без+защиты

 

низковольтное устройство распределения и управления (НКУ)
Низковольтные коммутационные аппараты и устройства управления, измерения, сигнализации, защиты, регулирования, собранные совместно, со всеми внутренними электрическими и механическими соединениями и конструктивными элементами.
[ ГОСТ Р МЭК 61439-1-2012]

низковольтное устройство распределения и управления
Комбинация низковольтных коммутационных аппаратов с устройствами управления, измерения, сигнализации, защиты, регулирования и т. п., полностью смонтированных изготовителем НКУ (под его ответственность на единой конструктивной основе) со всеми внутренними электрическими и механическими соединениями с соответствующими конструктивными элементами
Примечания
1. В настоящем стандарте сокращение НКУ используют для обозначения низковольтных комплектных устройств распределения и управления.
2. Аппараты, входящие в состав НКУ, могут быть электромеханическими или электронными.
3. По различным причинам, например по условиям транспортирования или изготовления, некоторые операции сборки могут быть выполнены на месте установки, вне предприятия-изготовителя.
[ ГОСТ Р 51321. 1-2000 ( МЭК 60439-1-92)]

EN

power switchgear and controlgear assembly (PSC-assembly)
low-voltage switchgear and controlgear assembly used to distribute and control energy for all types of loads, intended for industrial, commercial and similar applications where operation by ordinary persons is not intended
[IEC 61439-2, ed. 1.0 (2009-01)]

low-voltage switchgear and controlgear assembly
combination of one or more low-voltage switching devices together with associated control, measuring, signalling, protective, regulation equipment, etc., completely assembled under the responsibility of the manufacturer with all the internal electrical and mechanical interconnections and structural parts.
[IEC 61892-3, ed. 2.0 (2007-11)]

switchgear and controlgear
a general term covering switching devices and their combination with associated control, measuring, protective and regulating equipment, also assemblies of such devices and equipment with associated interconnections, accessories, enclosures and supporting structures
[IEV number 441-11-01]

switchgear and controlgear
electric equipment intended to be connected to an electric circuit for the purpose of carrying out one or more of the following functions: protection, control, isolation, switching
NOTE – The French and English terms can be considered as equivalent in most cases. However, the French term has a broader meaning than the English term and includes for example connecting devices, plugs and socket-outlets, etc. In English, these latter devices are known as accessories.
[IEV number 826-16-03 ]

switchboard
A large single electric control panel, frame, or assembly of panels on which are mounted (either on the back or on the face, or both) switches, overcurrent and other protective devices, buses, and usually instruments; not intended for installation in a cabinet but may be completely enclosed in metal; usually is accessible from both the front and rear.
[ McGraw-Hill Dictionary of Architecture & Construction]

switchboard
One or more panels accommodating control switches, indicators, and other apparatus for operating electric circuits
[ The American Heritage Dictionary of the English Language]

FR

ensemble d'appareillage de puissance (ensemble PSC)
ensemble d'appareillage à basse tension utilisé pour répartir et commander l'énergie pour tous les types de charges et prévu pour des applications industrielles, commerciales et analogues dans lesquelles l'exploitation par des personnes ordinaires n'est pas prévue
[IEC 61439-2, ed. 1.0 (2009-01)]

appareillage, m
matériel électrique destiné à être relié à un circuit électrique en vue d'assurer une ou plusieurs des fonctions suivantes: protection, commande, sectionnement, connexion
NOTE – Les termes français et anglais peuvent être considérés comme équivalents dans la plupart des cas. Toutefois, le terme français couvre un domaine plus étendu que le terme anglais, et comprend notamment les dispositifs de connexion, les prises de courant, etc. En anglais, ces derniers sont dénommés "accessories".
[IEV number 826-16-03 ]

appareillage
terme général applicable aux appareils de connexion et à leur combinaison avec des appareils de commande, de mesure, de protection et de réglage qui leur sont associés, ainsi qu'aux ensembles de tels appareils avec les connexions, les accessoires, les enveloppes et les charpentes correspondantes
[IEV number 441-11-01]

A switchboard as defined in the National Electrical Code is a large single panel, frame, or assembly of panels on which are mounted, on the face or back or both switches, overcurrent and other protective devices, buses, and, usually, instruments.
Switchboards are generally accessible from the rear as well as from the front and are not intended to be installed in cabinets.
The types of switchboards, classified by basic features of construction, are as follows:
1. Live-front vertical panels
2. Dead-front boards
3. Safety enclosed boards( metal-clad)

[American electricians’ handbook]

---

Параллельные тексты EN-RU

The switchboard plays an essential role in the availability of electric power, while meeting the needs of personal and property safety.

Its definition, design and installation are based on precise rules; there is no place for improvisation.

