Автоматические выключатели для лифтов

Автоматические выключатели для лифтов: технические требования, выбор и эксплуатация

Электроснабжение лифтового оборудования предъявляет особые требования к устройствам защиты, среди которых автоматические выключатели (АВ) играют ключевую роль. Их функция выходит за рамки стандартной защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий. Они должны обеспечивать бесперебойную и безопасную работу сложного электромеханического комплекса, характеризующегося частыми пусками, рекуперацией энергии, высокой индуктивной нагрузкой и строгими нормативами по отказоустойчивости. Правильный выбор, установка и настройка автоматических выключателей для лифтов являются критически важными аспектами проектирования и эксплуатации.

1. Особенности нагрузки лифтового оборудования

Электропривод лифта представляет собой специфическую нагрузку, которую необходимо учитывать при выборе характеристик автоматических выключателей.

• Пусковые токи: Асинхронные двигатели лебедки и насосов гидравлических лифтов в момент пуска потребляют ток, в 5-8 раз превышающий номинальный (Iп/Iн). Этот ток, хотя и кратковременный, не должен вызывать ложных срабатываний защиты от перегрузки.
• Цикличность работы: Режим «пуск-работа-остановка» повторяется многократно в течение дня, что создает циклическую термическую нагрузку на контакты и биметаллическую пластину выключателя.
• Индуктивный характер нагрузки: Высокая индуктивность обмоток двигателей влияет на характер переходных процессов и мощность дугогашения, требуемую от АВ.
• Рекуперация энергии: В современных лифтах с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) при движении порожней кабины вверх или груженой вниз может происходить возврат электроэнергии в сеть. Это накладывает требования на селективность защиты.
• Наличие цепей управления: Помимо силового питания привода, существуют цепи освещения кабины, управления, связи, которые защищаются отдельными автоматическими выключателями с малыми номинальными токами.

2. Ключевые требования нормативных документов

Выбор и установка АВ регламентируется рядом стандартов и правил.

• ГОСТ Р 53769-2010 (ЕН 81-1:1998) «Лифты. Основные параметры безопасности.» Устанавливает общие требования к электрооборудованию, включая необходимость устройства защиты от короткого замыкания и перегрузки по току.
• ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), Глава 7.1, 5.3. Требуют отдельной линии питания для лифта, защищенной автоматическим выключателем. ПУЭ также оговаривают требования к селективности.
• ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2) «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2. Автоматические выключатели.» Определяет технические параметры, классификацию и методы испытаний АВ.
• СП 267.1325800.2016 «Лифты. Правила проектирования и монтажа.» Конкретизирует требования к электрощитам и защитным аппаратам.

3. Выбор автоматического выключателя для силовой цепи привода

Процесс выбора является многоэтапным и основывается на технических данных электропривода лифта.

3.1. Определение номинального тока (Iн АВ)

Номинальный ток автоматического выключателя должен быть не менее расчетного тока линии. Для лифтов с прямым пуском двигателя расчетный ток принимается равным номинальному току двигателя (указан в паспорте лебедки). Для лифтов с ЧРП – номинальному входному току частотного преобразователя. Необходимо учитывать коэффициент спроса (Kс), который для одного лифта обычно равен 1.

Формула для ориентировочного расчета: Iн АВ ≥ Iн двигателя (или Iн ЧРП).

3.2. Выбор время-токовой характеристики (ВТХ)

Это наиболее критичный параметр, обеспечивающий стойкость к пусковым токам. Для лифтовых приводов применяются характеристики, допускающие высокие кратковременные перегрузки:

• Характеристика D: Наиболее распространена. Зона срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) составляет 10-20 Iн. Надежно выдерживает пусковые токи асинхронных двигателей.
• Характеристика K: Более специализированная для двигателей. Зона срабатывания отсечки: 8-14 Iн. Обеспечивает лучшую защиту от перегрузки по току при сохранении стойкости к пусковому току.

Характеристики B и C, как правило, не применяются для защиты силового привода из-за высокой вероятности ложных отключений при пуске.

3.3. Расчет тока срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки)

Ток срабатывания мгновенного расцепителя (Iмгн) должен быть больше пикового пускового тока (Iпуск) с учетом его длительности. Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: Iпуск = Kп

• Iн, где Kп – кратность пускового тока (5-8).

Условие: Iмгн (для х-ки D это 10-20*Iн АВ) > Iпуск.

На практике выбирают АВ с характеристикой D, а его номинал корректируют так, чтобы значение 10*Iн АВ было больше расчетного Iпуск.

3.4. Селективность

Должна быть обеспечена селективность (избирательность) между автоматическим выключателем групповой линии лифта (установленным в ВРУ здания) и вводным автоматическим выключателем в щите управления лифтом (ШУЛ). Также важна селективность с предохранителями или АВ на стороне питания ЧРП. Достигается это за счет:

• Выбора АВ с разными время-токовыми характеристиками (например, ВРУ – характеристика C, ШУЛ – характеристика D).
• Использования выключателей с регулируемыми уставками по току и времени срабатывания.
• Применения селективных (тип S) автоматических выключателей на верхней ступени, имеющих выдержку времени при срабатывании отсечки.

