ПНСТ 639-2022/МЭК 63129:2020. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Светотехнические изделия. Методы измерения пусковых токов
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 28.02.2022 № 15-пнст)
Внимание
Документ утратил силу с 01.07.2025 в связи с истечением срока действия, установленного Приказом Росстандарта от 28.02.2022 № 15-пнст. Документ введен в действие с 01.07.2022 на период до 01.07.2025 (Приказ Росстандарта от 28.02.2022 № 15-пнст).
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 февраля 2022 г. № 15-пнст
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПУСКОВЫХ ТОКОВ
Lighting products. Methods of determination of inrush current
(IEC 63129:2020, Determination of inrush current characteristics of lighting products, IDT)
29.140.99
Срок действия с 1 июля 2022 года до 1 июля 2025 года
1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт им. С.И. Вавилова» (ООО «ВНИСИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 332 «Светотехнические изделия, освещение искусственное»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 февраля 2022 г. № 15-пнст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 63129:2020 «Определение характеристик пускового тока осветительных приборов» (IEC 63129:2020 «Determination of inrush current characteristics of lighting products», IDT).
Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ТК 34 «Освещение» Международной электротехнической комиссии (МЭК).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)
Правила применения настоящего стандарта и проведение его мониторинга установлены в ГОСТ 1.16-2011 (разделы 5 и 6).
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандартов можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 129626 Москва, 1-й Рижский пер., д. 6, стр. 2, офис 607, e-mail: ntn@vnisi.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская Набережная, д. 10, стр. 2.
В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии и в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Настоящий стандарт распространяется на светотехнические изделия, в том числе, на основе светодиодов (далее — испытуемые устройства), предназначенные для работы в сетях переменного тока напряжением 230 В частоты 50/60 Гц, и устанавливает методы измерения характеристик пускового тока, в сочетании с расчетами, как одного, так и нескольких испытуемых устройств одного типа.
В качестве испытуемых устройств в настоящем стандарте рассмотрены следующие светотехнические изделия:
Настоящим стандартом определены следующие характеристики пускового тока испытуемых устройств:
Настоящий стандарт применяют на стадии проектирования и эксплуатации электроустановок и осветительных систем.
В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
ИСО и МЭК поддерживают терминологическую базу данных, используемую в целях стандартизации по следующим адресам:
- Электропедия МЭК: доступна по адресу http://www.electropedia.org/;
- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна по адресу http://www.iso.org/obp.
3.1 симметричный диодный тиристор; DIAC (bidirectional diode thyristor, DIAC): Двухполюсный тиристор, имеющий по существу одинаковое коммутационное поведение в первом и третьем квадрантах вольт-амперной характеристики.
[МЭК 60050-521:2002, статья 521-04-66]
3.2 симметричный триодный тиристор; TRIAC (bidirectional triode thyristor, TRIAC): Трехполюсный тиристор, имеющий по существу одинаковое коммутационное поведение в первом и третьем квадрантах вольт-амперной характеристики.
[МЭК 60050-521:2002, статья 521-04-67]
3.3 автоматический выключатель (circuit-breaker): Механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи в нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, например, токи короткого замыкания.
[МЭК 60050-441:2000, статья 441-14-20]
3.4 устройство управления (control gear): Устройство управления электрическим источником света, установленное между источником питания и, по меньшей мере, одним источником света, обеспечивающее питание источника(ов) света его (их) номинальным напряжением или номинальным током, и которое может состоять из одного или нескольких отдельных блоков.
1 Устройство управления может включать в себя блоки зажигания, затемнения, коррекции коэффициента мощности и подавления радиопомех, а также блок с дополнительными функциями управления.
2 Устройство управления состоит из силового блока и блока управления.
3 Устройство управления может быть частично или полностью интегрировано в источник света.
4 Термины «пускорегулирующий аппарат» и «устройство управления» взаимозаменяемы. В стандартах МЭК, как правило, используют термин «устройство управления».
