Токовременная характеристика автоматического выключателя: Время-токовые характеристики автоматических выключателей и предохранителей

Содержание

Токовременные характеристики автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Вы наверное замечали, что на корпусах модульных автоматов изображены латинские буквы: B, C или D. Так вот они обозначают время-токовую характеристику этого автомата, или другими словами, ток мгновенного расцепления.

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.3.5.17 — это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. это его электромагнитная защита.

В этом же ГОСТе Р 50345-99, п.5.3.5, говорится, что всего существует три стандартные характеристики (типы мгновенного расцепления):

  • B — электромагнитный расцепитель (ЭР) срабатывает в пределах от 3 до 5-кратного тока от номинального (3·In до 5·In)
  • C — (ЭР) срабатывает в пределах от 5 до 10-кратного тока от номинального (5·In до 10·In)
  • D — (ЭР) срабатывает в пределах от 10 до 20-кратного тока от номинального (10·In до 20·In, но встречаются иногда и 10·In до 50·In)

In – номинальный ток автоматического выключателя.

Помимо характеристик типа В, С и D, существуют и не стандартные характеристики типа А, К и Z, но о них я расскажу Вам в следующий раз. Чтобы не пропустить выход новых статей, подписывайтесь на рассылку сайта.

Рассмотрим каждый вид характеристики более подробно на примере модульных автоматических выключателей ВМ63-1 серии OptiDin и Optima от производителя КЭАЗ (Курский Электроаппаратный завод).

Время-токовая характеристика типа В

Рассмотрим время-токовую характеристику В на примере автоматических выключателей ВМ63-1 от КЭАЗ. Один автомат с номинальным током 10 (А), а другой — 16 (А).

Обратите внимание, что оба автомата имеют характеристику В, что отчетливо видно по маркировке на их корпусе: В10 и В16.

Для наглядности с помощью, уже известного Вам, испытательного прибора РЕТОМ-21 проверим заявленные характеристики данных автоматов.

Но сначала несколько слов о графике.

Вот график время-токовой характеристики (сокращенно, ВТХ) типа В:

На нем показана зависимость времени отключения автоматического выключателя от протекающего через него тока. Ось Х — это кратность тока в цепи к номинальному току автомата (I/In). Ось У — время срабатывания, в секундах.

Запомните!!! Время-токовые характеристики практически всех автоматов изображаются при температуре +30°С. 

График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания зон теплового и электромагнитного расцепителей автомата. Верхняя линия — это холодное состояние, т.е. без предварительного пропускания тока через автомат, а нижняя линия — это горячее состояние автомата, который только что был в работе или сразу же после его срабатывания.

Пунктирная линия на графике — это верхняя граница (предел) для автоматов с номинальным током менее 32 (А).

1. Токи условного нерасцепления (1,13·In)

У каждого автомата есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13·In. При таком токе автомат не отключится в течение 1 часа (для автоматов с номинальным током менее 63А) и в течение 2 часов (для автоматов с номинальным током более 63А).

Точку условного нерасцепления автомата (1,13·In) всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что прямая уходит как бы в бесконечность и с нижней линией графика пересекается в точке 60-120 минут.

Например, автомат с номинальным током 10 (А). При протекании через него тока 1,13·In = 11,3 (А) его тепловой расцепитель не сработает в течение 1 часа.

Еще пример, автомат с номинальным током 16 (А). При протекании через него тока 1,13·In = 18,08 (А) его тепловой расцепитель не сработает в течение 1 часа.

Вот значения «токов условного нерасцепления» для различных номиналов:

  • 10 (А) — 11,3 (А)
  • 16 (А) — 18,08 (А)
  • 20 (А) — 22,6 (А)
  • 25 (А) — 28,25 (А)
  • 32 (А) — 36,16 (А)
  • 40 (А) — 45,2 (А)
  • 50 (А) — 56,5 (А)

2. Токи условного расцепления (1,45·In)

Есть еще понятие, как «условный ток расцепления» автомата и он всегда равен 1,45·In. При таком токе автомат отключится за время не более 1 часа (для автоматов с номинальным током менее 63А) и за время не более 2 часов (для автоматов с номинальным током более 63А).

Кстати, точку условного расцепления автомата (1,45·In) практически всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что прямая пересекает график в двух точках: нижнюю линию в точке 40 секунд, а верхнюю — в точке 60-120 минут (в зависимости от номинала автомата).

Таким образом, автомат с номинальным током 10 (А) в течение часа, не отключаясь, может держать нагрузку порядка 14,5 (А), а автомат с номинальным током 16 (А) — порядка 23,2 (А). Но это при условии, что автоматы изначально были в холодном состоянии, в ином случае время их отключения будет находиться в пределах от 40 секунд до одного часа.

Вот значения «токов условного расцепления» для различных номиналов:

  • 10 (А) — 14,5 (А)
  • 16 (А) — 23,2 (А)
  • 20 (А) — 29 (А)
  • 25 (А) — 36,25 (А)
  • 32 (А) — 46,4 (А)
  • 40 (А) — 58(А)
  • 50 (А) — 72,5 (А)

Вот об этом не стоит забывать при выборе сечения проводов и кабелей для электропроводки (вот Вам таблица в помощь).

Вот представьте себе, что кабель сечением 2,5 кв.мм Вы защищаете автоматом на 20 (А). Вдруг по некоторым причинам Вы перегрузили линию до 29 (А). Автомат 20 (А) может не отключаться в течение целого часа, а по кабелю будет идти ток, который в значительной мере превышает его длительно-допустимый ток (25 А). За это время кабель сильно нагреется и расплавится, что может привести к пожару или короткому замыканию. А если еще учесть то, что в последнее время производители кабельной продукции преднамеренно занижают сечения жил, то ситуация тем более усугубляется.

В принципе, выбор номиналов автоматических выключателей это отдельная тема для статьи. Я лишь привел здесь одну из наиболее распространенных ошибок. Если интересно, то почитайте мою статью, где я подробно разбирал ошибки одного горе-электрика и переделывал за ним его «творчество».

Лично я рекомендую защищать кабели следующим образом:

  • 1,5 кв.мм — защищаем автоматом на 10 (А)
  • 2,5 кв.мм —  защищаем автоматом на 16 (А)
  • 4 кв.мм —  защищаем автоматом на 20 (А) и 25 (А)
  • 6 кв.мм —  защищаем автоматом на 25 (А) и 32 (А)
  • 10 кв.мм — защищаем автоматом 40 (А)
  • 16 кв.мм — защищаем автоматом 50 (А)

Для удобства все данные я свел в одну таблицу:

Проверить рассмотренные автоматы на токи условного нерасцепления и условного расцепления у меня нет времени, поэтому перейдем к их дальнейшей проверке — это форсированный режим проверки при токе, равном 2,55·In.

3. Проверка теплового расцепителя при токе 2,55·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.1.2 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то он должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния (для автоматов с номинальным током менее 32А) и не более 120 секунд из холодного состояния (для автоматов с номинальным током более 32А).

На графике ниже Вы можете видеть, что нижний предел по отключению взят с небольшим запасом, т.е. не 1 секунду, а 4 секунды. На то есть право у производителей автоматов. Вот поэтому они всегда к каждому автомату прикладывают свою ВТХ, которая, естественно, что удовлетворяет всем требованиям ГОСТа Р 50345-99.

Проверим!

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 25,5 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния.

Первый раз автомат отключился за время 14,41 (сек.), а второй раз — 11,91 (сек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 40,8 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния.

Первый раз автомат отключился за время 13,51 (сек.), а второй раз — 7,89 (сек.).

Дополнительно можно проверить тепловой расцепитель, например, при двухкратном токе от номинального, но в рамках данной статьи я этого делать не буду. На сайте имеется уже достаточно статей про прогрузку различных автоматических выключателей, как бытового, так и промышленного исполнения. Вот знакомьтесь:

  • Методика проверки автоматических выключателей промышленного назначения на примере ВА57-31
  • Неисправность и ремонт автомата А3144 с номинальным током 600 (А)
  • Заводской брак! Испытание автоматического выключателя А3712
  • Автоматы какого производителя выбрать?! ВА47-29 от IEK против iK60N от Schneider Electric

4. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 3·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.2.1 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 3·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Верхний предел по времени ГОСТом Р 50345-99 не определен, и у автоматов разных производителей здесь может наблюдаться не большой разброс в пределах от 1 до 10 секунд.

Странно, конечно, ведь речь идет об электромагнитном расцепителе и он должен срабатывать без выдержки времени. Но тем не менее, при токе 3·In электромагнитный расцепитель еще не срабатывает и по факту автомат отключается от теплового расцепителя. Вот именно поэтому измеренное значение петли фаза-ноль

сравнивают с током не 3·In, а с 5·In, учитывая коэффициент 1,1.

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 30 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,71 (сек.), а второй раз — 8,11 (сек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 48 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,16 (сек.), а второй раз — 6,25 (сек.).

5. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 5·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.2.1 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 50 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 7,8 (мсек.), а второй раз — 7,7 (мсек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 80 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,5 (мсек.), а второй раз — 8,4 (мсек.).

Как видите, оба автомата полностью соответствуют требованиям ГОСТа Р 50345-99 и заявленным характеристикам завода-изготовителя КЭАЗ.

Кому интересно, как проходила прогрузка автоматов, то смотрите видеоролик:

Автоматы с характеристикой В применяются для защиты распределительных и групповых цепей с большими длинами кабелей и малыми токами короткого замыкания преимущественно с активной нагрузкой, например, электрические печи, электрические нагреватели, цепи освещения.

Но почему-то в магазинах их количество всегда ограничено, т.к. по мнению продавцов наиболее распространенными являются автоматы с характеристикой С. С чего это вдруг?! Вполне логично и целесообразно для групповых линий цепей освещения и розеток применять именно автоматы с характеристикой типа В, а в качестве вводного автомата устанавливать автомат с характеристикой С (это один из вариантов). Так хоть каким-то образом будет соблюдена селективность, и при коротком замыкании где-нибудь в линии вместе с отходящим автоматом не будет отключаться вводной автомат и «гасить» всю квартиру. Но о селективности я еще расскажу Вам более подробно в другой раз.

Время-токовая характеристика типа С

Вот ее график:

Автоматы с характеристикой С применяются в основном для защиты трансформаторов и двигателей с малыми пусковыми токами. Также их можно использовать для питания цепей освещения. Нашли они достаточно широкое распространение в жилом фонде, хотя свое мнение об этом я высказал чуть выше.

Внимание! Более подробнее про время-токовую характеристику С читайте в моей отдельной статье.

Время-токовая характеристика типа D

График:

По графику видно следующее:

1. Токи условного нерасцепления (1,13·In) и токи условного расцепления (1,45·In), но о них я расскажу чуть ниже.

2. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то он должен отключиться за время не менее 1 секунды в горячем состоянии и не более 60 секунд в холодном состоянии (для автоматов с номинальным током менее 32А) и не более 120 секунд в холодном состоянии (для автоматов с номинальным током более 32А).

3. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

4. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 20·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автоматы с характеристикой D применяются в основном для защиты электрических двигателей с частыми запусками или значительными пусковыми токами (тяжелый пуск).

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как я уже говорил в начале статьи, все характеристики изображаются при температуре окружающего воздуха +30°С. Поэтому, чтобы узнать время отключения автоматов при других температурах, необходимо учитывать следующие поправочные коэффициенты:

1. Температурный коэффициент окружающего воздуха — Кt.

Думаю тут все понятно из графика. Чем ниже температура воздуха, тем значение коэффициента больше, а значит и увеличивается номинальный ток автомата, другими словами, его нагрузочная способность. Или, наоборот, чем жарче, тем нагрузочная способность автомата становится меньше. Ведь не зря, в жарких помещениях или летнюю жару многие замечают частые отключения автоматов, хотя нагрузка вовсе не изменялась. Ответ кроется в этом графике.

2. Коэффициент, учитывающий количество рядом установленных автоматов — Кn.

Здесь тоже никаких премудростей нет. Когда в одном ряду установлено несколько автоматов, то они передают свое тепло рядом стоящим автоматам. Этот график учитывает конвекцию тепла и выдает корректирующий коэффициент, учитывающий этот фактор.

Логика проста. Чем больше в ряду автоматов, тем больше уменьшается их нагрузочная способность.

Далее необходимо найти ток, приведенный к условиям нашего окружающего воздуха и монтажа:

In* = In · Кt · Кn

Как эти два коэффициента применить на практике?

Для этого рассмотрим пример. Щиток стоит на улице, в нем установлены 4 автомата — один вводной (ВА47-29 С40) и три групповых (ВА47-29 С16). Температура окружающего воздуха составляет -10°С.

Найдем поправочные коэффициенты для группового автомата ВА47-29 С16:

Найдем ток, приведенный к нашим условиям:

In* = In · Кt · Кn = 16 · 1,1  · 0,82 = 14,43 (А)

Таким образом, при определении времени срабатывания автомата по характеристике С кратность тока нужно брать не как отношение I/In (I/16), а как I/In* (I/14,43).

Заключение

Все вышесказанное в данной статье я представлю в виде общей таблицы (можете смело копировать ее и пользоваться):

Если Вы заметили, то разницей между время-токовыми характеристиками В, С и D являются только значения срабатывания электромагнитного расцепителя. По тепловой защите они работают в одних интервалах времени.