4. Автоматические выключатели для вспомогательных цепей

Цепи управления, освещения кабины, вентиляции, связи защищаются отдельными однополюсными или двухполюсными автоматическими выключателями с характеристикой B или C. Их номинальный ток выбирается исходя из мощности нагрузки (например, освещение кабины 100-200 Вт, блок управления ~ 500 ВА). Типичные номиналы: 2А, 6А, 10А, 16А. Для цепей управления критична защита от сверхтоков КЗ, так как они питаются от маломощных трансформаторов или источников питания.

5. Конструктивное исполнение и дополнительные функции

• Исполнение: Применяются модульные, литые и воздушные автоматические выключатели в зависимости от номинального тока. Для токов до 125А обычно используются модульные или литые выключатели в корпусе SH200/DIN. Для больших токов (мощные грузовые лифты) – воздушные выключатели (автоматические выключатели в литом корпусе).
• Количество полюсов: Для трехфазного привода – трехполюсные (без учета рабочего нуля). Для однофазных цепей – однополюсные (с разрывом фазы) или двухполюсные (разрыв фазы и нуля).
• Дополнительные контакты (расцепители):
  • Расцепитель минимального напряжения (RN, UVT): Обязательный элемент для лифтов. Отключает выключатель при исчезновении или значительном снижении напряжения в сети, предотвращая самопроизвольный пуск лифта после восстановления питания.
  • Вспомогательные контакты (сигнализации): Для дистанционного контроля состояния АВ (включен/отключен).
  • Контакты для подключения привода дистанционного отключения.

6. Схемы подключения и расположение

Автоматический выключатель силовой цепи является вводным аппаратом в щите управления лифтом (ШУЛ). Он устанавливается до контакторов или частотного преобразователя. Автоматические выключатели вспомогательных цепей устанавливаются на отдельной DIN-рейке и питаются, как правило, через развязывающий трансформатор или отдельную линию от вводного автомата. Все АВ должны иметь четкую маркировку, соответствующую схеме.

7. Таблица: Пример выбора АВ для типового пассажирского лифта

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Почему при пуске лифта иногда «выбивает» автоматический выключатель, хотя номинал подобран правильно?

Ответ: Наиболее вероятные причины: 1) Несоответствие время-токовой характеристики. Возможно, установлен выключатель с характеристикой B или C, который не рассчитан на высокие пусковые токи двигателя. Необходима замена на характеристику D или K. 2) Износ механизма выключателя или ослабление контактных соединений, приводящее к нагреву и ложному срабатыванию теплового расцепителя. 3) Фактический пусковой ток двигателя превышает паспортные данные (например, из-за повышенного трения в механизмах).

Вопрос 2: Обязательно ли использовать расцепитель минимального напряжения (РН) на вводном автомате лифта?

Ответ: Да, это требование ПУЭ и стандартов безопасности лифтов. РН предотвращает самопроизвольный пуск лифта после аварийного отключения и последующего восстановления напряжения в сети. Это исключает риск травмирования пассажиров или сервисного персонала, который мог находиться в шахте в момент исчезновения напряжения.

Вопрос 3: Как обеспечить селективность между автоматическим выключателем в ВРУ здания и автоматом в щите лифта?

Ответ: Для обеспечения селективности необходимо выполнить одно из условий: 1) Номинальный ток АВ в ВРУ должен быть минимум на одну ступень выше номинала АВ в ШУЛ (например, 40А в ВРУ и 25А в ШУЛ) при условии одинаковых ВТХ. 2) Использовать АВ с разными ВТХ: в ВРУ – с характеристикой C или S (селективная), в ШУЛ – с характеристикой D. 3) Применить выключатели с цифровыми расцепителями, где уставки по току и времени настраиваются точно под заданные условия.

Вопрос 4: Можно ли для защиты лифта использовать дифференциальный автоматический выключатель (УЗО-Д)?

Ответ: Установка дифавтомата или УЗО на силовую цепь привода лифта с асинхронным двигателем или частотным преобразователем, как правило, не рекомендуется и не требуется нормами. Это связано с наличием естественных токов утечки через фильтры ЧРП и емкость кабелей, что будет вызывать постоянные ложные срабатывания. Защиту от поражения электрическим током в лифтовой установке обеспечивают другие меры: защитное заземление, уравнивание потенциалов, питание цепей освещения и управления через разделительный трансформатор или SELV-источники.

Вопрос 5: Как часто необходимо проводить техническое обслуживание автоматических выключателей в лифтовой установке?

Ответ: В соответствии с регламентом технического обслуживания лифтов, проверка аппаратов защиты должна проводиться не реже одного раза в 6-12 месяцев. Она включает: внешний осмотр, проверку надежности крепления и подключения проводников, механическую проверку включения/отключения, тестирование срабатывания расцепителя минимального напряжения (при его наличии) с помощью кнопки «ТЕСТ». Полномасштабные испытания время-токовых характеристик (прогрузка) проводятся специализированными организациями в сроки, установленные нормами испытания электрооборудования (обычно не реже 1 раза в 3 года).

Заключение

Выбор и применение автоматических выключателей в лифтовых установках – это инженерная задача, требующая учета специфики электропривода, строгого соблюдения нормативных документов и принципов селективности. Ключевыми аспектами являются правильный подбор время-токовой характеристики (предпочтительно D или K) для стойкости к пусковым токам, обязательная установка расцепителя минимального напряжения и обеспечение селективного срабатывания защит. Грамотно спроектированная и реализованная система защиты на основе автоматических выключателей гарантирует не только надежную и бесперебойную работу лифта, но и безопасность пассажиров и обслуживающего персонала.