина 1: Загальні вимоги | Загальні вимоги |
| IEC 61869-2 | Вимірювальні трансформатори – Частина 2: Додаткові вимоги до трансформаторів струму | Вимоги, що стосуються трансформаторів струму |
| GB/T 20840.1 | Вимірювальні трансформатори – Частина 1: Загальні вимоги | Національний стандарт (узгоджений зі структурою IEC 61869) |
| GB/T 20840.2 | Вимірювальні трансформатори – Частина 2: Трансформатори струму | Національні вимоги до трансформаторів струму (узгоджені з IEC 61869-2) |
| GB 1208-1997 | Трансформатори струму | Національний стандарт для трансформаторів струму, якщо вказано у проекті |
| IEC 60815 | Вибір та розміри ізоляторів високої напруги – Частина 1: Визначення, інформація та загальні принципи | Вимоги до зовнішньої ізоляції та класу забруднення |
| IEC 60529 | Ступені захисту, забезпечувані корпусами (код IP) | Рівень захисту зовнішніх корпусів |
Відповідність заводським випробуванням
- Періодичні випробування згідно з чинними вимогами IEC/GB (включаючи перевірку полярності/маркування, перевірку коефіцієнта трансформації при номінальному струмі та перевірку точності згідно з класом 10P10)
- Випробування на діелектричну міцність згідно з вимогами координації ізоляції (випробування на витривалість до напруги промислової частоти та імпульсної напруги)
- Перевірка чутливості до струму нульової послідовності для підтвердження можливості виявлення замикань на землю при заданих рівнях струму
- Експлуатаційні випробування за необхідності (циклічні температурні випробування, стійкість до вологості, старіння під дією УФ-випромінювання)
- Візуальний та розмірний контроль, включаючи перевірку розмірів отвору, відповідність маркування та цілісність корпусу
- Типові та спеціальні випробування згідно з вимогами специфікації проекту
Монтаж та габаритні розміри
- Трансформатор має монтуватися на зовнішньому розподільному пристрої або на конструкціях кабельних виводів за допомогою передбаченого кріплення.
- Усі трифазні провідники (кабелі або шини) повинні проходити через центральний отвір у одному напрямку для забезпечення коректного вимірювання струму нульової послідовності.
- Діаметр торцевого отвору має забезпечувати прохід пучка кабелів або шин із достатнім зазором (рекомендований мінімальний радіальний зазор — 10 мм).
- Повинні бути дотримані належні відстані по поверхні (creepage) та в повітрі (clearance) згідно з IEC 60815 для вказаного класу забруднення.
- З’єднання вторинних проводів має виконуватися через клемну коробку з належним ущільненням кабельних вводів для збереження ступеня захисту IP.
Габаритні креслення
Примітки щодо безпеки
- Вторинне коло ніколи не повинно залишатися розімкненим, коли первинні провідники перебувають під напругою, оскільки на вторинних затискачах може з’явитися небезпечна висока напруга.
- Під час огляду або технічного обслуговування вторинне коло слід замкнути накоротко до від’єднання будь-яких релейних захистів.
- Одна точка вторинного кола має бути надійно заземлена відповідно до чинних стандартів.
- Усі трифазні провідники повинні проходити через отвір у правильному напрямку для забезпечення правильної полярності струму нульової послідовності.
- Усі роботи з монтажу та обслуговування мають виконуватися відповідно до місцевих норм електробезпеки та стандартів енергопостачальника.
Інформація для замовлення
Під час оформлення замовлення необхідно вказати потрібну конфігурацію згідно з вимогами місцевої електромережі, чинними стандартами та технічною специфікацією проекту. Для технічного підтвердження та запуску у виробництво слід чітко вказати такі параметри:
- Номінальний первинний струм (20 А або 50 А для нульової послідовності)
- Номінальний вторинний струм (стандартно 1 А)
- Клас точності (стандартний клас захисту 10P10)
- Номінальний опір навантаження (0,1 Ом або 0,2 Ом)
- Клас напруги ізоляції (10 кВ або 12 кВ)
- Вимоги до діаметра отвору під кабель/шину
- Ступінь забруднення (якщо потрібен клас III або IV)
- Вимоги до ступеня захисту IP (якщо вище стандартного)
Як обрати
1: Визначте очікуваний максимальний струм замикання на землю з урахуванням способу заземлення системи (глухозаземлена, через активний опір, через реактивний опір або ізольована нейтраль) та ємності кабелю живлення.
2: Оберіть номінальний первинний струм (20 А або 50 А), щоб забезпечити достатній діапазон вимірювання, зберігаючи при цьому чутливість до замикань на землю малої величини (зазвичай 10–20% від номінального значення).
3: Підтвердьте номінальний опір навантаження (0,1 Ом або 0,2 Ом) залежно від вхідного імпедансу підключеного реле захисту та опору проводів.
4: Переконайтеся, що діаметр отвору дозволяє розмістити пучок кабелів або шинну конструкцію з необхідним зазором (укажіть конфігурацію та габарити провідників).
5: Уточніть ступінь забруднення згідно з IEC 60815, якщо умови місця встановлення перевищують клас II (прибережні, сильно промислові або пустельні середовища можуть вимагати класу III або IV).
Якщо діють вимоги місцевого оператора мережі або проекту (наприклад, підвищений ступінь захисту IP, особлива компоновка затискачів, мова технічної документації або необхідні сертифікати), їх слід вказати на етапі замовлення. Спеціальні конфігурації мають бути підтверджені технічною угодою та остаточним технічним описом до початку виробництва.