P.S. Надеюсь, что после прочтения данной статьи Вы сможете самостоятельно определять пределы времени срабатывания любых автоматических выключателей, а также правильно рассчитывать сечения проводов под номиналы автоматов.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

При практическом применении важно не только знать характеристики автоматических выключателей, а и понимать, что они означают. Благодаря такому подходу можно определиться с большинством технических вопросов. Давайте рассмотрим, что подразумевается под теми или иными параметрами, указанными на маркировке.

Используемая аббревиатура.

Маркировка устройств содержит всю необходимую информацию, описывающую основные характеристики автоматических выключателей (далее АВ). Что они обозначают, будет рассказано ниже.

Время-токовая характеристика (ВТХ)

При помощи такого графического отображения можно получить наглядное представление, при каких условиях будет активирован механизм отключения питания цепи (см. рис. 2). На графике, в качестве вертикальной шкалы отображается время, необходимое для активации АВ. Горизонтальная шкала показывает соотношение I/In.

Рис. 2. Графическое отображение время токовых характеристик наиболее распространенных типов автоматов

Допустимое превышение штатного тока, определяет тип время-токовых характеристик для расцепителей в приборах, производящих автоматическое выключение. В соответствии с действующими нормативом (ГОСТ P 50345-99), каждому виду присваивается определенное обозначение (из латинских литер). Допустимое превышение определяется коэффициентом k=I/In, для каждого вида предусмотрены установленные стандартом значения (см. рис.3):

  • «А» – максимум – троекратное превышение;
  • «В» – от 3 до 5;
  • «С» – в 5-10 раз больше штатного;
  • «D» – 10-20 кратное превышение;
  • «К» – от 8 до 14;
  • «Z» – в 2-4 больше штатного.

Рисунок 3. Основные параметры активации для различных типов

Заметим, что данный график полностью описывает условия активации соленоида и термоэлемента (см. рис.4).

Отображение на графике зон работы соленоида и термоэлемента

Учитывая все вышесказанное, можно резюмировать, что основная защитная характеристика у АВ обусловлена время-токовой зависимостью.

Перечень типовых время-токовых характеристик.

Определившись с маркировкой, перейдем к рассмотрению различных типов приборов, отвечающих определенному классу в зависимости от характеристик.

Таблица время токовых характеристик автоматических выключателейХарактеристика типа «A»

Тепловая защита АВ этой категории активируется, когда отношение тока цепи к номинальному (I/In) превысит 1,3. При таких условиях отключение произойдет через 60 минут. По мере дальнейшего превышения номинального тока время отключения сокращается. Активация электромагнитной защиты происходит при двукратном превышении номинала, скорость срабатывания – 0,05 сек.

Данный тип устанавливаются в цепях не подверженных кратковременным перегрузкам. В качестве примера можно привести схемы на полупроводниковых элементах, при выходе из строя которых, превышение тока незначительное. В быту такой тип не используется.

Характеристика «B»

Отличие данного вида от предыдущего заключается в токе срабатывания, он может превышать штатный от трех до пяти раз. При этом механизм соленоида гарантированно активируется при пятикратной нагрузке (время обесточивания – 0,015 сек.), термоэлемент – трехкратной (на отключение понадобиться не более 4-5 сек.).

Такие виды устройств нашли применение в сетях, для которых не характерны высокие пусковые токи, например, цепи освещения.

S201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой BХарактеристика «C»

Это наиболее распространенный тип, его допустимая перегрузка выше, чем у двух предыдущих видов. При пятикратном превышении штатного режима срабатывает термоэлемент, это схема, отключающая электропитание в течение полутора секунд. Механизм соленоида активируется, когда перегрузка превысит норму в десять раз.

Данные АВ рассчитаны на защиту электроцепи, в которой может возникнуть умеренный пусковой ток, что характерно для бытовой сети,  для которой характерна смешанная нагрузка. Покупая устройство для дома, рекомендуется остановить свой выбор на этом виде.

Трехполюсный автомат LegrandХарактеристика «D»

Для АВ такого типа характерны высокие перегрузочные характеристики. А именно, десятикратное превышение нормы для термоэлемента и двадцатикратное для соленоида.

Применяются такие приспособления в цепях с большими пусковыми токами. Например, для защиты пусковых устройств асинхронных электродвигателей. На рисунке 9 показано два прибора этой группы (a и b).

Рисунок 9. а) ВА51-35; b) BA57-35; c) BA88-35Характеристика «K»

У таких АВ активация механизма соленоида возможна при превышении токовой нагрузки в 8 раз, и гарантированно произойдет, когда будет двенадцати кратная перегрузка штатного режима (восемнадцати кратное для постоянного напряжения). Время отключения нагрузки не более 0,02 сек. Что касается термоэлемента, то его активация возможна при превышении 1,05 от штатного режима.

Сфера применения – цепи с индуктивной нагрузкой.

Характеристика «Z»

Данный тип отличается небольшим допустимым превышением штатного тока, минимальная граница – двух кратная от штатной, максимальная – четырех кратная. Параметры срабатывания термоэлемента, такие же, как и у АВ с характеристикой К.

Этот подвид применяется для подключения электронных приборов.

Характеристика «MA»

Отличительная особенность этой группы – не используется термоэлемент для отключения нагрузки. То есть прибор предохраняет только от КЗ, этого вполне достаточно, чтобы подключить электрический двигатель. На рисунке 9 показано такое приспособление (с).

Ток штатной работы

Этот параметр описывает максимально допустимое значение для штатного режима работы, при его превышении будет активировано срабатывание системы отключения нагрузки. На рисунке 1 показано, где отображается это значение (в качестве примера взята продукция компании IEK).

Ток штатной работы обведен окружностьюТепловые параметры

Под данным термином подразумевается условия срабатывания термоэлемента. Эти данные можно получить из соответствующего время-токового графика.

Предельная отключающая способность (ПКС).

Этот термин обозначает максимально допустимое значение нагрузки, при котором прибор сможет разомкнуть цепь без потери работоспособности. На рисунке 5 данная маркировка обозначена красным овалом.

Рис. 5. Прибор компании Шнайдер ЭлектрикКатегории токоограничения

Этот термин используется для описания способности АВ произвести отключение цепи до того, как ток КЗ в ней станет максимальным. Приспособления выпускаются с токоограничением трех категорий, в зависимости от времени отключения нагрузки:

  1. 10 мс. и больше;
  2. от 6 до 10 мс;
  3. 2,5-6 мс.

Соответственно, чем выше категория, тем меньше электропроводка подвержена нагреву, а значит, снижается риск ее возгорания. На рисунке 6 указанная категория обведена красным овалом.

Маркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограничения

Заметим, что АВ, относящиеся к первой категории, могут не иметь соответствующей маркировки.

Небольшой лайфхак о том, как выбрать необходимый выключатель для дома

Предложим несколько общих рекомендаций:

  • Исходя из всего выше сказанного, нам следует остановить свой выбор на АВ с времятоковой характеристикой «С».
  • При выборе штатных параметров необходимо учитывать планируемую нагрузку. Для вычисления следует воспользоваться законом Ома: I=Р/U, где Р – мощность цепи, U – напряжение. Рассчитав силу тока (I), выбираем номинал АВ по таблице, представленной на рисунке 10. Рисунок 10. График для выбора АВ в зависимости от тока нагрузки

    Расскажем, как пользоваться графиком. Допустим, произведя расчет силы тока нагрузки, мы получили результат – 42 А. Следует выбрать автомат, где это значение будет в зеленой зоне (рабочей области), это будет номинал – 50 А. При выборе также следует учитывать, на какую силу тока рассчитана проводка. Допускается подбирать автомат исходя из этого значения, при условии, что суммарная сила тока нагрузки будет меньше расчетного тока для проводки.

  • Если планируется установка УЗО или автомата дифференцированного тока, необходимо обеспечить заземление, в противном случае эти устройства могут работать некорректно;
  • Лучше отдать предпочтение изделиям известных брендов, они надежней и служат дольше китайской продукции.

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

Рекомендую прочитать:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Автоматические выключатели и их характеристики B, C, D

Основными характеристиками автоматических выключателей являются

Номинальный ток (In):

ток, который может протекать через автомат, без его срабатывания. 

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

номинальное, на которое рассчитана изоляция автомата 

Номинальное напряжение изоляции (Ui)

Это величина напряжения, относительно которого выбирается напряжение при испытании электрической прочности изоляции, которое обычно превышает 2 Ui, и определяется длина пути тока утечки через изолятор.

Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (Uimp)

Параметр представляет собой величину импульса напряжения (определенной формы и полярности) в кВ, который рассматриваемое оборудование может выдержать в условиях испытаний без повреждения.

Обычно для промышленных автоматических выключателей Uimp = 8 кВ, для бытовых автоматических выключателей Uimp = 6 кВ.

Отключающая способность:

ток (в кА), срабатывания автомата при коротком замыкании, после которого он еще будет работоспособен. 

Характеристика автоматов В, С, D:

зависимость времени отключения от тока. 

Буквы B, C и D обозначают характеристику автоматов, которая называется «тип мгновенного расцепления» и установлена в ГОСТ Р 50345-99] (МЭК 60898-95) «Аппаратура малогабаритная электрическая. автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения».

Конкретный тип мгновенного расцепления устанавливает диапазон токов мгновенного расцепления, протекание которых в главной цепи выключателя может вызвать его расцепление без выдержки времени.

В ГОСТ Р 50345 для каждого типа мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов:

тип В: 3In - 5In;

тип С: 5 In -10 In

тип D:10 In - 20 In

Стандартная времятоковая зона предписывает следующее поведение автоматического выключателя:

В случае если в главной цепи выключателя протекает электрический ток, величина которого соответствует нижней границе диапазона токов мгновенного расцепления 3In, 5In и 10 In, то он должен расцепиться за промежуток времени:

тип мгновенного расцепления B - более 0,1 с, но менее 45 или 90 с,

тип C - 15 или 30с

тип D - 4 или 8с.

При протекании в главной цепи электрического тока, равного верхней границе диапазона токов мгновенного расцепления (5In, 10In и 50In), автоматический выключатель должен расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с.

В том случае, если значение электрического тока, протекающего в главной цепи, находится между нижней и верхней границами диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель может расцепиться либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с).

Фактическое время срабатывания автомата определяется его индивидуальной времятоковой характеристикой. 

Исходя из вышенаписанного автоматы предназначены:

типа В - для защиты потребителей с преимущественно активной нагрузкой (печь, обогреватель, ЛН),

типа С - двигателей,

типа D - двигателей в повторно-кратковременном (частые пуски) режиме работы. 

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Когда все приборы и сама электрическая сеть функционируют в нормальном режиме, в них наблюдается обычное течение тока. Данное явление в полной мере касается и автоматического выключателя. Однако в случае превышения силой тока, по каким-либо причинам, своего номинального значения, срабатывает расцепитель защитного устройства и цепь размыкается. Параметр такого срабатывания известен как время-токовая характеристика автоматического выключателя. Она представляет собой зависимость времени срабатывания автомата и соотношения между реальным током, протекающим через автомат и номинальным током прибора.

Для чего нужна время-токовая характеристика

Сложности практического применения этого параметра в первую очередь связаны с графиками, которые необходимо правильно читать и применять на практике. Отключение автоматов с одинаковым номиналом будет происходить не одинаково в случае различных превышений тока. Поэтому для каждого типа выключателей существует собственная кривая, отображаемая на графике. Это дает возможность использования автоматических выключателей с разными характеристиками для определенного типа нагрузки.

В результате, автоматический выключатель выполняет защитную токовую функцию и одновременно сводит до минимума ложные срабатывания. Именно в этом и заключается основное практическое значение время-токовой характеристики.

В области энергетики нередко возникают ситуации, при которых увеличение тока на короткое время не связано с возникновением аварийного режима работы. В этих случаях защитные устройства не должны реагировать на подобные изменения. Это происходит при включении электродвигателей, когда наблюдается значительный скачок тока, в несколько раз превышающий номинальное значение. Если следовать логическим выводам, должно произойти обязательное отключение автомата. Например, если устройство установлено на 10 А, а пусковой ток составляет 12 А, это приведет к непременному срабатыванию защиты. Чтобы этого не произошло, требуется увеличить порог срабатывания, например, до 16 ампер. Однако в случае короткого замыкания устройство может и не отключиться.

Слишком низкий уровень срабатывания приведет к тому, что автомат будет реагировать даже на незначительные скачки. Решить данную проблему позволяет время-токовая характеристика, определяющая основной режим работы каждого защитного устройства.

Время-токовые характеристики автоматов

Срабатывание автоматических выключателей происходит за счет действия его основных элементов – теплового и электромагнитного расцепителя.       Конструкция теплового расцепителя состоит из биметаллической пластины, нагревающейся под действием протекающего тока. В результате, она изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Для срабатывания необходима длительная нагрузка, обратно пропорциональная выдержке по времени. Уровень перегрузки напрямую влияет на нагрев пластинки и время срабатывания теплового расцепителя.

Основными составляющими электромагнитного расцепителя служат катушка и сердечник. При достижении током определенного уровня, магнитное поле катушки втягивает сердечник, под действием которого срабатывает расцепляющий механизм. Устройство мгновенно срабатывает при коротких замыканиях, не дожидаясь нагрева теплового расцепителя. Время срабатывания автомата зависит от силы тока, проходящего через автоматический выключатель. Данная зависимость как раз и представляет собой времятоковую характеристику защитного устройства.