The IEC 61439 standard aims to better define " low-voltage switchgear and controlgear assemblies", ensuring that the specified performances are reached.

It specifies in particular:

> the responsibilities of each player, distinguishing those of the original equipment manufacturer - the organization that performed the original design and associated verification of an assembly in accordance with the standard, and of the assembly manufacturer - the organization taking responsibility for the finished assembly;

> the design and verification rules, constituting a benchmark for product certification.

All the component parts of the electrical switchboard are concerned by the IEC 61439 standard.

Equipment produced in accordance with the requirements of this switchboard standard ensures the safety and reliability of the installation.

A switchboard must comply with the requirements of standard IEC 61439-1 and 2 to guarantee the safety and reliability of the installation.

Managers of installations, fully aware of the professional and legal liabilities weighing on their company and on themselves, demand a high level of safety for the electrical installation.

What is more, the serious economic consequences of prolonged halts in production mean that the electrical switchboard must provide excellent continuity of service, whatever the operating conditions.

[Schneider Electric]

НКУ играет главную роль в обеспечении электроэнергией, удовлетворяя при этом всем требованиям по безопасности людей и сохранности имущества.

Выбор конструкции, проектирование и монтаж основаны на чётких правилах, не допускающих никакой импровизации.

Требования к низковольтным комплектным устройствам распределения и управления сформулированы в стандарте МЭК 61439 (ГОСТ Р 51321. 1-2000).

В частности, он определяет:

> распределение ответственности между изготовителем НКУ - организацией, разработавшей конструкцию НКУ и проверившей его на соответствие требованиям стандарта, и сборщиком – организацией, выполнившей сборку НКУ;

> конструкцию, технические характеристики, виды и методы испытаний НКУ.

В стандарте МЭК 61439 (ГОСТ Р 51321. 1-2000) описываются все компоненты НКУ.

Оборудование, изготовленное в соответствии с требованиями этого стандарта, обеспечивает безопасность и надежность электроустановки.

Для того чтобы гарантировать безопасность эксплуатации и надежность работы электроустановки, распределительный щит должен соответствовать требованиям стандарта МЭК 61439-1 и 2.

Лица, ответственные за электроустановки, должны быть полностью осведомлены о профессиональной и юридической ответственности, возложенной на их компанию и на них лично, за обеспечение высокого уровня безопасности эксплуатации этих электроустановок.

Кроме того, поскольку длительные перерывы производства приводят к серьезным экономическим последствиям, электрический распределительный щит должен обеспечивать надежную и бесперебойную работу независимо от условий эксплуатации.

[Перевод Интент]

 

LV switchgear assemblies are undoubtedly the components of the electric installation more subject to the direct intervention of personnel (operations, maintenance, etc.) and for this reason users demand from them higher and higher safety requirements.

The compliance of an assembly with the state of the art and therefore, presumptively, with the relevant technical Standard, cannot be based only on the fact that the components which constitute it comply with the state of the art and therefore, at least presumptively, with the relevant technical standards.

In other words, the whole assembly must be designed, built and tested in compliance with the state of the art.

Since the assemblies under consideration are low voltage equipment, their rated voltage shall not exceed 1000 Va.c. or 1500 Vd.c. As regards currents, neither upper nor lower limits are provided in the application field of this Standard.

The Standard IEC 60439-1 states the construction, safety and maintenance requirements for low voltage switchgear and controlgear assemblies, without dealing with the functional aspects which remain a competence of the designer of the plant for which the assembly is intended.

[ABB]

Низковольтные комплектные устройства (НКУ), вне всякого сомнения, являются частями электроустановок, которые наиболее подвержены непосредственному вмешательству оперативного, обслуживающего и т. п. персонала. Вот почему требования потребителей к безопасности НКУ становятся все выше и выше.

Соответствие НКУ современному положению дел и вследствие этого, гипотетически, соответствующим техническим стандартам, не может основываться только на том факте, что составляющие НКУ компоненты соответствуют современному состоянию дел и поэтому, по крайней мере, гипотетически, - соответствующим техническим стандартам

Другими словами, НКУ должно быть разработано, изготовлено и испытано в соответствии с современными требованиями.

Мы рассматриваем низковольтные комплектные устройства и это означает, что их номинальное напряжение не превышает 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока. Что касается тока, то ни верхнее, ни нижнее значение стандартами, относящимися к данной области, не оговариваются

Стандарт МЭК 60439-1 устанавливает требования к конструкции, безопасности и техническому обслуживанию низковольтных комплектных устройств без учета их функций, полагая, что функции НКУ являются компетенцией проектировщиков электроустановки, частью которых эти НКУ являются.

[Перевод Интент]

Тематики

• НКУ (шкафы, пульты,...)

