Таблица автоматических выключателей по току: Страница не найдена

Содержание

Номиналы автоматических выключателей по току

Просмотров 4.1к. Обновлено

В состав любой электрической схемы обязательно входят защитные элементы. Главное – правильно подобрать параметры их срабатывания для конкретной цепи. Познакомимся с существующими номиналами по току одних из самых распространенных эл/технических изделий – автоматических выключателей.

Категорирование автоматических выключателей по току довольно сложное. Они отличаются конструктивным исполнением, способом монтажа и присоединения, видом расцепителя и рядом иных параметров. Более подробную информацию по автоматическим выключателям можно найти в следующих документах: ГОСТ № Р 50031 (30.2) от 1999 года и № Р 50345 от 2010 года, ПУЭ.

Разновидности автоматических выключателей

Мини-автоматы

Такие устройства используются в слаботочных цепях и, за редким исключением, являются нерегулируемыми. Характеризуются током отсечки (А) в пределах 4,5 – 15). Как правило, подобные автоматические выключатели применяются для защиты электропроводки в жилых, административных, складских строениях. То есть там, где нагрузка на линию не столь значительна (освещение, простейшие бытовые приборы).

Групповые автоматы

Они рассчитаны на больший ток срабатывания (до 125), и используются для защиты не отдельных «ниток», а нескольких приборов, подключаемых к одной фазе.

Автоматы воздушные

Это в основном многополосные модели автоматических выключателей (для одновременной защиты до 4-х линий), и их ток срабатывания намного выше (предел – 6 500 А). Они устанавливаются в цепи питания мощных потребителей. Один из их существенных плюсов – возможность изменять параметры, то есть производить настройку по току срабатывания, сообразуясь со спецификой схемы и особенностями эксплуатации автоматического выключателя.

Ассортимент автоматических выключателей достаточно обширный, поэтому перечислить значения всех номиналов по току для каждого типа изделий нереально. Приведенные ниже таблицы частично позволяют решить проблему выбора оптимального варианта.

Практические рекомендации

Инженерное решение напрямую влияет на точность срабатывания по току автоматического выключателя. В этом плане предпочтительнее электромагнитные АВ.

Подбирать номинал изделия следует индивидуально для каждой схемы. Мнение малоопытных «мастеров», что чем больше, тем лучше – ошибочно. Это может привести к тому, что и провода, и подключенная установка (прибор) начнут дымить, а автоматический выключатель так и не сработает. Причина – неправильный выбор токовой характеристики.

Как рассчитать требуемый номинал автоматических выключателей по току

Хотя речь идет о цепях переменного тока, можно применить закон Ома для постоянного (I=P/U). Напряжение известно – ~220 В. Остается лишь определить суммарную мощность всех включенных в схему потребителей и перевести полученное значение в Вт. Частное от деление и есть номинальная сила тока. Чтобы не было ложного срабатывания автомата, его ток отсечки берется чуть выше расчетного показателя.

К примеру, если общая мощность получилась 8,8 кВт (8 800 Вт), то выбирается автоматический выключатель на 10 А или 16. Здесь нужно учитывать и тип проводов, и наличие других защитных устройств (УЗО, ДИФ автомат). Небольшое увеличение номинала допускается.

Если схема предусматривает установку нескольких автоматических выключателей, то желательно приобретать изделия одного производителя.

Номиналы автоматических выключателей по току

Основным назначением автоматических выключателей, применяемых в бытовых электрических сетях, является своевременное отключение потребителей в случае возникновения короткого замыкания или превышения номинального значения тока в результате перегрузки.

Для того чтобы иметь возможность выполнять обе эти функции, любой автоматический выключатель должен быть оснащен двумя видами расцепителей, один из которых (электромагнитный) реагирует на резкое увеличение тока, а другой (тепловой) размыкает цепь в случае недопустимого возрастания температуры проводников.

Невыполнение защитой своих функций может привести к чрезмерному нагреву элементов сети, их разрушению или возникновению пожара. Поэтому при монтаже или ремонте электрической проводки в квартире крайне важно правильно выбрать и установить устройства ее защиты.

Вполне естественно, что значения номинального тока и напряжения, а также времени отключения у различных автоматических выключателей разное.

Для того чтобы разобраться в критериях и правилах, которыми принято руководствоваться при установке этих устройств, следует внимательнее присмотреться к их техническим характеристикам.

Большинство их этих характеристик можно определить, просто глядя на соответствующие маркировки, нанесенные на корпус автоматического выключателя.

Номинальный ток

Эта характеристика показывает, какой максимально допустимый ток может протекать через это устройство в течение длительного времени не вызывая при этом срабатывания теплового расцепителя.

Чтобы рассчитать это значение для отдельной однофазной линии, нужно совокупную мощность подключенных к ней электроприборов разделить на напряжение сети. Например, при мощности потребителей в 3 кВт номинальный ток будет равен:

Iном = P/U=3000/220=13,6 А.

Нужно заметить, что рассчитанные таким образом значения не являются абсолютно точными, поскольку в них не учитывает коэффициент мощности, который может сильно влиять на результат, если в электрической цепи имеются крупные потребители реактивной энергии. Однако, поскольку в большинстве случаев такая нагрузка среди бытовых устройств не встречается, то для выбора автоматического выключателя вполне допустимо пользоваться этой формулой. Выбирать при этом нужно устройство, имеющее ближайший (больший) к расчетному номинал тока из стандартного ряда. Для нашего случая подойдет автоматический выключатель на 16 А.

Важным условием, которое должно соблюдаться при выборе защитного автомата, является способность проводки выдерживать его номинальный ток. Для того чтобы определить этот параметр, нужно знать сечение проводника и материал, из которого он изготовлен. Пользуясь этими данными, можно без труда определить значение максимально допустимого номинального тока, используя соответствующие таблицы.

Если характеристики проводки не соответствуют мощности подключаемых к ней потребителей, то нужно проводить отдельную линию, предназначенную для питания больших нагрузок (стиральная машина, электроплита, кондиционер и т. д.)

Номинальное напряжение

Тут все очень просто, для однофазной сети следует выбирать автоматы с номиналом 230 В, а для трехфазной – 380 В.

Тип времятоковой характеристики

Эта характеристика показывает зависимость скорости отключения контактов расцепителя от величины протекающего через них тока. Дело в том, что некоторые устройства, применяемые в бытовых электросетях, имеют достаточно большие пусковые токи, намного превышающие значения номинальных токов.

Для того чтобы автомат не срабатывал в момент пуска таких устройств, он должен «уметь» выдерживать эти токи в течение определенного промежутка времени, по истечении которого электроприбор выходит на нормальный режим работы и ток в сети снижается до своего номинального значения. Если этого не происходит, то имеет место аварийная ситуация, и электромагнитный расцепитель автомата отключит линию.

В бытовых электросетях применяются автоматические выключатели, имеющие три типа времятоковых характеристик:

  • В. Предназначены для питания розеток и линий освещения.
  • С. Наиболее распространенный тип выключателей, применяется для питания более мощных, чем в предыдущем случае потребителей (в том числе и двигателей с небольшими пусковыми токами). Такой автомат может быть использован в качестве вводного отключающего устройства в системе электроснабжения квартиры или частного дома.
  • Автоматы с характеристикой этого типа используются главным образом для защиты электродвигателей.

Как видно из рисунка, даже при десятикратном превышении током в цепи своего номинального значения, автомат, имеющий характеристику D, отключит цепь с задержкой от 1 до 2 с.

Номинальная отключающая способность

Эта характеристика показывает, какое максимальное значение тока может быть отключено этим автоматом.

Количество полюсов

В однофазных сетях используются выключатели, имеющие один или два полюса. Для установки в цепь питания трехфазного двигателя применяют трехполюсные устройства, а для защиты потребителей четырехпроводной трехфазной сети (с выделенным нулем) – четырехполюсные автоматы.

Если все вышеперечисленные значения определены, то выбрать автоматический выключатель для установки в квартире не представляет особой сложности. Однако есть еще несколько важных моментов, на которые стоит обратить внимание при монтаже системы защиты, состоящей из нескольких выключателей.

  1. Для обеспечения максимальной надежности лучше использовать автоматы от одного производителя.
  2. Подбирать номиналы выключателей по току нужно таким образом, чтобы обеспечить селективность системы автоматической защиты. То есть в случае возникновения аварийных ситуаций, она должна отключать только тот участок сети, где такая ситуация возникла. Чтобы обеспечить этот параметр, нужно в качестве общих автоматов выбирать устройства с большим значением номинального тока.
  3. Чтобы избежать приобретения некачественного или несоответствующего заявленным характеристикам устройства, лучше не покупать его у непроверенных поставщиков. Для этой цели существуют специализированные магазины или, в идеале, сертифицированные дилеры надежных производителей.

Пользуясь такими нехитрыми правилами, можно надежно обезопасить себя от возникновения неприятных ситуаций, связанных с авариями или некачественной работой системы защиты бытовой электросети.

Выбор автоматических выключателей — по току, мощности, нагрузке: таблица, расчет и условия выбора

В электрической сети иногда возникают перегрузки, способные привести к аварии и даже к пожару. Чтобы этого не допустить, были созданы специальные устройства – автоматические выключатели (АВ), которые способны сами определять, когда цепь близка к опасному режиму, и отключать “плохой” участок, не дожидаясь, пока последствия неисправности примут масштабный характер.

Как они работают

Существует два основных способа отключения автоматов: тепловой и электромагнитный. Во-первых задействован механизм теплового расширения и сжатия материалов, тогда как во-вторых – способность электрического тока вызывать электромагнитное поле, которое может механически воздействовать на материальные объекты. Эти методы служат разным целям, и, как правило, они оба применяются в любом автоматическом выключателе.

Тепловое расцепление

Этот вид защиты электрической сети оберегает цепь от скачков силы тока, которые иногда случаются при неполадках на линии и у потребителя. В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину (это пластина, изготовленная из разных металлов, соединенных “бутербродом”), и когда его величина становится слишком большой, пластина нагревается.

Но так как разные ее части имеют разную теплоемкость, одна сторона греется сильнее, и потому вся конструкция начинает не просто расширяться, как было бы в случае с обычной металлической пластиной, а изгибаться. Изогнутая часть начинает давить на кнопку отключения от сети, и при определенном усилии, автомат срабатывает.

В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину, и когда его величина становится слишком большой, пластина нагревается

Электромагнитное расцепление

Второй способ выключения – основан на способности электромагнитного поля двигать металлические предметы. Катушка (соленоид) – это аналог постоянного магнита, и при протекании через нее тока, она тоже приобретает свойство притягивать и отталкивать металлы.

Внутрь катушки вставляют стальной сердечник, прикрепленный пружинкой, и когда сила тока в витках катушки достигает порогового значения, магнитное давление превышает силу сопротивления пружины, и выталкивает сердечник прямо на кнопку. От удара она срабатывает, и автомат отключает защищаемый участок от электрической сети.

Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Типы автоматов

Электрические сети и их элементы – цепи бывают самых разных видов и конфигураций, и для каждой из них требуются свои автоматические выключатели.

Рассмотрим параметры, по которым следует их выбирать:

Число полюсов

Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, ноль

Электрические сети могут быть одно- и многофазными. Например, в линиях электропередач течет трехфазный ток, а когда он доходит до наших домов, он превращается в двухфазный, поэтому в розетках только две дырки.

Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, ноль.

На нулевой провод ставят автомат, в том случае, если он вводной, или проще говоря, – самый главный, например в подъезде. Это делают для того, чтобы была возможность в любой момент полностью обесточить квартиру для проведения каких-либо ремонтных работ.

Число полюсов автомата отвечает за то, на какую линию он ориентирован. Если на однофазную, то у него 1 полюс, если на двухфазную, то 2 и так далее. А сами полюса представляют собой ни что иное, как клеммы, которые находятся в углублениях на корпусе автоматического выключателя, и обычно клеммы одного полюса расположены вверху и внизу по одной линии друг с другом.

В квартиры, как правило, устанавливают 2-х полюсные АВ.

Важное правило: на разные провода одной линии можно ставить только один выключатель. Например, если имеется 2 провода – фаза и ноль, нельзя ставить на них по одному однополюсному автомату, а только один общий двухполюсный, потому что в первом случае, срабатывание одного не гарантирует срабатывания другого, а во втором отключатся сразу оба провода неисправной линии.

Максимальный рабочий ток

Автомат срабатывает при определенном значении силы протекающего через него тока, или тока уставки. Это также необходимо учитывать при выборе, поскольку, если например, у вас в квартире сила тока в 6 А – это нормальная величина, а вы взяли автомат, который выключается при 5-ти Амперах, то вы явно не сможете проводить у себя дома время с комфортом.

Учтите, что номинальный ток (ток, при котором автоматический выключатель работает нормально) должен быть не меньше максимально возможного тока в вашей квартире, а иначе при любом включении в цепь, он неизбежно будет срабатывать.

Посмотрите на корпусе автомата, на какой номинал он рассчитан, а затем вычислите примерный максимальный ток линии, которую вы защищаете. Для этого:

  1. Сложите мощности всех бытовых устройств, подключенных к линии, их можно узнать в технических паспортах или на упаковке, а иногда даже на корпусе самого изделия.
  2. Затем разделите получившуюся суммарную мощность на номинальное напряжение, которое для квартир равно 220 В, и на косинус фи, который равен, в среднем, 0,97.
  3. Сравните полученный ток с номинальным током автомата. Если он рассчитан на нормальную работу при таком его значении, то все хорошо, и можно переключаться на сверку других параметров, если же автомат при таком токе будет отключаться, то следует поискать еще.

Ток короткого замыкания

КЗ – это аварийное состояние, при котором тoки линии поднимаются до очень больших значений, и плавят проводку. Вот почему они являются причиной возгораний и пожаров. Одним из назначений АВ является также и защита сети от таких перегрузок. Однако тoк кз не является какой-то определенной фиксированной величиной и поэтому при выборе автомата необходимо проявить внимательность.

На сегодня по правилам ПУЭ разрешается устанавливать АВ с током кз не менее 6 КА, они же являются самыми распространенными автоматами в жилом секторе. Но на промышленных предприятиях, где токи кз могут быть в десятки и в сотни раз выше, используют более мощные автоматические выключатели. Ведь слабый автомат при таких токах просто сгорит и придет в негодность, а постоянно заменять их невыгодно.

Итак, если вы живете в квартире или частном доме, АВ на 6 КА вам хватит, но если дом находится рядом с трансформаторной подстанцией, или по соседству живет какой-нибудь изобретатель-самоучка, из-за которого постоянно отключается свет, то можно взять и на 10.

Рабочее напряжение

Обычные домашние автоматы рассчитаны на переменное напряжение в 220 В в квартире и 380 В в линии. Эти данные можно найти на корпусе АВ.

Селективность выключателя

Это очень полезное свойство, позволяющее отключать от сети поврежденный участок, но при этом оставить в работе максимальное количество других потребителей. Например, у вас в доме 4 розетки и на одной из них произошло кз. Обычный, неселективный выключатель отключит от сети всю квартиру, тогда как селективный обесточит лишь только поврежденную розетку, и вы сможете дальше, как ни в чем ни бывало, наслаждаться прелестями электрификации.

Технически это реализуется следующим образом: на каждую последующую ветвь ставится автомат, время срабатывания которого меньше, чем на предыдущей.

Когда в одной из ветвей происходит кз, автомат срабатывает при длительности кз в 0,1 с, поэтому вышестоящий АВ не успевает отключиться, так как он запрограммирован срабатывать, когда замыкание длится 0,5 с.

Маркировка автоматических выключателей

Маркировка автоматических выключателей

Сегодня международным стандартом принята единая маркировка АВ, которая существенно упрощает жизнь электрикам из разных стран:

  • Обозначается производитель.
  • Серия.
  • Время-токовая характеристика и номинал. Для квартир подходит буква “С”, но есть еще “B”, “C” и “D”. Токовый номинал – это величина тока, который может долго протекать через автомат без его срабатывания.
  • Предельный ток кз, при котором автомат будет продолжать функционировать после отключения в режиме кз, или проще говоря, не перегорит.
  • Класс токоограничения. Это та доля тока кз, при которой срабатывает автомат, не давая ему вырасти до максимума.

Блиц-советы

  • Выбирая автомат, не дешевите и не экономьте на здоровье. Китайский хлам не даст вам 100%-ной гарантии, что защита сработает в нужный момент. Отдавайте предпочтение немецкой фирме Шнайдер или АББ, хоть они и дороже, но надежнее.
  • Тщательно подберите все параметры на соответствие номиналу.
  • Обеспечьте селективность, так как электрики смогут починить вашу проводку не ранее, чем через день, вы же не хотите сидеть два дня без света? А если выходные?

Правильно установленная система будет работать долго, поэтому наймите квалифицированного мастера.

Выбор автоматических выключателей | Проектирование промышленных сетей

Страница 15 из 44

Для защиты, пуска и остановки асинхронных электродвигателей, для защиты сетей от токов перегрузки и к. з., для оперативных включений и отключений цепей применяются автоматические выключатели.
Автоматические выключатели, имеющие наибольшее распространение в сетях напряжением до 1000 В промышленных предприятий, условно разделяются на три группы:

  1. малые установочные автоматические выключатели серий АП-50, АК-63 и АЕ-20;
  2. установочные автоматические выключатели серий А3100 и А3700;
  3. автоматические выключатели серий АВМ и «Электрон» (подстанционные, большие).

Автоматические выключатели упомянутых серий встраиваются в комплектные устройства (распределительные щитки, пункты, станции управления, ячейки распределительных устройств комплектных трансформаторных подстанций) напряжением до 660 В.
Автоматические выключатели серий АП-50, АК-63 и АЗ100 снимаются с производства и не должны применяться при проектировании новых электроустановок; они имеют широкое распространение в действующих установках промышленных предприятий, особенно А3100.
При проектировании сетей выбор автоматов производится по трем условиям.
Условие 1. Номинальный ток автомата Iа и его расцепителя Iр не должен быть меньше расчетного тока Iм данной цепи:

Условие 2. По типовым время-токовым характеристикам автоматических выключателей (рис. 3-20) определяется достаточность выдержки времени теплового расцепителя при расчетных токах и продолжительности кратковременных перегрузок. В отдельных случаях, например при пусках двигателей совместно с механизмами, имеющими большие маховые массы, приходится увеличивать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя с тем, чтобы получить возможность нормального запуска двигателя без ложного отключения автоматического выключателя в процессе пуска. Автоматические выключатели, имеющие только электромагнитные элементы мгновенного действия («отсечку»), не реагируют на токи перегрузок, если они меньше тока уставки срабатывания. Эти автоматические выключатели выбираются по току к. з. в конце защищаемого участка сети с таким расчетом, чтобы расчетный ток к. з. был по крайней мере в 3 раза больше тока срабатывания автомата. При этом верхний предел тока к. з., допустимого для данного выключателя и расцепителя, определяется каталожными данными предельно отключаемых токов для автоматических выключателей и расцепителей.

 Условие 3. Проверяется селективность действия последовательно включенных в цепь автоматических выключателей. При к. з. начинают действовать электромагнитные расцепители всех выключателей, включенных последовательно в данной цепи, если к. з. больше уставок тока срабатывания этих выключателей. При отсутствии устройств преднамеренной выдержки времени все такие электромагнитные расцепители срабатывают почти одновременно и отключение может произойти не селективно.

Автоматические выключатели, которые имеют только тепловые или другие обратнозависимые от тока расцепители, будут действовать селективно во всем диапазоне допустимых для них предельно отключаемых токов, если последовательно включенные автоматы правильно подобраны по своим типовым время-токовым характеристикам. Автоматические выключатели с комбинированными (тепловыми и электромагнитными мгновениями) расцепителями при больших токах к. з., превышающих токи срабатывания мгновенных расцепителей, также могут отключать не селективно. Проверка на селективность отключения производится по типовым время-токовым характеристикам примененных автоматов и по расчетным токам к. з. в защищаемой сети.

Малые автоматические выключатели серии АЕ-20 предназначены для установки в цепях напряжением до 500 В переменного тока частотой 50— 60 Гц и до 220 В постоянного тока. Они могут применяться для оперативных включений и отключений с частотой до 30 включений в час и изготовляются в исполнениях для применения в умеренном (У), тропическом (Т) и холодном (ХЛ) климатах,

Рис. 3-21. Зависимость тока срабатывания выключателей серии АЕ-20 от температуры окружающего воздуха.
1 — без температурной компенсации; 2 — при наличии температурной компенсации.

Исполнения автоматов серии АЕ-20 различаются по числу полюсов, по виду максимальных расцепителей тока и по применению дополнительных расцепителей, таких как независимые и минимального напряжения.

Кроме того, исполнения автоматов АЕ-20 различаются по способу присоединения (переднее или заднее) внешних проводников и по степени защиты от воздействия окружающей среды. Основные технические данные автоматов АЕ-20 приведены в табл. 3-7 и 3-8, а характеристики — на рис. 3-21 и 3-22.
Токоограничивающие автоматические выключатели серии А3700 выпускаются с тепловыми и электромагнитными, только с электромагнитными, а также с полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями максимального тока.

Автоматические выключатели без токоограничения выпускаются с замедлителем действия в зоне токов к. з. (селективные автоматы) с полупроводниковыми расцепителями, с тепловыми и электромагнитными, а также только с электромагнитными расцепителями максимального тока.
Полупроводниковые расцепители в условиях эксплуатации допускают регулировку номинального рабочего тока, уставки по току срабатывания в зоне токов к. з., уставки времени срабатывания в зоне токов перегрузок, а у селективных автоматов также и времени срабатывания в зоне токов к. з.