На корпусе каждого прибора наносятся латинские символы В, С и D. Каждый из них соответствует кратности уставки электромагнитного расцепителя к номинальному значению автомата. То есть, с помощью этих букв отображается ток мгновенного срабатывания расцепителя или чувствительность автоматического выключателя. Данный параметр обозначает минимальный ток, при котором происходит мгновенное отключение защитного устройства. Таким образом, латинскими буквами обозначается времятоковая характеристика каждого конкретного автомата. Символ «В» соответствует характеристикам 3-5 х ln, «С» – 5-10 х ln и «D» – 10-20 х ln.

Значение этих цифр необходимо рассмотреть на примере двух автоматов, равных по мощности, то есть, с одинаковым номинальным током, например, модели В16 и С16. Для выключателя В16 диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя составит 16 х (3-5) = 48-80 А. Соответственно, у автомата С16 этот диапазон будет находиться в пределах 16 х (5-10) = 80-160 ампер. Таким образом, при наличии тока в 100 А, произойдет мгновенное отключение модели В16, а устройство С16 отключится лишь через несколько секунд после нагрева биметаллической пластины.

Для жилых и административных зданий наиболее подходящими вариантами считаются автоматы с маркировкой В и С. Это связано с отсутствием больших пусковых токов и крайне редким включением электродвигателей повышенной мощности. Автоматы категории D используются в основном на тех объектах, где имеются мощные электродвигатели и другие устройства с большими пусковыми токами.

График время токовой характеристики обязательно учитывает температуру самого защитного устройства. В случае первого срабатывания времени на отключение затрачивается больше, поскольку биметаллическая пластинка холодная. При повторном срабатывании, когда пластинка уже была ранее разогрета, отключение происходит быстрее.

График время-токовой характеристики

Данный график показывает время токовые характеристики для различных типов автоматических выключателей – В, С и D. Основным параметром является значение тока, протекающего через устройство защиты, и оказывающего непосредственное влияние на время отключения. Отношение тока, протекающего в цепи, и номинального тока автомата отображается в виде l/ln на оси Х. Время срабатывания устройства, измеряемое в секундах, фиксируется на оси У

Поскольку каждый автомат состоит из электромагнитного и теплового расцепителя, то и представленный график условно делится на два участка. На крутом участке отражается работа теплового расцепителя, защищающего от перегрузок, а в более пологой части отображено действие электромагнитного расцепителя, выполняющего отключение при коротких замыканиях.

На графике наглядно видно, что при различных нагрузках, изменяется и время отключения устройства. Время отключения при одинаковой нагрузке у холодного и горячего автомата будет разным. Таким образом, график времятоковой характеристики позволяет заранее выполнить все необходимые расчеты и выбрать наиболее подходящее защитное устройство для конкретных условий эксплуатации.

Выбор автомата для дома

Для большинства квартир рекомендуются автоматические выключатели категории В, обладающие повышенной чувствительностью. Его срабатывание при перегрузках происходит так же, как и у автомата типа С. Однако в случае короткого замыкания их действия могут отличаться.

Идеальными условиями считается наличие нового дома, хорошего состояния сети, расположение подстанции возле объекта. Большое значение имеет качество всех соединений. В такой ситуации при коротком замыкании может сработать даже вводный автомат.

Совершенно иные условия в старых домах. Как правило в них очень старая электропроводка, обладающая высоким сопротивлением. Тока может оказаться недостаточно, и при коротком замыкании автомат не сработает. На таких объектах времятоковая характеристика автоматического выключателя должна обязательно соответствовать категории В. Это условие касается не только квартир, но также дач и старых сельских домов.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПЕРЕВОД. Электрика. Автоматика . Радиоэлектроника. Кондиционирование воздуха. Вентиляция


- тепловым при перегрузках

Тепловая перегрузка, это такое состояние неповрежденной электрической цепи, при котором в ней течет ток, значение которого выше номинального, что, разумеется, может стать причиной перегрева изоляции проводников и возникновения возгорания.
Подробнее см. здесь.

- электромагнитным

В исходном тексте написано "magnetic", т. е. магнитным (способом). Но это неправильно. Усилие, освобождающее удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя, создается электромагнитом, через катушку которого протекает ток главной цепи автоматического выключателя.

в миниатюрных автоматических выключателях

В российской классификации отсуствуют "миниатюрные автоматические выключатели" (подробнее см. здесь). Поэтому в переводном тексте эта фраза опущена.

время-токовых характеристик

Время-токовая характеристика представляет собой зависимость времения срабатывания автоматического выключателя от тока, протекающего в его главной цепи.

На рисунке слева представлена типичная время-токовая характеристика автоматического выключателя.
По оси ординат отложено время срабатывания автоматического выключателя в секундах.
По оси абсцисс — отношение тока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя к номинальному току.
Из графика видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности.
Иными словами, до тех пор, пока ток, протекающий в главной цепи автоматического выключателя, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не отключится.
Из графика также видно, что чем больше значение I/Iн, тем быстрее автоматический выключатель отключится. Так, например, (для левой кривой) при значении I/Iн=7 автоматический выключатель отключится через 0,1 секунды.

Для справки

Согласно ГОСТ Р 50030.1-2000

Время-токовая характеристика (автоматического выключателя) — Кривая, отражающая взаимосвязь времени, например преддугового или рабочего, и ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации.

... обратно пропорционально значению тока

Действительно, чем больше ток, тем интенсивнее нагревается и изгибается биметаллическая пластина и тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Тепловой расцепитель характеризуется тепловой инерцией ...

Смысл исходного текста изложен очень туманно.
На самом деле ситуация довольно простая.
Биметаллическая пластина нагревается, изгибается и отключает автоматический выключатель. Поскольку пластина имеет опредленную массу, то для того, чтобы она остыла, приняла неизогнутое положение и дала возможность снова включить автоматический выключатель, должно пройти какое-то время. Обычно можно не дожидаться, пока пластина охладится до температуры окружающего воздуха. Автоматический выключатель удается включить, когда биметаллическая пластина еще достаточно теплая. В этом-то случае время до следующего срабатывания, разумеется уменьшится. Если же перед повторным включением дать пластине остыть до температуры окружающего воздуха, то время до следующего срабатывания не изменится.

Электромагнитный расцепитель

В исходном тексте написано "magnetic release".
В Lingvo 12 есть термин "magnetic release device", который переводится как "магнитный расцепитель".
Трудно сказать, применяются ли в технике магнитные расцепители. Но совершенно точно известно, что в автоматических выключателях таковых нет, а есть электромагнитные расцепители.

Автоматические выключатели DPX в литом корпусе ...

В российской классификации отсуствуют "автоматические выключатели в литом корпусе" (подробнее см. здесь). Поэтому в переводном тексте эта фраза опущена.

Im (до 10 x Ir)

В данном каталоге:


  • Ir — значение тока, от которого начинается зона действия защиты от перегрузки (соответствует зоне действия теплового расцепителя). В электронном расцепителе для Ir можно выбрать одно из семи значений в диапазоне от 0,4 до 1,0 от номинального тока (In)
  • Im — значение тока от которого начинается зона действия защиты от короткого замыкания (соответствует зоне действия электромагнитного расцепителя). В электронном расцепителе Im ступенчато настраивается в диапазоне от 2 до 12 Ir.

... селективности срабатывания ...

Селективность срабатывания аппаратов защиты является очень важным параметром систем защиты электроустановок.

Для справки

Согласно ГОСТ Р 50030.1-2000 (МЭК 60947-1-99):

Селективность по сверхтокам:Координация рабочих характеристик двух или нескольких устройств для защиты от сверхтоков с таким расчетом, чтобы в случае возникновения сверхтоков в пределах указанного диапазона срабатывало только устройство, предназначенное для оперирования в данном диапазоне, а прочие не срабатывали.

Примечание. Различаются последовательная селективность, когда через различные устройства для защиты от сверхтоков проходит практически одинаковый сверхток, и параллельная селективность, когда через тождественные защитные устройства проходят различные доли сверхтока.

... косвенного прикосновения и тока повреждения ...

Для справки

Ток повреждения (fault current) — ток, появившийся в результате повреждения или перекрытия изоляции.
Косвенное прикосновение (indirect contact) — электрический контакт людей или животных с открытыми токопроводящими частями, которые оказались под напряжением при повреждении изоляции. (ГОСТ Р МЭК 61140-2000).

Автоматические выключатели

Особенности работы автоматических выключателей

Вне зависимости от типа автоматического выключателя его основное назначение определение возникновения в цепи высоких значений тока и своевременное ее обесточивание для предотвращения повреждения кабеля и устройств, запитанных от линии. Различают два основных вида параметров, представляющие опасность для оборудования, это ток перегрузки и короткого замыкания на землю.

В автоматических выключателях защита от перегрузки реализуется при помощи теплового расцепителя. Данное устройство представляет собой биметаллическую пластину проводящую рабочий ток и разогревающуюся в зависимости от его значения. При появлении тока превышающего номинальное значение она изгибается и приводит к срабатыванию механизма расцепления. Скорость реакции по времени определяется кривой срабатывания и происходит тем быстрее, чем выше значение данного параметра.

При помощи мгновенного магнитного расцепителя строится защита от короткого замыкания, она реализован в виде катушки с подвижным сердечником, воздействующим на механизм расцепления. Ток проходящий по обмотке катушки при превышении заданного значения втягивает сердечник и тем самым разрывает цепь. Данный вид расцепителей срабатывает за доли секунды, но реагирует на большие значения тока, превышающие номинально значение во много раз.

Устройство автоматических выключателей

В зависимости от мощности в конструкции автомата есть отличия. Основными частями любого автомата являются:

  • корпус
  • дугогасительная камера
  • расцепители
  • силовые контакты (подвижные и стационарные)
  • гибкие проводники
  • клеммы подключения (верхние и нижние)
  • ручка управления
  • винт регулировки (не во всех автоматах)
  • отверстие для газоудаления

Типы автоматов защиты

  1. Модульные. Наиболее распространенная версия приборов, широко применяющихся в промышленности и быту. Название получили из-за того, что цельный корпус для много полюсного исполнения отсутствует; такие автоматические выключатели представляют собой сборку из однополюсных модулей. Их количество соответствует числу защищаемых фаз от 1 до 4. Управление положением подвижных контактов осуществляется ручкой управления, при исполнении с несколькими полюсами ручки соединяются одной планкой. Основные преимущества: стандартные габариты (что облегчает проектирование и монтаж), комплексная защита (тепловая + эл/механическая) и низкая цена.
  2. В литом корпусе. Он изготавливается в цельном литом корпусе. Автоматы данной группы способны пропускать большие токи и делятся на несколько серий. Классификация производится по типу расцепителей, значению номинального тока и габаритам, что позволяет выбрать оптимальную модификацию защитного устройства для конкретного применения. Некоторые версии комплектуются специальными аксессуарами для использования в цепях сигнализации, дистанционного управления и ряде других.
  3. Воздушные. Автоматические выключатели этого типа предназначены для защиты цепей мощных потребителей. Другие разновидности устройств по причине конструктивных особенностей не способны выдержать влияние сильной дуги при срабатывании контактной группы. Как результат – плавление ламелей или межфазное замыкание. Их принципиальное отличие – в повышенных размерах камеры дугогашения. Основная область применение данных автоматических выключателей энергетическая промышленность.

Основные характеристики автоматических выключателей

Именно эти характеристики оцениваются в первую очередь при выборе автоматического выключателя. Выбор по параметрам связан с областью применения и местом установки.

Число полюсов

Одна из основных характеристик автоматического выключателя является число полюсов. Выпускаются несколько видов автоматов с различной комбинацией числа полюсов:

  • однополюсные
  • двухполюсные
  • трехполюсные
  • четырехполюсные
  • модификация с дополнительным размыкателем нейтрали

Номинальный ток

Основная характеристика по которой подбирают автоматические выключатели является его номинальный ток. От значения данного параметра отталкивается вычисление уставки при которой активируется защита.

Кривая срабатывания

Времятоковая характеристика отражает степень инертности автомата при отклонении контролируемого параметра от нормы. Данный параметр маркируется буквами латинского алфавита и отображается на корпусе автоматического выключателя.

Характеристика B 

Такие автоматы выдерживают большие превышения номинала тока: для срабатывания электромеханической группы необходимо 5-кратное (время задержки 0,015 сек), тепловой – трехкратное (в среднем 4,5 сек).

Применение. Для электрических цепей, в которых отсутствуют пусковые токи: освещение, сигнализация и тому подобное.  

Характеристика C

Данный тип автоматов считается универсальным в применении. Его расцепители срабатывают при превышениях значения тока: тепловые – пятикратном (1,5 сек), эл/механические – десятикратном.

Применение. Для цепей со смешанной нагрузкой освещение и различные электроприборы, асинхронные электродвигатели, трансформаторы.

Характеристика D

Автоматы этого класса устанавливаются в цепях с повышенными перегрузками. Превышение нормы составляет: для тепловых контактов – 10-кратное, электромеханических – в 2 раза больше.

Применение. Автоматические выключатели класса D используются для включения в цепи с большими пусковыми токами такими как асинхронные электродвигатели с тяжелым пуском.

Перегрузочная способность

Перегрузочная способность по-другому предельная коммутационная способность – предельный ток короткого замыкания, который может разорвать автоматический выключатель без ущерба для своей коммутационной части. Значения перегрузочной способности имеют линейку стандартных значений, с которыми выпускаются автоматы.