Классификация

>>>

Действия

• изготовление НКУ
• испытание НКУ
• подключение НКУ
• проектирование НКУ

Синонимы

• низковольтное комплектное устройство
• низковольтное устройство распределения и управления
• НКУ

Сопутствующие термины

• изготовитель НКУ

EN

• assembly
• electrical switchboard
• low voltage controlgear and assembly
• low voltage switchboard
• low voltage switchgear and controlgear assembly
• low-voltage switchgear and controlgear assembly
• LV switchgear and controlgear assembly
• LV switchgear assembly
• panel
• power switchgear and controlgear assembly
• PSC-assembly
• switchboard
• switchgear and controlgear
• switchgear/controlgear

DE

• Schaltanlagen und/oder Schaltgeräte

FR

• appareillage
• ensemble d'appareillage de puissance
• ensemble PSC

 

НКУ с устройствами ограничения воздействия внутренней дуги
-
[Интент]

Параллельные тексты EN-RU

Assemblies equipped with devices limiting internal arc effects (active protection)

A design philosophy which is completely different from that just considered consists in guaranteeing the resistance to internal arcing by installing devices limiting the arc.

The approaches in that direction can be of two different types:
• limiting the destructive effects of the arc, once it has occured, by means of arc detectors
• limiting the destructive effects of the arc, once it has occured, by means of overpressure detectors.

The first possibility consists in installing in the assembly arc detectors which sense the light flux associated with the electric arc phenomenon.

Once the arc has been detected, these devices send an opening signal to the incoming circuit-breaker, thus guaranteeing tripping times of the order of 1-2 ms, therefore shorter than those proper of the circuit-breaker.

The operating logic of an arc detector is the following: the occurrence of an arc inside the switchboard is detected by the arc detector because an intense light radiation is associated with this phenomenon.

The arcing control system detects the event and sends a tripping signal to the circuit-breaker.

All the above with trip times of a few milliseconds and supplanting the tripping of the CB overcurrent relay which, for example, could be delayed due to current selectivity questions.

Figure 1 shows the possible positions where this device can be installed inside a switchboard.

The ideal solution is that which provides the installation of at least one detector for each column, with the consequent reduction to a minimum of the length of the optical fibers carrying the signal.

In order to prevent from an unwanted tripping caused by light sources indepent of the arc (lamps, solar radiation etc.), an additional current sensor is often positioned at the incoming of the main circuit-breaker.

Only in the event of an arc, both the incoming sensor which detects an “anomalous” current due to the arc fault as well as the sensor detecting the light radiation as sociated with the arc enable the system to intervene and allow the consequent opening of the circuit-breaker.

The second possibility consists in installing overpressure sensors inside the switchboard.

As previously described, the overpressure wave is one of the other effects occurring inside an assembly in case of arcing.

As a consequence it is possible to install some pressure sensors which are able to signal the pressure peak associated with the arc ignition with a delay of about 10-15 ms.

The signal operates on the supply circuit-breaker without waiting for the trip times of the selectivity protections to elapse, which are necessarily longer.

Such a system does not need any electronic processing device, since it acts directly on the tripping coil of the supply circuit-breaker.

Obviously it is essential that the device is set at fixed trip thresholds.

When an established internal overpressure is reached, the arc detector intervenes.

However, it is not easy to define in advance the value of overpressure generated by an arc fault inside a switchboard.

[ABB]

НКУ с устройствами ограничения воздействия внутренней дуги (активная защита)

Для решения этой задачи используются совершенно другие, отличающиеся от ранее рассмотренных, принципы, заключающиеся в том, что противодействие внутренней дуге обеспечивается применением устройств, ограничивающих саму дугу.

Существует два типа решения проблемы в этом направлении:
• ограничение разрушающего воздействия дуги после того, как ее обнаружат специальные устройства
• ограничение разрушающего воздействия дуги после того, как специальные устройства обнаружат возникновение избыточного давления.

В первом случае в НКУ устанавливают устройства обнаружения дуги, реагирующие на световой поток, сопровождающий явление электрической дуги.

При обнаружении дуги данные устройства посылают сигнал управления на размыкание вводного автоматического выключателя. Гарантируемое время реакции составляет 1-2 мс, что меньше времени срабатывания автоматического выключателя.

Логика работы устройства обнаружения дуги следующая: Дуга, возникшая внутри НКУ, обнаруживается датчиком, реагирующим на интенсивное световое излучение, которым сопровождается горение дуги.

Обнаружив дугу, система управления посылает сигнал автоматическому выключателю.

Время срабатывания датчика и системы управления составляет несколько миллисекунд, что меньше времени срабатывания автоматического выключателя, осуществляющего защиту от сверхтока, который обычно для обеспечения требуемой селективности срабатывает с задержкой.