[МЭК 60050-845, статья 845-28-048]
3.5 пусковой ток Iinrush (inrush current): Ток переходного процесса, обусловленный накоплением электрической энергии в момент включения электрического оборудования или компонентов, например: осветительных приборов, трансформаторов, кабелей, конденсаторов.
[МЭК 60050-448:1995, статья 448-11-30]
3.6 длительность импульса пускового тока tHx (inrush current pulse duration): Длительность импульса пускового тока, измеренная на уровне x% пикового значения этого тока.
1 См. рисунок 1.
2 Радиочастотный шум следует игнорировать.
3 По этому определению длительность импульса пускового тока tH50 соответствует ширине импульса пускового тока, измеренной на уровне 50% от пикового значения.
4 В настоящем стандарте применены значения x, равные 10 и 50.
3.7 пиковое значение пускового тока Ipeak (peak inrush current): Максимум абсолютного значения пускового тока.
1 Пиковый пусковой ток Ipeak, как правило, достигается, если включение происходит в момент времени, когда напряжение сети достигает пикового значения.
2 См. рисунок 1.
3 Радиочастотный шум следует игнорировать.
В настоящем стандарте применены следующие сокращения и обозначения:
DIAC — симметричный диодный тиристор;
MCB — автоматический выключатель;
NTC — термистор с отрицательным температурным коэффициентом;
TRIAC — симметричный триодный тиристор;
k — количество испытуемых устройств;
n — максимальное количество испытуемых устройств;
Iref — контрольный (короткое замыкание) пиковый ток;
Lref — контрольная (линейная) индуктивность;
Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания (для k испытуемых устройств);
Lk — индуктивность (для k испытуемых устройств);
Radj,k — подстраиваемое сопротивление для количества испытуемых устройств, равного k;
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора;
tmax — время достижения максимального тока Imax;
Umax - максимальное значение напряжения на конденсаторе;
Ipeak,k — пиковый пусковой ток для количества испытуемых устройств, равного k;
tHx,k — длительность импульса пускового тока на уровне x% от пикового пускового тока для количества испытуемых устройств, равного k.
5 Общие указания по измерениям
В настоящем стандарте термин испытуемое устройство используют для светотехнических изделий, для которых определяют характеристики пускового тока в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
Устройство управления должно работать при максимальной мощности (100% номинального светового потока) и с фактическими нагрузками или эквивалентными фактическим нагрузками, указанными изготовителем.
Для измерений пускового тока используют рекомендуемую контрольную (линейную) индуктивность, равную 100 мкГн, и значение контрольного пикового тока (тока короткого замыкания), равное 400 А. Эти значения основаны на измерениях, проведенных производителями коммутационного оборудования, результаты которых позволяют предположить, что они являются типовыми для установок переменного тока напряжением 230 В. При использовании другого сетевого напряжения может потребоваться регулировка контрольных значений индуктивности линии и пикового тока.
Измерения пускового тока могут быть проведены с помощью одного испытуемого устройства, а результат умножен на количество устройств в рассматриваемой установке.
В установках, когда различные устройства соединены в разных частях цепи, характеристики пускового тока, а также результирующее падение напряжения в линии различны. Поэтому контрольные значения, указанные выше, используются для моделирования типовой ситуации.
Измерение нескольких испытуемых устройств в одной установке эквивалентно измерению одного устройства при условии умножения его полного сопротивления на k — количество испытуемых устройств. Этот подход является подходом по умолчанию, используемым в настоящем стандарте, и позволяет определить характеристики пускового тока некоторого количества испытуемых устройств, подключенных к одной и той же сети.
Пиковый пусковой ток Ipeak и длительность импульса пускового тока tHx испытуемых устройств являются ключевыми характеристиками. Как правило, типовые серии измерений выполняют от одного (k = 1) до максимального количества испытуемых устройств (n). В результате получают n пар пиковых значений пускового тока и длительности импульса пускового тока (Ipeak,k; tHx,k). Результаты измерений в зависимости от количества испытуемых устройств k рекомендуется приводить в табличной форме.