Ведущие производители автоматов защиты

Существует большое количество производителей автоматических выключателей, они выпускают изделия различного качества и ценового диапазона. В нашем интернет-магазине представлены производители, заслужившие доверие в течение многих лет выпуска продукции и постоянных исследований в данной области.

ABB

Среди производителей в сфере электротехнического оборудования эта компания считается одним из лидеров. Изделия производятся на территории Европы и отличаются высокой степенью надежности и качеством изготовления всех деталей.

Schneider Electric

Автоматические выключатели французской фирмы ведущего производителя низковольтной электротехники, производятся по самым последним технологиям. Владея несколькими подразделениями, производящими различные линейки коммутационных устройств, компания предлагает решения для всех сегментов рынка.

LS Industrial Systems

Отличаются оптимальным соотношением цена/качества и могут конкурировать со многими европейскими аналогами. Компания выпускает несколько серий автоматических выключателей для разных областей применения и позиционирующихся для разных ценовых категорий.

Eaton

Низковольтные автоматические выключатели, выпускаемые компанией, отличаются бескомпромиссным качеством и надежностью. Все серии защитных устройств производятся на заводах в Европе и проходят многократный технологический контроль. Эргономические особенности и качество выводят данные изделия на самый высокий уровень.

Модульные автоматические выключатели ABB

НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК АВТОМАТА.
номинал и характеристика автомата Основной характеристикой является номинальный ток автоматического выключателя указывается на корпусе автомата и определяет, совместно с время-токовой характеристикой автомата, зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающей через автомат.
В первом приближении можно сказать, что номинал автомата соответствует току, при превышении которого автоматический выключатель выключается, снимая напряжение с защищаемой цепи.
 

РАБОЧЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
рабочее напряжение автомата Применение автоматического выключателя, как любого электрического прибора обуславливается напряжением питающей его сети. Маркировка, обозначающая рабочее напряжение автомата является обязательной и выносится на переднюю поверхность и может быть, для модульных автоматов, 220, 230, 250, 380, 400, обозначая соответствие 220В и 380В. Кроме указания рабочего напряжения, в том же блоке маркировки указывается вид тока для которого работы с которым данный автомат предназначен. Наиболее часто встречающимся обозначением, указанным на изображении, является ~, обозначающим переменный ток.
 

КОЛИЧЕСТВО ПОЛЮСОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
Следующая по важности характеристика автомата это количество полюсов автоматического выключателя, определяющего максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, отключение которых происходит одновременно при возникновении аварийной ситуации (превышение тока выше заданного номиналом и кривой значения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей. В специальной иллюстрации не нуждается, так как количество полюсов является пожалуй единственно явно видной характеристикой автомата.
 

ВРЕМЯ-ТОКОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
Сложная, но очень важная характеристика, описывающая зависимость времени срабатывания автомата в от отношения силы протекающего через автомат тока к номинальному току автомата. Сложность этой характеристики заключается в необходимости использования графиков. Важность характеристики состоит в том, что автоматы с одним и тем же номиналом будут отключаться по разному (при разных превышениях тока) в завистимости от типа кривой автомата (так иногда называют время токовую характеристику), что позволяет применять автоматический выключатель для разных типов нагрузки, обеспечивая минимальное количество ложных срабатываний с одной стороны и осуществляя защитную токовую функцию проводки, с другой стороны.
 

ПРЕДЕЛЬНЫЙ ТОК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
предельный ток автомата Является важной характеристикой для промышленного применения автоматов. Данная характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого через автомат, автоматический выключатель сможет разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так как токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер, в связи с этим маркировка ПКС автомата указывается в килоАмперах (например 6кА говорит о том, что при токе КЗ до 6000 ампер автомат отключит напряжение и защитит проводку). Иными словами, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту вследствие возникновении и гашении дуги при размыкании контактов. Характеристика Предельного Тока Короткого Замыкания (Предельная Коммутационная Способность) модульного оборудования может достигать 10кА, при этом, обычно ширина модуля (полюса) такого, 10кА выключателя больше в 1,5 раз, чем обычного модульного автомата и составляет 27 мм. Наиболее часто встречающиеся модульные автоматы имеют характеристику 4,5кА, чего в целом достаточно, так как в бытовых электросетях токи короткого замыкания обычно не достигают более высоких значений, что связано с устаревшей инфраструктурой. Существуют так же автоматы и с другими ПКС, напримет 3кА, которые достаточно много применялись в конце 90 годов, а так же устаревшие модульные автоматы на 2кА, рнын уже не производящиеся. Таким образом, всегда существует выбор ПКС модульного автомата в диапазоне 10кА, 6кА, 4,5кА и 3кА зависимости от возможного тока короткого замыкания. Если защищаемая линия проводки находится близко от подстанции (что часто бывает на производственных площадках) и ток КЗ может быть высок, то часто применяют 10кА автомат, если автомат защищает электропроводку в свежепостроенном доме с новой (своя подстанция) и достаточной мощности электрической инфраструктурой, предпочтительно использовать 6кА автомат. В других случаях вполне достаточно 4,5кА автомата для реализации экономически эффективной электро защиты. Следует отметить, что с повышением ПКС от 4500А до 10000А стоимость автомата увеличивается, а возможность его купить - уменьшается, в связи с меньшим применением таких автоматов. 
 

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
Для возможности проектирования цепей электрозащиты габаритные размеры автомата являются достаточно важной характеристикой, позволяющей спланировать расположение автоматов защиты в электрощитке и выбрать необходимый по размеру для установки требуемого количества автоматов щиток. Большиноство модульных автоматов очень близки по габаритам, а модульными они называются в связи со стандартной шириной однополюсного автоматического выключателя и кратными этой ширине многополюсными автоматами, которая равна 18 миллиметрам.
 

МОНТАЖНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.
монтажная схема автомата Монтажные характеристики определяют метод монтажа автомата (на дин-рейку или на монтажную панель) а так же способ подключения проводников к защитному автомату и позволяют предварительно, до приобретения автомата, подобрать наиболее подходящий, с точки зрения возможности и удобства монтажа автомат.

 

 

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Многие, наверное, замечали, что на корпусах модельных защитных выключателей указаны буквы латинского алфавита – B, C или D. Они обозначают време-токовую характеристику или ток мгновенного расцепления данного устройства.

В соответствии с пунктом 3.5.17 ГОСТа Р 50345-99, ток мгновенного расцепления – это минимальные показатели электротока, при котором устройство отключается без электромагнитной защиты, то есть без выдержки времени.

Пунктом 5.3.5 того же ГОСТа установлено, что существует три вида данной характеристики:

1.B– от 3 In до 5 In.

2.C – от 5 In до 10 In.

3.D – от 10 In до 20 In.

In– это номинальный показатель предохранительного элемента.

Рассмотрим эти виды многоцелевого расцепления на примере модульного коммутационного устройства ВА 47-29.

Время-токовая характеристика типа B

На графике приведена зависимость времени срабатывания защитного устройства от величины протекающего электротока. На оси Х указана кратность тока к номинальному электротоку коммутатора. По оси Y– время разъединение (секунд).

График имеет две линии, которые описывают разброс разъединение электромагнитного и теплового расцепителя устройства. Верхняя линия – это холодное состояние автомата после срабатывания, а нижняя – горячее.

Важно! Характеристики большинства автоматов изображаются при температуре 30 градусов по Цельсию.

На представленных характеристиках, пунктирной линией отмечен верхний предел для прибора с номинальным электротоком меньше 32 Ампер.

Анализ графика показывает:

1.Если через коммутационный прибор будет проходить электрический ток в 3 In, то максимальное время его отключения в горячем состоянии составляет 0,02 секунды. В холодном состоянии время срабатывания:

  • для автоматов менее 32 А – 35 сек.;
  • для автоматов более 32 А – 80 сек.

2.Если через автомат будет проходить электроток в 5 In, то максимальное время разъединения в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,04.

Автоматические выключатели вида B используются преимущественно для защиты потребителей с активным типом нагрузки – цепи освещения, электрические обогреватели и печи.

В магазинах количество подобных устройств довольно ограничено. Хотя для организации питания групп розеток и освещения целесообразно использовать именно такие рубильники, а не тип С. Именно в таком случае удастся соблюсти селективность при коротком замыкании.

Время-токовая характеристика типа C

График время-токовой характеристики вида С:

1.Если через предохранительный коммутатор будет протекать ток в 5 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии наибольшее время разъединение :

  • для выключателей менее 32 А – 11 сек.;
  • для выключателей более 32 А – 25 сек.

2.Если через защитное коммутационное устройство будет протекать электроток в 10 In, то максимальное время срабатывания в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,03 секунды.

Данный тип автоматов используется в основном для защиты моторов с небольшими пусковыми токами и трансформаторов. Их также можно применять для запитывания цепей освещения. Они широко используются в жилом фонде.

Время-токовая характеристика типа D

График время-токовой характеристики типа D:

1.Если через з предохранительный автомат будет протекать ток в 10 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии максимальное время срабатывания :

  • для выключателей менее 32 А – 3 сек.;
  • для выключателей более 32 А – 7 сек..

2.Если через защитный коммутатор будет протекать электроток в 20 In, то наибольшее время срабатывания в горячем состоянии – 0,009 секунды, а в холодном – 0,02 секунды.

Коммутаторы вида D используются для защиты двигателей с тяжелым и частым пуском.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как упоминалось в начале статьи, все характеристики предохранительных автоматов приводятся при температуре окружающей среды в 30 градусов по Цельсию. Для того, чтобы узнать время срабатывания механических коммутаторов при других температурах, следует учитывать такие поправочные коэффициенты:

1.Kt – температурный коэффициент окружающего воздуха. На графике ниже можно проанализировать его значения.

Чем выше температура воздуха, тем ниже значение данного коэффициента, а значит и снижается номинальный ток выключателя, то есть его нагрузочная способности.

Или, иначе, чем холодней, тем меньше нагрузочная способность. По этойпричине в жарких помещениях возможно срабатывания автоматов даже без роста нагрузки.

2.Kn– коэффициент учета количества установленных автоматов в ряд. Когда в одном ряду уставлено несколько защитных автоматов, то они передают часть своего тепла остальным выключателям. На графике ниже представлена зависимость конвекции тепла от количества автоматов. Чем больше устройств в ряду, тем меньше их нагрузочная способность.

Для того, чтобы рассчитать электроток, в соответствии с температурой окружающей среды, нужно номинальный ток механического коммутатора умножить на приведенные выше коэффициенты.

Теперь рассмотри пример использования коэффициентов на практике. Допустим, распределительный щиток установлен на улице и к нему подключено 4 автомата:

  • вводной автомат типа ВА 47-29 С40 – 1 штука;
  • групповой автомат типа ВА 47-20 С16 – 3 штуки.

Температура окружающей среды – минус 10 градусов по Цельсию.

Находим поправочные коэффициенты для автомата ВА 47-29 С16:

1.Kt=1,1.

2.Kn=0,82.

  • Рассчитываем номинальный ток:
  • In=16*1,1*0,82=14,43 Ампер.
  • Следовательно, чтобы определить предельное время отключения защитного автомата типа С нужно использовать не соотношение I/In (I/16), а I/In* (I/14,43).

Условный ток неотключение и условный ток отключения

Каждый автомат имеет условный ток неотключения, который рассчитывается как 1,13 In. При таком токе защитное устройство не сработает.

Возьмем уже знакомый нам выключатель ВА 47-29 С16. При протекании через него электротока 1,13 In=18,08 Ампер он никогда не сработает.

Также существует такое понятие, как условный ток отключения. Он всегда равняется 1,45 In. При таком токе в холодном состоянии выключатель не будет отключатся в течение часа.

Например, выключатель ВА 47-29 С16 при прохождении тока 1,45In = 23,2 Ампер в горячем состоянии отключится через 50 секунд, а в холодном – через час.

Только представьте, что автомат номинальным током в 16 Ампер сможет держать нагрузку в 23 Ампер в течение 60 минут. За это время 1,5-миллиметровый кабель может выгореть и расправится.

Источник: https://electrikagid.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/vremya-tokovye-kharakteristiki-avtomaticheskih-vyiklyuchateley.html

Технические характеристики автоматических выключателей

При практическом применении важно не только знать характеристики автоматических выключателей, а и понимать, что они означают. Благодаря такому подходу можно определиться с большинством технических вопросов. Давайте рассмотрим, что подразумевается под теми или иными параметрами, указанными на маркировке.

Используемая аббревиатура.

Маркировка устройств содержит всю необходимую информацию, описывающую основные характеристики автоматических выключателей (далее АВ). Что они обозначают, будет рассказано ниже.

Время-токовая характеристика (ВТХ)

При помощи такого графического отображения можно получить наглядное представление, при каких условиях будет активирован механизм отключения питания цепи (см. рис. 2). На графике, в качестве вертикальной шкалы отображается время, необходимое для активации АВ. Горизонтальная шкала показывает соотношение I/In.

Рис. 2. Графическое отображение время токовых характеристик наиболее распространенных типов автоматов

Допустимое превышение штатного тока, определяет тип время-токовых характеристик для расцепителей в приборах, производящих автоматическое выключение.

В соответствии с действующими нормативом (ГОСТ P 50345-99), каждому виду присваивается определенное обозначение (из латинских литер).