Таблица 3-8
Одноразовая коммутационная способность автоматического выключателя АЕ-20

Электромагнитные и полупроводниковые расцепители токоограничивающих автоматов вызывают при к. з. отключение без преднамеренной выдержки времени, а полупроводниковые расцепители селективных автоматов — с постоянной выдержкой времени, независимой от тока к. з.
Время отключения цепи селективными автоматами серии А3700С определяется уставкой времени срабатывания и при шестикратном номинальном токе расцепителя лежит в пределах 4—16 с, а в зоне токов к. з. — 0,10—0,40 с в зависимости от исполнения автомата.

Рис. 3-22. Типовая время-токовая характеристика выключателей серии АЕ-20 с комбинированными расцепителями без температурной компенсации при температуре воздуха 20°С.

Характеристики токоограничивающей способности автоматов серии А3700Б в цепях переменного и постоянного тока приведены на рис. 3-23 и 3-24.
Зависимость полного времени отключения от ожидаемого тока в цепи для токоограничивающих автоматов А3700Б приведена на рис. 3-25 и 3-26, Основные технические данные наиболее часто применяемых автоматических выключателей А3700 приведены в табл. 3-9—3-11. По способу установки автоматические выключатели А3700 изготовляются в стационарном и выдвижном исполнениях и могут комплектоваться электромагнитным приводом, расцепителями минимального напряжения и независимого действия.

Таблица 3-10
Токоограничивающие автоматические выключатели А3705Б и А3706Б с электромагнитными и тепловыми расцепителями на напряжения 660 и 380 В переменного тока 50, 60 Гц

Одноразовая предельная коммутационная способность токоограничивающих автоматов серии А3700Б при переменном токе приведена в табл. 3-12.


Рис. 3-23. Токоограничивающая способность автоматов А3700Б в контуре переменного тока частоты 50 Гц при коэффициенте мощности 0,2—0,4.
а — при напряжении 380 В; б — при напряжения 660 В; /м — максимально возможный (ограниченный) ток при отключении; — ожидаемый ток к. з.


Рис. 3-24. Токоограничивающая способность автоматов А3700Б в контуре постоянного тока при напряжении 440 В и постоянной времени 0,01 с.
/м — максимально возможный (ограниченный) ток при отключении; /у — ожидаемый ток к. з. в цепи.

Одноразовая коммутационная способность этих же автоматов на постоянном токе составляет 200 кА при напряжении 220 В и 150 кА при 440 В.
Автоматы серии А3700Ф без токоограничивающего действия обладают значительно меньшей коммутационной способностью, чем токоограничивающие.
При встраивании выключателей в металлические ячейки комплектных распределительных устройств предельно допустимый ток, который может отключить автомат выдвижного исполнения, определяется также размерами этой ячейки. Поэтому при применении комплектных устройств с выдвижными автоматами следует уточнять сведения о предельной отключающей способности встроенных выключателей по данным завода- изготовителя или по техническим условиям на данное комплектное устройство.
Следует отметить, что регулировка уставок сраба тывания и время-токовых характеристик автоматов А3700 в период наладки и эксплуатации электроустановок требует от персонала большого внимания, навыка, точного выполнения требований инструкции по монтажу и эксплуатации, знания технических условий [3-11]. Правильно отрегулированные автоматы А3700 хорошо работают в условиях эксплуатации.

Рис. 3-25. Зависимость полного времени отключения от ожидаемого тока к. з. в цепи переменного тока.
а — при напряжении 380 В; б — при напряжении 660 В.


Рис. 3-26. Зависимость полного времени отключения t от ожидаемого тока к. з. I в цепи постоянного тока 440 В при постоянной времени 0,01 с.

Токоограничивающие автоматические выключатели А3701Б и А3702Б с электромагнитными расцепителями

Одноразовая предельная коммутационная способность токоограничивающих автоматических выключателей серии А3700Б на напряжениях 660 и 380 В переменного тока 50 Гц при коэффициенте модности 0,1

Автоматические выключатели серии АВМ являются модернизацией автоматов серии АВ, выпускавшихся до 1968 г. Эти большие подстанционные автоматы обычно встраиваются в шкафы комплектных трансформаторных подстанций или в отдельные шкафы для установки в магистральных линиях напряжением до 440 В постоянного тока или до 500 В переменного тока с частотой 50 или 60 Гц. Автоматы АВМ предназначены для защиты от перегрузок и к.з. Они могут применяться для редких оперативных включений и отключений (до 10 раз в сутки) различных потребителей. Типы автоматов определяются по номинальному току, по виду максимальной токовой защиты. В табл. 3-13 приведена классификация автоматов серии АВМ.
Выдержка времени при наименьшей уставке тока на шкале перегрузок и при максимальной уставке часового механизма всех исполнений АВМ составляет не менее 10 с. При больших токах выдержка времени уменьшается.
Селективные автоматы АВМ выпускаются с двумя уставками выдержки времени при к. э., а именно 0,25 и 0,4 с или 0,4 и 0,6 с.
По заказу могут поставляться добавочные расцепители — независимый или минимального напряжения.
Автоматы величин АВМ15 и АВм20 селективные, а также без максимальных расцепителей с электромагнитным приводом изготовляются со специальным расцепителем, который всегда присоединяется к главным выводам выключателя и обеспечивает мгновенное отключение ого при включении на к. з.

Автоматические выключатели серии «Электрон» применяют для работы в силовых электроустановках напряжением до 440 В постоянного тока или до 660 В переменного тока частотой 50 или 60 Гц, для защиты от перегрузок и к. з., а также для редких (до 10 раз в сутки) оперативных включений и отключений различных электроприемников.

Таблица 3-13
Классификация автоматических выключателей серии АВМ для умеренного климата

Автоматы серии «Электрон» отличаются от автоматов АВМ своими время-токовыми характеристиками и возможностью регулирования уставок срабатывания. Они имеют исполнения на номинальный ток до 6300 А и повышенную коммутационную способность (табл. 3-14). 

Технические данные автоматических выключателей серии «Электрон»


Рис. 3-27. Время-токовые характеристики автоматических выключателей «Электрон» в зоне токов перегрузки.
Вся серия этих автоматов имеет дистанционный привод, а автоматы на ток до 800 А (величина Э06) по заказу могут иметь и ручное управление. Автоматы от Э06 до Э40 имеют одинаковую конструкцию с взаимозаменяемыми узлами, причем автоматы Э40 компонуются путем набора параллельных блоков в одном полюсе. Отключающий (независимый) расцепитель предназначен для дистанционного отключения автомата и работает при напряжении на его катушке 50—110% номинального. Катушки независимых расцепителей выполняются на 127, 220 и 380 В переменного тока и на 24, 48, 110 и 220 В постоянного тока.

Минимальный расцепитель отключает автомат при напряжении 70—35% номинального, он не препятствует включению автомата при напряжении 80% номинального и выше.
Катушки минимальных расцепителей выполняются на номинальные напряжения 127, 220, 380 и 660 В переменного тока и на 110, 220 и 440 В постоянного тока.
Максимальная токовая защита состоит из датчиков тока, блока сопротивлений, полупроводникового блока и электромагнитного расцепителя (исполнительного устройства защиты).

Датчиками постоянного тока являются магнитные усилители, а датчиками переменного тока —  трансформаторы тока, установленные на нижних выводах автомата.
Трансформаторы тока одновременно служат источником питания устройств максимальной токовой защиты. При постоянном токе питание устройств защиты осуществляется от независимого источника постоянного тока с напряжением 110 или 220 В. Комплект максимальной токовой защиты конструктивно выполнен в виде отдельного блока (реле МТЗ).
Установка выдержек времени МТЗ и выбор время- токовых характеристик осуществляется рукоятками управления, установленными на передней панели реле МТЗ.
Выдержка времени при перегрузке имеет обратную зависимость от тока и может плавно регулироваться от 100 до 200 с при номинальном токе и от 4 до 20 с при шестикратном токе. В зависимости от положения рукояток, регулирующих выдержку времени при номинальном и при шестикратном токе (рис. 3-27), можно получить время-токовые характеристики, заключенные в зоне, ограниченной приведенными на рис. 3-27 четырьмя основными характеристиками.
Выдержка времени при к. з. не зависит от тока и может плавно регулироваться в пределах 0,25—0,7 с. На передней панели автоматического выключателя имеется переключатель, позволяющий исключить выдержку времени при к. з.

Выбор автоматического выключателя | Руководство по устройству электроустановок | Оборудование

Страница 47 из 77

Выбор типа автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками электроустановки, условиями эксплуатации, нагрузками и необходимостью дистанционного управления вместе с типом предусматриваемой в будущем телекоммуникационной системы.
Автоматические выключатели с некомпенсируемыми комбинированными расцепителями имеют уровень тока отключения, зависящий от окружающей температуры.
4.4 Выбор автоматического выключателя
Критерии выбора автоматического выключателя
Выбор автоматического выключателя производится с учетом:
электрических характеристик электроустановки, для которой предназначен этот автоматический выключатель
условий его эксплуатации: температуры окружающей среды, размещения в здании подстанции или корпусе распределительного щита, климатических условий и др.
требований к включающей и отключающей способности при коротких замыканиях, эксплуатационных требований: селективного отключения, требований к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, дополнительным расцепителям, соединениям.
правил устройства электроустановок, в частности требований в отношении обеспечения защиты людей
характеристик нагрузки, например электродвигателей, люминесцентного освещения, разделительных трансформаторов с обмотками низкого напряжения
Следующие замечания относятся к выбору низковольтного автоматического выключателя для использования в распределительных системах.
Выбор номинального тока с учетом окружающей температуры
Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при определенной температуре окружающей среды, которая обычно составляет:
30°С для бытовых автоматических выключателей
40°С для промышленных автоматических выключателей
Функционирование этих автоматических выключателей при другой окружающей температуре зависит главным образом от технологии применяемых расцепителей (рис. h50).
Некомпенсируемые термомагнитные комбинированные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсируемыми термомагнитными расцепителями имеют порог тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если автоматический выключатель установлен в оболочке или в помещении с высокой температурой (например, в котельной), то ток, необходимый для отключения (срабатывания) этого автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно ниже. Когда температура среды, в которой расположен автоматический выключатель, превышает оговоренную изготовителем температуру, его характеристики окажутся «заниженными». По этой причине изготовители автоматических выключателей приводят таблицы с поправочными коэффициентами, которые необходимо применять при температурах, отличных от оговоренной температуры функционирования автоматического выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (рис. h51) следует, что при температуре ниже оговоренной изготовителем происходит повышение порога отключающего тока соответствующего автоматического выключателя. Кроме того, небольшие модульные автоматические выключатели, установленные бок о бок (рис. h37), обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе. В таком случае вследствие взаимного нагрева при прохождении обычных токов нагрузки к их параметрам необходимо применять поправочный коэффициент 0,8.


Рис. h50. Температура окружающей среды
Автоматические выключатели C60a, C60H: кривая C. C60N: кривые B и C (Стандарт. температура: 30°С)


Ном. ток, А

20 °C

25 °C

30 C

35 C

40 C

45 °C

50 °C

55 C

60 °C

1

1.05

1.02

1.00

0.98

0.95

0.93

0.90

0.88

0.85

2

2.08

2.04

2.00

1.96

1.92

1.88

1.84

1.80

1.74

3

3.18

3.09

3.00

2.91

2.82

2.70

2.61

2.49

2.37

4

4.24

4.12

4.00

3.88

3.76

3.64

3.52

3.36

3.24

6

6.24

6.12

6.00

5.88

5.76

5.64

5.52

5.40

5.30

10

10.6

10.3

10.0

9.70

9.30

9.00

8.60

8.20

7.80

16

16.8

16.5

16.0

15.5

15.2

14.7

14.2

13.8

13.5

20

21.0

20.6

20.0

19.4

19.0

18.4

17.8

17.4

16.8

25

26.2

25.7

25.0

24.2

23.7

23.0

22.2

21.5

20.7

32

33.5

32.9

32.0

31.4

30.4

29.8

28.4

28.2

27.5

40

42.0

41.2

40.0

38.8

38.0

36.8

35.6

34.4

33.2

50

52.5

51.5

50.0

48.5

47.4

45.5

44.0

42.5

40.5

63

66.2

64.9

63.0

61.1

58.0

56.7

54.2

51.7

49.2

NS250N/H/L (Стандартная температура: 40°C)


Ном. ток, А

40 °C

45 C

50 °C

55 C

60 °C

TM160D

160

156

152

147

144

TM200D

200

195

190

185

180

TM250D

250

244

238

231

225

    ** Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами IEC. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.

* «О» означает операцию отключения.
«CO» означает операцию включения, за которой следует операция
отключения.

Рис. h51. Примеры таблицдля определения коэффициентов понижения/повышения уставок по току отключения, которые должны применяться к автоматическим выключателям с некомпенсируемыми тепловыми расцепителями в зависимости от температуры
Пример
Какой номинальный ток (In) следует выбрать для автоматического выключателя C60 N? Этот аппарат:
обеспечивает защиту цепи, в которой максимальный расчетный ток нагрузки составляет 34 А
установлен вплотную к другим автоматическим выключателям в закрытой распределительной коробке
эксплуатируется при окружающей температуре 50°С.
При окружающей температуре 50°С уставка автоматического выключателя C60N с номинальным током 40 А снизится до 35,6 А (см. таблицу на рис. h51). Взаимный нагрев в замкнутом пространстве учитывается поправочным коэффициентом 0,8. Таким образом, получим 35,6 x 0,8 = 28,5 А, что не приемлемо для тока нагрузки 34 А.
Поэтому будет выбран автоматический выключатель на 50 А и соответствующая скорректированная уставка по току составит 44 x 0,8 = 35,2 А.
Компенсированные комбинированные расцепители
Эти расцепители содержат биметаллическую компенсирующую пластину, которая обеспечивает возможность регулировки уставки по току отключения при перегрузке (Ir или Irth) в установленных пределах независимо от температуры окружающей среды. Например:
в некоторых странах система заземления TT является стандартной в низковольтных распределительных системах, а бытовые (и аналогичные) электроустановки защищаются в месте ввода автоматическим выключателем, который устанавливается соответствующей энерго- снабжающей организацией. Такой автоматический выключатель, помимо защиты от косвенного прикосновения, обеспечит отключение цепей при перегрузках, если потребитель превысит уровень потребляемого тока, оговоренный в его контракте с энергоснабжающей организацией. Регулировка уставок автоматического выключателя с номинальным током менее 60 А возможна в диапазоне температур от -5 до +40°С.
Электронные расцепители
Важным преимуществом электронных расцепителей является их устойчивая работа при изменении температурных условий. Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому изготовители обычно приводят рабочую диаграмму, на которой указываются максимальные значения допустимых уровней отключающих токов в зависимости от окружающей температуры (рис. h52).
Электронные расцепители устойчиво функционируют при изменении окружающей температуры


Вариант исполнения выключателя Masterpact NW20

40°C

45°C

50°C

55°C

60°C

h2/h3/h4

Выкатного типа

In (А)

2,000

2,000

2,000

1,980

1,890

 

с горизонтальными

Максимальная

1

1

1

0.99

0.95

 

контакт. пластинами

регулировка тока Ir

 

 

 

 

 

L1

Выкатного типа

In (А)

2,000

200

1,900

1,850

1,800

 

с вертикальными

Максимальная

1

1

0.95

0.93

0.90

 

контакт. пластинами

регулировка тока Ir

 

 

 

 

 


Рис. h52. Снижение уровня уставки автоматического выключателя Masterpact NW20 в зависимости от температуры
низковольтные автоматические выключатели с номинальным током менее 630 А обычно оснаща­ются компенсируемыми расцепителями для этого температурного диапазона (-5 до +40 °С).
Выбор уставок срабатывания без выдержки времени или с кратковременной выдержкой
Ниже на рис. h53 представлены сводные основные характеристики расцепителей, срабатывающих мгновенно или с короткой выдержкой времени.

Рис. h53. Различные расцепители (мгновенного действия или срабатывающие с короткой выдержкой времени)

Для установки низковольтного автоматического выключателя требуется, чтобы его отключающая способность (или отключающая способность выключателя вместе с соответствующим устройством) была бы равна или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в месте его установки.
Автоматический выключатель, установленный на вы/ходе самого маленького трансформатора, должен иметь отключающую способность по короткому замыканию, которая превышает отключающую способность любого из других низковольтных автоматических вы/ключателей трансформаторов.
Выбор автоматического выключателя с учетом требований по отключающей способности при КЗ
Автоматический выключатель, предназначенный для использования в низковольтной электроустановке, должен удовлетворять одному из двух следующих условий:
или иметь номинальную отключающую способность Icu (or Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для этого места установки, или
если это не выполняется, то использоваться совместно с другим устройством, расположенным выше по цепи и имеющим требуемую отключающую способность.
Во втором случае характеристики этих двух устройств должны быть согласованы так, чтобы ток, который может проходить через вышерасположенное устройство, не превышал максимальный ток, который способны выдержать нижерасположенный выключатель и все соответствующие кабели, провода и другие элементы цепи без какого-либо повреждения. Данный метод целесообразен при использовании:
комбинаций плавких предохранителей и автоматических выключателей
комбинаций токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей. Этот метод называют «каскадированием» (см. подпункт 4.5 данной главы)
Выбор автоматических выключателей вводных и отходящих линий Случай применения одного трансформатора
Если трансформатор расположен на потребительской подстанции, то в некоторых националь­ных стандартах требуется применение низковольтного автоматического выключателя, в котором были бы явно видны разомкнутые контакты, такого как, например, Compact NS выкатной выключатель.
Пример (рис. h54 на противоположной странице)
Какой тип автоматического выключателя пригоден для главного автомата защиты электроустановки, питаемой от трехфазного понижающего трансформатора мощностью 250 кВА и напряжением во вторичной обмотке 400 В, установленного на потребительской подстанции? Ток трансформатора In = 360 А Ток (трехфазный) Isc = 8,9 кА
Для таких условий подходящим вариантом будет автоматический выключатель Compact NS400N с диапазоном регулировки расцепителя 160 А — 400 А и отключающей способностью (Icu) 45 кА.

Несколько трансформаторов, включенных параллельно (рис. h55)
Каждый из автоматических выключателей CBP, установленных на линиях, отходящих от низковольтного распределительного щита, должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подсоединенных к шинам, т.е. Isc1 + Isc2 + Isc3.
Автоматические выключатели CBM, каждый из которых контролирует выход соответствующего трансформатора, должны быть способны отключать максимальный ток короткого замыкания, например, только ток Isc2 + Isc3 если короткое замыкании возникло в месте, расположенном выше выключателя CBM1.
Из этих соображений понятно, что в таких обстоятельствах автоматический выключатель самого маленького трансформатора будет подвергаться самому большому току короткого замыкания, а автоматический выключатель самого большого трансформатора будет пропускать наименьший ток короткого замыкания.
Номинальные токи отключения автоматических выключателей CBM должны выбираться в зависимости от номинальной мощности к КВА соответствующих трансформаторов.
Примечание: Необходимыми условиями для успешной параллельной работы трехфазных трансформаторов являются следующие:
фазовый сдвиг напряжений во вторичной и первичной обмотках должен быть одинаков во всех параллельно включенных трансформаторах
Отношение напряжений холостого хода в первичной и вторичной обмотках должно быть одинаковым для всех трансформаторов.
Напряжения короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковыми для всех трансформаторов.
Например, трансформатор мощностью 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно делить нагрузку с трансформатором мощностью 1000 кВА, имеющим Zsc = 6%, т.е. эти трансформаторы будут автоматически нагружаться пропорционально их мощностям. Для трансформаторов, у которых отношение номинальных мощностей превышает 2, параллельная работа не рекомендуется. В таблице, приведенной на рис. h56, указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются автоматические выключатели вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP на рис. h55), для самой распространенной схемы параллельной работы (2 или 3 трансформа­тора одинаковой мощности). Приведенные данные базируются на следующих допущениях:
трехфазная мощность короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 500 МВА
трансформаторы являются стандартными распределительными трансформаторами напряжением 20/0,4 кВ, характеристики которых приведены в таблице
кабели от каждого трансформатора к его низковольтному автоматическому выключателю состоят из одножильных проводников длиной 5 метров
между каждым автоматическим выключателем вводной цепи (CBM) и каждым автоматическим выключателем отходящей цепи (CBP) имеется шина питания длиной 1 м.
распределительное устройство расположено в напольном закрытом распределительном щите, температура окружающего воздуха — 30°С).
Кроме того, в этой таблице указаны модели автоматических выключателей серии производства Merlin Gerin, рекомендуемые для применения в каждом случае в качестве автоматических выключателей вводных и отходящих линий.
Пример (рис. h57 на следующей странице)
выбор автоматического выключателя вводной линии (CBM):
Для трансформатора мощностью 800 кВА In= 1126 А, Icu (минимальный ток)= 38 кА (из рис. h56). При таких характеристиках таблица рекомендует использовать модель Compact NS1250N (Icu = 50 кА)
выбор автоматического выключателя отходящей линии (CBP):
Из рис. h56 требуемая отключающая способность (Icu) для таких автоматических выключателей составляет 56 кА

Рис. h54. Пример установки автоматического выключателя на выходе трансформатора, расположенного на потребительской подстанции

Рис. h55. Параллельное включение трансформаторов
Для трех отходящих линий 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типа NS400 L, NS250 L и NS 100 L. В каждом случае номинальная отключающая способность Icu=150 кА.