Примечание - Рекомендуется определять максимальное количество испытуемых устройств n, подключаемых к измерительной установке, как отношение номинального тока автоматического выключателя к номинальному току испытуемого устройства.
Если указано только одно пиковое значение пускового тока, то это интерпретируется как Ipeak (k = 1).
На рисунке 1 в качестве примера приведен импульс пускового тока и показана его длительность по уровню tH10 и tH50, что соответствует пороговым значениям x, равным 10% и 50% от значения пикового пускового тока.
Ipeak — пиковый пусковой ток; tH10; tH50 — длительность импульсов пускового тока по уровню 10% и 50% от Ipeak; Iinrush(t) — кривая изменения пускового тока
Рисунок 1 — Определение длительности импульсов пускового тока tH10 и tH50
Не обязательно выполнять все n измерений от k = 1 до k = n, кроме того, индивидуальные измерения могут не следовать в числовом порядке за k.
Примечание - Рекомендуется начать с k, равного 1, затем k, равного n, и выбрать промежуточные значения для k, чтобы сократить время измерения.
В настоящем стандарте приведены следующие методы измерения пускового тока:
- метод постоянного тока, описанный в разделе 7, следует использовать в качестве основного метода;
- в случае, если метод постоянного тока не подходит (например, при автоматическом включении испытуемого устройства в момент перехода сетевого напряжения через ноль или устройства с сетевым трансформатором), альтернативно может быть использован метод переменного тока, описанный в разделе 8. Метод переменного тока не является предпочтительным, так как сетевое напряжение, которое используется в методе переменного тока от генератора напряжения, подвержено колебаниям, которые не отражаются в измерительной установке. Таким образом, результаты метода переменного тока менее точны.
При количестве k более четырех испытуемых устройств, значения пускового тока, измеренные методом переменного тока, как правило, не отличаются более, чем на 20% от значений, измеренных методом постоянного тока.
Дополнительные альтернативные методы, позволяющие сократить время измерения за счет проведения измерений не для всего количества n, могут быть использованы, в соответствии с разделом 9, для обоих методов постоянного и переменного тока.
7.1 Измерительная установка
Измерительная установка для определения пускового тока испытуемого устройства приведена на рисунке 2.
1 — регулируемый изолирующий трансформатор; 2 — выпрямитель тока; 3 — цифровой осциллограф (в комбинации с датчиком тока); 4 — коммутационный блок; 5 — испытуемое устройство; U — напряжение питания; Lk — индуктивность (для k испытуемых устройств); Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания; Radj,k — подстраиваемое сопротивление (для k испытуемых устройств); R — сопротивление испытуемого устройства [соединительные провода (<= 0,1 Ом)]; Rload,C1 — сопротивление нагрузки (Rload,C1 = 47 Ом); C1 — емкость нагрузки (C1 = 750 мкФ); A, B — клеммы короткого замыкания; C, D — клеммы испытуемого устройства
Рисунок 2 — Измерительная установка для метода постоянного тока
Измерение пускового тока проводят с помощью цифрового осциллографа в комбинации с датчиком тока (например, измерительным трансформатором тока Роговского, шунтирующим резистором или другими датчиками тока).
Если при измерении используют трансформатор тока с ферромагнитным сердечником, необходимо перед подключением уточнить максимальный ток I(t) трансформатора в эксплуатационной документации, чтобы исключить насыщение его при больших токах. Для больших пусковых токов с большой длительностью импульса может быть применен измерительный трансформатор тока Роговского.
Коммутационный блок должен содержать электронный ключ (Q1), обеспечивающий отсутствие дребезга при включении. Это может быть реализовано так, как показано на рисунке 3.