Допустимое превышение определяется коэффициентом k=I/In, для каждого вида предусмотрены установленные стандартом значения (см. рис.3):

  • «А» — максимум – троекратное превышение;
  • «В» — от 3 до 5;
  • «С» — в 5-10 раз больше штатного;
  • «D» — 10-20 кратное превышение;
  • «К» — от 8 до 14;
  • «Z» — в 2-4 больше штатного.

Рисунок 3. Основные параметры активации для различных типов

Заметим, что данный график полностью описывает условия активации соленоида и термоэлемента (см. рис.4).

Отображение на графике зон работы соленоида и термоэлемента

  • Учитывая все вышесказанное, можно резюмировать, что основная защитная характеристика у АВ обусловлена время-токовой зависимостью.
  • Перечень типовых время-токовых характеристик.
  • Определившись с маркировкой, перейдем к рассмотрению различных типов приборов, отвечающих определенному классу в зависимости от характеристик.

Таблица время токовых характеристик автоматических выключателей

Характеристика типа «A»

Тепловая защита АВ этой категории активируется, когда отношение тока цепи к номинальному (I/In) превысит 1,3. При таких условиях отключение произойдет через 60 минут. По мере дальнейшего превышения номинального тока время отключения сокращается. Активация электромагнитной защиты происходит при двукратном превышении номинала, скорость срабатывания – 0,05 сек.

Данный тип устанавливаются в цепях не подверженных кратковременным перегрузкам. В качестве примера можно привести схемы на полупроводниковых элементах, при выходе из строя которых, превышение тока незначительное. В быту такой тип не используется.

Характеристика «B»

Отличие данного вида от предыдущего заключается в токе срабатывания, он может превышать штатный от трех до пяти раз. При этом механизм соленоида гарантированно активируется при пятикратной нагрузке (время обесточивания – 0,015 сек.), термоэлемент – трехкратной (на отключение понадобиться не более 4-5 сек.).

Такие виды устройств нашли применение в сетях, для которых не характерны высокие пусковые токи, например, цепи освещения.

S201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой B

Характеристика «C»

Это наиболее распространенный тип, его допустимая перегрузка выше, чем у двух предыдущих видов. При пятикратном превышении штатного режима срабатывает термоэлемент, это схема, отключающая электропитание в течение полутора секунд. Механизм соленоида активируется, когда перегрузка превысит норму в десять раз.

Данные АВ рассчитаны на защиту электроцепи, в которой может возникнуть умеренный пусковой ток, что характерно для бытовой сети,  для которой характерна смешанная нагрузка. Покупая устройство для дома, рекомендуется остановить свой выбор на этом виде.

Трехполюсный автомат Legrand

Характеристика «D»

Для АВ такого типа характерны высокие перегрузочные характеристики. А именно, десятикратное превышение нормы для термоэлемента и двадцатикратное для соленоида.

Применяются такие приспособления в цепях с большими пусковыми токами. Например, для защиты пусковых устройств асинхронных электродвигателей. На рисунке 9 показано два прибора этой группы (a и b).

Рисунок 9. а) ВА51-35; b) BA57-35; c) BA88-35

Характеристика «K»

У таких АВ активация механизма соленоида возможна при превышении токовой нагрузки в 8 раз, и гарантированно произойдет, когда будет двенадцати кратная перегрузка штатного режима (восемнадцати кратное для постоянного напряжения). Время отключения нагрузки не более 0,02 сек. Что касается термоэлемента, то его активация возможна при превышении 1,05 от штатного режима.

Сфера применения – цепи с индуктивной нагрузкой.

Характеристика «Z»

Данный тип отличается небольшим допустимым превышением штатного тока, минимальная граница — двух кратная от штатной, максимальная – четырех кратная. Параметры срабатывания термоэлемента, такие же, как и у АВ с характеристикой К.

Этот подвид применяется для подключения электронных приборов.

Характеристика «MA»

Отличительная особенность этой группы – не используется термоэлемент для отключения нагрузки. То есть прибор предохраняет только от КЗ, этого вполне достаточно, чтобы подключить электрический двигатель. На рисунке 9 показано такое приспособление (с).

Ток штатной работы

Этот параметр описывает максимально допустимое значение для штатного режима работы, при его превышении будет активировано срабатывание системы отключения нагрузки. На рисунке 1 показано, где отображается это значение (в качестве примера взята продукция компании IEK).

Ток штатной работы обведен окружностью

Тепловые параметры

Под данным термином подразумевается условия срабатывания термоэлемента. Эти данные можно получить из соответствующего время-токового графика.

Предельная отключающая способность (ПКС)

Этот термин обозначает максимально допустимое значение нагрузки, при котором прибор сможет разомкнуть цепь без потери работоспособности. На рисунке 5 данная маркировка обозначена красным овалом.

Рис. 5. Прибор компании Шнайдер Электрик

Категории токоограничения

Этот термин используется для описания способности АВ произвести отключение цепи до того, как ток КЗ в ней станет максимальным. Приспособления выпускаются с токоограничением трех категорий, в зависимости от времени отключения нагрузки:

  1. 10 мс. и больше;
  2. от 6 до 10 мс;
  3. 2,5-6 мс.

Соответственно, чем выше категория, тем меньше электропроводка подвержена нагреву, а значит, снижается риск ее возгорания. На рисунке 6 указанная категория обведена красным овалом.

Маркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограничения

Заметим, что АВ, относящиеся к первой категории, могут не иметь соответствующей маркировки.

Небольшой лайфхак о том, как выбрать необходимый выключатель для дома

Предложим несколько общих рекомендаций:

  • Исходя из всего выше сказанного, нам следует остановить свой выбор на АВ с времятоковой характеристикой «С».
  • При выборе штатных параметров необходимо учитывать планируемую нагрузку. Для вычисления следует воспользоваться законом Ома: I=Р/U, где Р – мощность цепи, U – напряжение. Рассчитав силу тока (I), выбираем номинал АВ по таблице, представленной на рисунке 10.
    Рисунок 10. График для выбора АВ в зависимости от тока нагрузки
    Расскажем, как пользоваться графиком. Допустим, произведя расчет силы тока нагрузки, мы получили результат — 42 А. Следует выбрать автомат, где это значение будет в зеленой зоне (рабочей области), это будет номинал – 50 А. При выборе также следует учитывать, на какую силу тока рассчитана проводка. Допускается подбирать автомат исходя из этого значения, при условии, что суммарная сила тока нагрузки будет меньше расчетного тока для проводки.
  • Если планируется установка УЗО или автомата дифференцированного тока, необходимо обеспечить заземление, в противном случае эти устройства могут работать некорректно;
  • Лучше отдать предпочтение изделиям известных брендов, они надежней и служат дольше китайской продукции.

Источник: https://www.asutpp.ru/osnovnye-tehnicheskie-harakteristiki-avtomaticheskih-vyklyuchatelej.html

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии.

В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму.

Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

  • За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.
  • Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание.

За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником.

Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике.

Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже.

Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных.

Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз.

Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления.

Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек.

Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

  1. Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.
  2. Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kategorii-avtomaticheskih-vyklyuchatelej-a-b-c-i-d

Время-токовые характеристики автомата (ВТХ)

При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.

Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автомата зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.

Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой автомата (так иногда называется токовая характеристика), благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.

Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.

В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.

При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.

По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5. Автомат стоит на 10 А, и от 12 его вырубит. Что в таком случае делать? Если например поставить на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.

Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время токовая характеристика».

Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой

Как известно основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.

Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.

Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ, благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться прогревания теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.

Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время токовой характеристикой автоматического выключателя.

Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время токовую характеристику.

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

  • — B — от 3 до 5 ×In;
  • — C — от 5 до 10 ×In;
  • — D — от 10 до 20 ×In.

Что означают цифры указанные выше?

Приведу небольшой пример. Допустим, есть два автомата одинаковой мощности (равные по номинальному току) но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.

Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.

При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).

В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а какие-нибудь мощные моторы включаются нечасто, самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.

Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми АВ при КЗ.

Согласитесь логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.

Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.

Пунктирной линией обозначен предельный ток срабатывания для автоматов до 32 А.

Что показано на графике время токовой характеристики

На примере 16-Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.

Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 40 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 40 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.

При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

Если через автомат будет протекать ток равный 10×In, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.

К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С. А вот о случае короткого замыкания?.

Если дом новый, имеет хорошее состояние электросети, подстанция находится рядом, а все соединения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких величин, что его должно хватить на срабатывание даже вводного автомата.

Ток может оказаться малым при коротком замыкании, если дом является старым, а к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление петли фаза-нуль) – в таком случае автомат категории C может не сработать вообще. Поэтому единственным выходом из этой ситуации является установка автоматов с характеристикой типа В.

Следовательно, время токовая характеристика типа В является определенно более предпочтительной, в особенности в дачной или сельской местности или в старом фонде.

В быту на вводной автомат вполне целесообразно ставить именно тип С, а на автоматы групповых линий для розеток и освещения – тип В. Таким образом будет соблюдена селективность, и где-нибудь в линии при коротком замыкании вводной автомат не будет отключаться и «гасить» всю квартиру.

Источник: https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/vremya-tokovye-xarakteristiki-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
  При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель (далее по тексту — автомат) протекает допустимый электрический ток.

Однако, если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.

Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автоматического выключателя зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.

Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой токовой характеристики автомата, благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.

Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.

В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.

При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5 А. Автомат стоит на 10 А, и при значении 12 А он должен отключиться. Что в таком случае делать? Если, например поставить автомат номиналом на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.

Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время-токовая характеристика».

  Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой Как известно, основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель. Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ (Коротком замыкании), благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться разогрева теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.
Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время-токовой характеристикой автоматического выключателя.
Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот, они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику. Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

·         — B — от 3 до 5хIn;

·         — C — от 5 до 10хIn;
·         — D — от 10 до 20хIn.
Что означают цифры указанные выше?
 

Приведем небольшой пример: допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.

Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).

В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.

Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ. Согласитесь, логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.
Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
На рисунках пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

Что показано на графике время-токовой характеристики

На примере 16-и Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей. На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.
Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 60 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 60 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.
При прохождении через автомат С16 тока 5хIn (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).
Если через автомат будет протекать ток равный 10хIn, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.
К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С.

Источник: https://www.consultelectro.ru/articles/harakteristiki-vikluchateley

Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей

  • Содержание:
  • Как известно автоматические выключатели могут иметь следующие виды расцепителей обеспечивающих защиту электрической цепи от сверхтоков: электромагнитный — защищающий сеть от коротких замыканий, тепловой — обеспечивающий защиту от токов перегрузки и комбинированный представляющий собой совокупность электромагнитного и теплового расцепителя (подробнее читайте статью «автоматические выключатели«).
  • Примечание: Современные автоматические выключатели предназначенные для защиты электрических сетей до 1000 Вольт имеют, как правило, комбинированные расцепители.
  • Расцепители автоматических выключателей — это исполнительные механизмы которые обеспечивают отключение (расцепление) электрической цепи при возникновении в ней тока выше допустимого, причем чем больше это превышение тем быстрее должно произойти расцепление.
  • Зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока и называется время-токовой характеристикой или сокращенно — ВТХ.
  • ВТХ автоматов определяются следующими значениями:

1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)

  1. Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.
  2. Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления»  или как ее еще называют — характеристика срабатывания.
  3. Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:
  4. Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.

Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.

Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе:

2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата. 3) Условный ток расцепления

Источник: https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/vremya-tokovye-xarakteristiki-vtx-avtomaticheskix-vyklyuchatelej/

Характеристики кривых срабатывания и координации автоматического выключателя

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Время-токовые кривые используются для отображения времени, необходимого для отключения автоматического выключателя при заданном уровне перегрузки по току.

Время-текущие кривые обычно отображаются в виде графика журнала. Цифры по горизонтальной оси кривой представляют номинальный длительный ток (In) для автоматического выключателя, цифры по вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения: найдите текущее значение, кратное (In), внизу графика. Затем нарисуйте вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую, а затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения автоматического выключателя - это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механического срабатывания и времени возникновения дуги.

Кривые

разработаны с использованием заранее определенных характеристик, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия эксплуатации автоматического выключателя могут вызвать отклонения в его характеристиках.

Большинство кривых имеют информационное окно, в котором будет указано, к какому выключателю применяется кривая. Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени поездки.

Пример кривой тока времени автоматического выключателя в реальном мире с основными моментами. Фото: TestGuy


Защита от перегрузки

Верхняя часть кривой время-ток показывает тепловую реакцию выключателя, изогнутая линия указывает номинальную производительность выключателя.

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический проводник внутри автоматического выключателя отклоняется после нагрева током нагрузки, освобождая рабочий механизм и размыкая контакты.

Чем больше перегрузка, тем быстрее биметаллическая полоса нагревается и отклоняется для устранения перегрузки. Это то, что известно как обратная временная кривая.

Долговременная функция

В электронных автоматических выключателях функция длительного действия (L) имитирует эффект термического биметаллического элемента.Номинальная точка срабатывания, в которой электронный расцепитель определяет перегрузку, составляет примерно 10% от выбранного номинального тока. После срабатывания автоматический выключатель сработает по истечении времени, заданного настройкой длительной задержки.