Количество и мощности (кВА) трансформаторов 20/0,4 кВ

Мин. отключающая способность автомат. выкл. вводных линий (Icu), кА

Автомат. выкл. вводных линий (CBM), Мин. отключ. способность полностью согласованные с автомат. автомат. выкл. отходящих выкл. отходящих цепей (CBP) линий (Icu), кА

Ном. ток In автомат. выкл. отходящих линий (CPB) 250A

2 x 400

 

14

NW08N1/NS800N

27

NS250H

3 x 400

28

NW08N1/NS800N

42

NS250H

2 x 630

22

NW10N1/NS1000N

42

NS250H

3 x 630

 

44

NW10N1/NS1000N

67

NS250H

2 x 800

19

NW12N1/NS1250N

38

NS250H

3 x 800

38

NW12N1/NS1250N

56

NS250H

2 x 1,000

23

NW16N1/NS1600N

47

NS250H

3 x 1,000

47

NW16N1/NS1600N

70

NS250H

2 x 1,250

29

NW20N1/NS2000N

59

NS250H

3 x 1,250

59

NW20N1/NS2000N

88

NS250L

2 x 1,600

38

NW25N1/NS2500N

75

NS250L

3 x 1,600

75

NW25N1/NS2500N

113

NS250L

2 x 2,000

47

NW32N1/NS3200N

94

NS250L

3 x 2,000

94

NW32N1/NS3200N

141

NS250L

Рис. h56. Максимальные токи короткого замыкания, которые должны отключаться автоматическими выключателями вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP) при параллельной работе нескольких трансформаторов

Уровни токов короткого замыкания в любом месте электроустановки можно определить с помощью таблиц.
Эти автоматические выключатели обеспечивают преимущества:
полного согласования с характеристиками вышерасположенных автоматических выключателей (CBM), т.е. селективность срабатывания защит
использования метода «каскадирования» с соответствующей экономией затрат в отношении всех элементов, расположенных ниже по цепи.
Выбор автоматических выключателей отходящих и оконечных линий Использование таблицы G40
С помощью этой таблицы можно быстро определить величину трехфазного тока короткого замыкания в любом месте электроустановки, зная:
величину тока короткого замыкания в точке, расположенной выше места, предназначенного для установки соответствующего автоматического выключателя
длину, сечение и материал проводников между этими двумя точками.
После этого можно выбрать автоматический выключатель, у которого отключающая способность превышает полученное табличное значение.
Детальный расчет тока короткого замыкания
Для того чтобы более точно рассчитать величину тока короткого замыкания, особенно в случае, когда отключающая способность автоматического выключателя чуть меньше величины, полученной из таблицы, необходимо использовать метод, описанный в пункте 4 главы G.
Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) с одним защищенным полюсом
Такие автоматические выключатели обычно имеют устройство максимальной защиты только на полюсе фазы и могут применяться в системах TT, TN-S и IT. В системе IT должны выполняться следующие условия:
условие (B) из таблицы G67 для максимальной защиты нулевого проводника в случае двойного короткого замыкания
отключающая способность при КЗ: двухполюсный автоматический выключатель (фаза- нейтраль) должен быть способен отключать на одном полюсе (при линейном напряжении) ток двойного короткого замыкания, равный 15% трехфазного тока короткого замыкания в месте его установки, если этот ток не превышает 10 кА; или 25% трехфазного тока короткого замыкания, если он превышает 10 кА.
защита от косвенного прикосновения: такая защита обеспечивается в соответствии с правилами, предусмотренными для систем заземления IT.
Недостаточная отключающая способность при КЗ
В низковольтных распределительных системах, особенно сетях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, иногда случается, что рассчитанный ток Isc превышает отключающую способность Icu автоматических выключателей, имеющихся в наличии для установки, или же изменения, произошедшие в системе выше, привели к превышению отключающих способностей автоматических выключателей.
Решение 1: Убедитесь в том, что соответствующие автоматические выключатели, расположенные выше тех, которых это коснулось,являются тогоограничивающими, поскольку в таком случае можно использовать принцип каскадного включения (см. подпункт 4.5).
Решение 2: Установите несколько автоматических выключателей с более высокой отключающей способностью. Такое решение представляется экономически целесообразно в том случае, если затронуты один или два автоматических выключателя.
Решение 3: Установите последовательно с затронутыми автоматическими выключателями и выше по цепи токоограничивающие плавкие предохранители (типа gG или aM). При этом такая схема должна отвечать следующим условиям:
предохранитель должен иметь соответствующий номинал.

Рис. h57. Параллельная работа трансформаторов
предохранитель не должен устанавливаться в цепи нулевого проводника за исключением определенных электроустановок системы IT, в которых при двойном коротком замыкании в нулевом проводнике возникает ток, превышающий отключающую способность автоматического выключателя. В этом случае расплавление предохранителя в нулевом проводнике приведет к тому, что этот автоматический выключатель отключит все фазы.

Метод «каскадирования» основан на использовании токоограничивающих автоматических выключателей и позволяет устанавливать ниже их по цепи коммутационные аппараты, кабели и другие элементы цепи со значительно сниженными номинальными характеристиками по сравнению с теми, которые бы иначе потребовались. Благодаря этому упрощается и удешевляется электроустановка.

Стандартный ряд номиналов автоматических выключателей


Номиналы автоматических выключателей по току

Автоматическими выключателями называются устройства, которые защищают электрические сети от перегруза, блуждающих токов, короткого замыкания. Поскольку они надежны и просты в использовании, их используют повсеместно в бытовой электросети.


Что такое номиналы

Поскольку все электрические приборы потребляют разную мощность, то их рабочий ток неодинаковый. Поэтому автоматический защитный выключатель подбирается под номинал.


Автоматические выключатели нужны в каждой сети

Обратите внимание! Мощные промышленные оборудования потребляют множество ампер, поэтому для них есть свои показатели.

Номиналы автоматических выключателей

В последние десятилетия бытовые и промышленные низковольтные сети претерпели серьезные изменения в части отказа от устаревших пробок в пользу более современных и эффективных автоматов. В них больше не требуется заменять перегоревшие предохранители и производить длительные манипуляции, теперь достаточно устранить причину срабатывания и перевести ручку во включенное положение. Однако начинающие электрики и обыватели часто испытывают сложность с выбором конкретной модели под конкретные условия работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим основные номиналы автоматических выключателей и принципы их применения на практике.

Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току

По ПУЭ в каждом аппарате есть надпись, которая указывает на номинальное значение электрической энергии. Чтобы получить такую информацию, нужно просто рассмотреть корпус устройства. На нем есть буква и число. Всего для маркировки используются обычно три буквы — В, С и D. Числа обозначают количество заряда. Буква показывает временную характеристику или период, за который срабатывает прибор.


Маркировка оборудования

Для дома используются аппараты с первыми двумя буквами. В промышленности нужны защитные устройства D. Также применяются более мощные агрегаты, обозначенные буквами L, Z и K. У них номинальные значения выше, чем в бытовых, квартирных устройствах.

Стандартная линейка включает в себя мини-автоматы, воздушные автоматы, закрытые выключатели, устройства защитного отключения и дифференциальные автоматы.

Обратите внимание! В маркировке указываются также серия, рабочее напряжение, полюса и отключающая способность.

Номиналы автоматических выключателей: расчет по таблице

В последние десятилетия бытовые и промышленные низковольтные сети претерпели серьезные изменения в части отказа от устаревших пробок в пользу более современных и эффективных автоматов. В них больше не требуется заменять перегоревшие предохранители и производить длительные манипуляции, теперь достаточно устранить причину срабатывания и перевести ручку во включенное положение. Однако начинающие электрики и обыватели часто испытывают сложность с выбором конкретной модели под конкретные условия работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим основные номиналы автоматических выключателей и принципы их применения на практике.

Шкала номинальных токов

В соответствии с положениями п.5.3.2 ГОСТ Р 50345-2010 устанавливается предпочтительный ряд номинального тока, на который должен производиться тот или иной автоматический выключатель: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А. Эти значения являются обязательными для производителей отключающих агрегатов, поэтому какую бы фирму вы не выбрали, номинал будет соответствовать. Хотя некоторые компании охватывают не весь ряд или вносят некоторые коррективы.

Рисунок 1: обозначение номинала автомата

Вышеприведенная шкала стандартна для бытовых потребителей, но в промышленности могут использоваться и другие автоматические выключатели, номинал которых значительно больше. Так, в соответствии с п. 5.3.4.1 и 5.3.4.2 ГОСТ Р 50345-2010 выделяют следующие номиналы для силовых цепей:

  • 1500, 3000, 4500, 6000 и 10000 А – как стандартные величины международного образца;
  • 1000, 2000, 2500, 5000, 7500 и 9000 А – номиналы, применяемые в ограниченном круге государств;
  • 20 000 А для линий с ограничением по прочности до 25 000 А.

Рис. 2. Силовые автоматы

Данная величина показывает, какой номинал тока способен пропускать автоматический выключатель длительно в рабочем режиме, без перегрева или разрушения контактов. Номинал тока указывается на корпусе автомата в цифровом обозначении конкретного ампеража.

Однако следует отметить, что для автоматических выключателей в соответствии с требованиями п. 5.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 номинальный ток стандартизируется при температуре окружающей среды в + 30°С. Поэтому на этапе монтажа необходимо учитывать данный фактор. В большинстве случаев автомат располагается в шкафу или щитке на DIN рейку, где температура может существенно отличаться от погодных условий на открытой части.

Время-токовая характеристика

Все автоматические выключатели имеют определенную зависимость времени, в течении которого он будет отключен от величины протекающего через него тока. Такая зависимость получила название время-токовой характеристики, на которой в соответствии с п.4.8 ГОСТ Р 50345-2010 по оси абсцисс откладывается величина тока кратного номиналу, а по оси ординат время, что указывается в паспорте изделия.

Замечали ли вы, что номинал автоматического выключателя не показывает то значение, при котором защита отключит питание электрической сети. Все дело в том, что отключающие функции в автомате возложены на тепловой и электромагнитный расцепитель.

Первый из которых реагирует на токи перегрузки, которые долго нагревают элемент, второй срабатывает при токах короткого замыкания. Это обусловлено необходимостью пропускать кратковременные перегрузки в виде пусковых токов, которые не несут существенной угрозы электрической проводке.

Поэтому автомат с номиналом в 16 А не отключит нагрузку в 17 А, а продолжит работу в том же режиме, что детально отображается на время-токовой характеристике.

Рис. 3. Время-токовые характеристики B C D

Как видите, кривая не приближается к оси ординат, поэтому отключение возможно только при значении нагрузки от 1,13 номинала автоматического выключателя, то есть для номинала в 16 А это значение составит 18,08 А, да и то отключение произойдет только через час. В соответствии с п.4.5 ГОСТ Р 50345-2010 выделяют три основных категории автоматических выключателей с время-токовой характеристикой B, C и D, приведенные на рисунке выше. Именно они являются наиболее актуальными в бытовых цепях. Как видите на изображении, все три категории отличаются зоной срабатывания, поэтому они применимы в таких ситуациях:

  • B – при кратности в 3 – 5 раз, для бытовых цепей с классической линейной нагрузкой;
  • C – при кратности в 5 – 10 раз, в сетях с плавным пуском электродвигателя, где присутствуют некоторые скачки тока;
  • D – при кратности в 10 – 20 раз, для электроустановок с большим коэффициентом перегрузки, с асинхронными короткозамкнутыми электрическими машинами, мощными трансформаторами и т.д.

Помимо этого на практике вы можете встретить автоматические выключатели с характеристиками A, K и Z. Но на рынке они скорее редкость, чем постоянный товар. Такие время-токовые характеристики являются специфическими и используются только в узкоспециализированных отраслях. Принципиальное отличие номиналов приведено на рисунке ниже.

Рис. 4. Сравнение характеристик

Номиналы автоматов (подбор по таблице)

При выборе конкретного номинала автоматического выключателя для дома или производственного цеха можно руководствоваться допустимыми токовыми ограничениями. К примеру, для конкретного типа электрического провода или кабеля, использованного в качестве проводки или питающей линии. Чтобы предотвратить перегрев с возможной утратой диэлектрических свойств в дальнейшем, номинал автоматического выключателя выбирается с запасом по электрической прочности. Достаточно удобным способом подбора является таблица:

Таблица: выбор номинала выключателя по току

Сила тока (А)Мощность сети с 1 фазой (кВт)Мощность 3- фазной сети (кВт)Cечения медных проводов (мм2)Сечения алюминиевых проводов (мм2)
10,20,512,5
20,41,112,5
30,71,612,5
40,92,112,5
51,12,612,5
61,33,212,5
81,75,11,52,5
102,25,31,52,5
163,58,41,52,5
204,410,52,54
255,513,246
32716,8610
408,821,11016
501126,31016
6313,933,21625
8017,652,52535
1002265,73550

Показатели номинального тока на автоматических выключателям

В мини-моделях стандартные номиналы автоматов 25-32 А, поскольку они имеют минимальный функционал работы. Они оцениваются в низкую стоимость и не могут быть настроены вручную. Воздушные автоматы обладают большими размерами, открытым негерметичным корпусом и повышенной номинальной мощностью от 400 А. Закрытые выключатели используются для силовых потребителей. У них закрытый герметичный корпус, сравнительно небольшие габариты. Они работают с сетями до 3,2 кА. Их можно использовать в экстремальном влажном климате.

К сведению! УЗО — самые популярные защитники бытовых электрических сетей. Они защищают квартирную электропроводку и жильцов от удара током. Они имеют номинальный ток от 10 А. Как и ряд других устройств, УЗО бывает однофазным, двухфазным и трехфазным.

Дифавтомат — гибридный аппарат, имеющий свойства УЗО. Им защищается проводка и обеспечивается защита от перегрузки. Его номинальное токовое значение 6-63 А.

Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода

Определив номинал автомата, исходя из мощности «подвешенной» нагрузки, необходимо убедиться в том, что электропроводка выдержит соответствующий ток. В качестве ориентира можно воспользоваться нижеприведённой таблицей, составленной для медного провода и однофазной цепи (таблица 3):

Сечение
жилы, кв.мм
Допустимый
ток, А
Макс. мощность
нагрузки, кВт
Ток
автомата, А
Возможные
потребители
1,5194,216Освещение, сигнализация
2,5276,025Розеточная группа, тёплый пол
4388,432Кондиционер, водогрейка
64610,140Электроплита, духовка

Как видим, все три показателя (мощность, сила тока и сечение провода) взаимосвязаны, поэтому номинал автомата можно, в принципе, выбирать по любому из них. В то же время необходимо убедиться, что все параметры стыкуются между собой, и при необходимости сделать соответствующую корректировку.

При любом раскладе следует помнить следующее:

  1. Установка чрезмерно мощного автомата может привести к тому, что до его срабатывания электрооборудование, не защищённое собственным предохранителем, выйдет из строя.
  2. Автомат с заниженным числом ампер способен стать источником нервных стрессов, обесточивая дом или отдельные помещения при включении электрочайника, утюга или пылесоса.

{SOURCE}

Где и как применяются автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.


Автоматы для защиты электросети

Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.

Типы автоматических выключателей

Все они делятся на:

  • низковольтные — это до 1000 В;
  • высоковольтные, выше 1000 В.

Сразу стоит оградить от непродуманного использования ни в коем случае нельзя использовать низковольтные автоматические выключатели, в цепях высокого напряжения. Это отдельный тип данной аппаратуры, который требует не только правильной установки, но и соответствующей эксплуатации.

Ещё одно различие связано с их исполнением оно бывает:

  • Модульное;
  • Литое;
  • Воздушное силовое.

Именно модульные самые распространенные типы выключателей, применяемых в квартирах, домах, дачных участках, то есть во всех бытовых случаях. Они очень компактны и удобны крепятся на специальную планку называемую DIN-рейкой. Нужно всего лишь разжать элементы крепления, которые стягиваются пружинкой и установить автоматический выключатель в нужное место, чаще всего это электрощиток. Какой размер его ставить, это уже зависит от количества оборудования в нём. Он должен запираться надёжно на ключ, что бы ни дети ни кто-то другой не мог включить автомат когда на линии ведутся работы.

Номинальный ток автомата

У разных электроприборов потребляемая мощность способна отличаться в тысячи раз. Соответственно неодинаков и рабочий ток. К примеру, обычная квартира в жилом доме потребляет до 16-32 А. Поэтому автомат защиты квартирной сети подбирается на аналогичный номинал. Мощные промышленные печи способны потреблять от энергосистемы сотни ампер. Соответственно автомат для них требуется на больший номинал.


Номиналы автоматических выключателей

Маркировка автомата

Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.

Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:

  • C25 — временная характеристика C, номинальный ток 25 А;
  • B32 — характеристика B, 32 А.

В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.

Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.

Временная характеристика автоматических выключателей

В автоматических выключателях используется 2 вида расцепителей:

  1. Электромагнитный. Обладает мгновенным срабатыванием. При превышении тока электромагнитного расцепителя устройство защиты отключается без каких-либо временных задержек. Этот узел приводит к срабатыванию автомата при КЗ.
  2. Тепловой расцепитель. Срабатывает через некоторое время. Применяется для защиты от перегрузок. Причем, чем сильнее превышена допустимая мощность потребителя, тем быстрее сработает защита.

Нюансы

В основном, вопросов с подбором пакетника по сечению кабеля у читателей не должно возникнуть, но есть некоторые тонкости, которые мы не упомянули выше.

  1. Автомат с каким типом электромагнитного расцепителя выбрать В быту чаще всего используются автоматы категории «В» и «С». Обусловлено это максимально быстрым срабатыванием пакетных выключателей при превышении номинального тока. Это крайне актуально при использовании таких приборов как электрочайники, тостеры и утюги. В зависимости от типа используемой техники следует выбирать определенную категорию, желательно отдать предпочтение выключателям категории «В».
  2. Автомат с какой максимальной мощностью отключаемой способности выбрать Зависит от места расположения ввода электричества с подстанции в квартиру, если в непосредственной близости, то стоит выбирать с отключаемой способностью в 10000 ампер, в остальном же для городских квартир хватает устройств на 5000–6000 ампер. Можно перестраховаться и выбрать вариант в 10000 ампер, в конечном счете данный показатель влияет лишь на то, будет ли работоспособен автомат после короткого замыкания.
  3. Какой тип провода выбрать: алюминий или медь Настоятельно не рекомендуем приобретать алюминиевые проводники. Медная проводка более надежная и способна выдерживать более высокие токи.

Помимо обычных автоматов в быту и промышленности часто встречаются и другие, родственные устройства. Они обладают определенными достоинствами перед простыми автоматическими выключателями.

Мини модели

Линейка устройств защиты широкого потребления. Устанавливаются в квартирные электрощиты. Данные приборы рассчитаны на малые номиналы 25-32 А. Обладают минимальным функционалом. Стоят дешево и не имеют возможности ручной подстройки тока срабатывания. При некорректной работе их целесообразней заменить новыми, нежели перенастроить.

Дополнительная информация. В дорогих моделях предусмотрен регулятор для корректировки тока срабатывания. Данная процедура проводится в электротехнических лабораториях. Автомат подключается к специальному стенду. Затем ток плавно повышается. Это необходимо, чтобы выяснить при каком значении тока отключается каждое конкретное устройство защиты. А далее, внести корректировки в электромагнитный расцепитель.

Воздушные (силовые или открытые) автоматы

Главные особенности этих устройств — большие размеры, открытое негерметичное исполнение и повышенная номинальная мощность в сравнении с мини моделями. Силовые автоматы широко используются не только для защиты электрических сетей и агрегатов, но и для их включения и выключения.


Воздушный выключатель-разъединитель

Такие выключатели устанавливаются на промышленных распределительных щитах для питания мощных установок на десятки киловатт. Их номиналы достигают значений в 400 А и выше.

Закрытые выключатели

Рассчитаны на повышенную мощность. Применяются для защиты силовых потребителей. Приборы данного класса обладают закрытым герметичным исполнением и сравнительно малыми габаритами. Пригодны в сетях до 3,2 кА и отключаются при КЗ до 35 кА.

Достоинство закрытых устройств защиты заключается в их герметичности. Это свойство допускает их применение в экстремальных условиях тропического климата.

Устройства защитного отключения

В большинстве случаев встречаются в бытовых электросетях. Используются для защиты квартирной проводки от повреждения изоляции, а жильцов от опасного прикосновения к токоведущим частям.

УЗО не предназначено для защиты кабелей от коротких замыканий. Вместо этого оно сравнивает токи, протекающие в фазном и нулевом проводах. Если разница превышает определенное значение, значит, где-то нарушена изоляция или человек коснулся фазного провода. В таком случае электропитание квартиры аварийно отключается.

Дифференциальный автоматический выключатель

Гибридное устройство, обладающее свойствами обычного автомата и полноценного УЗО. Диф автомат одновременно используется для защиты проводки от токов утечки и перегрузок. Такие функциональные возможности позволяют установить в щит вместо двух отдельных устройств защиты одно общее. В результате проводка упрощается и занимает меньше пространства.


Трехфазный дифавтомат

Разновидности модульных устройств защиты

Помимо обычных автоматов в быту и промышленности часто встречаются и другие, родственные устройства. Они обладают определенными достоинствами перед простыми автоматическими выключателями.