На рис. 1 показаны места возможной установки устройства защиты внутри НКУ.

Идеальным решением является установка, по крайней мере, одного устройства защиты в каждый шкаф многошкафного НКУ.

Это позволит до минимума сократить длину оптоволоконных кабелей передачи сигнала.

Для предотвращения ложного срабатывания от других источников света (т. е. не от дуги), например, таких как лампы, солнечное излучение и т. п., дополнительно в главной цепи вводного автоматического выключателя устанавливают датчик тока.

Только при наличии двух событий, а именно: срабатывания датчика света и обнаружения аномального увеличения тока, система управления считает, что возникла электрическая дуга и подает команду на отключение вводного автоматического выключателя.

Второе решение заключается в установке внутри НКУ датчика избыточного давления.

Как было описано ранее, одним из характерных проявлений электрической дуги, возникшей внутри НКУ, является ударная волна.

Это означает, что можно установить несколько датчиков давления, задачей которых является обнаружение импульса давления (с задержкой 10…15 мс), обусловленного зажиганием дуги.

Сигнал от датчиков давления поступает на вводной автоматический выключатель, который срабатывает без задержки на обеспечение селективности.

Такая система не нуждается в электронном устройстве обработки информации, поскольку воздействует непосредственно на независимый расцепитель автоматического выключателя.

Вполне понятно, что такое устройство имеет фиксированный порог срабатывания.

Датчик-реле дуги сработает, как только будет достигнуто заданное значение избыточного давления.

Следует иметь в виду, что не так легко заранее определить значение избыточного давления, которое будет создано при зажигании дуги внутри НКУ.

[Перевод Интент]

Тематики

• НКУ (шкафы, пульты,...)

EN

• assembly equipped with devices limiting internal arc effects

 

опорная точка
—
[ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• point of reference

3.7 опорная точка (reference position): Точка, в которой измеряют уровень звука (эквивалентный уровень звука) или уровень звукового давления для контроля идентичности характеристик источника шума при проведении испытаний с экраном и без экрана (5.2).

Примечание - Расположение опорной точки определено в 8.4.5.

Источник: ГОСТ Р 51943-2002: Экраны акустические для защиты от шума транспорта. Методы экспериментальной оценки эффективности оригинал документа

 

остатки
отбросы
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

• энергетика в целом

Синонимы

• отбросы

EN

• refuse

2.6 остатки (debris): Материал, отделяющийся от образца в ходе испытания и падающий с образца без горения.

Источник: ГОСТ Р ИСО 15025-2007: Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от тепла и пламени. Метод испытаний на ограниченное распространение пламени оригинал документа

 

параллельная работа с сетью
Параллельной работой электроагрегатов с сетью называют работу, при которой один или несколько параллельно работающих электроагрегатов (5.3.2.1) электрически соединены с сетью.
Примечание 2 — Для параллельной работы с сетью требуется разрешение соответствующего ведомства. Защитное оборудование в этом случае должно быть исправно.
Примечание 3 — Положение примечания 2 относится к случаям, когда в сеть с целью проверки пуска подается электроэнергия от электроагрегатов на время, указанное изготовителем.
[ ГОСТ Р ИСО 8528-1-2005]

10.1.3 Ударное включение электроагрегата с одновременной кратковременной параллельной работой с сетью
Напряжение и частоту электроагрегата постепенно устанавливают равной напряжению и частоте сети.
При достижении синхронизации напряжения и частоты электроагрегата с напряжением и частотой сети включается выключатель генератора и с задержкой не более 100 мс выключается выключатель сети.
Для предотвращения перегрузки и последующего выхода из строя электроагрегата мощность нагрузки в момент приема не должна превышать значений, приведенных в разделе 8 ИСО 8528-5.
Частота и напряжение электроагрегата могут отличаться от частоты и напряжения сети.
После завершения испытания происходит автоматическое переключение питания на сеть в обратной последовательности без перерыва электроснабжения.
Необходимым условием переключения на сеть является ее готовность выдержать полную нагрузку.
Для этого должна быть установлена соответствующая аппаратура защиты, управления и коммутации, указанная в 5.10 ИСО 8528-4.
Одновременная кратковременная работа электроагрегата и сети необходима для проверки работоспособности защиты и выявления повреждения в цепях.
[ ГОСТ Р ИСО 8528-12-2005]

Тематики

• электроагрегаты генераторные

Синонимы

• параллельная работа генераторной установки с сетью (в документации ComAp)

EN

• parallel to mains
• parallel to mains operation
• single set parallel to mains

 

сварка
Получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании
[ ГОСТ 2601-84]

сварка
Процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или пластическом деформировании, а также при совместном действии того и другого
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Тематики

• сварка, резка, пайка
• технологические процессы в целом

EN

• welding

DE

• Schweißen

FR

• soudage
• soudure

3.11 сварка (weld): Соединение двух или более металлических деталей путем приложения тепла и/или давления с добавлением присадочного металла или без него в целях местного плавления материалов и их затвердевания в стыке.