S — выключатель; Q1 — симметричный триодный тиристор (Q8025R5 или аналогичный); D1 — симметричный диодный тиристор (DB3 или аналогичный); C2 = 47 нФ; R2 = 1 кОм
Рисунок 3 — Коммутационный блок
7.2 Определение значения подстраиваемого сопротивления
7.2.1 Определение значения Radj,1
Подстраиваемое сопротивление Radj,1 с одним испытуемым устройством, подключенным к цепи, определяют таким образом, чтобы пиковый ток короткого замыкания, измеряемый цифровым осциллографом (см. рисунок 2), достигал контрольного значения, равного 400 А, при выполнении следующей последовательности шагов:
a) проводят измерение для одного испытуемого устройства в установке, приведенной на рисунке 2, установив напряжение питания равным 230 В, с индуктивностью, равной контрольной (линейной) индуктивности 100 мкГн, и подстраиваемым сопротивлением для одного испытуемого устройства. Начинают с произвольного значения сопротивления, например, 0,5 Ом;
b) соединяют проводником клеммы A и B, обеспечивают тем самым короткое замыкание;
c) включают выключатель 2, затем переводят выключатель 1 в положение «вход»;
d) измеряют напряжение на конденсаторе C1 с помощью осциллографа (осциллограф не показан на рисунке 2). Ожидают, пока это напряжение стабилизируется на уровне 325 В — пиковом значении напряжения питания;
e) включают коммутационный блок и фиксируют осциллограммы изменения напряжения и разрядного тока на конденсаторе C1 (см. рисунок 2) как функцию времени;
f) с началом разрядки конденсатора C1, ток будет расти, а напряжение на конденсаторе C1 будет уменьшаться, как показано на рисунке 4.
1 — включение коммутационного блока; Umax - максимальное напряжение на конденсаторе (измеренное при tmax); Imax - максимальный разрядный ток конденсатора; I(t) — кривая изменения тока; U(t) — кривая изменения напряжения
Рисунок 4 — Типовые кривые изменения тока и напряжения на конденсаторе C1 [шаг c)] в зависимости от времени включения выключателя коммутационного блока [шаг e)], как приведено далее [шаг f)]
g) выключают коммутационный блок выключателем S, после чего выключают выключатель 2, а затем выключатель 1;
h) в идеальном случае емкость была бы бесконечной и напряжение оставалось на уровне 325 В. В этом случае подстраиваемое сопротивление должно быть таким, чтобы пиковый ток короткого замыкания был равен 400 А;
i) при включении коммутационного блока напряжение упадет ниже 325 В до того, как будет достигнут фактический пиковый ток короткого замыкания. Поэтому максимальный измеренный ток должен быть скорректирован, как описано в шаге j);
j) определяют максимальное напряжение на конденсаторе C1 на момент достижения максимального значения силы разрядного тока конденсатора (см. рисунок 4). Вычисляют пиковое значение тока короткого замыкания по формуле
I_{adj,1} = 325 \cdot \frac{I_{max}}{U_{max}} ,
где Iadj,1 — пиковый ток короткого замыкания для одного испытуемого устройства, А;
Imax - максимальное значение разрядного тока конденсатора, А;
Umax - максимальное значение напряжения на конденсаторе, В;
325 — пиковое значение напряжения питания, В.
Сравнивают полученное значение с контрольным значением пикового тока Iref, равным 400 А. Если полученное значение тока короткого замыкания находится в диапазоне, указанном выражением:
то регулировка сопротивления Radj,1 завершена.
Если нет, устанавливают другое значение подстраиваемого сопротивления Radj,1 и повторяют шаги c) - j) до тех пор, пока расчетный пиковый ток короткого замыкания не окажется в диапазоне 400 А <= Iadj,1 <= 460 А;
k) отсоединяют провода от клемм A и B.
Во избежание слишком больших токов при определении значения подстраиваемого сопротивления в установках с небольшим количеством испытуемых устройств, вместо зарядки конденсатора C1 до 325 В может быть выбрано более низкое значение напряжения (например, 180 В).
Примечание — Это не влияет на формулы, приведенные в 7.2.1 j) и 7.2.2 c), соответственно.
Процедура измерения пускового тока для одного испытуемого устройства описана в 7.3.1.