Мини модели

Линейка устройств защиты широкого потребления. Устанавливаются в квартирные электрощиты. Данные приборы рассчитаны на малые номиналы 25-32 А. Обладают минимальным функционалом. Стоят дешево и не имеют возможности ручной подстройки тока срабатывания. При некорректной работе их целесообразней заменить новыми, нежели перенастроить.

Дополнительная информация. В дорогих моделях предусмотрен регулятор для корректировки тока срабатывания. Данная процедура проводится в электротехнических лабораториях. Автомат подключается к специальному стенду. Затем ток плавно повышается. Это необходимо, чтобы выяснить при каком значении тока отключается каждое конкретное устройство защиты. А далее, внести корректировки в электромагнитный расцепитель.

Воздушные (силовые или открытые) автоматы

Главные особенности этих устройств — большие размеры, открытое негерметичное исполнение и повышенная номинальная мощность в сравнении с мини моделями. Силовые автоматы широко используются не только для защиты электрических сетей и агрегатов, но и для их включения и выключения.

Воздушный выключатель-разъединитель

Такие выключатели устанавливаются на промышленных распределительных щитах для питания мощных установок на десятки киловатт. Их номиналы достигают значений в 400 А и выше.

Закрытые выключатели

Рассчитаны на повышенную мощность. Применяются для защиты силовых потребителей. Приборы данного класса обладают закрытым герметичным исполнением и сравнительно малыми габаритами. Пригодны в сетях до 3,2 кА и отключаются при КЗ до 35 кА.

Достоинство закрытых устройств защиты заключается в их герметичности. Это свойство допускает их применение в экстремальных условиях тропического климата.

Устройства защитного отключения

В большинстве случаев встречаются в бытовых электросетях. Используются для защиты квартирной проводки от повреждения изоляции, а жильцов от опасного прикосновения к токоведущим частям.

УЗО не предназначено для защиты кабелей от коротких замыканий. Вместо этого оно сравнивает токи, протекающие в фазном и нулевом проводах. Если разница превышает определенное значение, значит, где-то нарушена изоляция или человек коснулся фазного провода. В таком случае электропитание квартиры аварийно отключается.

Дифференциальный автоматический выключатель

Гибридное устройство, обладающее свойствами обычного автомата и полноценного УЗО. Диф автомат одновременно используется для защиты проводки от токов утечки и перегрузок. Такие функциональные возможности позволяют установить в щит вместо двух отдельных устройств защиты одно общее. В результате проводка упрощается и занимает меньше пространства.

Выбор автоматического выключателя по мощности: таблица

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора автоматического включателя

Для начала нужно подсчитать сумму всех мощностей для которой нужно подобрать АВ. К автоматическому выключателю в квартирном щитке подключен провод, который идет на кухню, где через розетки подключаются чайник мощностью 2,2 кВт, микроволновая печь – 700 Вт, хлебопечь – 720 Вт. Суммарная мощность потребителей электроэнергии 3 620 Вт = 3,62 кВт. Расчет тока будем производить по формуле:

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Тип подключенияОднофазное 220 В,Трехфазное (треугольник), 380 ВТрехфазное (звезда), 220 В
Номинал автомата, А
1200 Вт1 100 Вт700 Вт
2400 Вт2 300 Вт1 300 Вт
3700 Вт3 400 Вт2 000 Вт
61 300 Вт6 800 Вт4 000Вт
102 200 Вт11 400 Вт6 600 Вт
163 500 Вт18 200 Вт10 600 Вт
204 400 Вт22 800 Вт13 200 Вт
255 500 Вт28 500 Вт16 500 Вт
327 000 Вт36 500 Вт21 100 Вт
408 800 Вт45 600 Вт26 400 Вт
5011 000 Вт57 000 Вт33 000 Вт
6313 900 Вт71 800 Вт41 600 Вт

Похожие записи

  • Трёхфазный автоматический выключатель с25
  • Как перевести амперы в ватты и обратно?
  • Выбор автомата по мощности
  • Как правильно подключить автоматический выключатель
  • Определение тарифного уровня напряжения при непосредственном техприсоединении потребителя электроэнергии к сетям тсо
  • Узо в электрике
  • Двухполюсный и однополюсный автоматы
  • Сечение кабеля по току
  • Правильный выбор трансформатора тока по госту
  • Пробки автомат для счетчиков
  • Сколько электроэнергии потребляет сплит-система: лучшие способы сэкономить
  • Техническое обслуживание систем кондиционирования
  • 4 способа определения потребляемой мощности электроприборов
  • Почему возникает высокое напряжение в сети и как с ним бороться
  • Основные неисправности автоматов и причины их возникновения
  • Что такое выключатель нагрузки и для чего он нужен?
  • Расчет резистора для светодиода: как подобрать токоограничивающий элемент
  • Расчет сопротивления параллельного соединения резисторов
  • Как подключить дифавтомат по схеме и зачем это нужно
  • Как я делал себе авр для генератора
  • Как правильно рассчитать мощность газового котла
  • Две схемы реле времени с задержкой выключения на 220в
  • Распределительный щит 380в в частном доме
  • Ква в квт
  • Источники бесперебойного питания для отопительных котлов любого типа

С этим читают

  • Трёхфазный автоматический выключатель с25
  • Как перевести амперы в ватты и обратно?
  • Выбор автомата по мощности
  • Как правильно подключить автоматический выключатель
  • Определение тарифного уровня напряжения при непосредственном техприсоединении потребителя электроэнергии к сетям тсо
  • Узо в электрике
  • Двухполюсный и однополюсный автоматы
  • Сечение кабеля по току
  • Правильный выбор трансформатора тока по госту
  • Пробки автомат для счетчиков

Количество полюсов

Бытовым электроприборам для работы необходимо однофазное питание. Достаточно фазного и нулевого провода. Мощные промышленные потребители (станки, печи) работают от трехфазной электросети. Им необходимы 4 провода: 3 фазы и 1 нулевой.

По этой причине и автоматические выключатели производятся в различном форм-факторе. Модели на 1 полюс устанавливают для защиты отдельных однофазных линий. На 2 применяются в качестве вводного устройства защиты квартирных электрощитов. Трехполюсные используются как силовые выключатели в трехфазных сетях. А четырехполюсные — это те же автоматы на 3 полюса, но они имеют дополнительный (4-й) модуль для нулевого провода.

Дополнительная информация. Если под рукой нет двухполюсного автомата, допустимо собрать его из 2 однополюсных. Устройства должны обладать одинаковыми временными и нагрузочными характеристиками. Аналогичным способом собираются выключатели на 3 и 4 полюса.

Виды номиналов автоматических выключателей


Однополюсный автоматический выключатель
Полное название устройства – вводный автоматический выключатель. Прежде чем устанавливать номиналы автоматов, важно узнать об особенностях их работы. Из-за близкого расположения к воздушной линии оборудование должно иметь повышенную коммутационную стойкость, которая характеризуется беспрепятственным и быстрым срабатыванием устройства при возникновении нештатных ситуаций. Все показатели фиксируются на маркировке оборудования.

Подача электроэнергии в квартиру зависит от схемы электрической сети и ее потребностей. На основании характеристических особенностей нужно подбирать подходящие номиналы автоматов по току.

Однополюсный


Маркировка автоматического выключателя
Данная разновидность применяется в электрической сети с одной фазой. Через верхнюю клемму устройство подключается к питанию, а нижняя клемма соединяет его с отходящим проводом.

Монтируют его в месте разрыва фазного провода.При возникновении аварийной ситуации он отключает кабель от питания. Принцип действия аналогичен автоматам, которые устанавливают на отводящих линиях, только номинальный ток выше (40 А).

Автомат ввода, установленный перед электрическим счетчиком, обязательно должен быть опломбирован. Кабель ввода в квартиру от перегрева также защищает ВА.

Двухполюсный


Двухполюсный автоматический выключатель
Двухполюсник несколько отличается от своего предшественника и состоит из блока с двумя полюсами. Они оснащены одним объединенным рычагом, который способен блокировать все механизмы отключения. Эта особенность в работе чрезвычайно важна, поскольку недопустимо подвергать нулевой провод разрыву.

Нельзя устанавливать вместо одного двухполюсника два однополюсника. Желаемого результата все равно не удастся достичь, а при аварийных ситуациях возрастает вероятность, что вся бытовая техника выйдет из строя.

Монтируется при однофазном вводе, обусловлено это специфической схемой подключения электроэнергии в домах старого образца. От стояка электрощита в подъезде в квартиру делается ответвление при помощи однофазной двухпроводной линии.

Для обеспечения 100% гарантии отключения обесточивают квартирный щиток, используя двухполюсник. Помимо этого, довольно часто приходится менять пакетный выключатель в щитке подъезда.

Еще одна весомая причина установки двухполюсного вводного автомата – замена пробок. На старых щитках еще остаются пробки, которые установлены на нуле и фазе. Схема подключения остается прежней.

Трехполюсный

Используется устройство для трехфазной сети для обеспечения одновременного обесточивания всех фаз при коротком замыкании или перегрузке внутренней электрической сети.

Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

Выбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и необходимостью дистанционного управления, а также типом предполагаемой телекоммуникационной системы.

Выбор автоматического выключателя

Выбор CB осуществляется с точки зрения:

  • Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение…) установки, для которой предназначен выключатель
  • Окружающая среда: температура окружающей среды, в корпусе киоска или распределительного щита, климатические условия и т. д.
  • Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки
  • Характеристики защищенных кабелей, шин, системы шинопроводов и применения (распределение, двигатель…)
  • Координация с вышестоящим и/или нижестоящим устройством: селективность, каскадирование, координация с выключателем-разъединителем, контактором…
  • Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, вспомогательным отключающим катушкам, соединению
  • Правила установки; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (См. Защита от поражения электрическим током и возгорания электрическим током)
  • Характеристики нагрузки, такие как двигатели, флуоресцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы НН/НН

Следующие примечания относятся к выбору автоматического выключателя НН для использования в распределительных системах.

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при данной температуре окружающей среды, как правило:

  • 30°C для бытовых автоматических выключателей согласно IEC 60898 серия
  • 40°C по умолчанию для автоматических выключателей промышленного типа, согласно серии IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

Работа этих автоматических выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависит от технологии их расцепителей (см. х47).

Рис. h47 – Температура окружающей среды

Некомпенсированные термомагнитные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют уровень тока срабатывания, который зависит от температуры окружающей среды.

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепляющими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от температуры окружающей среды. Если автоматический выключатель установлен в корпусе или в жарком месте (котельная и т. д.), ток, необходимый для отключения автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно снижен.Когда температура, в которой находится CB, превышает его опорную температуру, его номинальные характеристики снижаются. По этой причине производители выключателей предоставляют таблицы, в которых указаны коэффициенты, применяемые при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. , рис. h49) можно отметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению мощности выключателя. Кроме того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые вплотную друг к другу, как это обычно показано на рис. h34, обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при пропускании нормальных токов нагрузки, как правило, требует их снижения в 0,8 раза.

Пример

Какой номинал (In) выбрать для iC60 N?

  • Защита цепи, максимальный ток нагрузки которой оценивается в 34 А
  • Устанавливается рядом с другими выключателями в закрытой распределительной коробке
  • При температуре окружающей среды 60 °C

Номинальные параметры автоматического выключателя iC60N, рассчитанного на 40 А, будут снижены до 38.2 А в окружающем воздухе при 60°C (см. Рисунок h49). Однако, чтобы учесть взаимный нагрев в замкнутом пространстве, необходимо использовать отмеченный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 х 0,8 = 30,5 А, что не подходит для нагрузки 34 А.

Таким образом, будет выбран автоматический выключатель на 50 А, обеспечивающий номинальный (сниженный) ток 47,6 x 0,8 = 38 А.

Термомагнитные расцепители с компенсацией

Эти расцепители включают биметаллическую компенсирующую планку, которая позволяет регулировать уставку тока отключения при перегрузке (Ir или Irth) в заданном диапазоне независимо от температуры окружающей среды.

Например:

  • В некоторых странах система ТТ является стандартной для распределительных систем низкого напряжения, а бытовые (и аналогичные) установки защищены в рабочем положении автоматическим выключателем, предоставленным поставщиком. Этот CB, помимо обеспечения защиты от опасности косвенного прикосновения, срабатывает при перегрузке; при этом в случае превышения потребителем текущего уровня, указанного в его договоре поставки с энергоорганом. Автоматический выключатель (≤ 60 A) имеет компенсацию для диапазона температур от — 5 °C до + 40 °C.
  • Автоматические выключатели низкого напряжения с номиналом ≤ 630 А обычно оснащаются компенсирующими расцепителями для этого диапазона (от — 5 °C до + 40 °C) -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями Тепловые характеристики автоматического выключателя

    даны с учетом сечения и типа проводника (медь или алюминий) в соответствии с IEC60947-1, таблица 9 и 10, и IEC60898-1 и 2, таблица 10.

    iC60 (МЭК 60947-2)

    Рис.h48 – iC60 (IEC 60947-2) — пониженные/повышенные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

    Рейтинг Температура окружающей среды (°C)
    (А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
    0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
    1 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
    2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2.11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
    3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
    4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4.11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
    6 7,31 7,16 7.01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5,22
    10 11.7 11,5 11,3 11.1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
    13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12,4 12,1 11,8
    16 18.6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
    20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19,6 19,2 18,7 18,3
    25 28.5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23.1
    32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32,7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
    40 46.4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
    50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53,4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
    63 74.9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

    Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-G

    Рис. h49 – Compact NSX100-250, оснащенный расцепителями TM-D или TM-G — пониженные/повышенные номинальные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

    Рейтинг Температура окружающей среды (°C)
    (А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
    16 18.4 18,7 18 18 17 16,6 16 15,6 15,2 14,8 14,5 14 13,8
    25 28,8 28 27,5 25 26,3 25,6 25 24,5 24 23,5 23 22 21
    32 36.8 36 35,2 34,4 33,6 32,8 32 31,3 30,5 30 29,5 29 28,5
    40 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
    50 57.5 56 55 54 52,5 51 50 49 48 47 46 45 44
    63 72 71 69 68 66 65 63 61,5 60 58 57 55 54
    80 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68
    100 115 113 110 108 105 103 100 97.5 95 92,5 90 87,5 85
    125 144 141 138 134 131 128 125 122 119 116 113 109 106
    160 184 180 176 172 168 164 160 156 152 148 144 140 136
    200 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170
    250 288 281 277 269 263 256 250 244 238 231 225 219 213

    Электронные расцепители

    Электронные расцепители

    обладают высокой стабильностью при изменении температурного режима.

    Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа при изменяющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, соотносящую максимальные значения допустимых уровней тока отключения с температурой окружающей среды (см. , рис. h50).

    Кроме того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может быть использована для лучшего управления электрораспределением, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

    Рис. h50 — Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

    Тип выдвижного ящика Masterpact МТЗ2 N1-h2-h3-h4-L1-h20
    08 10 12 16 20 [а] 20 [b]
    Температура окружающей среды (°C)
    Спереди или сзади горизонтально 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
    45
    50
    55
    60 1900
    65 1830 1950
    70 1520 1750 1900
    В задней вертикальной 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
    45
    50
    55
    60
    65
    70
    1. ^ Тип: h2/h3/h4
    2. ^ Тип: L1

    Выбор порога мгновенного или кратковременного срабатывания

    На рисунке h51, приведенном ниже, представлены основные характеристики расцепителей мгновенного или кратковременного действия с задержкой срабатывания.

    Рис. h51 – Различные расцепители, мгновенного действия или с кратковременной выдержкой времени

    Тип Расцепитель приложений
    Низкая уставка

    тип Б

    • Источники с низким уровнем тока короткого замыкания (резервные генераторы)
    • Длинные линии или кабели
    Стандартная настройка

    тип С

    • Защита цепей: общий случай
    Высокая уставка

    тип D или K

    • Защита цепей с высокими начальными уровнями переходных токов (например,грамм. двигатели, трансформаторы, активные нагрузки)
    12 дюймов

    тип МА

    • Защита двигателей в сочетании с контакторами и защита от перегрузки

    Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

    Установка низковольтного автоматического выключателя требует, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или отключающая способность выключателя вместе с соответствующим устройством) была равна или превышала расчетный предполагаемый ток короткого замыкания в точке его установки

    Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:

    • Либо иметь номинальную отключающую способность Icu (или Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для точки его установки, либо
    • Если это не так, следует связать с другим устройством, которое расположено выше по потоку и которое имеет требуемую отключающую способность при коротком замыкании

    Во втором случае характеристики двух устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не должна превышать мощность, которую может выдержать нижестоящее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты без каких-либо повреждений.Этот метод выгодно используется в:

    • Сборки плавких предохранителей и автоматических выключателей
    • Объединения токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей.

    Этот метод известен как «каскадирование» (см. Координация автоматических выключателей).

    Автоматические выключатели для IT-систем

    В системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда второе замыкание на землю происходит при наличии первого замыкания на противоположной стороне автоматического выключателя (см. Рисунок h52).

    В этом случае автоматический выключатель должен устранять неисправность с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо межфазного напряжения. Отключающая способность выключателя в такой ситуации может быть изменена.

    Приложение H IEC60947-2 касается этой ситуации, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением.

    Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на заводской табличке должна использоваться маркировка символом.

    Правила некоторых стран могут включать дополнительные требования.

    Рис. h52 – Ситуация двойного замыкания на землю

    Выбор автоматических выключателей в качестве главного ввода и фидеров

    Установка с питанием от одного трансформатора

    Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, некоторые национальные стандарты требуют низковольтного автоматического выключателя, в котором хорошо видны разомкнутые контакты, например, выкатной автоматический выключатель.

    Пример

    (см. рис. х53)

    Какой тип автоматического выключателя подходит для главного автоматического выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора 250 кВА СН/НН (400 В) на подстанции потребителя?

    В трансформаторе = 360 А

    Isc (3 фазы) = 9 кА

    Для этой цели подходит Compact NSX400N с регулируемым диапазоном расцепителей от 160 до 400 А и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА.

    Рис. h53 – Пример трансформатора на подстанции потребителя

    Установка с несколькими параллельными трансформаторами

    (см. рис. х54)

    • Каждый из фидерных автоматических выключателей CBP должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подключенных к шинам: Isc1 + Isc2 + Isc3
    • Главные вводные автоматические выключатели CBM должны выдерживать максимальный ток короткого замыкания (например) только Isc2 + Isc3 для короткого замыкания, расположенного на входной стороне CBM1.

    Исходя из этих соображений, автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему току короткого замыкания в этих условиях, в то время как автоматический выключатель наибольшего трансформатора будет проходить наименьший уровень тока короткого замыкания. -ток цепи

    • Мощность CBM должна быть выбрана в соответствии с мощностью кВА соответствующих трансформаторов

    Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

    Примечание: Важнейшие условия для успешной работы 3-фазных трансформаторов при параллельном подключении можно резюмировать следующим образом:

    1. Фазовый сдвиг напряжения от первичного к вторичному должен быть одинаковым во всех устройствах, которые необходимо запараллелить.

    2. Коэффициенты напряжения холостого хода, первичная и вторичная, должны быть одинаковыми во всех блоках.

    3. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех устройств.

    Например, трансформатор на 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно распределять нагрузку с трансформатором на 1000 кВА с Zsc = 6%, т.е.е. трансформаторы будут загружаться автоматически пропорционально их номинальной мощности в кВА. Для трансформаторов с коэффициентом мощности более 2 кВА параллельная работа не рекомендуется.

    Рисунок h56 указывает для наиболее обычной компоновки (2 или 3 трансформатора одинаковой мощности кВА) максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются главные и главные выключатели (CBM и CBP соответственно, в рисунок h55). Он основан на следующих гипотезах:

    • 3-фазная мощность короткого замыкания на стороне СН трансформатора 500 МВА
    • Трансформаторы стандартные 20/0.Блоки распределительного типа 4 кВ, классифицированные по списку
    • Кабели от каждого трансформатора до его автоматического выключателя состоят из 5 метров одножильных проводников
    • Между каждой входной цепью CBM и каждой отходящей цепью CBP имеется шина длиной 1 метр
    • Распределительное устройство устанавливается в напольном закрытом распределительном щите при температуре окружающего воздуха 30 °C

    Пример

    (см. рис. h55)

    Выбор автоматического выключателя для режима CBM

    Для трансформатора 800 кВА In ​​= 1155 А; Icu (минимум) = 38 кА (от рис. х56), CBM, указанный в таблице, это Compact NS1250N (Icu = 50 кА)

    Выбор автоматического выключателя для режима CBP

    С.в. Отключающая способность (Icu), необходимая для этих автоматических выключателей, указана в рис. h56 как 56 кА.

    Для трех отходящих цепей 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типов NSX400 H, NSX250 H и NSX100 H. Номинал Icu в каждом случае = 70 кА.