Защита от короткого замыкания

Нижняя часть кривой время-ток отображает реакцию автоматического выключателя на короткое замыкание. В термомагнитных выключателях в месте срабатывания при значительных токах сверхвысокой величины срабатывает магнитный якорь внутри автоматического выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

В электронных автоматических выключателях функция мгновенного действия (I) имитирует магнитную характеристику термомагнитного выключателя. Это достигается с помощью микропроцессора, который много раз в секунду берет выборки из формы волны переменного тока для вычисления истинного среднеквадратичного значения тока нагрузки. Мгновенное отключение происходит без преднамеренной задержки по времени.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оборудованы функцией короткого замыкания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед срабатыванием значительного перегрузки по току.Это позволяет осуществлять выборочную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к месту повреждения, отключается, не затрагивая другие цепи (см. Координацию автоматического выключателя ниже) .

I 2 t характеристика кратковременной функции определяет тип задержки. I 2 t IN приведет к обратнозависимой задержке, которая напоминает временные / токовые характеристики предохранителей. Это похоже на функцию длительного времени, за исключением гораздо более быстрой задержки.I 2 t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 секунды или меньше, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели, оборудованные блокировкой зон по короткой задержке без сигнала ограничения от нижестоящего устройства, будут иметь минимальную временную полосу, применяемую независимо от настройки, это иногда называется максимальной неограниченной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется коррекция кратковременной задержки для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременной стойкостью и отображается на кривой срабатывания как абсолютное значение в амперах.

Связанные с: Основные принципы селективной блокировки зон (ZSI)


Защита от замыканий на землю

Как и функция защиты от замыканий на землю, элемент защиты от замыкания на землю (G) состоит из установки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов перестает быть равной, потому что ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый трансформатор тока устанавливается на нейтральную шину для обнаружения этого дисбаланса.

Когда происходит дисбаланс тока, автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает уставку срабатывания замыкания на землю. Если выключатель остается включенным в течение времени, заданного задержкой замыкания на землю, автоматический выключатель сработает. Защита от замыкания на землю иногда поставляется с функцией I 2 t, которая работает по тому же принципу, что и кратковременная задержка.

Пример 4-проводной системы защиты от замыканий на землю.Фото: TestGuy.

Защита от замыкания на землю требует наименьшего количества энергии для отключения автоматического выключателя, часто со значениями отключения, установленными значительно ниже уставки срабатывания длительного срабатывания. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя защиту от замыкания на землю необходимо отключить или «убрать с дороги» для срабатывания других функций.

Использование испытательного комплекта изготовителя или изменение проводки входа трансформатора тока нейтрали является предпочтительным методом испытания первичной инжекции на выключателе низкого напряжения с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно для обеспечения сбалансированных вторичных токов на расцепитель. .

Связано: Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности


Координация автоматического выключателя

Время-токовые кривые необходимы для правильного согласования автоматических выключателей. В случае неисправности должен срабатывать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, не затрагивая другие цепи.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя скоординированы таким образом, чтобы время отключения каждого выключателя было больше, чем время отключения выключателя (ей), расположенного ниже по цепи, независимо от величины повреждения.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 настроен на отключение, если перегрузка 2000A или выше происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 сработает, если перегрузка сохраняется в течение 0,200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

Если неисправность происходит после выключателя CB-3 , он срабатывает первым и сбрасывает неисправность.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Например, если автоматический выключатель питает часть оборудования большими пусковыми токами, значение мгновенного срабатывания должно быть выше, чем значение кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение, когда оборудование находится под напряжением.

Связано: Объяснение исследований по координации электроэнергетической системы


Артикул:

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

кривые время-ток

Скорость срабатывания выключателя

Кривые время-ток используются для того, чтобы показать, насколько быстро выключатель сработает при любой величине тока. На следующем рисунке показано, как работает кривая время-ток. Цифры внизу (горизонтальная ось) представляют ток в амперах. Цифры слева (вертикальная ось) представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения при заданном токе, найдите уровень тока в нижней части графика.Проведите вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую. Затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика и найдите время до поездки. Например, на этом рисунке автоматический выключатель сработает, когда ток останется на уровне 6 ампер в течение 0,6 секунды.

Видно, что чем выше ток, тем короче время, в течение которого автоматический выключатель остается включенным. Из кривой время-ток на следующей странице видно, что фактические кривые время-ток нарисованы на журнальной бумаге, а горизонтальная линия кратна номинальному постоянному току выключателя.
В информационном окне в верхнем правом углу обратите внимание, что кривая время-ток, показанная на следующей странице, определяет работу автоматического выключателя CFD6.

В этом примере выбран расцепитель на 200 ампер.

Компонент защиты от перегрузки на кривой время-ток

Верхняя часть кривой время-ток показывает характеристики компонента отключения по перегрузке автоматического выключателя. Кривые время-ток показаны в виде полос, и фактическая производительность любого выключателя может упасть в любом месте в пределах диапазона.Используя приведенный в качестве примера автоматический выключатель CFD6 и расцепитель на 200 ампер, время срабатывания автоматического выключателя при любой заданной перегрузке можно легко определить, используя ту же процедуру, что описана ранее.

Например, выключатель сработает от 25 до 175 секунд при токе 600 ампер и температуре окружающей среды 40 ° C, что в 3 раза превышает номинал расцепителя.

Это проиллюстрировано приведенной ниже кривой время-ток.

Компонент мгновенного отключения на кривой время-ток

Нижняя часть кривой время-ток показывает характеристики компонента мгновенного отключения (короткое замыкание) автоматического выключателя.Максимальное время отключения (время, необходимое для полного размыкания выключателей) уменьшается с увеличением тока. Это происходит из-за конструкции контактов с раздувом, в которой используется магнитное поле, создаваемое вокруг контактов.

По мере увеличения тока увеличивается напряженность магнитного поля, что помогает размыкать контакты. Этот автоматический выключатель имеет регулируемую мгновенную точку срабатывания от 900 до 2000 А, что в 4,5–10 раз превышает номинал расцепителя 200 А. Если настройка точки срабатывания установлена ​​на минимум (900 А), и происходит ток короткого замыкания 900 ампер или больше, выключатель сработает в течение 1 цикла (16.8 мс). Если установка точки срабатывания установлена ​​на максимум (2000 А), и происходит ток короткого замыкания в 900 ампер, прерыватель сработает примерно через 12–55 секунд.

Чем больше ток короткого замыкания, тем быстрее срабатывает выключатель.

ИСТОЧНИК: Siemens

Соответствующий контент EEP со спонсорскими ссылками

Общие сведения о кривых срабатывания - c3controls

Введение

Кривые срабатывания, также известные как кривые времени и тока, могут быть пугающей темой.Цель этой короткой статьи - познакомить вас с концепцией кривых срабатывания и объяснить, как их читать и понимать.

Что такое UL?

Underwriters Laboratories (UL) была основана в 1894 году как Бюро андеррайтеров по электротехнике, бюро Национального совета андеррайтеров. UL была основана в первую очередь для проведения независимых испытаний и сертификации электротехнической продукции на пожарную безопасность. Эти продукты включают устройства защиты цепей, обсуждаемые в этой статье.

Устройства защиты цепей

Защита цепей используется для защиты проводов и электрического оборудования от повреждений в случае электрической перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Грозы, перегрузка розеток или внезапный скачок напряжения могут привести к возникновению опасной ситуации, которая может привести к пожару, повреждению оборудования или травмам. Защита цепи предназначена для устранения этого риска до того, как он возникнет, путем отключения питания цепи.

Что такое кривая отключения?

Проще говоря, кривая отключения - это графическое представление ожидаемого поведения устройства защиты цепи. Устройства защиты цепей бывают разных видов, включая предохранители, миниатюрные автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе, дополнительные устройства защиты, автоматические выключатели для защиты двигателя, реле перегрузки, электронные предохранители и воздушные автоматические выключатели.

Кривые отключения отображают время отключения устройств максимального тока на основе заданного уровня тока.Они предоставляются производителями устройств защиты цепей, чтобы помочь пользователям выбрать устройства, которые обеспечивают надлежащую защиту и производительность оборудования, избегая при этом ложных срабатываний.

Различные типы кривых срабатывания

Зачем нужны разные кривые срабатывания?

Автоматические выключатели должны срабатывать достаточно быстро, чтобы избежать отказа оборудования или проводки, но не так быстро, чтобы вызывать ложные или ложные срабатывания.

Во избежание ложных срабатываний автоматические выключатели должны иметь соответствующие размеры для компенсации пускового тока.NEMA определяет мгновенный пиковый бросок тока как - мгновенный переходный процесс по току, который возникает сразу (в пределах половины цикла переменного тока) после замыкания контакта .

Пусковой ток - это то, что заставляет свет в доме тускнеть, когда запускается двигатель, например, на сушилке для одежды или пылесосе.

На рисунке 2 (ниже) показан пример пускового тока для двигателя переменного тока.

Как видно из графика, пусковой ток, вызванный включением двигателя, составляет 30 А. Он намного выше, чем рабочий или установившийся ток.Пусковой ток достигает пика, а затем начинает спадать по мере раскрутки двигателя.

Нам нужны разные кривые отключения, чтобы сбалансировать правильную величину максимальной токовой защиты и оптимальную работу машины. Выбор автоматического выключателя с кривой срабатывания, которая срабатывает слишком рано, может привести к ложному срабатыванию. Выбор автоматического выключателя, который срабатывает слишком поздно, может привести к катастрофическому повреждению машины и кабелей.

Как работает MCB?

Чтобы понять кривую срабатывания, полезно понять, как работает миниатюрный автоматический выключатель или устройство защиты от перегрузки по току.На рисунке 3 ниже показан вид изнутри миниатюрного автоматического выключателя (MCB).

Как с биметаллической полосой (2), так и с магнитной катушкой / соленоидом (6), миниатюрный автоматический выключатель может представлять собой два отдельных типа устройства защиты цепи в одном. Биметаллическая полоса обеспечивает защиту от перегрузки в ответ на меньшие сверхтоки, обычно в 10 раз превышающие рабочий ток. Металлическая полоса состоит из двух сформированных вместе полос разных металлов, которые расширяются с разной скоростью при нагревании.В случае перегрузки биметаллическая полоса изгибается, и это движение приводит в действие механизм отключения и размыкает (размыкает) цепь. Полоса преобразует изменение температуры в механическое смещение.

Магнитная катушка или соленоид (6) реагирует на быстрые, более высокие токи перегрузки, вызванные короткими замыканиями, обычно более чем в 10 раз превышающими рабочий ток - до десятков или сотен тысяч ампер. Сильный ток вызывает магнитное поле, создаваемое катушкой, быстро перемещая внутренний поршень (в течение микросекунд), чтобы привести в действие исполнительный механизм и разорвать цепь.

Кривая отключения

Рисунок 4 (ниже) представляет собой график кривой отключения.

  • Ось X представляет кратный рабочий ток автоматического выключателя.
  • Ось Y представляет время отключения. Логарифмическая шкала используется для отображения времени от 0,001 секунды до 10 000 секунд (2,77 часа) при кратном рабочем токе.

На рис. 5 (ниже) показана кривая отключения B, наложенная на диаграмму. Три основных компонента кривой отключения:

  1. Кривая отключения по температуре.Это кривая срабатывания биметаллической ленты, которая рассчитана на более медленные сверхтоки, чтобы учесть ускорение / запуск, как описано выше.
  2. Кривая магнитного срабатывания. Это кривая срабатывания катушки или соленоида. Он разработан, чтобы быстро реагировать на большие перегрузки по току, например, на короткое замыкание.
  3. Идеальная кривая срабатывания. Эта кривая показывает желаемую кривую срабатывания биметаллической полосы. Из-за органической природы биметаллической полосы и меняющихся условий окружающей среды трудно точно предсказать точную точку срабатывания.

Как кривая срабатывания соотносится с фактическим выключателем?

На рисунке 6 (ниже) показано, как внутренние компоненты MCB соотносятся с кривой отключения.

В верхней части диаграммы показана кривая теплового срабатывания биметаллической ленты. Он говорит нам, что при 1,5-кратном номинальном токе самое быстрое срабатывание автоматического выключателя составляет сорок секунд (1). Сорок секунд при 2-кратном номинальном токе - это самое медленное срабатывание автоматического выключателя (2).

Нижняя часть таблицы предназначена для магнитного отключения катушки / соленоида; 0.02–2,5 секунды при 3-кратном номинальном токе - это самое быстрое срабатывание автоматического выключателя (3). Такая же продолжительность, от 0,02 до 2,5 секунд при 5-кратном номинальном токе, является наибольшей продолжительностью срабатывания автоматического выключателя (4).

Зона, заштрихованная между ними, - это зона срабатывания.

ВАЖНО: Кривые отключения представляют собой прогнозируемое поведение автоматического выключателя в холодном состоянии (температура окружающей среды). Холодное состояние - это когда биметаллическая полоса находится в пределах указанной для выключателя рабочей температуры окружающей среды.Если выключатель недавно испытал тепловое срабатывание и не остыл до температуры окружающей среды, он может сработать раньше.

Собираем все вместе

На Рисунке 7 (ниже) эти концепции представлены в более ясную картину.

Обратите особое внимание на Зону срабатывания, в которой выключатель может сработать, а может и не сработать. Думайте об этом как о кошачьем районе Шредингера. В пределах зоны до тех пор, пока не произойдет событие перегрузки по току, мы не знаем точно, когда / если выключатель сработает (кот Шредингера = мертв) или выключатель не сработает (кот Шредингера = жив).