Источник: ГОСТ Р 53679-2009: Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию оригинал документа

3.13 сварка (welding): Процесс получения неразъемных соединений металлических деталей при их местном нагреве.

Источник: ГОСТ Р ИСО 11611-2011: Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от искр и брызг расплавленного металла при сварочных и аналогичных работах. Технические требования оригинал документа

 

синхронизация времени
-
[ ГОСТ Р МЭК 60870-5-103-2005]

Также нормированы допустимые временные задержки для различных видов сигналов, включая дискретные сигналы, оцифрованные мгновенные значения токов и напряжений, сигналы синхронизации времени и т.п.
[Новости Электротехники №4(76) | СТАНДАРТ МЭК 61850]

Широковещательное сообщение, как правило, содержит адрес отправителя и глобальный адрес получателя. Примером широковещательного сообщения служит синхронизация времени.
[ ГОСТ Р 54325-2011 (IEC/TS 61850-2:2003)]

Устройства последних поколений дают возможность синхронизации времени с точностью до микросекунд с помощью GPS.

С помощью этого интерфейса сигнал синхронизации времени (от радиоприемника DCF77 сигнал точного времени из Braunschweig, либо от радиоприемника iRiG-B сигнал точного времени  глобальной спутниковой системы GPS) может быть передан в терминал для точной синхронизации времени.
[Герхард Циглер. ЦИФРОВАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА. ПРИНЦИПЫ И ПРИМЕНЕНИЕ
Перевод с английского ]

В  том  случае  если  принятое  сообщение  искажено ( повреждено)  в  результате неисправности  канала  связи  или  в  результате  потери  синхронизации  времени, пользователь имеет возможность...

2.13 Синхронизация часов реального времени сигналом по оптовходу 
В современных системах релейной защиты зачастую требуется синхронизированная работа часов всех реле в системе для восстановления хронологии работы разных реле.
Это может быть выполнено с использованием сигналов синхронизации времени   по интерфейсу IRIG-B, если  реле  оснащено  таким  входом  или  сигналом  от  системы OP
[Дистанционная защита линии MiCOM P443/ ПРИНЦИП  РАБОТЫ]

---

СИНХРОНИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ СОГЛАСНО СТАНДАРТУ IEEE 1588

Автор: Андреас Дреер (Hirschmann Automation and Control)

Вопрос синхронизации устройств по времени важен для многих распределенных систем промышленной автоматизации. При использовании протокола Precision Time Protocol (PTP), описанного стандартом IEEE 1588, становится возможным выполнение синхронизации внутренних часов устройств, объединенных по сети Ethernet, с погрешностями, не превышающими 1 микросекунду. При этом к вычислительной способности устройств и пропускной способности сети предъявляются относительно низкие требования. В 2008 году была утверждена вторая редакция стандарта (IEEE 1588-2008 – PTP версия 2) с рядом внесенных усовершенствований по сравнению с первой его редакцией.

ЗАЧЕМ НЕОБХОДИМА СИНХРОНИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ ПО ВРЕМЕНИ?

Во многих системах должен производиться отсчет времени. О неявной системе отсчета времени можно говорить тогда, когда в системе отсутствуют часы и ход времени определяется процессами, протекающими в аппаратном и программном обеспечении. Этого оказывается достаточно во многих случаях. Неявная система отсчета времени реализуется, к примеру, передачей сигналов, инициирующих начало отсчета времени и затем выполнение определенных действий, от одних устройств другим.

Система отсчета времени считается явной, если показания времени в ней определяются часами. Указанное необходимо для сложных систем. Таким образом, осуществляется разделение процедур передачи данных о времени и данных о процессе.

Два эффекта должны быть учтены при настройке или синхронизации часов в отдельных устройствах. Первое – показания часов в отдельных устройствах изначально отличаются друг от друга (смещение показаний времени друг относительно друга). Второе – реальные часы не производят отсчет времени с одинаковой скоростью. Таким образом, требуется проводить постоянную корректировку хода самых неточных часов.