    Преимущества этих автоматических выключателей:

    • Полная селективность с входными (CBM) прерывателями
    • Использование «каскадной» техники с соответствующей экономией на всех последующих компонентах

    Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

    Рис. h56 – Максимальные значения тока короткого замыкания, отключаемого вводным и фидерным выключателями (CBM и CBP соответственно), для нескольких трансформаторов, включенных параллельно

    Количество и мощность трансформаторов 20/0,4 кВ Минимальная отключающая способность КЗ главных выключателей (Icu) кА Главные автоматические выключатели (CBM) полная селективность с отходящими автоматическими выключателями (CBP) Минимальная отключающая способность КЗ главных выключателей (Icu) кА Номинальный ток In главного автоматического выключателя (CPB) 250А
    2 х 400 14 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 28 NSX100-630F
    3 х 400 28 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 42 NSX100-630N
    2 х 630 22 МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 44 NSX100-630N
    3 х 630 44 МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 66 NSX100-630S
    2 х 800 19 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 38 NSX100-630N
    3 х 800 38 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 57 NSX100-630H
    2 х 1000 23 МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н 46 NSX100-630N
    3 х 1000 46 МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / НС1600Н 69 NSX100-630H
    2 х 1250 29 МТЗ2 20Н1/НС2000Н 58 NSX100-630H
    3 х 1250 58 МТЗ2 20х2/НС2000Н 87 NSX100-630S
    2 х 1600 36 МТЗ2 25Н1/НС2500Н 72 NSX100-630S
    3 х 1600 72 МТЗ2 25х3/НС2500Н 108 NSX100-630L
    2 х 2000 45 МТЗ2 32х2/НС3200Н 90 NSX100-630S
    3 х 2000 90 МТЗ2 32х3 135 NSX100-630L

    Выбор фидерных и оконечных выключателей

    Уровни тока короткого замыкания в любой точке установки можно получить из таблиц

    Использование таблицы G42

    Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:

    • Значение тока короткого замыкания в точке, расположенной выше точки, предназначенной для соответствующего выключателя
    • Длина, гр.s.a., и состав проводников между двумя точками

    Затем может быть выбран автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение.

    Подробный расчет уровня тока короткого замыкания

    Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, полученного из таблицы, необходимо использовать метод, указанный в разделе «Ток короткого замыкания». .

    Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищаемым полюсом

    Эти выключатели, как правило, снабжены устройством защиты от перегрузки по току только на фазном полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. Однако в схеме ИТ должны соблюдаться следующие условия:

    • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойной неисправности
    • Номинал отключения по току короткого замыкания: 2-полюсный фазо-нейтральный выключатель должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного замыкания
    • Защита от непрямого прикосновения: данная защита обеспечивается согласно правилам для ИТ-схем

    Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

    Выбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и необходимостью дистанционного управления, а также типом предполагаемой телекоммуникационной системы.

    Выбор автоматического выключателя

    Выбор CB осуществляется с точки зрения:

    • Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение…) установки, для которой предназначен СВ
    • Окружающая среда: температура окружающей среды, в корпусе киоска или распределительного щита, климатические условия и т. д.
    • Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки
    • Характеристики защищенных кабелей, шин, системы шинопроводов и применения (распределение, двигатель…)
    • Координация с вышестоящим и/или нижестоящим устройством: селективность, каскадирование, координация с выключателем нагрузки, контактором…
    • Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, вспомогательным отключающим катушкам, соединению
    • Правила установки; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (См. Защита от поражения электрическим током и возгорания электрическим током)
    • Характеристики нагрузки, такие как двигатели, флуоресцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы НН/НН

    Следующие примечания относятся к выбору автоматического выключателя НН для использования в распределительных системах.

    Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

    Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при данной температуре окружающей среды, как правило:

    • 30°C для бытовых автоматических выключателей согласно IEC 60898 серия
    • 40°C по умолчанию для автоматических выключателей промышленного типа, согласно серии IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

    Работа этих автоматических выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависит от технологии их расцепителей (см. х47).

    Рис. h47 – Температура окружающей среды

    Некомпенсированные термомагнитные расцепители

    Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют уровень тока срабатывания, который зависит от температуры окружающей среды.

    Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепляющими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от температуры окружающей среды. Если автоматический выключатель установлен в корпусе или в жарком месте (котельная и т. д.), ток, необходимый для отключения автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно снижен.Когда температура, в которой находится CB, превышает его опорную температуру, его номинальные характеристики снижаются. По этой причине производители выключателей предоставляют таблицы, в которых указаны коэффициенты, применяемые при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. , рис. h49) можно отметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению мощности выключателя. Кроме того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые вплотную друг к другу, как это обычно показано на рис. h34, обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при пропускании нормальных токов нагрузки, как правило, требует их снижения в 0,8 раза.

    Пример

    Какой номинал (In) выбрать для iC60 N?

    • Защита цепи, максимальный ток нагрузки которой оценивается в 34 А
    • Устанавливается рядом с другими выключателями в закрытой распределительной коробке
    • При температуре окружающей среды 60 °C

    Номинальные параметры автоматического выключателя iC60N, рассчитанного на 40 А, будут снижены до 38.2 А в окружающем воздухе при 60°C (см. Рисунок h49). Однако, чтобы учесть взаимный нагрев в замкнутом пространстве, необходимо использовать отмеченный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 х 0,8 = 30,5 А, что не подходит для нагрузки 34 А.

    Таким образом, будет выбран автоматический выключатель на 50 А, обеспечивающий номинальный (сниженный) ток 47,6 x 0,8 = 38 А.

    Термомагнитные расцепители с компенсацией

    Эти расцепители включают биметаллическую компенсирующую планку, которая позволяет регулировать уставку тока отключения при перегрузке (Ir или Irth) в заданном диапазоне независимо от температуры окружающей среды.

    Например:

    • В некоторых странах система ТТ является стандартной для распределительных систем низкого напряжения, а бытовые (и аналогичные) установки защищены в рабочем положении автоматическим выключателем, предоставленным поставщиком. Этот CB, помимо обеспечения защиты от опасности косвенного прикосновения, срабатывает при перегрузке; при этом в случае превышения потребителем текущего уровня, указанного в его договоре поставки с энергоорганом. Автоматический выключатель (≤ 60 A) имеет компенсацию для диапазона температур от — 5 °C до + 40 °C.
    • Автоматические выключатели низкого напряжения с номиналом ≤ 630 А обычно оснащаются компенсирующими расцепителями для этого диапазона (от — 5 °C до + 40 °C) -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями Тепловые характеристики автоматического выключателя

      даны с учетом сечения и типа проводника (медь или алюминий) в соответствии с IEC60947-1, таблица 9 и 10, и IEC60898-1 и 2, таблица 10.

      iC60 (МЭК 60947-2)

      Рис.h48 – iC60 (IEC 60947-2) — пониженные/повышенные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

      Рейтинг Температура окружающей среды (°C)
      (А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
      0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
      1 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
      2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2.11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
      3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
      4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4.11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
      6 7,31 7,16 7.01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5,22
      10 11.7 11,5 11,3 11.1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
      13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12,4 12,1 11,8
      16 18.6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
      20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19,6 19,2 18,7 18,3
      25 28.5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23.1
      32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32,7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
      40 46.4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
      50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53,4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
      63 74.9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

      Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-G

      Рис. h49 – Compact NSX100-250, оснащенный расцепителями TM-D или TM-G — пониженные/повышенные номинальные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

      Рейтинг Температура окружающей среды (°C)
      (А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
      16 18.4 18,7 18 18 17 16,6 16 15,6 15,2 14,8 14,5 14 13,8
      25 28,8 28 27,5 25 26,3 25,6 25 24,5 24 23,5 23 22 21
      32 36.8 36 35,2 34,4 33,6 32,8 32 31,3 30,5 30 29,5 29 28,5
      40 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
      50 57.5 56 55 54 52,5 51 50 49 48 47 46 45 44
      63 72 71 69 68 66 65 63 61,5 60 58 57 55 54
      80 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68
      100 115 113 110 108 105 103 100 97.5 95 92,5 90 87,5 85
      125 144 141 138 134 131 128 125 122 119 116 113 109 106
      160 184 180 176 172 168 164 160 156 152 148 144 140 136
      200 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170
      250 288 281 277 269 263 256 250 244 238 231 225 219 213

      Электронные расцепители

      Электронные расцепители

      обладают высокой стабильностью при изменении температурного режима.

      Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа при изменяющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, соотносящую максимальные значения допустимых уровней тока отключения с температурой окружающей среды (см. , рис. h50).

      Кроме того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может быть использована для лучшего управления электрораспределением, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

      Рис. h50 — Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

      Тип выдвижного ящика Masterpact МТЗ2 N1-h2-h3-h4-L1-h20
      08 10 12 16 20 [а] 20 [b]
      Температура окружающей среды (°C)
      Спереди или сзади горизонтально 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
      45
      50
      55
      60 1900
      65 1830 1950
      70 1520 1750 1900
      В задней вертикальной 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
      45
      50
      55
      60
      65
      70
      1. ^ Тип: h2/h3/h4
      2. ^ Тип: L1

      Выбор порога мгновенного или кратковременного срабатывания

      На рисунке h51, приведенном ниже, представлены основные характеристики расцепителей мгновенного или кратковременного действия с задержкой срабатывания.

      Рис. h51 – Различные расцепители, мгновенного действия или с кратковременной выдержкой времени

      Тип Расцепитель приложений
      Низкая уставка

      тип Б

      • Источники с низким уровнем тока короткого замыкания (резервные генераторы)
      • Длинные линии или кабели
      Стандартная настройка

      тип С

      • Защита цепей: общий случай
      Высокая уставка

      тип D или K

      • Защита цепей с высокими начальными уровнями переходных токов (например,грамм. двигатели, трансформаторы, активные нагрузки)
      12 дюймов

      тип МА

      • Защита двигателей в сочетании с контакторами и защита от перегрузки

      Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

      Установка низковольтного автоматического выключателя требует, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или отключающая способность выключателя вместе с соответствующим устройством) была равна или превышала расчетный предполагаемый ток короткого замыкания в точке его установки

      Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:

      • Либо иметь номинальную отключающую способность Icu (или Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для точки его установки, либо
      • Если это не так, следует связать с другим устройством, которое расположено выше по потоку и которое имеет требуемую отключающую способность при коротком замыкании

      Во втором случае характеристики двух устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не должна превышать мощность, которую может выдержать нижестоящее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты без каких-либо повреждений.Этот метод выгодно используется в:

      • Сборки плавких предохранителей и автоматических выключателей
      • Объединения токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей.

      Этот метод известен как «каскадирование» (см. Координация автоматических выключателей).

      Автоматические выключатели для IT-систем

      В системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда второе замыкание на землю происходит при наличии первого замыкания на противоположной стороне автоматического выключателя (см. Рисунок h52).

      В этом случае автоматический выключатель должен устранять неисправность с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо межфазного напряжения. Отключающая способность выключателя в такой ситуации может быть изменена.

      Приложение H IEC60947-2 касается этой ситуации, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением.

      Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на заводской табличке должна использоваться маркировка символом.

      Правила некоторых стран могут включать дополнительные требования.

      Рис. h52 – Ситуация двойного замыкания на землю

      Выбор автоматических выключателей в качестве главного ввода и фидеров

      Установка с питанием от одного трансформатора

      Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, некоторые национальные стандарты требуют низковольтного автоматического выключателя, в котором хорошо видны разомкнутые контакты, например, выкатной автоматический выключатель.

      Пример

      (см. рис. х53)

      Какой тип автоматического выключателя подходит для главного автоматического выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора 250 кВА СН/НН (400 В) на подстанции потребителя?

      В трансформаторе = 360 А

      Isc (3 фазы) = 9 кА

      Для этой цели подходит Compact NSX400N с регулируемым диапазоном расцепителей от 160 до 400 А и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА.

      Рис. h53 – Пример трансформатора на подстанции потребителя

      Установка с несколькими параллельными трансформаторами

      (см. рис. х54)

      • Каждый из фидерных автоматических выключателей CBP должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подключенных к шинам: Isc1 + Isc2 + Isc3
      • Главные вводные автоматические выключатели CBM должны выдерживать максимальный ток короткого замыкания (например) только Isc2 + Isc3 для короткого замыкания, расположенного на входной стороне CBM1.

      Исходя из этих соображений, автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему току короткого замыкания в этих условиях, в то время как автоматический выключатель наибольшего трансформатора будет проходить наименьший уровень тока короткого замыкания. -ток цепи

      • Мощность CBM должна быть выбрана в соответствии с мощностью кВА соответствующих трансформаторов

      Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

      Примечание: Важнейшие условия для успешной работы 3-фазных трансформаторов при параллельном подключении можно резюмировать следующим образом:

      1. Фазовый сдвиг напряжения от первичного к вторичному должен быть одинаковым во всех устройствах, которые необходимо запараллелить.

      2. Коэффициенты напряжения холостого хода, первичная и вторичная, должны быть одинаковыми во всех блоках.

      3. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех устройств.

      Например, трансформатор на 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно распределять нагрузку с трансформатором на 1000 кВА с Zsc = 6%, т.е.е. трансформаторы будут загружаться автоматически пропорционально их номинальной мощности в кВА. Для трансформаторов с коэффициентом мощности более 2 кВА параллельная работа не рекомендуется.

      Рисунок h56 указывает для наиболее обычной компоновки (2 или 3 трансформатора одинаковой мощности кВА) максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются главные и главные выключатели (CBM и CBP соответственно, в рисунок h55). Он основан на следующих гипотезах:

      • 3-фазная мощность короткого замыкания на стороне СН трансформатора 500 МВА
      • Трансформаторы стандартные 20/0.Блоки распределительного типа 4 кВ, классифицированные по списку
      • Кабели от каждого трансформатора до его автоматического выключателя состоят из 5 метров одножильных проводников
      • Между каждой входной цепью CBM и каждой отходящей цепью CBP имеется шина длиной 1 метр
      • Распределительное устройство устанавливается в напольном закрытом распределительном щите при температуре окружающего воздуха 30 °C

      Пример

      (см. рис. h55)

      Выбор автоматического выключателя для режима CBM

      Для трансформатора 800 кВА In ​​= 1155 А; Icu (минимум) = 38 кА (от рис. х56), CBM, указанный в таблице, это Compact NS1250N (Icu = 50 кА)

      Выбор автоматического выключателя для режима CBP

      С.в. Отключающая способность (Icu), необходимая для этих автоматических выключателей, указана в рис. h56 как 56 кА.

      Для трех отходящих цепей 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типов NSX400 H, NSX250 H и NSX100 H. Номинал Icu в каждом случае = 70 кА.

      Преимущества этих автоматических выключателей:

      • Полная селективность с входными (CBM) прерывателями
      • Использование «каскадной» техники с соответствующей экономией на всех последующих компонентах

      Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

      Рис. h56 – Максимальные значения тока короткого замыкания, отключаемого вводным и фидерным выключателями (CBM и CBP соответственно), для нескольких трансформаторов, включенных параллельно

      Количество и мощность трансформаторов 20/0,4 кВ Минимальная отключающая способность КЗ главных выключателей (Icu) кА Главные автоматические выключатели (CBM) полная селективность с отходящими автоматическими выключателями (CBP) Минимальная отключающая способность КЗ главных выключателей (Icu) кА Номинальный ток In главного автоматического выключателя (CPB) 250А
      2 х 400 14 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 28 NSX100-630F
      3 х 400 28 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 42 NSX100-630N
      2 х 630 22 МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 44 NSX100-630N
      3 х 630 44 МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 66 NSX100-630S
      2 х 800 19 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 38 NSX100-630N
      3 х 800 38 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 57 NSX100-630H
      2 х 1000 23 МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н 46 NSX100-630N
      3 х 1000 46 МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / НС1600Н 69 NSX100-630H
      2 х 1250 29 МТЗ2 20Н1/НС2000Н 58 NSX100-630H
      3 х 1250 58 МТЗ2 20х2/НС2000Н 87 NSX100-630S
      2 х 1600 36 МТЗ2 25Н1/НС2500Н 72 NSX100-630S
      3 х 1600 72 МТЗ2 25х3/НС2500Н 108 NSX100-630L
      2 х 2000 45 МТЗ2 32х2/НС3200Н 90 NSX100-630S
      3 х 2000 90 МТЗ2 32х3 135 NSX100-630L

      Выбор фидерных и оконечных выключателей

      Уровни тока короткого замыкания в любой точке установки можно получить из таблиц

      Использование таблицы G42

      Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:

      • Значение тока короткого замыкания в точке, расположенной выше точки, предназначенной для соответствующего выключателя
      • Длина, гр.s.a., и состав проводников между двумя точками

      Затем может быть выбран автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение.

      Подробный расчет уровня тока короткого замыкания

      Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, полученного из таблицы, необходимо использовать метод, указанный в разделе «Ток короткого замыкания». .

      Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищаемым полюсом

      Эти выключатели, как правило, снабжены устройством защиты от перегрузки по току только на фазном полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. Однако в схеме ИТ должны соблюдаться следующие условия:

      • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойной неисправности
      • Номинал отключения по току короткого замыкания: 2-полюсный фазо-нейтральный выключатель должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного замыкания
      • Защита от непрямого прикосновения: данная защита обеспечивается согласно правилам для ИТ-схем

      %PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > поток Acrobat Distiller 7.0 (Windows)2010-10-18T16:45:33+02:002010-10-18T16:45:33+02:00XSL Formatter V4.3 MR8 (4,3,2009,0626) для Windowsapplication/pdf

    • sa_kgu
    • uuid:42216a17-c87a-4194-be6c-d6aeff8720ccuuid:6a6e2685-d2a4-4103-afd1-f93a686f0eee конечный поток эндообъект 4 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект 3526 эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > поток HVnF+f9,*yqNuZEI*E%LHѦ;/R4`s{}Wo е ^% Wo V6)dVY[&LLWUVyVC/I9IMKVG^JVoR+~ط{mزC7SN&)sZL *BTA2҅x

      Параллельное переключение, когда автоматические выключатели СН/ВН прерывают общий ток КЗ

      Что такое параллельное переключение?

      Параллельное переключение происходит, когда два или более автоматических выключателя срабатывают для прерывания общего тока короткого замыкания.Обычно это относится к таким схемам шин, как двойной выключатель, полуторный выключатель, третий выключатель и кольцевая шина. В идеале все автоматические выключатели должны отключаться при одном и том же нулевом токе, и это, вероятно, было бы так, если бы все автоматические выключатели были одного типа и технологии, а размыкание контактов было одновременным.

      Явление параллельного переключения, когда автоматические выключатели СН/ВН прерывают общий ток короткого замыкания (фото предоставлено NSS Ltd) .

      Цель этой технической статьи состоит в том, чтобы изучить этот случай переключения и связать его с масляными, воздушными, элегазовыми и вакуумными автоматическими выключателями, работающими параллельно в различных комбинациях.

      Опыт показывает, что параллельная коммутация не столько вызывает озабоченность, сколько часто задаваемый вопрос, и цель этой технической статьи — дать лучшее понимание режима коммутации . В этом контексте важно отметить, что автоматические выключатели не имеют характеристик параллельной коммутации, а скорее обладают определенной способностью выполнять свои функции.

      На параллельную коммутацию в первую очередь влияют обстоятельства, связанные с прогрессивным развитием автоматических выключателей и их фактическим применением пользователями и под их контролем. Таким образом, это дело пользователя, и в этой статье содержится руководство о том, как пользователь может оценить параллельную коммутацию при необходимой технической поддержке производителей автоматических выключателей.

      Обратите внимание, что параллельное переключение не следует путать с развивающимися неисправностями, последние представляют собой другое явление.

      Оглавление:

      Отделение:

      1. Характеристики автоматического выключателя
      2. Анализ и правила
      3. Параллельное переключение на практике
      4. Выводы
    • Выводы

    • 1. Характеристики автоматического выключателя

      Параллельное переключение влияют задействованные автоматические выключатели и их соответствующие характеристики:

      • Относительное время механического размыкания;
      • Относительные текущие уровни;
      • Относительное напряжение дуги;
      • Дугообразные окна;
      • Системные и местные импедансы;

      Однако, как станет очевидным в следующем разделе «Анализ и правила», факторами, которые необходимо учитывать, являются относительное механическое время размыкания, относительное напряжение дуги и, в некоторой степени, системный и локальный импедансы.

      Опыт показывает, что ранжирование времени механического размыкания от самого быстрого до самого медленного, скорее всего, выглядит следующим образом:

      1. Выключатели с воздушным дутьем;
      2. Элегазовые выключатели;
      3. Выключатели масляные;
      4. Автоматические выключатели среднего напряжения всех типов.

      Распределение напряжения дуги от самого высокого к самому низкому выглядит следующим образом:

      1. Автоматические выключатели с воздушным дутьем;
      2. Выключатели масляные;
      3. Элегазовые выключатели;
      4. Выключатели вакуумные.

      Что касается системного и локального импедансов, то первое будет преобладать и даст одинаковый фазовый угол для токов в двух параллельных автоматических выключателях.

      Местные импедансы определяют распределение тока между двумя автоматическими выключателями. Если автоматические выключатели останутся замкнутыми, то разделение по току сохранится; однако, как только хотя бы один из автоматических выключателей коснется части, именно напряжение дуги будет доминировать при определении распределения тока и конечного результата.

      Рекомендуемая литература – ​​Основы высоковольтных автоматических выключателей

      Основы высоковольтных автоматических выключателей, коммутационные нагрузки и режимы отказов

      Вернуться к оглавлению ↑


      2. Анализ и правила

      5 Эквивалентная схема для Анализ параллельной коммутации показан на рисунке 1.