Теперь, когда мы собрали все это вместе, становится ясно, что выбор автоматического выключателя 10A, B Curve может привести к ложным срабатываниям, поскольку выключатель входит в зону отключения при 30A. (См. Рис. 8 ниже.) D Прерыватели кривой - наиболее распространенный выбор для электродвигателей, хотя иногда можно выбрать прерыватель кривой С для приложений, в которых в одной цепи имеются смешанные нагрузки.

Три наиболее распространенных кривых отключения для миниатюрных автоматических выключателей - это B, C и D. Поместив все три на одну диаграмму (рисунок 9, ниже), мы можем увидеть, насколько тепловые части кривых похожи друг на друга, но Есть различия в том, как работает магнитная характеристика (катушка / соленоид) и, следовательно, автоматический выключатель.

Вкратце:

Защита цепей используется для защиты проводов и электрического оборудования от повреждений в случае электрической перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Грозы, перегрузка розеток или внезапный скачок напряжения могут привести к возникновению опасной ситуации, которая может привести к пожару, повреждению оборудования или травмам. Защита цепи предназначена для устранения этого риска до того, как он возникнет, путем отключения питания цепи.

  • Устройства защиты цепей включают предохранители, автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе, дополнительные устройства защиты, автоматические выключатели для защиты двигателя, реле перегрузки, электронные предохранители и воздушные автоматические выключатели.
  • Кривые отключения предсказывают поведение устройств защиты цепей как в более медленных, меньших условиях перегрузки по току, так и в более высоких и более быстрых условиях перегрузки по току.
  • Выбор правильной кривой срабатывания для вашего приложения обеспечивает надежную защиту цепи, ограничивая при этом ложные срабатывания или ложные срабатывания.

Этот документ представляет собой краткий обзор кривых срабатывания. Он не претендует на окончательный ответ по этой теме. Нам предстоит еще многое узнать, в том числе о других типах кривых отключения и координации выключателя. Изучив основы, можно уверенно подходить к этим темам.

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется при том понимании, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг.Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация в этих официальных документах является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям.Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом техническом документе, или действий на ее основе.

Чтение и настройка кривых время-ток «База знаний - Design Master Software

Вы можете создавать графики выборочной координации в Design Master Electrical для согласования кривых время-ток для автоматических выключателей в вашем проекте. Графики выборочной координации строятся с помощью команды «Вставить график выборочной координации».

Кривые время-ток для части распределительного оборудования или подключения оборудования задаются в диалоговом окне устройства.После того, как кривая была вставлена ​​в чертеж, вы можете внести в нее изменения с помощью команды Редактировать кривую .

Лента: DM Electrical-> Распределительное оборудование-> Редактировать кривую

Раскрывающееся меню: DM Electrical-> Распределительное оборудование -> Редактировать кривую

В этой статье описывается, как считывать кривые время-ток и как на кривые влияют настройки, доступные в диалоговом окне Select Curve .

Большинство приведенных ниже настроек можно настроить только для электронных автоматических выключателей.Если вы выбрали предохранитель или неэлектронный автоматический выключатель, вы можете установить только мгновенное срабатывание .

ПРИМЕЧАНИЕ: Время срабатывания и пороговые значения тока различаются и поэтому представлены на графике в виде заштрихованных областей, а не отдельных точек. Например, выключатель с кратковременной задержкой 0,22 может отключиться от 0,22 до 0,32 секунды.

Долгая задержка

Долговременная задержка относится к промежутку времени, в течение которого выключатель допускает более слабые скачки тока, такие как запуск двигателя, до срабатывания выключателя; чем выше ток, тем быстрее сработает прерыватель.

На кривой длительная задержка представлена ​​крутизной в самой левой части графика. Изменение этого значения переместит наклон по оси y:

  • Чем меньше время поездки, тем ниже уклон.
  • Более медленное время поездки приводит к увеличению наклона.

Кратковременный пикап

Кратковременное срабатывание указывает, насколько сильным должен быть скачок тока, чтобы выключатель переключился с длительной задержки на кратковременную. Эта настройка обычно задается как кратная допустимой нагрузке выключателя; например, если это значение установлено на 5 на выключателе на 200 А, кратковременное срабатывание произойдет при 1000 А.

На кривой кратковременное срабатывание представлено вертикальной линией между частями кривой с большой и кратковременной задержкой. При изменении этого значения линия перемещается по оси x:

.
  • Более высокие токи перемещают линию вправо.
  • Нижние токи перемещают линию влево.

Соответственно будут затронуты длительности крутизны длительной и кратковременной задержки.

I² T

I² T относится к соотношению между силой скачка тока и временем срабатывания выключателя.Здесь это, в частности, относится к тому, является ли кратковременная задержка переменной, основанной на силе выброса тока, или постоянной величиной.

На кривой это значение определяет, представлена ​​ли кратковременная задержка горизонтальной линией или наклоном:

  • OUT: На время отключения не влияет ток, и кратковременная задержка отображается горизонтальной линией.
  • IN: На время отключения будет влиять ток, и кратковременная задержка отображается в виде наклона.

Кратковременная задержка

Кратковременная задержка означает время, в течение которого выключатель допускает более сильные скачки тока перед срабатыванием выключателя. На время может влиять или не влиять сила тока, в зависимости от настройки I² T.

На кривой кратковременная задержка представлена ​​либо горизонтальной линией, либо наклоном справа от части кривой с кратковременным срабатыванием. При изменении этого значения линия перемещается по оси Y:

.
  • Более быстрое время срабатывания перемещает линию вниз.
  • Более медленное время поездки перемещает линию вверх.

Мгновенный подбор

Мгновенное срабатывание указывает, насколько сильным должен быть скачок тока, чтобы выключатель немедленно отключился. Для электронных прерывателей эта уставка обычно задается как кратная допустимой нагрузке прерывателя; например, если это значение установлено на 15 на выключателе на 200 А, мгновенное срабатывание произойдет при 3000 А.

На кривой мгновенное срабатывание представлено вертикальной линией и прямоугольным блоком в самой правой части графика.При изменении этого значения линия и блок перемещаются по оси x:

  • Более высокие токи перемещают линию и блокируют вправо.
  • Нижние токи перемещают линию и блокируют влево.

Если установлено значение Нет , мгновенное срабатывание никогда не произойдет, а линия и блок будут удалены с графика.

Для тепловых выключателей установка мгновенного срабатывания во многом аналогична. Настройки обычно соответствуют фиксированному пороговому значению тока, а не кратному максимальной допустимой нагрузке выключателя.

На кривой изображение мгновенного теплового срабатывания аналогично электронным выключателям.

Control Engineering | Понимание кривых время-ток: Часть 1

График зависимости тока от времени (TCC) отображает время отключения устройства максимального тока на основе заданного уровня тока. Эти кривые предоставлены производителями устройств отключения максимального тока, таких как предохранители и автоматические выключатели. Эти кривые являются частью приемочного тестирования продукта, требуемого Underwriters Laboratories (UL) и другими рейтинговыми агентствами.Форма кривых определяется как физической конструкцией устройства, так и настройками, выбранными в случае регулируемых автоматических выключателей. Кривые временного тока устройства важны для понимания инженеров, поскольку они графически показывают реакцию устройства на различные уровни перегрузки по току. Кривые позволяют инженеру энергосистем графически представить выборочную координацию устройств максимального тока в электрической системе. Современные пакеты программного обеспечения для проектирования энергосистем, такие как EasyPower, SKM Power Tools и Etap, содержат графические библиотеки кривых, позволяющие инженеру энергосистемы строить, анализировать и распечатывать кривые с минимальными усилиями по сравнению с предыдущими методами, которые использовались, когда координация энергосистемы.

Идентификация элемента TCC

Диаграмма TCC, показанная на рисунке 1 (ниже), отображает время отклика на прерывание устройства прерывания тока в зависимости от времени. Ток показан на горизонтальной оси в логарифмической шкале в амперах X 10 X . Время показано на вертикальной оси в логарифмической шкале в секундах X10 X . Голубая кривая - это кривая выключателя фидера распределительного устройства. Фиолетовая кривая - это кривая главного выключателя распределительного устройства.Красная кривая - это кривая первичного предохранителя трансформатора. Оранжевая кривая - кривая повреждения трансформатора. Зеленые кривые - это кривые повреждения кабеля. Каждый из этих пунктов будет объяснен. Система, представленная этой кривой, хорошо скоординирована и надежно защищена от повреждений. Он также имеет минимальную категорию опасности вспышки дуги из-за низких значений мгновенного отключения автоматического выключателя.

Однолинейная диаграмма (см. Рисунок 2) и график TCC показывают типичную гипотетическую промышленную энергосистему.Существует точка подачи электроэнергии со средним уровнем напряжения (в данном случае 4160 В), которая питает первичную обмотку силового трансформатора 2,5 МВА через предохранительный выключатель среднего напряжения, содержащий предохранитель класса E. Вторичная сторона трансформатора 480 В питает часть распределительного устройства низкого напряжения, в котором используются выдвижные силовые выключатели низкого напряжения для главных и фидерных выключателей. На графике TCC также отображаются кривые повреждения трансформатора и кабеля. Эти кривые основаны на принятых отраслевых консенсусных стандартах, опубликованных Американским национальным институтом стандартов (ANSI для трансформаторов) и Ассоциацией инженеров по изолированным кабелям (ICEA, для кабелей).Интерпретация кривых повреждений довольно проста. Условия эксплуатации (защита от перегрузки по току) должны соблюдаться слева от кривой повреждений, чтобы гарантировать отсутствие необратимых повреждений трансформатора или кабеля. Условия эксплуатации, которые позволяют работать справа от кривой повреждения, подвергают рассматриваемое устройство воздействию токов, которые могут вызвать необратимые необратимые повреждения, сокращение срока службы и возможный катастрофический отказ. Следовательно, схемы согласования максимального тока и автоматического выключателя должны учитывать это на начальном этапе проектирования.

Имеются две кривые повреждения трансформатора (показаны оранжевым цветом на рисунке 1) - одна пунктирная, другая сплошная. Сплошная кривая повреждений несбалансирована и учитывает коэффициент снижения номинальных значений для типа обмотки трансформатора и типа повреждения. Пунктирная кривая ущерба - это 100% -ная оценочная кривая без учета снижения рейтинга. Пусковой ток трансформатора также отображается одной точкой на диаграмме TCC. Опять же, как часть первоначальной конструкции, пусковой ток трансформатора должен быть слева от кривой первичного предохранителя трансформатора, в противном случае предохранитель сработает при включении трансформатора.Эти различия в несимметричных кривых и кривых 100% повреждения могут быть уменьшены с помощью дополнительных защитных реле, позволяющих использовать 100% кривую для проектирования энергосистемы без риска повреждения трансформатора.

Имеются три кривые повреждения кабеля (показаны зеленым цветом на Рисунке 1). Для каждого кабеля, представленного на однолинейной схеме, есть одна кривая. Как часть первоначальной конструкции, устройство прерывания максимального тока должно ограничивать ток короткого замыкания слева от кривой повреждения, чтобы предотвратить необратимое повреждение.Кривые повреждения кабелей зависят от размера, типа изоляции и конфигурации кабелепровода.

Этот пост написал Дэвид Пол. Дэвид является главным инженером в компании MAVERICK Technologies , ведущем поставщике решений автоматизации, предлагающих услуги промышленной автоматизации, стратегического производства и интеграции предприятий для перерабатывающих отраслей. MAVERICK предоставляет экспертные знания и консультации в самых разных областях, включая средства управления промышленной автоматизацией, распределенные системы управления, системы управления производством, операционную стратегию, оптимизацию бизнес-процессов и многое другое.