7.2.2 Определение значения Radj,k
Для k испытуемых устройств подстраиваемое сопротивление должно быть отрегулировано таким образом, чтобы пиковый ток короткого замыкания каждого устройства достиг значения, определяемого равенством:
I_{adj,k} = \frac{I_{ref}}{k} = \frac{400}{k} ,
где Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания (для k испытуемых устройств), А;
Iref — контрольный пиковый ток (короткое замыкание), значение которого равно 400 А;
k — количество испытуемых устройств, при выполнении следующей последовательности действий:
a) собирают установку, включающую k испытуемых устройств в соответствии с рисунком 2, с индуктивностью Lk, мкГн, вычисляемой по формуле
где k — количество испытуемых устройств;
Lref — контрольная (линейная) индуктивность, мкГн.
Начальное значение подстраиваемого сопротивления вычисляют по формуле
где Radj,k — подстраиваемое сопротивление для k испытуемых устройств, Ом;
Radj,1 — подстраиваемое сопротивление для одного испытуемого устройства, Ом;
k — количество испытуемых устройств.
Рекомендуется использовать значение сопротивления Radj,k рассчитанное по 7.2.1. Если это значение ранее не определялось, допускается выбрать произвольное, например, 0,5 Ом;
b) соединяют проводом клеммы A и B, устанавливая режим короткого замыкания;
c) выполняют шаги c) - i), как в 7.2.1, при этом:
- определяют максимальное напряжение на конденсаторе C1 на момент достижения значения пикового тока. Вычисляют пиковый ток короткого замыкания по формуле
I_{adj,k} = 325 \cdot \frac{I_{max}}{U_{max}} ,
где Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания для k испытуемых устройств, А;
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора, А;
Umax - максимальное значение напряжения на конденсаторе, В;
325 — пиковое значение напряжения питания, В,
и сравнивают его со значением контрольного пикового тока (I_{adj,k} = \frac{I_{ref}}{k} = \frac{400}{k}) .
Если полученное значение пикового тока короткого замыкания находится в диапазоне, приведенном в выражении
\frac{400A}{k} \leq I_{adj,k} \leq \frac{460A}{k} ,
то определение подстраиваемого сопротивления Radj,k завершено.
Если нет, заменяют подстраиваемое сопротивление на другое и повторяют шаг c) до тех пор, пока расчетный пиковый ток короткого замыкания не окажется в диапазоне \frac{400A}{k} \leq I_{adj,k} \leq \frac{460A}{k} . Затем выполняют действия, указанные в перечислении d);
d) отсоединяют провода короткого замыкания между клеммами A и B.
7.3 Измерение и расчет характеристик пускового тока
7.3.1 Характеристики пускового тока для одного испытуемого устройства
Определение характеристик пускового тока для одного испытуемого устройства проводят по следующей процедуре:
a) проводят измерение для одного испытуемого устройства (см. рисунок 2), используя значения индуктивности и подстраиваемого сопротивления, определенные в 7.2.1;
b) соединяют проводами клеммы испытуемого устройства C и D с клеммами A и B установки;
c) все накопительные конденсаторы испытуемого устройства должны быть разряжены. Устройство следует испытывать с максимальной нагрузкой, указанной изготовителем. Если компоненты имеют различные характеристики при различных температурах (например, терморезисторы NTC с отрицательным температурным коэффициентом для ограничения пускового тока), то испытание проводят со всеми компонентами испытуемого устройства при температуре окружающей среды;
d) включают выключатель 2, затем включают выключатель 1 в положение «вход»;
e) измеряют напряжение на конденсаторе C1 с помощью осциллографа (осциллограф не показан на рисунке 2). Ожидают, пока это напряжение стабилизируется на уровне 325 В — пиковом значении напряжения питания;
f) включают коммутационный блок и фиксируют напряжение на конденсаторе C1 и ток через испытуемое устройство (см. рисунок 2) как функцию времени;
g) выключают коммутационный блок, затем выключают выключатель 2 и выключатель 1, и удаляют из цепи испытуемое устройство;
h) по осциллограмме определяют максимальное значение напряжения на конденсаторе C1 на момент, когда достигается максимальное значение разрядного тока. Токи переходных процессов в интервале времени до 100 мкс и радиочастотные шумы следует игнорировать (см. рисунок 5).