      Рисунок 1 – Эквивалентная схема для анализа параллельной коммутации

      Рисунок 1 – Эквивалентная схема для анализа параллельной коммутации

      Где:

      • В с – Напряжение источника
      • s
        — Импеданс удаленного источника
      • x 1 , x 2 — Локальные импендиаты
      • I F — Ошибка неисправности
      • I 1 , I 2 — Ток в автоматические выключатели CB1 и CB2
      • V a1 , V a2 – Дуговые напряжения контура автоматические выключатели CB1 и CB2

      Систему можно рассматривать как источник постоянного тока.Пренебрегая сопротивлением для простоты и рассматривая абсолютные значения, и предполагая, что контакты разомкнулись на обоих автоматических выключателях, применимо следующее (уравнения 1 и 2):

      I F = I 1 + I 2 и и I 1 x 1 + V 2 = I 2 x 2 x 2 + v a2

      Объединение этих уравнений:

      (I F — I 2 ) x 1 — I 2 x 1 = V A2 — V A1
      I 2 (x 1 + x 2 ) = I F X 1 + V a1 − V a2

      Условие обращения в нуль I 2 , т.е.е. Для коммутации CB1:

      I F x 1 + V A1 -V A2 = 0 или V A2 = I F x 1 + V A1

      Аналогично для I 1 для коммутации с CB2 выполняется условие: V a1 = I F X 2 +V a2 902 Последняя интерпретация двух уравнений ток будет коммутироваться от первого выключателя до достижения напряжения дуги, равного напряжению холостого хода после коммутации, или, проще говоря, ток будет коммутироваться от выключателя с наибольшим напряжением дуги к выключателю с наибольшим напряжением дуги. меньшее напряжение дуги. Это основное правило параллельного переключения.

      Правило проиллюстрировано на рис. 2, где показан реальный случай использования разъединителя для параллельного переключения между двумя линиями передачи. После контактного разъема видно, что дуговое напряжение нарастает по мере удлинения дуги и постепенного перехода тока в параллельную линию.

      Ток в разъединителе становится равным нулю, когда напряжение дуги становится равным напряжению холостого хода на выключателе.Обратите внимание, что это событие переключения основано на естественной коммутации и, таким образом, занимает определенное количество циклов в зависимости от полного сопротивления последовательного и параллельного тракта.

      В случае автоматических выключателей коммутация является принудительной и быстрой и происходит в течение одного полупериода .

      Рисунок 2 – Параллельное переключение между линиями электропередачи с разъединителем

      Рисунок 2 – Параллельное переключение между линиями электропередачи с разъединителем

      Где:

      1. Напряжение на разъединителе
      2. Ток в разъединителе
      3. Ток в параллельной линии электропередачи

      9 к оглавлению ↑


      3.Параллельное переключение на практике

      Очевидно, что на практике возможно множество сценариев параллельного переключения. Будет рассмотрен базовый вариант, а затем будут обсуждены варианты относительно этого случая. Базовый вариант предполагает одновременное размыкание контактов (на самом деле это может быть не всегда так, особенно в случаях неисправности, вызывающей срабатывание нескольких систем защиты) и об одинаковом токе в обоих автоматических выключателях .

      Фактическое распределение тока в действительности, скорее всего, будет достаточно близким, скажем, в диапазоне 60 % / 40 % в худшем случае .В таблице 1 показано направление передачи тока для базового случая (см. рис. 2) только с учетом иерархии напряжений дуги и правила, обсуждавшегося выше.

      Таблица 1 — Текущее направление передачи для параллельных выключателей для параллельных автоматических выключателей с той же контактным расставанием Мгновенное действие и на основе дуговой напряжения

      901 01
      CB1
    • Направление тока CB2
      OIL
      Масло
      Масло воздуха дутья
      Масло SF6
      Масло Вакуумный
      Воздух дутья
      воздуха дутья
      воздуха дутья SF6
      воздуха дутья Вакуумный
      SF6
      SF6
      SF6 Вакуум
      Вакуумный
      Вакуумный

      Для высоковольтных выключателей время механического отключения может варьироваться от 16 мс для воздушных и некоторых элегазовых выключателей до примерно 25 мс для масляных выключателей. автоматические выключатели .Для автоматических выключателей среднего напряжения время механического размыкания может быть достаточно большим и находиться в диапазоне от от 40 до 60 мс .

      Применяя правило, возможны следующие исходы:


      Правило Исход №1

      Если размыкание контактов на одной и той же фазе обоих автоматических выключателей произойдет в пределах одного полупериода, ток начнет передаваться из цепи — выключатель, который размыкается первым (со ссылкой на уравнения 1 и 2, напряжение дуги должно только достигать напряжения, равного напряжению на параллельном локальном импедансе).

      Если переход не завершен к моменту размыкания контактов на втором выключателе, , то переход будет определяться относительными напряжениями дуги .


      Правило Результат #2

      Если размыкание контактов двух автоматических выключателей составляет в последовательных полупериодах, возможны два результата . Если размыкание контактов первого отключаемого выключателя происходит задолго до перехода тока через ноль, но меньше минимального времени дуги, то ток будет передаваться на параллельный выключатель в течение периода значительного изменения напряжения дуги при последний.

      Однако, если момент размыкания контактов первого отключаемого выключателя близок к моменту перехода тока через ноль, может не развиться достаточное напряжение дуги для осуществления переключения , и тогда переход может определяться относительной дугой напряжения после размыкания контактов на параллельном выключателе.


      Правило Результат #3

      Для автоматических выключателей среднего напряжения, где разница во времени размыкания контактов может составлять примерно один цикл при 50 Гц или более одного цикла при 60 Гц, вышеуказанные результаты также применимы с дополнительной возможностью из два текущих нуля между соответствующими временами разъединения контактов .

      В последнем случае ток будет передаваться от первого автоматического выключателя к размыканию не позднее второго нулевого тока.


      Правило Результат #4

      В случае большой асимметрии токов, но в зависимости от относительных моментов размыкания контактов и типов автоматических выключателей, автоматический выключатель с более низким током , вероятно, коммутирует свой ток на другую цепь -прерыватель . Причиной этого является отрицательная характеристика напряжения дуги.

      Пример такой характеристики показан на Рисунке 3.

      Рисунок 3 – Вольт-амперная характеристика дуги для дугогасительной дуги SF6

      Рисунок 3 – Дуговая характеристика дуги для дугогасительной дуги SF6

      Две ссылки, описывающие фактическую Имеются тесты параллельного переключения между различными типами автоматических выключателей, и приведенные выше обсуждения могут быть проверены в сравнении с этими тестами [1, 2]. Это сделано в таблице 2.

      Таблица 2 — Анализ фактических тестов параллельных коммутаций

    • 6
    • 95 KA 1 1 1 1 1 t нулевой ток 92 KA
    • 3
    • реальный результат
      CB1: SF6 PUGHER Передача от CB1 до CB2 из-за негативной характеристики дуги напряжение в CB1 Передача от CB1 до CB2
      CB2: SF6 PUGHER
      I1: 5 KA
      I2: I2: 35 KA
      Одновременное контактное расставание перед текущим нулевым
      CB1: CB1 PUGHER SF6 Thumber Передача от CB1 до CB2 вокруг Текущего нулевого пересечения Передача от CB1 до CB2
      CB2: Испаритель SF6
      I1: 5 кА
      I2: 35 кА
      Размыкание контактов в CB2 за 3 мс до этого в CB1 оба задолго до нулевого тока
      CB1: Нагнетатель SF6 Переключение CB2 на CB1 на основе времени размыкания контактов Переключение с CB2 на CB2
      CB2: CB2: SF6 PUGHER
      I1: 5 KA 5 KA
      I2: 35 KA
      Контактная расставание в CB2 в нынешнем нуле 7 мс до контакта расставания в CB1
      CB1: Нагнетатель SF6 Переключение с CB1 на CB2 на основе низкого тока и соответствующего дугового напряжения в целом или переключение с CB2 на CB1, если дуговое напряжение в CB2 нарастает быстрее Переключение с CB2 на CB1
      CB2: Минимум масла
      I1: 4,6 кА
      I2: 27,2 кА
      CB1: Нагнетатель SF6 Переключение с CB1 на CB2 на основе низкого тока и связанного с ним напряжения дуги при условии, что период значительного изменения напряжения дуги не задействован Переход с CB1 на CB2
      CB2: CB2: Минимальное масло
      I1: I1: 4,6 KA 4,6 KA
      I2: 27,2 KA
      Одновременное контактное расставание как в CB1, так и в CB2 в квартале до текущего ноль

      На основании ограниченной информации в справке результаты кажутся достаточно предсказуемыми, хотя можно утверждать, что некоторые случаи попадают в серые зоны.Однако можно с уверенностью сказать, что если известны характеристики дуговых напряжений обоих автоматических выключателей, то результат можно точно предсказать.

      Вернуться к оглавлению ↑


      4. Выводы

      Ощутимый риск при параллельном переключении заключается в том, что передача тока произойдет после того, как время горения дуги превысит один цикл, и, таким образом, приблизится к развивающейся ситуации типа неисправности. Чтобы избежать этого, часто предлагается смещать один или другой из двух автоматических выключателей на время, равное одной петле тока.Однако введение временной задержки в операцию защитного отключения вряд ли принесет какую-либо пользу и, исходя из баланса вероятностей, представляется ненужным.

      Причины этого обсуждаются ниже с учетом того, что иногда действительно может произойти непредвиденное, хотя и с очень низкой вероятностью.

      Как отмечалось ранее, опыт показывает, что параллельная коммутация — это не реальная проблема, требующая разрешения , а скорее вопрос понимания обязанности .Вышеприведенный анализ подтверждает идею о том, что только напряжение дуги может быть движущей силой, обеспечивающей передачу тока от одного автоматического выключателя к другому в течение периода времени одного контура. Однако время размыкания между различными типами автоматических выключателей неодинаково, и вопрос заключается в том, как это влияет на взаимодействие между двумя автоматическими выключателями .

      На основании того, что ток будет иметь тенденцию передаваться от автоматического выключателя, который размыкается первым, Таблица 1 может быть изменена, как показано ниже в Таблице 3.

      Таблица 3 — Текущие направления передачи для параллельных выключателей с присущими им времени открытия и дуги напряжения

      + SF6 Вакуумная → → **
      СВ1
      передачи по току Направление
      СВ2
      Напряжение дуги Открытие Время
      Масло
      — * Масло
      Масло воздуха дутья
      масло
      Масло → **
      воздуха дутья
      — * Воздушный
      Воздушный 932 22 → SF6
      воздуха дутья Вакуумный
      SF6
      — * SF6
      SF6 Вакуум Patuum
      Vacuum
      — * вакуум

      * для подобных выключателей с одинаковым , ток будет передаваться от выключателя с самым высоким напряжением дуги.

      ** Применяется только при среднем напряжении и зависит от того, какой автоматический выключатель размыкается первым.


      При высоком напряжении:

      При высоком напряжении только в случае масляного и элегазового выключателя наблюдается явное противоречие между иерархией дуговых напряжений и временем размыкания. В зависимости от разности времени размыкания контактов следует, что:


      Вывод № 1

      Если разброс времени размыкания контактов между двумя автоматическими выключателями составляет не менее четверти периода, то ток в элегазовом выключателе вероятно, полностью перейдет к масляному выключателю до того, как он разомкнется.


      Вывод #2

      Если разброс времени размыкания контактов меньше четверти периода, то либо произойдет описанный выше сценарий, либо ток начнет переходить на масляный выключатель, а затем обратное направление из-за напряжение дуги в масляном выключателе .


      При среднем напряжении:

      При среднем напряжении для масляных и элегазовых выключателей применяются те же рассуждения, что обсуждались выше. Если масляный или элегазовый выключатель соединен параллельно с вакуумным выключателем, возможно следующее:


      Вывод №1

      элегазовый выключатель, если переход тока через ноль происходит до размыкания последних автоматических выключателей.Если переход тока через ноль не происходит, то ток в последних автоматических выключателях будет передаваться вакуумному выключателю при размыкании.


      Вывод №2

      Если вакуумный выключатель размыкается последним, то на него будет передаваться полный ток.


      Наконец, на что влияет частота?

      Ответ на этот вопрос заключается в том, что 60 Гц более благоприятны для успешного параллельного переключения, чем 50 Гц. Причиной этого являются более частые случаи пересечения током нуля и связанные с ними значительные изменения напряжения дуги, которые способствуют переносу тока в том или ином направлении.

      Вернуться к таблице содержимого ↑

      Список литературы:

        1. Руководство по применению IEC 62271-100 и IEC 62271-1 — PIGRE Рабочая группа A3.11

        Ток неисправности или короткий -Ток цепи, то есть Вопрос

        Что такое ток неисправности ? Что такое ток короткого замыкания ? Ответ одинаков для обоих вопросов, потому что это два разных способа сказать одно и то же.Оба термина используются для определения величины тока, который будет протекать в условиях короткого замыкания. В 2017 г. National Electrical Code® (NEC®) используются оба термина, но ни один из них не определен. По этой причине эти вопросы недавно были рассмотрены в ходе цикла NEC Code 2020 года. Это было сделано путем создания целевой группы, и они решили, что правильный термин для использования — ток короткого замыкания , и представили общедоступные входные данные для добавления определений и пересмотра разделов, чтобы использовать термин «ток короткого замыкания» для согласованности.В этой статье обсуждаются новые определения, способы определения величины тока короткого замыкания и применимые требования NEC .

        Ток неисправности

        Как обсуждалось ранее, ток короткого замыкания и ток короткого замыкания взаимозаменяемы; оба они указывают ток, который может протекать в точке системы в условиях короткого замыкания. Эта величина тока короткого замыкания зависит от источника питания и места возникновения короткого замыкания.Следовательно, был необходим другой член, доступный ток короткого замыкания . Это максимальное количество тока, которое может быть доставлено в определенную точку системы в условиях короткого замыкания. Важно помнить, что ток короткого замыкания и доступный ток короткого замыкания связаны с параметрами электрической системы.

        В стандарт NEC 2020 г. были добавлены новые определения «тока короткого замыкания» и «доступного тока короткого замыкания» в статье 100, как указано ниже:

        Ток неисправности. Ток, подаваемый в точку системы в условиях короткого замыкания.

        Ток ошибки, доступный (Доступный ток ошибки). Максимальное количество тока, которое может быть передано в точку системы в условиях короткого замыкания.

        Информационное примечание. Короткое замыкание может произойти при ненормальных условиях, таких как замыкание между проводниками цепи или замыкание на землю. См. Информационное примечание. Рисунок 100.1. 1 [см. рис. 1]

        Цифра, указанная в информационном примечании, также указывает на важность терминов «мощность отключения», которая применяется к устройствам защиты от перегрузки по току, и «номинальная мощность короткого замыкания», которая применяется к оборудованию.

        Рисунок 1. Рисунок 100.1 из NEC-2020. Воспроизведено с разрешения NFPA из NFPA 70®, National Electrical Code®, издание 2020 г. Copyright© 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полный текст NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

         

        Расчет доступного тока повреждения

        При расчете доступного тока короткого замыкания отправной точкой всегда является источник питания, которым обычно является коммунальное предприятие. Коммунальная служба может указать величину тока короткого замыкания в точке обслуживания, или можно использовать простой расчет, основанный на трансформаторе, питающем обслуживание.

        Как только это значение будет определено, следующим шагом будет выполнение другого расчета на основе проводников или шинопровода от точки обслуживания до оборудования ввода обслуживания.

        Затем этот процесс повторяется для оборудования, расположенного ниже по потоку от оборудования служебного входа. Этот расчет можно выполнить вручную, с помощью программного обеспечения или мобильных приложений, таких как мобильное приложение серии Eaton Bussmann, FC 2 .

        Рис. 2а и 2б. Смартфон демонстрирует калькулятор доступного тока короткого замыкания (FC2), мобильное приложение серии Eaton Bussmann.Предоставлено Eaton.

         

        Документация/маркировка доступного тока повреждения

        Начиная с NEC 2011 г., требуется маркировать доступный ток короткого замыкания на входном оборудовании для обслуживания. В стандарте NEC 2017 г. теперь требуется документировать и/или маркировать доступный ток короткого замыкания на оборудовании, показанном в красном , показанном ниже.

        Таблица 1. Тип оборудования (отметьте/документируйте доступный ток короткого замыкания)

        В стандарт NEC 2020 г. добавлено новое требование в разделе 408.6 для щитов, распределительных щитов и распределительных устройств, требующих полевой маркировки доступного тока короткого замыкания в жилых единицах, отличных от одно- и двухквартирных. Это важное изменение требует, чтобы почти все электрораспределительное оборудование было помечено доступным током короткого замыкания.

        Требования к номиналу прерывания и устройству защиты от перегрузки по току

        Первым термином, использованным в стандарте NEC для обозначения способности устройства защиты от перегрузки по току отключать ток, был термин «отключающая способность».Производители автоматических выключателей тогда, а в некоторых случаях и сегодня использовали аббревиатуру «AIC», что является сокращением от «амперная отключающая способность».

        Этот термин и требование о том, что устройства защиты от перегрузки по току должны иметь достаточную отключающую способность, восходят к NEC 1940 года, , где в разделе 1109 указано: «Устройства, предназначенные для отключения тока, должны иметь отключающую способность, достаточную для используемого напряжения и тока. который должен быть прерван».

        В стандарте NEC 1959 года этот раздел был изменен с раздела 1109 на 110-9.В стандарте NEC 1978 года термин отключающая способность был изменен на номинал прерывания , а к NEC 110-9 был добавлен второй абзац, согласно которому идентифицированное оборудование, отличное от уровней неисправности, также должно иметь адекватный номинал прерывания, например, устройства, необходимые для прерывания перегрузок. В 1981 году было добавлено определение рейтинга прерывания . Текущее определение мощности прерывания в NEC Статья 100 и текущий текст NEC 110.9 показано ниже.

        110.9 Рейтинг прерывания. Оборудование, предназначенное для прерывания тока на уровне отказа, должно иметь номинальные параметры отключения при номинальном напряжении цепи, по крайней мере, равном току, доступному на клеммах линии оборудования.

        Оборудование, предназначенное для отключения тока на уровнях, отличных от короткого замыкания, должно иметь отключающую способность при номинальном напряжении цепи, по крайней мере, равном току, который должен быть отключен. 1

        Таким образом, с 1940-х годов следует задать вопрос: «Какова максимальная величина тока (доступный ток короткого замыкания), которую устройство защиты от перегрузки по току должно быть способно отключать, и какова соответствующая отключающая способность (отключающая способность)? что должно быть у устройства защиты от перегрузки по току?»

        Рисунок 3.Пример автоматического выключателя Eaton FDE и предохранителя Eaton Bussmann класса J LPJ. Предоставлено Eaton.

         

        Номинальные значения тока короткого замыкания и требования к оборудованию

        Аналогом номинального тока отключения устройств защиты от перегрузки по току является номинальный ток короткого замыкания оборудования. Термин, использовавшийся ранее, но не определенный в стандарте NEC , назывался «рейтинг стойкости к короткому замыканию», и он просто относился к максимальной величине тока, которую оборудование могло безопасно выдержать.В NEC 2005 г. было добавлено определение номинального тока короткого замыкания (SCCR), как показано ниже.

        Номинальный ток короткого замыкания. Ожидаемый симметричный ток короткого замыкания при номинальном напряжении, к которому устройство или система могут быть подключены без получения повреждений, превышающих определенные критерии приемлемости. 1

        Также в 2005 г. NEC дополнительное оборудование, которое часто упускали из виду, требовалось, чтобы оно было маркировано SCCR (показано черным текстом в таблице 2).В 2017 г. NEC дополнительное оборудование должно было иметь маркировку SCCR (показано красным текстом, в таблице 2). Движущей силой для добавления требований к маркировке SCCR является обеспечение того, чтобы оборудование не устанавливалось в местах, где доступный ток короткого замыкания выше, чем его маркированный SCCR, что предотвращает серьезную угрозу безопасности. Обратите внимание, что маркировка безобрывных переключателей является полевой маркировкой в ​​дополнение к маркировке производителя. Полевая маркировка необходима, поскольку SCCR безобрывного переключателя может варьироваться в зависимости от типа, номинала и настроек устройства защиты от перегрузки по току.

        Таблица 2. Оборудование, которое необходимо маркировать SCCR

         

        Подобно NEC 110.9 для надлежащего применения номинала отключения, NEC 110.10 требует, чтобы оборудование имело номинальный ток короткого замыкания, соответствующий доступному току короткого замыкания. NEC 110.10 входит в состав NEC с 1965 года и требует защиты электрических компонентов от значительных повреждений. Версия NEC 110.10 1978 г. добавила термин номинал стойкости к короткому замыканию NEC 1999 года этот термин был изменен в NEC 110.10 на «номинальный ток короткого замыкания». Итак, с 1965 года вопрос, который следовало задать, звучит так: «Каков доступный ток короткого замыкания и каковы номинальные значения электрических компонентов (оборудования) (номиналы тока короткого замыкания)?» При применении электрооборудования, такого как распределительные щиты, щиты, центры управления двигателем, разъединители, автоматические переключатели и другое оборудование в соответствии с требованиями текущей версии NEC .

        110.10 Полное сопротивление цепи, номинальный ток короткого замыкания и другие характеристики. Устройства защиты от перегрузки по току, полное сопротивление, номинальный ток короткого замыкания оборудования и другие характеристики защищаемой цепи должны быть выбраны и согласованы таким образом, чтобы устройства защиты цепи, используемые для устранения неисправности, могли сделать это без значительного повреждения электрооборудование цепи. Предполагается, что эта неисправность возникает либо между двумя или более проводниками цепи, либо между любым проводником цепи и проводником (проводниками) заземления оборудования, разрешенными в 250.118. Перечисленное оборудование, применяемое в соответствии с его перечнем, считается соответствующим требованиям настоящего раздела. 1

        Глядя на формулировку NEC 110.10, может показаться, что это требование просто требует, чтобы оборудование SCCR соответствовало доступному току короткого замыкания.

