Селективность — это координация устройств автоматического отключения, необходимая для того, чтобы повреждение, произошедшее в какой-либо точке сети, было устранено автоматическим выключателем, расположенным непосредственно перед повреждением, и только им. То есть в двухступенчатой схеме защиты большинства бытовых щитов при перегрузке или коротком замыкании в линии розеток на кухне должен отключиться только автомат (АВ2), питающий эту линию, при этом другие группы потребителей не должны быть отключены, и вводной выключатель (АВ1) должен остаться включенным. (Рис. 1)

Рис. 1

Распределительная сеть полностью селективна, если при любом токе перегрузки и короткого замыкания автоматический выключатель АВ2 отключается, а выключатель АВ1 остается включенным. Селективность называется частичной, если оговоренное выше условие соблюдается не до полной величины тока короткого замыкания, а только до определенного меньшего значения, называемого пределом селективности. Так почему более высокий номинал вводного автомата не является гарантом полной селективности с нижестоящими автоматами отходящих линий? Чтобы ответить на этот вопрос, для начала необходимо вспомнить, что такое кривая отключения автоматического выключателя.

Как влияет кривая отключения на селективность

Кривая отключения автоматического выключателя — это зависимость времени отключения автоматического выключателя от силы тока, протекающего через него (рис. 2).

Рис.2

Кривые отключения автоматических выключателей состоят из двух частей:
— Зона срабатывания защиты от перегрузок (тепловой расцепитель): чем больше ток, тем меньше время отключения
— Зона срабатывания защиты от коротких замыканий (электромагнитный расцепитель): если ток превышает уставку этой защиты, то время срабатывания составит менее 0,1 секунды

Выделяют 3 основных типа кривых отключения:
тип B: электромагнитный расцепитель сработает при 3...5·In (где In — номинальный ток)
тип C: электромагнитный расцепитель сработает при 5...10·In
тип D: электромагнитный расцепитель сработает при 10...20·In

Важно помнить, что мгновенное срабатывание (менее, чем за 0,1 секунды) электромагнитного расцепителя гарантируется при превышении током верхней границы срабатывания. Например, для кривой C — при превышении в 10 раз. Подробнее про кривые отключения можно прочитать в другой нашей статье: 
Кривые отключения модульных автоматов

Мы же вернемся к вопросу селективности и рассмотрим отдельно зоны работы теплового и электромагнитного расцепителей. Так для примера сравним время-токовые кривые автоматических выключателей с характеристикой С и номиналами 25А и 10А. (Рис.3)

Рис.3

Селективность в зоне перегрузки

При токе в 13А автомат С10 отключится за время от 100 до 1000 секунд, автомат С25 — нет. При токе 37А автомат С10 отключится за время от 10 до 60 секунд, С25 за время от 100 до 600 секунд. Время срабатывания теплового расцепителя автомата С25 будет всегда больше, чем автомата С10. Таким образом, селективность в зоне перегрузки будет достигнута.

Селективность в зоне короткого замыкания

Благодаря графическому представлению видно, что предельный ток селективности в зоне короткого замыкания равен минимальному току срабатывания электромагнитного расцепителя автомата С25 — 125А. В случае, если ожидаемый ток КЗ (максимально возможный сверхток) в точке замыкания КЗ 2 (рис.1) меньше 125 А, можно говорить о полной селективности — при любом сверхтоке от 50 до 125 А нижестоящий автомат С10 отключится мгновенно, а вышестоящий С25 останется включённым. Если ожидаемый ток короткого замыкания равен или больше 125А, то о полной селективности не может быть и речи. В этом случае значение короткого замыкания 125А — предел селективности.

Рассмотрим другой пример. Заменив автоматы на В10 и D25, можно будет уже говорить о более высоком пределе селективности — 250А (рис.4)

Рис.4

А что если короткое замыкание произошло в точке КЗ 1? (Рис.5)

Рис.5

Погоня за селективностью может быть вредной

Согласно пункту 28.4 Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) для гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя ток однофазного короткого замыкания должен быть не менее 1,1 верхнего значения тока срабатывания. То есть для автомата D25 ток короткого замыкания должен быть 1,1*20*25=550А. В домашнем щитке такой большой ток при коротком замыкании может быть далеко не всегда. Его величина зависит от удалённости точки короткого замыкания от трансформатора — чем больше расстояние, тем меньше ток. Ток короткого замыкания на 30-ом этаже будет меньше чем на 1-ом, так как провода длиннее, их сопротивление больше. Допустим, что ток короткого замыкания составит 280 А. Время отключения вводного автоматического выключателя может составлять от 0,5 до 5 секунд! А это чревато негативными последствиями. Да, вероятность возникновения короткого замыкания в этой точке гораздо меньше, чем вероятность короткого замыкания непосредственно возле потребителя, однако автоматический выключатель в первую очередь должен выполнять свою основную функцию — обеспечивать защиту предстоящей линии от негативного воздействия сверхтоков. Чем быстрее он отключит ток короткого замыкания, тем лучше.

Подбирать автоматы, исходя только из соображений селективности неверно. В первую очередь необходимо учитывать мощность и характер нагрузки для выбора номинального тока и время токовой характеристики. Также необходимо знать токи короткого замыкания, чтобы проверить, правильно ли будет работать защита выбранных автоматов. Ко всему прочему, энергосберегающие организации, как правило, ограничивают номинал вводного автоматического выключателя.

Что такое таблицы селективности

Проверить селективность между выбранными автоматами можно, воспользовавшись таблицами селективности в каталоге производителя. Ниже приведен такой пример таблицы из каталога Acti9 Schneider Electric

В таблице указаны пределы селективности. Буква Т обозначает полную селективность. Как мы видим, полная селективность присутствует в ограниченном количестве случаев. Если ток короткого замыкания будет превышать предел селективности, то вероятнее всего отключатся оба автомата.

Вывод

Итак, мы разобрались, что такое селективность и почему больший номинал вводного автомата в домашнем щитке не является гарантом селективности между ним и автоматами отходящих линий. При использовании модульных автоматических выключателей добиться селективности при перегрузке достаточно просто, а при возникновении короткого замыкания получится далеко не всегда. Подбирать автоматические выключатели следует в первую очередь по номинальному току и характеру нагрузки и только потом проверять их на селективность, используя соответствующие таблицы.