ПРЕДЫДУЩИЕ РЕШЕНИЯ

Существуют различные способы синхронизации часов в составе отдельных устройств, объединенных в одну информационную сеть. Наиболее известные способы – это использование протокола NTP (Network Time Protocol), а также более простого протокола, который образован от него – протокола SNTP (Simple Network Time Protocol). Данные методы широко распространены для использования в локальных сетях и сети Интернет и позволяют обеспечивать синхронизацию времени с погрешностями в диапазоне миллисекунд. Другой вариант – использование радиосигналов с GPS спутников. Однако при использовании данного способа требуется наличие достаточно дорогих GPS-приемников для каждого из устройств, а также GPS-антенн. Данный способ теоретически может обеспечить высокую точность синхронизации времени, однако материальные затраты и трудозатраты обычно препятствуют реализации такого метода синхронизации.

Другим решением является передача высокоточного временного импульса (например, одного импульса в секунду) каждому отдельному устройству по выделенной линии. Реализация данного метода влечет за собой необходимость создания выделенной линии связи к каждому устройству.

Последним методом, который может быть использован, является протокол PTP (Precision Time Protocol), описанный стандартом IEEE 1588. Протокол был разработан со следующими целями:

• Обеспечение синхронизация времени с погрешностью, не превышающей 1 микросекунды.
• Предъявление минимальных требований к производительности процессоров устройств и к пропускной способности линии связи, что позволило бы обеспечить реализацию протокола в простых и дешевых устройствах.
  • Предъявление невысоких требований к обслуживающему персоналу.
  • Возможность использования в сетях Ethernet, а также в других сетях.
  • Спецификация его как международного стандарта.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТОКОЛА PTP

Протокол PTP может быть применен в различного рода системах. В системах автоматизации, протокол PTP востребован везде, где требуется точная синхронизация устройств по времени. Протокол позволяет синхронизировать устройства в робототехнике или печатной промышленности, в системах осуществляющих обработку бумаги и упаковку продукции и других областях.

В общем и целом в любых системах, где осуществляется измерение тех или иных величин и их сравнение с величинами, измеренными другими устройствами, использование протокола PTP является популярным решением. Системы управления турбинами используют протокол PTP для обеспечения более эффективной работы станций. События, происходящие в различных частях распределенных в пространстве систем, определяются метками точного времени и затем для целей архивирования и анализа осуществляется их передача на центры управления. Геоученые используют протокол PTP для синхронизации установок мониторинга сейсмической активности, удаленных друг от друга на значительные расстояния, что предоставляет возможность более точным образом определять эпицентры землетрясений. В области телекоммуникаций рассматривают возможность использования протокола PTP для целей синхронизации сетей и базовых станций. Также синхронизация времени согласно стандарту IEEE 1588 представляет интерес для разработчиков систем обеспечения жизнедеятельности, систем передачи аудио и видео потоков и может быть использована в военной промышленности.

В электроэнергетике протокол PTPv2 (протокол PTP версии 2) определен для синхронизации интеллектуальных электронных устройств (IED) по времени. Например, при реализации шины процесса, с передачей мгновенных значений тока и напряжения согласно стандарту МЭК 61850-9-2, требуется точная синхронизация полевых устройств по времени. Для реализации систем защиты и автоматики с использованием сети Ethernet погрешность синхронизации данных различных устройств по времени должна лежать в микросекундном диапазоне.

Также для реализации функций синхронизированного распределенного векторного измерения электрических величин согласно стандарту IEEE C37.118, учета, оценки качества электрической энергии или анализа аварийных событий необходимо наличие устройств, синхронизированных по времени с максимальной точностью, для чего может быть использован протокол PTP.

Вторая редакция стандарта МЭК 61850 определяет использование в системах синхронизации времени протокола PTP. Детализация профиля протокола PTP для использования на объектах электроэнергетики (IEEE Standard Profile for Use of IEEE 1588 Precision Time Protocol in Power System Applications) в настоящее время осуществляется рабочей группой комитета по релейной защите и автоматике организации (PSRC) IEEE.

ПРОТОКОЛ PTP ВЕРСИИ 2

В 2005 году была начата работа по изменению стандарта IEEE1588-2002 с целью расширения возможных областей его применения (телекоммуникации, беспроводная связь и в др.). Результатом работы стало новое издание IEEE1588-2008, которое доступно с марта 2008 со следующими новыми особенностями:

• Усовершенствованные алгоритмы для обеспечения погрешностей в наносекундном диапазоне.
• Повышенное быстродействие синхронизации времени (возможна более частая передача сообщений синхронизации Sync).
• Поддержка новых типов сообщений.
• Ввод однорежимного принципа работы (не требуется передачи сообщений типа FollowUp).
• Ввод поддержки функции т.н. прозрачных часов для предотвращения накопления погрешностей измерения при каскадной схеме соединения коммутаторов.
• Ввод профилей, определяющих настройки для новых областей применения.
• Возможность назначения на такие транспортные механизмы как DeviceNet, PROFInet и IEEE802.3/Ethernet (прямое назначение).
• Ввод структуры TLV (тип, длина, значение) для расширения возможных областей применения стандарта и удовлетворения будущих потребностей.
• Ввод дополнительных опциональных расширений стандарта.