        • Например, почему упоминаются устройства защиты от перегрузки по току? Это связано с тем, что оборудование SCCR может зависеть от конкретного устройства защиты от перегрузки по току.
        • Почему это относится к общему импедансу? Это связано с тем, что доступный ток короткого замыкания варьируется в зависимости от того, где в системе находится оборудование (полное сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания).
        • Какие другие характеристики следует учитывать? Это может быть что-то вроде минимального размера корпуса для данного компонента оборудования.
        • Что такое «значительные повреждения»? Это указывает на то, что повреждение может произойти, но оно не должно представлять опасность поражения электрическим током, возгорания или выброса снарядов из оборудования.
        • Если оборудование указано в списке, нужно ли мне беспокоиться о SCCR? Да, вы делаете. Это относится к тому факту, что NEC 3(B) требует применения оборудования в соответствии с его перечнем и маркировкой. Следовательно, если SCCR оборудования составляет 5 кА, это будет нарушением NEC 110.3(B) и NEC 110.10, если допустимый ток короткого замыкания превышает 5 кА.

         

        В 2011 NEC были добавлены дополнительные требования, которые четко указывают, что SCCR оборудования должен быть равен или превышать доступный ток короткого замыкания для промышленных панелей управления и электрических панелей и оборудования промышленного оборудования.В 2017 NEC аналогичные требования были добавлены для оборудования, показанного ниже красным. Опять же, важно помнить, что номинальный ток короткого замыкания относится к «оборудованию», и SCCR оборудования должен быть равен или превышать доступный ток короткого замыкания.

        В стандарте NEC 2020 года новый раздел 408.6 не только требует маркировки на месте всех распределительных щитов, распределительных устройств и щитов, но также требует, чтобы SCCR был равен или превышал допустимый ток короткого замыкания.Это требование на самом деле не является «новым», поскольку оборудование должно соответствовать требованиям 110.9 и 110.10 для многих циклов Code . Это действительно служит для того, чтобы подчеркнуть необходимость оценки этого оборудования для надлежащего SCCR для инженеров, подрядчиков и инспекторов. Оценка и проверка этого оборудования на наличие надлежащего SCCR все еще может быть сложной задачей, поскольку типичные щиты автоматических выключателей и распределительные щиты могут принимать множество различных автоматических выключателей, а SCCR зависит от устройства с наименьшим номиналом прерывания, установленного в оборудовании.Поэтому для инженеров и подрядчиков важно отметить конкретные автоматические выключатели и их номинальные параметры отключения, чтобы инспекторы могли легко оценить оборудование на предмет надлежащего SCCR.

        При замене или добавлении новых автоматических выключателей после первоначальной установки также важно установить автоматические выключатели с надлежащей отключающей способностью. Если используются серийные номиналы, серийный номинал должен быть проверен на соответствие 240.86 и промаркирован в соответствии с 110.22(B) или (C).Типичное оборудование с плавкими предохранителями будет иметь SCCR на 100 000 ампер или 200 000 ампер при использовании токоограничивающих предохранителей, таких как класс CF, J, R, L или T. Следует соблюдать осторожность при установке зажимов отбраковки в оборудование, которое может вмещать предохранители класса R. , но откажитесь от предохранителей класса H (K5) в соответствии с требованиями 240.60 (B) в системах, способных выдавать ток короткого замыкания более 10 000 ампер. Использование выключателей класса H позволяет использовать плавкие предохранители класса H без ограничения тока и ограничивает ток сборки SCCR до 10 000 ампер.

        Таблица 3. Тип оборудования, в котором SCCR должен быть равен или превышать доступный ток короткого замыкания

         

        Избирательная координация

        Доступный ток короткого замыкания также является ключевым фактором для критических систем, где требуется или желательно селективная координация. Это связано с тем, что определение выборочной координации, которое было изменено в стандарте NEC 2014 г., теперь четко указывает, что оно включает в себя полный диапазон перегрузок по току (все токи), от перегрузки до доступного тока короткого замыкания, а также полный диапазон защиты от перегрузки по току. время открытия устройства (все время).

        Координация выборочная (Выборочная координация). Локализация условий перегрузки по току для ограничения отключений затронутой цепи или оборудования, достигаемая путем выбора и установки устройств защиты от перегрузки по току и их номиналов или настроек для всего диапазона доступных перегрузок по току, от перегрузки до максимально доступного тока короткого замыкания, и для полный диапазон времени срабатывания устройства защиты от перегрузки по току, связанный с этими перегрузками по току. 1

        Подчеркнутый выше текст был добавлен, так как некоторые ошибочно истолковали избирательную координацию как «основанную на времени».«Это не было намерением, поэтому избирательная координация не на 0,1 секунды или 0,01 секунды, а по существу до «нулевого времени». Несмотря на это изменение определения, это неправильное понимание ограничения времени до 0,1 секунды или 0,01 секунды продолжает пропагандироваться. На самом деле, как заявил один производитель, «полная избирательная координация (некоторые в отрасли называют это селективностью до 0,01 секунды)». Это неверное утверждение.

        Для анализа всех сверхтоков и всех времен анализа только кривых время-ток в большинстве случаев недостаточно при оценке устройств максимальной токовой защиты для селективной координации.При определенных условиях для подтверждения всех токов и всех значений времени может потребоваться использование выборочных координационных таблиц производителей, как показано на рис. 4 для предохранителей и автоматических выключателей. Для автоматических выключателей в таблице указан максимальный ток короткого замыкания, для которого выборочно координируется пара автоматических выключателей. Токи повреждения выше этого значения приведут к отсутствию избирательной координации. Как вы можете видеть на рис. 4, автоматические выключатели часто способны обеспечить избирательную координацию только для более низких уровней доступных токов короткого замыкания.

        Для достижения селективной координации при более высоких токах короткого замыкания может потребоваться увеличение номинального тока вышестоящего автоматического выключателя и дополнительных функций, таких как кратковременная задержка, а также может потребоваться увеличение нагрузки на проводники.

        Рисунок 4. Комбинации селективной координации MCCB с MCCB — данные испытаний. Предоставлено Eaton

         

        Рис. 5. Коэффициенты селективности предохранителей. Предоставлено Eaton

         

        В 2020 NEC было внесено важное изменение в отношении уточнения того, какие устройства защиты от перегрузки по току должны иметь выборочную координацию.Информационное примечание и рисунок были добавлены к 700.32, 701.32 и 708.54 для решения этой проблемы. В этом примечании поясняется, что устройства защиты от перегрузки по току аварийной системы (на стороне нагрузки автоматического переключателя резерва) должны избирательно согласовываться с устройствами защиты от перегрузки по току нормального источника. Однако устройства максимальной токовой защиты, не являющиеся устройствами максимальной токовой защиты аварийной системы (устройства максимальной токовой защиты нормального источника), не требуется избирательно координировать с другими неаварийными OCPD.

         

        700.32 Избирательная координация. Устройства защиты от перегрузки по току аварийной системы (систем) должны избирательно координироваться со всеми устройствами защиты от перегрузки по току на стороне питания.

        Выборочная координация должна быть выбрана лицензированным профессиональным инженером или другим квалифицированным лицом, занимающимся в первую очередь проектированием, установкой или обслуживанием электрических систем. Выбор должен быть задокументирован и предоставлен лицам, уполномоченным проектировать, устанавливать, инспектировать, обслуживать и эксплуатировать систему.

        Исключение: Селективная координация между двумя устройствами максимального тока, включенными последовательно, не требуется, если никакие нагрузки не подключены параллельно устройству, расположенному ниже по потоку.

        Информационное примечание: См. Информационное примечание на рис. 700.32 для примера того, как устройства защиты от перегрузки по току аварийной системы (OCPD) выборочно координируются со всеми OCPD на стороне питания.

        OCPD D избирательно координируется с OCPD C, F, E, B и A.

        OCPD C избирательно координируется с OCPD F, E, B и A.

        OCPD F выборочно координируется с OCPD E.

        OCPD B не требуется выборочной координации с OCPD A, поскольку OCPD B не является аварийной системой OCPD.1

         

        Рисунок 6. Рисунок 700.32 из NEC-2020. Воспроизведено с разрешения NFPA из NFPA 70®, National Electrical Code®, издание 2020 г. Copyright© 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полный текст NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

         

          Сводка

        Ток короткого замыкания и доступный ток короткого замыкания являются ключевыми факторами для правильного применения устройств, оборудования и систем перегрузки по току, где требуется селективная координация.Определение «тока короткого замыкания» и «доступного тока короткого замыкания» стандарта NEC от 2020 г., а также информационное примечание и рисунок в определении доступного тока короткого замыкания помогают объяснить важность номинального тока отключения устройства защиты от перегрузки по току и номинального тока короткого замыкания оборудования. поскольку это относится к допустимому току короткого замыкания системы. Надлежащее применение устройств защиты от перегрузки по току, а также компонентов и оборудования SCCR не должно быть новой концепцией, поскольку история восходит к 1940 и 1965 годам соответственно.Из-за изменений, связанных с этой темой по сравнению с NEC 2005 года, не удивляйтесь, когда инспектор по электрике задаст вам эти вопросы: «Каков доступный ток короткого замыкания? Это отмечено или задокументировано? И являются ли устройства защиты от перегрузки по току и номинальные токи короткого замыкания оборудования равными или превышающими доступный ток короткого замыкания?»

         

        Каталожные номера
        1. NFPA 70®, National Electrical Code® , издание 2020 г.Copyright© 2019, Национальная ассоциация противопожарной защиты. Полный текст NFPA 70® можно найти на сайте www.nfpa.org.

        Типы автоматических выключателей: работа, преимущества и недостатки

        В мире электрики и электроники случается много несчастных случаев. Это приведет к серьезному повреждению зданий, офисов, жилых домов, школ, предприятий и т. д. Доверять напряжению и силе тока нельзя, хотя меры безопасности принимаются. После установки автоматических выключателей они будут контролировать внезапное повышение напряжения и тока.Поможет от любой аварии. Автоматические выключатели — это сердце электрической системы. Существуют различные типы автоматических выключателей, которые устанавливаются в зависимости от номинала системы. В доме используются различные типы автоматических выключателей, а для промышленности используется другой тип автоматического выключателя. Давайте подробно обсудим различные типы автоматических выключателей и их важность.


        Что такое автоматический выключатель?

        Электрический автоматический выключатель представляет собой коммутационное устройство, которое может управляться автоматически или вручную для защиты и управления системой электроснабжения.В современной энергосистеме конструкция автоматического выключателя изменилась в зависимости от огромных токов и предотвращения возникновения дуги во время работы.

        Автоматический выключатель

        Электричество, поступающее в дома, офисы, школы, предприятия или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь. Те линии, которые подключены к электростанции, образующей на одном конце, называются горячим проводом, а другие линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец. Всякий раз, когда электрический заряд течет между этими двумя линиями, между ними возникает потенциал.Для полной цепи подключение нагрузки (приборов) оказывает сопротивление потоку заряда, и вся электрическая система внутри дома или на производстве будет работать бесперебойно.

        Они работают бесперебойно, если приборы обладают достаточной устойчивостью и не вызывают перегрузки по току или напряжению. Причинами нагрева проводов являются слишком большой заряд, протекающий по цепи, или короткое замыкание, или внезапное соединение горячего конца провода с заземляющим проводом может нагреть провода, что приведет к пожару.Автоматический выключатель предотвратит такие ситуации, которые просто отключат оставшуюся цепь.

        Основные принципы работы типов автоматических выключателей

        Ну, мы в курсе, что такое автоматический выключатель . Теперь в этом разделе объясняется принцип работы автоматического выключателя .

        Для инженера-электрика крайне важно знать принцип работы этого устройства, не только для инженера, но и для всех людей, работающих в этой области, они должны знать об этом.Устройство включает в себя пару электродов, один из которых неподвижен, а другой подвижен. Когда два контакта соединяются, цепь замыкается, а когда эти контакты не соединены, цепь переходит в замкнутое состояние. Эта операция зависит от потребности рабочего в том, должна ли цепь находиться в состоянии РАЗОМКНУТО или ЗАКРЫТО в начальной фазе.

        Условие 1: Предположим, что устройство замкнуто на первом этапе, чтобы создать цепь, когда происходит какое-либо повреждение или когда рабочий думает ОТКРЫТЬ, тогда логический индикатор стимулирует реле отключения, которое отключает оба контакта, обеспечивая движение к подвижной катушке, которая находится далеко от постоянной катушки.

        Эта операция кажется такой простой и легкой, но реальная сложность заключается в том, что, когда пара контактов находится далеко друг от друга, между парой контактов возникает огромная временная вариация потенциала, которая облегчает большой переход электрона от высокого потенциала к низкому. В то время как этот временный зазор между контактами работает над диэлектриком для перемещения электронов от одного электрода к другому.

        Когда изменение потенциала больше, чем сила диэлектрической прочности, то будет происходить движение электронов от одного электрода к другому.Это ионизирует диэлектрическую моду, что может привести к сильному воспламенению между электродами. Это зажигание называется ARC . Даже это возгорание длится несколько микросекунд, оно может повредить все устройство выключателя, что приведет к повреждению всего оборудования и корпуса. Чтобы исключить это воспламенение, диэлектрическая способность, которая разделяет два электрода, должна быть погашена заранее, иначе цепь будет повреждена.

        Феномен дуги

        Во время работы автоматических выключателей необходимо четко наблюдать за дугой.Так, явление дуги в автоматических выключателях имеет место во время аварийных случаев. Например, когда через контакты протекает обширный ток, прежде чем произойдет защитный подход и инициирует контакты.

        В момент, когда контакты находятся в разомкнутом состоянии, площадь контакта быстро уменьшается и происходит увеличение плотности тока из-за огромного тока КЗ. Это явление приводит к повышению температуры, и этого выделения тепла достаточно для ионизации среды прерывания.Ионизированная среда действует как проводник, а дуга удерживается между контактами. Дуга создает путь минимального сопротивления для контактов, и на протяжении всего времени существования дуги будет протекать огромный ток. Это условие нарушает работу автоматического выключателя.

        Почему возникает дуга?

        Прежде чем узнать о способах прекращения дуги, давайте оценим параметры, которые отвечают за возникновение дуги. Причины:

        • Возможные различия между контактами
        • Ионизированные частицы между контактами

        Этого изменения потенциала между контактами достаточно для существования дуги, так как расстояние между контактами минимально.Кроме того, ионизирующая среда обладает способностью сохранять дугу.

        Это причины для генерации дуги .

        Классификация автоматических выключателей

        Различные типы автоматических выключателей высокого напряжения включают следующие

        • Воздушный автоматический выключатель
        • Элегазовый выключатель
        • Вакуумный автоматический выключатель
        • Масляный выключатель
        • Воздушный автоматический выключатель
        Типы автоматических выключателей

        Воздушный автоматический выключатель

        Этот автоматический выключатель будет работать в воздухе; гасящая среда – Дуга при атмосферном давлении.Во многих странах воздушный автоматический выключатель заменен масляным автоматическим выключателем. О масляном выключателе мы поговорим далее в статье. Таким образом, важность автоматического выключателя по-прежнему является предпочтительным выбором для использования воздушного автоматического выключателя до 15 кВ. Это потому что; масляный выключатель может загореться при использовании на 15В.

        Воздушный автоматический выключатель

        Два типа воздушных автоматических выключателей

        • Плоский автоматический выключатель
        • Воздушный автоматический выключатель
        Пневматический автоматический выключатель

        Пневматический автоматический выключатель также называется автоматическим выключателем с перекрестным взрывом.В этом автоматический выключатель оснащен камерой, которая окружает контакты. Эта камера известна как дугогасительная камера.

        Эта дуга создана для того, чтобы в нее въезжать. В достижении охлаждения воздушного выключателя поможет дугогасительная камера. Из огнеупорного материала изготовлена ​​дугогасительная камера. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую ​​форму, что дуга не сближается. Он будет въезжать в извилистый канал, выступающий на стенке дугогасительной камеры.

        Дугогасительная камера будет иметь множество небольших отсеков и множество отделений, которые представляют собой металлические разделенные пластины.Здесь каждый из небольших отсеков ведет себя как дугогасительная мини-камера, а металлическая разделительная пластина действует как дугогаситель. Все напряжения дуги будут выше напряжения системы, когда дуга разделится на серию дуг. Это предпочтительнее только для приложений с низким напряжением.

        Автоматический выключатель воздушной струи
        Воздушные выключатели

        применяются на напряжение сети 245 кВ, 420 кВ, а также и выше. Воздушные автоматические выключатели бывают двух типов:

        • Осевой отбойный молоток
        • Осевой взрыв со скользящим подвижным контактом.
        Осевой дробеметный молоток

        В осевом дробилке подвижный контакт осевого дробилки будет соприкасаться. Отверстие сопла закреплено на контакте прерывателя в нормально замкнутом состоянии. Неисправность возникает при подаче высокого давления в камеру. Напряжения достаточно, чтобы поддерживать воздух под высоким давлением, проходящий через отверстие сопла.

        Air Blast Type
        Преимущества циркуляционного стакана Air Blast
        • Используется там, где требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги.
        • Безопасен от огня.
        • Небольшой размер.
        • Требуется меньше обслуживания.
        • Гашение дуги намного быстрее
        • Скорость автоматического выключателя намного выше.
        • Продолжительность дуги одинакова для всех значений тока.
        Недостатки воздушного выключателя
        • Требуется дополнительное обслуживание.
        • Воздух имеет относительно более низкие свойства гашения дуги
        • Содержит воздушный компрессор большой мощности.
        • Возможна утечка давления воздуха в месте соединения воздушной трубы
        • Существует вероятность быстрого роста тока повторного включения и прерывания напряжения.
        Применение и использование воздушного автоматического выключателя
        • Используется для защиты установок, электрических машин, трансформаторов, конденсаторов и генераторов
        • Воздушный автоматический выключатель также используется в системе разделения электроэнергии и GND около 15 кВ
        • Также используется в приложениях с низким и высоким током и напряжением.

        Элегазовый выключатель

        В элегазовом выключателе токоведущие контакты работают в гексафториде серы, известном как элегазовый выключатель. Это отличное изоляционное свойство и высокая электроотрицательность. Это можно понять, высокое сродство к поглощению свободных электронов. Отрицательный ион образуется при столкновении свободного электрона с молекулой газа SF6; он поглощается этой молекулой газа. Два различных способа присоединения электрона к молекулам газа SF6:

        SF6 + e = SF6
        SF6 + e = SF5- + F

        Образующиеся отрицательные ионы будут намного тяжелее свободного электрона.Поэтому по сравнению с другими распространенными газами общая подвижность заряженных частиц в газе SF6 намного меньше. Подвижность заряженных частиц в основном отвечает за проведение тока через газ. Следовательно, для более тяжелых и менее подвижных заряженных частиц в газе SF6 он приобретает очень высокую диэлектрическую прочность. У этого газа хорошие свойства теплопередачи из-за низкой вязкости газа. Элегаз в 100 раз более эффективен в среде гашения дуги, чем воздушный выключатель. Он используется как для средних, так и для высоковольтных систем электроснабжения от 33 кВ до 800 кВ.

        Элегазовые выключатели
        Типы элегазовых выключателей
        • Одинарный элегазовый выключатель, применяемый до 220
        • Два прерывателя Элегазовый выключатель применяется до 400
        • Четыре прерывателя Элегазовый автоматический выключатель до 715 В

        Вакуумный автоматический выключатель

        Вакуумный автоматический выключатель представляет собой цепь, в которой для гашения дуги используется вакуум. Он имеет диэлектрический характер восстановления, отличное прерывание и может прерывать высокочастотный ток, возникающий в результате нестабильности дуги, наложенный на ток сетевой частоты.

        Принцип работы VCB состоит в том, что два контакта, называемые электродами, остаются замкнутыми при нормальных условиях эксплуатации. Предположим, что когда в какой-либо части системы возникает неисправность, на отключающую катушку автоматического выключателя подается питание, и, наконец, контакт размыкается.

        Вакуумный выключатель

        В момент размыкания контактов выключателя в вакууме, т.е. от 10-7 до 10-5 Торр, между контактами возникает дуга за счет ионизации паров металла контактов.Здесь дуга быстро гаснет, это происходит потому, что образующиеся при дуге электроны, пары металлов и ионы быстро конденсируются на поверхности контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению диэлектрической прочности.

        Преимущества
        • VCB надежны, компактны и долговечны
        • Они могут прервать любой ток неисправности.
        • Опасностей возгорания не будет.
        • Не шумит
        • Обладает более высокой диэлектрической прочностью.
        • Для работы управления требуется меньше энергии.

        Масляный выключатель

        В этом типе цепи используется масло для выключателя, но предпочтительно минеральное масло. Он лучше изолирует, чем воздух. Подвижный контакт и неподвижный контакт погружены в изоляционное масло. Когда происходит разделение тока, то несущие контакты в масле, дуга в выключателе зарождается в момент разъединения контактов, и из-за этого дуга в масле испаряется и разлагается на водородный газ и в итоге создает водородный пузырь вокруг дуги.