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора; I(t) — кривая изменения тока
Рисунок 5 — Определение Imax (без учета пиков тока при длительности менее 100 мкс)
Вычисляют пусковой ток по формуле
I_{peak,1} = 325 \cdot \frac{I_{max}}{U_{max}} ,
где Ipeak,1 — пиковый пусковой ток для одного испытуемого устройства, А;
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора, А;
Umax - максимальное значение напряжения на конденсаторе, В;
325 — пиковое значение напряжения питания, В.
Примечание - Пики тока длительностью до 100 мкс вызваны емкостями фильтра, находящимися в резонансе с индуктивностью линии.
i) определяют длительность импульса пускового тока (см. рисунок 1).
7.3.2 Характеристики пускового тока для нескольких испытуемых устройств
Следующую процедуру следует применять для измерения и расчета пускового тока для k испытуемых устройств. Измерение следует проводить для устройств одного типа. Следуя методу постоянного тока, описанному здесь, для всех шагов используют только одно испытуемое устройство.
Примечание — Не все индивидуальные измерения необходимо выполнять (см. приложение А).
a) Проводят измерение для одного испытуемого устройства (см. рисунок 2) с использованием индуктивности и подстраиваемого сопротивления, определенных в 7.2.2.
b) Выполняют шаги b) - g), как описано в 7.3.1.
c) Определяют значение максимального напряжения на конденсаторе C1 для момента, при котором достигается максимальное значение разрядного тока. Токи переходных процессов в интервале времени до 100 мкс и радиочастотные шумы следует игнорировать (см. рисунок 5).
Вычисляют пусковой ток по формуле
I_{peak,k} = 325 \cdot k \cdot \frac{I_{max}}{U_{max}} ,
где Ipeak,k — пиковый пусковой ток для нескольких испытуемых устройств, А;
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора, А;
Umax - максимальное значение напряжения на конденсаторе, В;
325 — пиковое значение напряжения питания, В;
k — количество испытуемых устройств.
d) Определяют по осциллограмме длительность импульса пускового тока tHx,k (см. рисунок 1).
8.1 Общие положения
При использовании метода переменного тока пусковой ток испытуемого устройства измеряют при помощи установки, схема которой приведена на рисунке 6.
1 — цифровой осциллограф (в комбинации с датчиком тока); 2 — коммутационный блок (см. рисунок 3); 3 — триггерный блок: обеспечивает обнаружение пересечения нуля и задержку срабатывания триггера 5 мс (для частоты питания 50 Гц); 4 — испытуемое устройство; U — напряжение питания; k — количество испытуемых устройств; Lk — индуктивность (для k испытуемых устройств); Lk = (k — 1)·(100 +/- 5) мкГн; Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания; Radj,k — подстраиваемое сопротивление для нескольких испытуемых устройств; R — сопротивление соединительных проводов испытуемого устройства (<= 0,1 Ом); A, B — клеммы короткого замыкания; C, D — клеммы испытуемого устройства; MCB — автоматический выключатель (например, C16 или K16)
Примечание - При k, равном 1, в измерительной цепи отсутствует индуктивность Lk (L1 равна 0).
Рисунок 6 — Измерительная установка для метода переменного тока
Измерение тока проводят с помощью цифрового осциллографа в комбинации с датчиком тока (например, измерительным трансформатором тока Роговского, шунтирующим резистором или другими датчиками тока).
Индуктивность питания сети становится менее значимой, а результаты метода переменного тока и метода постоянного тока становятся более похожими по мере увеличения числа испытуемых устройств.
Лучшие результаты, по сравнению с методом постоянного тока, могут быть достигнуты, если ток короткого замыкания (среднеквадратичное значение) источника питания составляет от 3 до 4 кА при cos\varphi = 0,9 \pm 0,05 (отстающий).