ПРИНЦИП ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПРОТОКОЛА PTP

В системах, где используется протокол PTP, различают два вида часов: ведущие часы и ведомые часы. Ведущие часы, в идеале, контролируются либо радиочасами, либо GPS-приемниками и осуществляют синхронизацию ведомых часов. Часы в конечном устройстве, неважно ведущие ли они или ведомые, считаются обычными часами; часы в составе устройств сети, выполняющих функцию передачи и маршрутизации данных (например, в Ethernet-коммутаторах), считаются граничными часами.

Процедура синхронизации согласно протоколу PTP подразделяется на два этапа. На первом этапе осуществляется коррекция разницы показаний времени между ведущими и ведомыми часами – то есть осуществляется так называемая коррекция смещения показаний времени. Для этого ведущее устройство осуществляет передачу сообщения для целей синхронизации времени Sync ведомому устройству (сообщение типа Sync). Сообщение содержит в себе текущее показание времени ведущих часов и его передача осуществляется периодически через фиксированные интервалы времени. Однако поскольку считывание показаний ведущих часов, обработка данных и передача через контроллер Ethernet занимает некоторое время, информация в передаваемом сообщении к моменту его приема оказывается неактуальной.   Одновременно с этим осуществляется как можно более точная фиксация момента времени, в который сообщение Sync уходит от отправителя, в составе которого находятся ведущие часы (TM1). Затем ведущее устройство осуществляет передачу зафиксированного момента времени передачи сообщения Sync ведомым устройствам (сообщение FollowUp). Те также как можно точнее осуществляют измерение момента времени приема первого сообщения (TS1) и вычисляют величину, на которую необходимо выполнить коррекцию разницы в показаниях времени между собою и ведущим устройством соответственно (O) (см. рис. 1 и рис. 2). Затем непосредственно осуществляется коррекция показаний часов в составе ведомых устройств на величину смещения. Если задержки в передачи сообщений по сети не было, то можно утверждать, что устройства синхронизированы по времени.

На втором этапе процедуры синхронизации устройств по времени осуществляется определение задержки в передаче упомянутых выше сообщений по сети между устройствами. Указанное выполняется  при использовании сообщений специального типа. Ведомое устройство отправляет так называемое сообщение Delay Request (Запрос задержки в передаче сообщения по сети) ведущему устройству и осуществляет фиксацию момента передачи данного сообщения. Ведущее устройство фиксирует момент приема данного сообщения и отправляет зафиксированное значение в сообщении Delay Response (Ответное сообщение с указанием момента приема сообщения). Исходя из зафиксированных времен передачи сообщения Delay Request ведомым устройством и приема сообщения Delay Response ведущим устройством производится оценка задержки в передачи сообщения между ними по сети. Затем производится соответствующая коррекция показаний часов в ведомом устройстве. Однако все упомянутое выше справедливо, если характерна симметричная задержка в передаче сообщения в обоих направлениях между устройствами (то есть характерны одинаковые значения в задержке передачи сообщений в обоих направлениях).

Задержка в передачи сообщения в обоих направлениях будет идентичной в том случае, если устройства соединены между собой по одной линии связи и только. Если в сети между устройствами имеются коммутаторы или маршрутизаторы, то симметричной задержка в передачи сообщения между устройствами не будет, поскольку коммутаторы в сети осуществляют сохранение тех пакетов данных, которые проходят через них, и реализуется определенная очередность их передачи. Эта особенность может, в некоторых случаях, значительным образом влиять на величину задержки в передаче сообщений (возможны значительные отличия во временах передачи данных). При низкой информационной загрузке сети этот эффект оказывает малое влияние, однако при высокой информационной загрузке, указанное может значительным образом повлиять на точность синхронизации времени. Для исключения больших погрешностей был предложен специальный метод и введено понятие граничных часов, которые реализуются в составе коммутаторов сети. Данные граничные часы синхронизируются по времени с часами ведущего устройства. Далее коммутатор по каждому порту является ведущим устройством для всех ведомых устройств, подключенных к его портам, в которых осуществляется соответствующая синхронизация часов. Таким образом, синхронизация всегда осуществляется по схеме точка-точка и характерна практически одинаковая задержка в передаче сообщения в прямом и обратном направлении, а также практическая неизменность этой задержки по величине от одной передачи сообщения к другой.