        Этот сильно сжатый пузырь газа вокруг дуги предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигает нулевого пересечения цикла. OCB является старейшим типом автоматических выключателей.

        Различные типы автоматических выключателей в масле Тип
        • Масляный автоматический выключатель
        • Минимальный масляный выключатель
        Масляный автоматический выключатель (BOCB)

        В BOCB масло используется для гашения дуги, а также для изоляции среды между заземляющими частями автоматического выключателя и токоведущими контактами.Используется такое же трансформаторное изоляционное масло.

        Принцип работы BOCB гласит, что при разъединении токоведущих контактов в масле между разъединенными контактами возникает дуга. Возникшая дуга будет производить быстро растущий газовый пузырь вокруг дуги. Подвижные контакты будут удаляться от неподвижного контакта дуги, что приведет к увеличению сопротивления дуги. Здесь повышенное сопротивление вызовет понижение температуры. Следовательно, редуцированные образования газов окружают дугу.

        При прохождении тока через ноль происходит гашение дуги в BOCB. В полностью герметичном сосуде пузырь газа заключен внутри масла. Масло будет окружать пузырек под высоким давлением, в результате чего вокруг дуги образуется сильно сжатый газ. При повышении давления также увеличивается деионизация газа, что приводит к гашению дуги. Газообразный водород поможет в охлаждении гашения дуги в масляном выключателе.

        Преимущества
        • Хорошая охлаждающая способность благодаря разложению
        • Масло обладает высокой диэлектрической прочностью
        • Действует как изолятор между землей и токоведущими частями.
        • Используемое здесь масло будет поглощать энергию дуги при разложении
        Недостатки
        • Не допускает прерывания на высокой скорости
        • Дуга горит долго.
        Минимальный масляный выключатель

        Это автоматический выключатель, в котором в качестве отключающей среды используется масло. Минимальный масляный автоматический выключатель поместит блок прерывания в изоляционную камеру с потенциалом под напряжением. Но изоляционный материал имеется в отсекающей камере.Он требует меньшего количества масла, поэтому его называют автоматическим выключателем с минимальным количеством масла.

        Преимущества
        • Требуется меньше обслуживания.
        • Подходит как для автоматического, так и для ручного управления.
        • Требуется меньше места
        • Стоимость отключающей способности в МВА также меньше.
        Недостатки
        • Масло портится из-за нагара.
        • Существует вероятность взрыва и возгорания
        • Так как в нем меньше масла, то увеличивается обуглероживание.
        • Очень трудно удалить газы из пространства между контактами.

        Кроме того, автоматические выключатели классифицируются по разным типам:

        На основе класса напряжения

        Первоначальная классификация автоматических выключателей зависит от функционального напряжения, которое должно использоваться. В основном существует два типа автоматических выключателей, основанных на напряжении, а именно:

        • Высокое напряжение – должно быть реализовано при уровне напряжения более 1000 В.Они далее делятся на устройства 75 кВ и 123 кВ.
        • Низкое напряжение – должно быть реализовано при уровнях напряжения ниже 1000 В
        В зависимости от типа установки

        Эти устройства также подразделяются в зависимости от места установки, т. е. в закрытых помещениях или на открытом воздухе. Как правило, они работают при очень высоком уровне напряжения. Закрытые автоматические выключатели предназначены для использования внутри здания или имеют непроницаемые для атмосферных воздействий соединения.Важным отличием между этими двумя типами является конструкция упаковки и компаунды, тогда как внутренняя конструкция, такая как текущее удерживающее оборудование и функциональность, почти аналогична.

        В зависимости от типа внешнего исполнения

        В зависимости от физической конструкции автоматические выключатели также бывают двух типов:

        Мертвая емкость Тип – Здесь коммутационное оборудование расположено в емкости с базовым потенциалом и окружено защитной средой и прерывателями.Они в основном используются в штатах США.

        Резервуар под напряжением Тип – Здесь коммутационное оборудование расположено в сосуде с максимальным потенциалом и окружено защитной средой и прерывателями. Они в основном используются в странах Европы и Азии

        В зависимости от типа прерывающей среды

        Это важнейшая категория автоматических выключателей. Здесь устройства классифицируются в зависимости от способа разрушения дуги и среды прерывания.В общем, оба они оказались решающими параметрами в конструкции автоматических выключателей, и они доминировали над другими конструктивными факторами. В качестве прерывающих сред в основном используются масло и воздух. Помимо этого, существуют также гексафторид серы и вакуум, действующие в качестве прерывающих сред. Эти два наиболее часто используются в наши дни.

        Автоматические выключатели постоянного тока высокого напряжения

        Это переключающее устройство, которое препятствует общему протеканию тока в цепи. Когда происходит какое-либо повреждение, создается расстояние между механическими контактами в устройстве, и автоматический выключатель переходит в состояние ОТКЛЮЧЕНО.Здесь размыкание цепи несколько усложняется, поскольку ток протекает только в одном направлении и не существует нулевого тока. Важнейшее использование этого устройства состоит в том, чтобы препятствовать диапазону высокого напряжения постоянного тока в цепи. В то время как цепь переменного тока плавно перекрывает дугу в условиях нулевого тока, поскольку рассеяние энергии практически равно нулю. Контактное расстояние должно восстановить диэлектрическую способность, чтобы выдержать временное восстановление уровня напряжения.

        HVDC Operation

        В случае устройств отключения цепи постоянного тока проблема усложняется, поскольку волна постоянного тока не будет иметь нулевых токов.И обязательное заграждение дуги приводит к развитию огромных переходных уровней восстанавливающегося напряжения и повторно загорается без заграждения дуги и вызывает окончательное повреждение механических контактов. При строительстве устройства HVDC в основном приходилось преодолевать три проблемы, а именно:

        • Препятствие повторному зажиганию дуги
        • Неумеренность накопленной энергии
        • Создание искусственного нулевого тока

        Стандартные автоматические выключатели

        Эти устройства принципиально соблюдают функциональность устройства.Эти стандартные автоматические выключатели бывают однополюсными и двухполюсными.

        Однополюсные автоматические выключатели

        Эти устройства обладают функциями

        .
        • В основном используется в быту
        • Одиночный провод под напряжением
        • Они подают напряжение почти 120 В в цепь
        • Могут управлять током от 15 до 30 ампер
        • Однополюсные выключатели бывают трех видов: полноразмерные (шириной 1 дюйм), половинные (шириной полдюйма) и сдвоенные (шириной 1 дюйм, состоящие из двух выключателей и управляющие пару схем).
        Двухполюсные автоматические выключатели

        Эти устройства обладают функциями

        .
        • Обеспечивают подачу напряжения почти 120/240 В в цепь
        • Могут управлять током от 15 до 30 ампер
        • В основном используется в больших устройствах, таких как нагреватели и сушилки
        • Защита двух проводов под напряжением

        В этой статье кратко описаны различные типы автоматических выключателей, т. е. воздушный автоматический выключатель, элегазовый автоматический выключатель, вакуумный автоматический выключатель и масляный автоматический выключатель, чтобы понять основную концепцию этих автоматических выключателей.И их подразделение также обсуждается наряду с преимуществами и недостатками. Мы очень четко обсудили каждую концепцию. Если вы не поняли какую-либо из тем, вам кажется, что какой-либо информации не хватает, или вы хотите реализовать какие-либо электрические проекты для студентов-инженеров, пожалуйста, не стесняйтесь комментировать в разделе ниже.

        Консультации — инженер-специалист | Основы защиты цепи двигателя

         

         

         

        Цели обучения

        • Изучите разницу между электрической перегрузкой и перегрузкой по току.
        • Знайте, как выбрать устройство защиты двигателя от перегрузки.
        • Посмотрите, как выбрать устройство максимальной токовой защиты ответвления от короткого замыкания и замыкания на землю для цепей двигателя
        • Понять, как правильно выбирать размеры проводников для двигателей.

         

        NFPA 70: Статья 430 Национального электротехнического кодекса распространяется на двигатели, включая их защиту от перегрузки, защиту от короткого замыкания и замыкания на землю, проводники, цепи управления, контроллеры, центры управления двигателем, средства отключения, системы привода с регулируемой скоростью (также известные как приводы) и заземление.Эта статья основана на издании NEC 2017 года.

        Часть III статьи 430 касается защиты двигателя и его цепи от перегрузки. Важно защитить двигатели, оборудование управления двигателем и проводники ответвленной цепи двигателя от перегрузок двигателя и чрезмерного нагрева. Также очень важно, чтобы двигатель мог запускаться и выполнять свою работу по назначению.

        NEC заявляет, что положения статьи 430, часть III, не должны применяться к цепям двигателей с номинальным напряжением более 1000 вольт. В этой статье основное внимание уделяется типичным двигателям с напряжением ниже 1000 вольт.

        Перегрузка двигателя по сравнению с перегрузкой по току

        Важно понимать разницу между перегрузкой и перегрузкой по току.

        Перегрузка по току — это когда ток превышает номинальный ток двигателя или допустимую нагрузку его проводников. Это может быть перегрузка, короткое замыкание или замыкание на землю.

        Перегрузка — это когда работа двигателя сверх нормы, полная номинальная нагрузка сохраняется в течение достаточно долгого времени, что может привести к повреждению или перегреву двигателя. Короткое замыкание или замыкание на землю не считаются состоянием перегрузки.Защита от перегрузки защищает двигатель от возгорания.

        Защита двигателя от перегрузки не предназначена или может быть не в состоянии остановить токи короткого замыкания или замыкания на землю. Неисправность не является перегрузкой, как указано в определениях статьи 100 NEC. Однако перегрузка считается перегрузкой по току.

        Короткое замыкание — это непреднамеренное электрическое соединение между любыми двумя нормально токонесущими проводниками электрической цепи, например между линией и нейтралью или между линией.

        Замыкание на землю — это непреднамеренное электрически проводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи и обычно нетоконесущими проводниками, металлическими дорожками качения или корпусами оборудования или землей. Во время замыкания на землю на металлических деталях может присутствовать опасное напряжение до тех пор, пока не разомкнется устройство защиты от перегрузки по току, такое как предохранитель или автоматический выключатель.

        NEC также заявляет, что положения не требуют защиты двигателя от перегрузки, когда потеря мощности может привести к потенциальной угрозе жизни, например, с пожарным насосом.

        Защита двигателя от перегрузки

        Ток полной нагрузки двигателя используется для выбора защиты от перегрузки. Этот FLA указан на паспортной табличке оборудования. Примеры устройств перегрузки включают плавкие предохранители и автоматические выключатели, а также пускатели двигателей с реле (реле) перегрузки или полупроводниковый контроллер/пускатель двигателя.

        NEC 430.32 утверждает, что для двигателей с длительным режимом работы с эксплуатационным коэффициентом, указанным на паспортной табличке, 1,15 или более или с повышением температуры на паспортной табличке 40°C, устройство защиты от перегрузки должно иметь номинал не более 125% от номинального тока двигателя (FLA). .

        Двигатели для непрерывного режима работы обычно имеют непрерывные нагрузки, когда ток FLA достигается в течение трех часов или более.

        Типичной защитой от перегрузки могут быть плавкие предохранители или автоматические выключатели, если они применяются правильно. Если при расчете перегрузочного устройства в результате расчета получается нестандартный номинальный ток для автоматического выключателя или предохранителя, инженер должен использовать следующий меньший размер. Стандартные размеры предохранителей и автоматических выключателей можно найти в NEC 240.6(A).

        Все остальные двигатели, кроме двигателей с шильдиком 1.15 или более или с превышением температуры на заводской табличке 40°C, устройство защиты от перегрузки должно быть рассчитано не более чем на 115 % полной нагрузки двигателя.

        Пример расчета устройства защиты двигателя от перегрузки:

        Паспортная табличка двигателя имеет коэффициент эксплуатации 1,15 и ток полной нагрузки 24,5 ампер.

        NEC утверждает, что это устройство защиты от перегрузки должно быть рассчитано не более чем на 125 % полной нагрузки двигателя для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1,15 или более.

        24,5 ампер x 1,25 = 30,625 ампер

        Используйте устройство защиты от перегрузки с номиналом 30 ампер, поскольку номинал не может превышать 125 % FLA.Это устройство защиты от перегрузки может быть плавким предохранителем или автоматическим выключателем.

        Рис. 1. Освещение приемной Института спорта имени Джеймсона Крэйна Университета штата Огайо управляется отдельной цепью. Предоставлено: Metro CD Engineering

        Максимальная токовая защита двигателя

        Часть IV статьи 430 NEC перечисляет требования к защите двигателя от перегрузки по току. Это включает в себя защиту от короткого замыкания ответвления и замыкания на землю для двигателя, оборудования управления двигателем и проводников.

        В статье 430.52 содержится требование о том, чтобы устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ответвления двигателя могло выдерживать пусковой ток двигателя. Как правило, при первой подаче напряжения на асинхронный двигатель требуется большой пусковой ток. Когда двигатель начинает достигать своей номинальной скорости, ток двигателя достигает FLA.

        В таблице 430.52 NEC указаны максимальные номинальные значения или настройки устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ответвленной цепи двигателя.В таблице указан тип двигателя (однофазные, многофазные двигатели переменного тока, отличные от фазного ротора, с короткозамкнутым ротором — отличные от конструкции В энергоэффективные, синхронные, с фазным ротором и постоянного тока/постоянного напряжения). В таблице также для каждого типа двигателя указан процент полного тока нагрузки для различных устройств защиты ответвленных цепей и замыканий на землю: предохранители без выдержки времени, двухэлементные предохранители (с выдержкой времени), автоматический выключатель с мгновенным срабатыванием и автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.

        В этом примере расчета показано, как рассчитать устройство защиты двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю.

        Определите размер обратного автоматического выключателя и размер проводника для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В, с клеммами 75°C.

        Сначала перейдите к таблице 430.52 и найдите строку «однофазные двигатели». Затем перейдите к столбцу «обратный прерыватель времени». Там вы найдете «250», что означает «250% тока полной нагрузки».

        Инженер-электрик может не иметь доступа к паспортной табличке двигателя на этапе проектирования, чтобы определить FLA для двигателя. Следует связаться с производителем для определения FLA.Если FLA по-прежнему недоступен, инженер должен обратиться к таблице NEC 430.248, в которой указан ток полной нагрузки в амперах для однофазных двигателей. Например: 5 лошадиных сил при 230 вольтах это 28 ампер.

        28 ампер x 2,50 (это 250% тока полной нагрузки из таблицы 430.52) = 70 ампер.

        Автоматический выключатель на 70 ампер имеет стандартный размер, поэтому он является правильным размером для максимального устройства защиты от перегрузки по току для этого двигателя мощностью 5 л.с.

        Если расчет защитного устройства не соответствует стандартному размеру автоматического выключателя, то можно использовать следующий более высокий номинал устройства защиты от перегрузки по току.Это объяснение содержится в статье 430.52(C)(1). Исключение 1. Дополнительные исключения см. в этой статье NEC.

        Минимальный размер проводников для электродвигателя определяется статьей 430.22. В нем указано, что проводники для одного двигателя рассчитаны не менее чем на 125% тока полной нагрузки, указанного в таблице, а не в токах, указанных на паспортной табличке.

        Из таблицы 430.248 используйте 28 ампер, полученные выше.

        28 ампер x 1,25 (125% ампер при полной нагрузке) = 35 ампер.

        Используйте таблицу NEC 310.15(b)(16), чтобы найти правильный размер проводника для меди, 75°C, тип THWN. Для 35 ампер это размер проводника № 10 AWG.

        Обратите внимание, что максимальное устройство защиты от перегрузки по току составляет 70 ампер, а размер проводников соответствует #10 AWG. В этом примере защита от перегрузки по току для цепи двигателя может быть больше, чем требуемая сила тока проводников. Это то, с чем часто сталкиваются многие инженеры. Идея заключается в том, что размер проводника должен соответствовать размеру устройства защиты от перегрузки по току.NEC допускает, чтобы устройство защиты от перегрузки по току превышало номинал проводников, чтобы учесть пусковой ток двигателя.

        NEC допускает использование одного устройства максимальной токовой защиты от перегрузки двигателя, короткого замыкания ответвления двигателя и замыкания на землю. В статье 430.55 комбинированной защиты от перегрузки по току указано, что одиночное устройство защиты от перегрузки по току должно соответствовать требованиям к перегрузке, изложенным в статье 430.32.

        ЧРП и приводные системы с регулируемой скоростью

        VFD — это тип системы привода с регулируемой скоростью.ЧРП становятся все более распространенными в коммерческих и промышленных объектах. ЧРП могут обеспечить экономию энергии по сравнению с двигателями с постоянной скоростью.

        NEC, статья 430, часть X, касается приводных систем с регулируемой скоростью. Большинство частотно-регулируемых приводов имеют собственное устройство защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю.

        Если частотно-регулируемый привод не имеет собственного(ых) защитного(ых) устройства(а), то для определения номинала этих устройств следует использовать NEC 430.32 и 430.52.

        Защита цепи освещения

        Освещение рассматривается NEC как постоянная нагрузка.Это нагрузка, при которой ожидается, что максимальный ток составит три часа и более.

        NEC Статья 410 касается освещения. Однако в статье 210.19 рассматриваются размеры проводов освещения, поскольку большинство осветительных приборов оставляют включенными на три часа или более непрерывно. 210.9(A)(1) для ответвленных цепей освещения напряжением не более 600 вольт. В 210.19(A)(1)(a) указано, что, когда ответвленная цепь питает непрерывную нагрузку, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен составлять не менее 125% постоянной нагрузки.

        Например, инженер-электрик проектирует освещение для нового спортивного медицинского учреждения. Инженер определяет количество встроенных светодиодных светильников в приемной и зоне ожидания, которые могут быть подключены к автоматическому выключателю на 120 вольт, 20 ампер, который не на 100% полностью рассчитан.

        Полностью номинальный автоматический выключатель может выдерживать ток, указанный в его номинале, для длительных нагрузок. Типовой автоматический выключатель рассчитан на 80 % тока, указанного на выключателе, для длительных нагрузок.Например, типичный автоматический выключатель на 20 ампер (не полностью рассчитанный на 100 %) может выдерживать 16 ампер непрерывной нагрузки, что составляет 80 % от 20 ампер.

        Светильники декоративного освещения должны управляться по отдельной цепи (см. рис. 1). Осветительные приборы должны оставаться включенными непрерывно в течение примерно 16 часов каждый день. Каждый встраиваемый светильник в опен-офисе имеет мощность 28 Вт.

        NEC Статья 210.19(A)(1)(a) гласит, что непрерывные нагрузки должны иметь размер проводника ответвленной цепи не менее 125% от продолжительной нагрузки.Если ответвленная цепь имеет непрерывные нагрузки или любую комбинацию непрерывных и непостоянных нагрузок, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен иметь допустимую нагрузку не менее непостоянной нагрузки плюс 125 % постоянной нагрузки.

        Расчет: Типовой автоматический выключатель на 20 ампер рассчитан на 16 ампер. При постоянной осветительной нагрузке 16 ампер/1,25 (125%) = 12,8 ампер. Это означает, что для осветительных нагрузок в этой цепи доступно 12,8 ампер.

        28 Вт необходимо преобразовать в вольт-ампер для этого расчета.Светодиодные источники света обычно имеют значение коэффициента мощности от 0,65 до 0,95. Для этого расчета мы будем использовать коэффициент мощности 0,85.

        28 ватт/0,85 = 32,9 вольт-ампер; это означает, что каждый встраиваемый светодиодный светильник потребляет 32,9 вольт-ампер.

        Чтобы определить максимальное количество этих светодиодных осветительных приборов, разрешенных в цепи:

        120 вольт x 12,8 ампер = 1536 вольт-ампер; это максимальный вольт-ампер, разрешенный в цепи.

        1536 вольт-ампер/32,9 вольт-ампер = 46.7 светодиодных светильников; 46 светильников — это максимальное количество встраиваемых светодиодных светильников на этой схеме.

        Инженеры-электрики могут не знать о пусковом токе светодиодных источников света. При включении светодиодных источников света может возникнуть большой пусковой ток. Этот большой пусковой ток может вызвать срабатывание автоматического выключателя или перегорание предохранителя. Инженер должен определить, может ли пусковой ток и его продолжительность отключить автоматический выключатель.

        В спецификации светодиодного источника света может быть указано что-то вроде этого: «Для устранения пускового тока следует использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания или автоматический выключатель типа C/D.” Типовой автоматический выключатель типа C имеет минимальную уставку срабатывания, в 5-10 раз превышающую его номинальный ток. Типичный автоматический выключатель типа D имеет минимальную уставку срабатывания, в 10–20 раз превышающую его номинальный ток.

        NEC Статья 411 содержит низковольтные системы освещения. Это для систем освещения, работающих не более чем на 30 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока. Обычные низковольтные системы включают некоторые трековые светильники и распространены в коммерческих зданиях, музеях, ландшафтных садах и т. д.

        Низковольтные системы освещения обычно имеют источник питания, осветительные приборы и другое сопутствующее оборудование, такое как рельс для трекового освещения.

        NEC Статья 411.7 гласит, что низковольтные системы освещения могут питаться от ответвленной цепи с максимальным током 20 ампер.

        Защита цепей для двигателей и систем освещения покрывается NEC. Двигатели могут использоваться в системах обеспечения безопасности, таких как лифты, системы дымоудаления и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.