8.2 Определение значения подстраиваемого сопротивления
8.2.1 Определение значения Radj,1
Подстраиваемое сопротивление для одного испытуемого устройства определяют в следующем порядке:
a) проводят измерение для одного испытуемого устройства с использованием измерительной схемы, приведенной на рисунке 6, начиная с произвольного значения подстраиваемого сопротивления, например, 0,5 Ом;
b) соединяют проводом клеммы A и B для достижения короткого замыкания;
c) включают блок коммутации и фиксируют осциллограмму сетевого напряжения и тока, как показано на рисунке 4;
e) определяют значение пикового тока короткого замыкания Iadj,1 и сравнивают его с контрольным значением тока 400 А с максимальным допуском +15% (т.е. 460 А). Если полученное значение тока короткого замыкания находится в диапазоне, приведенном в выражении
то определение подстраиваемого сопротивления для одного испытуемого устройства завершено.
Если нет, подбирают другое значение подстраиваемого сопротивления и повторяют шаги c) - e) до тех пор, пока пиковый ток короткого замыкания не окажется в диапазоне 400 А <= Iadj,1 <= 460 А;
f) отключают провода между клеммами A и B.
8.2.2 Определение значения Radj,k
Для нескольких испытуемых устройств подстраиваемое сопротивление следует выбирать таким образом, чтобы пиковый ток короткого замыкания достигал значения, указанного в выражении
I_{adj,k} = \frac{I_{ref}}{k} = \frac{400A}{k} ,
где Iadj,k — пиковый ток короткого замыкания (для k испытуемых устройств), А;
Iref — контрольное значение (короткое замыкание) пикового тока, 400 А;
k — количество испытуемых устройств;
a) проводят измерение для одного испытуемого устройства в соответствии с рисунком 6, но с индуктивностью, определяемой через контрольную индуктивность, следующим выражением
где Lk — индуктивность для нескольких испытуемых устройств, мкГн;
Lref — контрольная (линейная) индуктивность, мкГн;
k — количество испытуемых устройств.
Подстраиваемое сопротивление для k устройств вычисляют по формуле
Если значение для подстраиваемого сопротивления одного устройства ранее не определялось, начинают с произвольного значения, например, указанного в формуле
где Radj,k — подстраиваемое сопротивление для нескольких испытуемых устройств, Ом;
Radj,1 — подстраиваемое сопротивление для одного испытуемого устройства, Ом;
k — количество испытуемых устройств;
0,5 — произвольное значение подстраиваемого сопротивления, Ом;
b) соединяют проводом клеммы A и B, установив короткое замыкание;
c) включают коммутационный блок и фиксируют по осциллограмме ток, как показано на рисунке 4;
d) выключают коммутационный блок;
e) определяют пиковый ток короткого замыкания и сравнивают его со значением, приведенным в I_{adj,k} = \frac{I_{ref}}{k} = \frac{400A}{k} .
Если полученное значение тока короткого замыкания находится в диапазоне, приведенном в выражении
\frac{400A}{k} \leq I_{adj,k} \leq \frac{460A}{k} ,
то определение подстраиваемого сопротивления для нескольких испытуемых устройств завершено.
Если нет, подбирают другое значение подстраиваемого сопротивления и повторяют шаги c) - e) до тех пор, пока пиковый ток короткого замыкания не окажется в диапазоне \frac{400A}{k} \leq I_{adj,k} \leq \frac{460A}{k} ;
f) отключают провод между клеммами A и B.