Хотя принцип, основанный на использовании граничных часов показал свою практическую эффективность, другой механизм был определен во второй  версии протокола PTPv2 – механизм использования т. н. прозрачных часов. Данный механизм  предотвращает накопление погрешности, обусловленной изменением величины задержек в передаче сообщений синхронизации коммутаторами и предотвращает снижение точности синхронизации в случае наличия сети с большим числом каскадно-соединенных коммутаторов. При использовании такого механизма передача сообщений синхронизации осуществляется от ведущего устройства ведомому, как и передача любого другого сообщения в сети. Однако когда сообщение синхронизации проходит через коммутатор фиксируется задержка его передачи коммутатором. Задержка фиксируется в специальном поле коррекции в составе первого сообщения синхронизации Sync или в составе последующего сообщения FollowUp (см. рис. 2). При передаче сообщений Delay Request и Delay Response также осуществляется фиксация времени задержки их в коммутаторе. Таким образом, реализация поддержки т. н. прозрачных часов в составе коммутаторов позволяет компенсировать задержки, возникающие непосредственно в них.

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛА PTP

Если необходимо использование протокола PTP в системе, должен быть реализован стек протокола PTP. Это может быть сделано при предъявлении минимальных требований к производительности процессоров устройств и к пропускной способности сети. Это очень важно для реализации стека протокола в простых и дешевых устройствах. Протокол PTP может быть без труда реализован даже в системах, построенных на дешевых контроллерах (32 бита).

Единственное требование, которое необходимо удовлетворить для обеспечения высокой точности синхронизации, – как можно более точное измерение устройствами момента времени, в который осуществляется передача сообщения, и момента времени, когда осуществляется прием сообщения. Измерение должно производится максимально близко к аппаратной части (например, непосредственно в драйвере) и с максимально возможной точностью. В реализациях исключительно на программном уровне архитектура и производительность системы непосредственно ограничивают максимально допустимую точность.

При использовании дополнительной поддержки аппаратного обеспечения для присвоения меток времени, точность может быть значительным образом повышена и может быть обеспечена ее виртуальная независимость от программного обеспечения. Для этого необходимо использование дополнительной логики, которая может быть реализована в программируемой логической интегральной схеме или специализированной для решения конкретной задачи интегральной схеме на сетевом входе.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Компания Hirschmann – один из первых производителей, реализовавших протокол PTP и оптимизировавших его использование. Компанией был разработан стек, максимально эффективно реализующий протокол, а также чип (программируемая интегральная логическая схема), который обеспечивает высокую точность проводимых замеров.

В системе, в которой несколько обычных часов объединены через Ethernet-коммутатор с функцией граничных часов, была достигнута предельная погрешность +/- 60 нс при практически полной независимости от загрузки сети и загрузки процессора. Также компанией была протестирована система, состоящая из 30 каскадно-соединенных коммутаторов, обладающих функцией поддержки т.н. прозрачных часов и были зафиксированы  погрешности менее в пределах +/- 200 нс.

Компания Hirschmann Automation and Control реализовала протоколы PTP версии 1 и версии 2 в промышленных коммутаторах серии MICE, а также в серии монтируемых на стойку коммутаторов MACH100.

ВЫВОДЫ

Протокол PTP во многих областях уже доказал эффективность своего применения. Можно быть уверенным, что он получит более широкое распространение в течение следующих лет и что многие решения при его использовании смогут быть реализованы более просто и эффективно чем при использовании других технологий.

[ Источник]

Тематики

• релейная защита
• телемеханика, телеметрия

EN

• clock synchronization
• time synchronization

 

условный ток короткого замыкания
-
[IEV number 442-05-28]

EN

conditional short-circuit current (for a residual current device)
a value of the alternating component of a prospective current, which a residual current device without integral short-circuit protection, but protected by a short-circuit protective device in series, can withstand under specified conditions of use and behaviour
[IEV number 442-05-28]

FR

courant conditionnel de court-circuit (pour un dispositif de coupure différentiel)
valeur de la composante alternative du courant présumé qu'un dispositif de coupure différentiel, sans protection incorporée contre les courts-circuits, mais protégé par un dispositif de protection contre les courts-circuits en série, peut supporter dans des conditions prescrites d'emploi et de comportement
[IEV number 442-05-28]

Тематики

• электробезопасность
• электротехника, основные понятия

EN

• conditional short-circuit current (for a residual current device)

DE

• bedingter Kurzschlußstrom (einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung)

FR

• courant conditionnel de court-circuit (pour un dispositif de coupure différentiel)

3.4.8 условный ток короткого замыкания (conditional short-circuit current): Значение переменной составляющей ожидаемого тока, который УЗО без встроенной защиты от сверхтоков, но защищенное последовательно включенным подходящим устройством защиты от коротких замыканий (далее - УЗКЗ), способно выдерживать в заданных условиях эксплуатации.

[МЭК 60050 (442-05-28), модифицированный]

Источник: ГОСТ Р МЭК 60755-2012: Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током оригинал документа