8.3 Измерение и расчет характеристик пускового тока
8.3.1 Измерение и расчет пускового тока для одного испытуемого устройства
Измерение и расчет пускового тока для одного устройства выполняют в следующей последовательности:
a) проводят измерение для одного испытуемого устройства в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 6, используя подстраиваемое сопротивление, как определено в 8.2.1;
b) соединяют проводами клеммы испытуемого устройства C и D с клеммами A и B установки;
c) все накопительные конденсаторы испытуемого устройства должны быть разряжены. Устройство следует испытывать при максимальной нагрузке, указанной изготовителем. Если компоненты имеют различные характеристики при различных температурах (например, NTC термистор с отрицательным температурным коэффициентом для ограничения пускового тока), то испытание следует проводить со всеми компонентами испытуемого устройства при температуре окружающей среды;
d) включают коммутационный блок и фиксируют по осциллограмме ток, как показано на рисунке 4;
e) выключают коммутационный блок и удаляют из цепи испытуемое устройство;
f) определяют пиковое значение пускового тока. Токи переходных процессов в интервале времени до 100 мкс и радиочастотные шумы следует игнорировать (см. рисунок 5);
g) определяют по осциллограмме длительность импульса пускового тока (см. рисунок 1).
8.3.2 Измерение и расчет пускового тока для нескольких испытуемых устройств:
a) проводят измерение, как определено в 8.2.2 для одного испытуемого устройства в соответствии с рисунком 6, но с использованием индуктивности и подстраиваемого сопротивления для нескольких испытуемых устройств;
b) соединяют проводом клеммы испытуемого устройства C и D с клеммами A и B установки;
c) все накопительные конденсаторы испытуемого устройства должны быть разряжены. Устройство следует испытывать при максимальной нагрузке, указанной изготовителем;
d) включают коммутационный блок и фиксируют на осциллограмме ток, как показано на рисунке 4;
e) выключают коммутационный блок и удаляют испытуемое устройство;
f) определяют пиковое значение пускового тока по формуле
где Ipeak,k — пиковый пусковой ток для k испытуемых устройств, А;
Imax — максимальное значение разрядного тока конденсатора, А;
k — количество испытуемых устройств.
Токи переходных процессов в интервале времени до 100 мкс и радиочастотные шумы следует игнорировать (см. рисунок 5);
g) определяют по осциллограмме длительность импульса пускового тока tHx,k (см. рисунок 1).
9 Дополнительные альтернативные методы
Как метод постоянного тока, так и метод переменного тока могут быть расширены путем увеличения количества испытуемых устройств (m), фактически подсоединенных параллельно клеммам измерительной цепи C, D (см. рисунок 7). В этом случае, в любом из уравнений 7.3.2 и 8.3.2 количество испытуемых устройств — k, должно быть заменено на выражение (k·m).
DUT1 — DUTm — испытуемые устройства от 1-го до m-го; A, B — клеммы короткого замыкания; C1 - Cm, D1 - Dm — клеммы испытуемого устройства от 1-го до m-го
Рисунок 7 — Параллельное подсоединение m испытуемых устройств в измерительную схему (как для метода постоянного тока, так и для метода переменного тока)
Кроме того, при использовании метода постоянного тока с несколькими испытуемыми устройствами, соединенными параллельно, как показано на рисунке 7, более высокое значение емкости C1 (см. рисунок 2), может быть выбрано для сокращения количества испытуемых устройств при расчете пикового тока короткого замыкания.
ПРИМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПУСКОВОГО ТОКА
Значения пикового пускового тока и длительности импульса пускового тока светотехнического изделия могут быть использованы проектировщиками для правильного выбора таких компонентов, как выключатели и устройства защиты от перегрузки по току в электроустановке или, наоборот, для определения максимального количества осветительных изделий одного типа, которые могут быть применены в установке с выключателями и устройствами защиты от перегрузки по току.
А.2 Соответствие пускового тока испытуемого устройства характеристикам выключателей и автоматических выключателей
Данные о пусковом токе осветительного оборудования, полученные с помощью методов, описанных в настоящем стандарте, можно сравнить с времятоковыми характеристиками выключателей.
Времятоковые характеристики (характеристика расцепления) автоматических выключателей, как правило, указываются производителем выключателя. Характеристики пускового тока осветительного оборудования, полученные с помощью метода, описанного в настоящем стандарте, как правило, определяются и предоставляются производителем осветительного оборудования.
В настоящее время рассматривается метод сопоставления этих данных с целью определения максимального количества одного и того же типа осветительного оборудования, которое может присутствовать в установке для каждого из типов выключателей/автоматических выключателей.