Бесплатные Flashcards о Codeology 4

Вопрос Ответ
Каковы три категории автоматических выключателей (устройств защиты от перегрузки по току)? 1. OCPD ответвленной цепи 2. OCPD с ограничением применения 3. Дополнительные OCPD, подходящие для определенных применений в параллельных цепях, в ограниченных условиях
Квалификационный термин, указывающий на то, что при срабатывании выключателя преднамеренно не вводится задержка. Мгновенное отключение
Квалификационный термин, указывающий, что автоматический выключатель может быть настроен на отключение при различных значениях тока, времени или того и другого в пределах заранее определенного диапазона. Регулируемый
Квалификационный термин, указывающий на то, что автоматический выключатель не имеет никакой регулировки для изменения значения тока, при котором он сработает, или времени, необходимого для его работы. нерегулируемый
Квалификационный термин, указывающий на то, что преднамеренно введена задержка срабатывания выключателя, которая уменьшается с увеличением величины тока обратное время
Значение тока, время, или и то, и другое, при котором регулируемый автоматический выключатель срабатывает. Настройка
Какая категория не относится к устройствам максимального тока? a. OCPD с ограниченным применением, подходящие для конкретных применений с параллельными цепями, в ограниченных условиях. б. OCPD ответвленной цепи c. Неавтоматические OCPD d. Дополнительные OCPD Неавтоматические OCPD
Автоматические выключатели с изолированным корпусом 489
Низковольтные силовые выключатели 1066
9047 Автоматические выключатели в литом корпусе 489
Дополнительные защитные устройства 1077
Силовые выключатели низкого напряжения - самые прочные, самые дорогие и самые большие автоматические выключатели, которые используются в цепях большей силы тока в главных распределительных устройствах и блочных подстанциях. правда
Тест Приводной механизм, включая ручку, размыкает или замыкает контакты выключателя. правда
Тест Характеристика рабочего механизма при использовании рукоятки для размыкания или замыкания автоматического выключателя называется быстродействующим, быстрым размыканием, чтобы не допустить «вздрагивания» выключателя из положения ВЫКЛ. to-OFF True
Большинство клеммных разъемов автоматического выключателя имеют номинал? а.60 ° С б. 75 ° С c. 90 ° С d. оба а. и б. г. оба а. и б.
Часть процесса отключения автоматического выключателя от перегрузки по току состоит в том, что расцепитель определяет перегрузку по току и размыкает или размыкает контакты. Это тогда разрешает движимое? начать путешествие или расстаться со стационарным контактом. контакт
Тест Токовый расцепитель автоматического выключателя может быть? а. электронный б.только магнитный c. термомагнитный d. любой из вышеперечисленных d. любой из вышеперечисленных
Какую (ые) общую (ые) операционную функцию (ы) разделяют механические OCPD? а. Средства прерывания тока / напряжения б. Токочувствительные средства c. Механизм разблокировки d. Все вышеперечисленное г. все вышеперечисленное
Рабочие характеристики кривой отключения OCPD могут быть визуально отображены в виде? кривая Время ток
Тест Электронные расцепители могут предложить? точность, дополнительные настройки поездки, программирование и связь. увеличено
Длительное срабатывание (LTPU) и длительная задержка (LTD) определяют характеристики защиты от перегрузки регулируемого электронного автоматического выключателя. Типичный диапазон регулировки LTPU составляет от? умножить на номинальный ток автоматического выключателя. а. 0,25 0,5 до 1,0
Автоматические выключатели с ограничением тока могут быть? а. по своей сути ограничивающие ток в их конструкции б. внутренне слитый c. оба а.и б. d. ни а. ни b. г. оба а. и б. Правильно
Как определить, является ли автоматический выключатель токоограничивающим? а. Все автоматические выключатели на 200 А или менее являются токоограничивающими. б. Он будет помечен как «Current-Limiting». c. Он будет иметь номинальное значение прерывания более 10 кА. d. Ни один из вышеперечисленных не будет помечен как «ограничение по току».
Какие устройства разрешено использовать в качестве OCPD параллельной цепи в служебных, фидерах и ответвленных цепях? Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB)
Автоматический выключатель со специальным «прямым» номиналом 277/480 В может использоваться в системе треугольника с заземлением в углу. Ложь Примечание. Автоматические выключатели с прямым номиналом рассчитаны на 240, 480 или 600 вольт, а не на 277/480 вольт; для чего используется косая черта
Номиналы отключения автоматических выключателей с номинальным током переменного тока используются? . Выбери один: а. Только системы переменного тока б. Только системы постоянного тока c. системы переменного и постоянного тока d. ни один из вышеперечисленных Только системы переменного тока
Тип ICCB использует технологию электронных датчиков True
Каков диапазон прерывания для LVPCB? Выбери один: а.От 0 кА до 100000 кА б. От 25 кА до 300000 кА c. От 42 кА до 200 кА d. От 100 кА до 300 кА c. От 42 кА до 200 кА
Определенный MCP (устройство защиты цепи двигателя) может использоваться только с пускателем двигателя, который указан для использования с этим MCP. True
Дополнительная защита от перегрузки по току используется для светильников, приборов и другого оборудования и может использоваться вместо устройств максимальной токовой защиты параллельной цепи. Неверно
Автоматический выключатель какого типа подлежит ремонту? Выбери один: а. Автоматические выключатели с изолированным корпусом б. Силовые выключатели низкого напряжения c. Автоматические выключатели в литом корпусе b. Низковольтные силовые выключатели Правильно
Какие источники информации о техническом обслуживании выключателей? I. Руководства производителей автоматических выключателей II. Спецификация технического обслуживания NETA для электрооборудования и систем распределения электроэнергии.III. Рекомендуемый NFPA 70B Pr b. I., II. И III. Правильно. . True
NFPA 70E 225.3 «Тестирование выключателя» гласит, что «Автоматические выключатели, которые отключают неисправности, приближающиеся к их номинальным, должны проверяться и испытываться в соответствии с инструкциями производителя.” True
Устройство защиты цепи двигателя (MCP) или автоматический выключатель мгновенного отключения - это устройство, которое? б. является частью указанной комбинации с конкретным стартером (ами) c. признан UL d. не обеспечивает защиту от перегрузки е. все вышеперечисленное e. все вышеперечисленное

Электрическая передача и распределение - предохранители и миниатюрные автоматические выключатели (часть 2)



<< продолжение части 1

3. РАБОТА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

3.1 Работа на высокой скорости

Обычно ток короткого замыкания достигает очень высокого ограниченного значения. импедансом источника системы до места короткого замыкания и самим сопротивлением замыкания.

Если полное сопротивление короткого замыкания приблизительно равно нулю, ток короткого замыкания будет равен «максимальному ожидаемому току короткого замыкания» (рис. 4). Большинство предохранителей предназначены для прерывания неисправности так быстро, что ток никогда не достигнет его максимальное значение и, следовательно, действует как устройство ограничения тока.На с другой стороны, выталкивающий предохранитель действует довольно медленно и не ограничивает Текущий.

В цепях переменного тока рост тока зависит от параметров цепи и точка в цикле, когда происходит короткое замыкание. При больших токах короткого замыкания очень короткие промежутки времени будут варьироваться в зависимости от фазового угла, и ниже 100 мс диапазон времени очистки возможен для каждого типа предохранитель. Поэтому характеристики предохранителя обычно проверяются в двух неблагоприятных условиях:

- Дуга (после плавления элемента предохранителя) должна начаться в точке на волна напряжения между 40- и 65- для проверки термических напряжений.2t характеристики и табличные значения для низковольтных предохранителей в диапазоны 125-400 А приведены в таблице 4.

При более длительном времени работы, превышающем 100 мс, происходит охлаждение и больше энергии должен быть введен в предохранительный элемент так, чтобы селективность тока / времени кривые должны использоваться. Доступны предохранители с различными характеристиками. An пример типичных времени / токовых характеристик для низковольтных сетей общего назначения Возраст предохранителей HRC в диапазоне 125-400 А приведен на рис.11.

Кривые удовлетворительного времени дискриминации / ожидаемого тока между предохранителями и между реле IDMTL и предохранителями в двух альтернативных 11 кВ / 415 В радиальных подключенные схемы показаны на рис. 12. Следует отметить, что «чрезвычайно инверсная характеристика реле IDMTL доступна для классификации между реле срабатывающие автоматические выключатели и цепи, защищенные плавкими предохранителями.

Приведены характеристики отключения для предохранителей Cooper-Bussman HRC на 4-1250 А. на рис.Характеристики 2t для предохранителей HRC, 125-400 A (любезно предоставлено компании Cooper-Bussmann)

3.2.2 Импеданс контура заземления

IEC 60364-1 дает руководство по безопасной установке и максимально допустимым время отключения / напряжения прикосновения в приложениях для обслуживания зданий. В полное сопротивление контура заземления должно быть таким, чтобы в условиях замыкания на землю было достаточно ток короткого замыкания вызывает отключение автоматического выключателя или срабатывания предохранителя и вовремя локализовать неисправность. Если это невозможно, остаточный ток автоматические выключатели (RCCB) должны использоваться для обеспечения быстрой изоляции вина.ВДТ, предназначенные для бытового применения, имеют низкий уровень отключения при коротком замыкании. мощность (обычно 1 кА при 0,8 пФ). Поэтому очень важно проверьте этот параметр, прежде чем применять такие устройства к промышленному оборудованию с высоким уровнем неисправности. Приложения.


РИС. 11 Времятоковые характеристики для предохранителей HRC, 125-400 А. (любезно предоставлено Купер-Буссманн).

3.3 Защита кабеля

3.3.1 Перегрузка

Требования IEC к защите от перегрузки низковольтного кабеля (IEC 60364-4-43) заключаются в том, что характеристики устройства, защищающего кабель от перегрузки (например, предохранитель) должен удовлетворять следующим условиям:

I B n

Я 2 <1.45 x I z

где IB - расчетный ток этого схема;

I n - длительная допустимая токовая нагрузка кабеля при указанных условия;

Iz - номинальный ток защитного устройства;

I 2 - ток, обеспечивающий эффективную работу в условное время защитного устройства.

Плавкие вставки

типа gG в соответствии с IEC 60269 испытаны на перегрузку обычного кабеля. тест на 1.45xIz. Следовательно, соответствие первому уравнению по своей сути удовлетворяет требованию второго уравнения. Типовая защита предохранителями 3-жильных медных проводников PVC / SWA / PVC LV кабели показаны в Таблице 5.

3.3.2 Короткое замыкание

Производители кабелей указывают ток / время короткого замыкания кривые, которые нельзя превышать для различных конструкций кабеля и изоляционные материалы. Пример медного проводника с ПВХ изоляцией 10 мм2 кабель показан сплошной кривой на рис.14, вместе с четырьмя предохранителями токовые / временные характеристики (показаны пунктирными кривыми) для выбора для защиты этого кабеля от короткого замыкания.


РИС. 12 Дискриминация на радиальном питателе.


РИС. 13a Характеристики отключения для предохранителей HRC, 4–1250 А (любезно предоставлено Cooper-Bussman).

---


РИС. Сеть 13b 415 В с тремя последовательно включенными автоматическими выключателями и примеры установки для правильного каскадирования (любезно предоставлено EMMCO / Merlin Gerin на основе ограничения тока емкость).

----

3.4 Защита двигателя

Контакторные пускатели двигателя используются для управления цепями двигателя. В некоторых случаях они не имеют адекватных характеристик неисправности. выдерживать условия короткого замыкания или отключать высокие токи короткого замыкания. Серия предохранитель, способный выдерживать повторяющиеся напряжения пускового тока двигателя поэтому добавляется контактор в центре управления двигателем (MCC). Такие предохранители предназначены для быстрого срабатывания при высоких токах перегрузки и рассеивания малая мощность.Поэтому пусковые предохранители двигателя могут быть физически меньше. чем те, которые предназначены для защиты в широком диапазоне токов короткого замыкания. В приложениях для защиты двигателей номиналы предохранителей от двух до трех раз превышают Требуются характеристики кабеля фидера двигателя, как показано в Таблице 6.

Руководство по применению предохранителей с учетом последних изменений к механизму управления двигателем Стандарт IEC 60947-4-1 доступен от ведущих производителей производители предохранителей.

А 3.Двигатель 3 кВ, 950 кВт (ток полной нагрузки 196 А) работает и запускается вольт-амперная характеристика представлена ​​на рис. 15. Для проверки адекватности защита двигателя и кабеля и дискриминация следующие характеристики показаны наложенными на эту диаграмму:

- Типовой контактор с максимальной отключающей способностью при КЗ 7 кА.

- Характеристики реле тепловой перегрузки горячего и холодного двигателя.

- 95 мм2 медный провод с ПВХ изоляцией, короткое замыкание кабеля двигателя текущая / временная способность.

- Характеристика предохранителя двигателя 250 А.

В приводах с большим электродвигателем предохранители будут иметь фиксирующие штифты, которые отключаются. все три фазы контактора для предотвращения однофазности.


ТАБЛИЦА 5 Обычная защита кабеля от перегрузки предохранителем


РИС. 14 Защита от короткого замыкания 10 мм 2 Кабель с ПВХ изоляцией по типам Т-предохранители.


ТАБЛИЦА 6 Защита медных кабелей PVC / SWA / PVC от короткого замыкания Цепи двигателя


РИС.15 Пусковая характеристика двигателя, показывающая тепловую перегрузку двигателя и ступенчатая защита от короткого замыкания предохранителями.


РИС. 16 Сравнение полупроводниковых и обычных промышленных HRC 63 Характеристики предохранителя (работает от сети 80 кА, 750 В, неисправность 0,5 пФ).

3.5 Защита полупроводников

Необходима особая осторожность из-за низкой устойчивости полупроводников. устройства на режимы высоких перегрузок по току. Поэтому полупроводниковые предохранители спроектированы так, чтобы действовать быстрее, чем обычные промышленные предохранители HRC (рис.16). Кроме того, следует отметить, что полупроводники часто работают в коммутируемом режиме с большими колебаниями тока, но относительно низкие среднеквадратичные значения тока. Предохранитель должен быть выбран таким, чтобы значение I 2 t не превышено во избежание аномального срабатывания предохранителя.

4. МИНИАТЮРНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

4.1 Эксплуатация

Автоматический выключатель (MCB) и автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) Предлагаем характеристики защиты от перегрузки предохранителя, хорошее короткое замыкание токоограничивающая защита вместе с преимуществом переключения функция.При правильном указании MCB также имеет дополнительное преимущество: не требует замены после прерывания короткого замыкания в пределах своего номинального возможности.

Для обеспечения хорошего ограничения тока короткого замыкания токоведущие контакты расположены так, что эффект магнитного отталкивания пропорционален квадрат тока короткого замыкания быстро разделяет контакты. Тогда дуга развиты и простираются через дуговые желоба (рис. 17). Типичное размыкание контактов времена порядка 0.5 мс и общее время устранения неисправности 8 мс с снижение ожидаемого пикового тока на 50% для современного 15 кА MCB. Такой поэтому устройства не выдерживают очень короткого времени отключения предохранителя. и предполагаемое ограничение тока короткого замыкания. Улучшенное ограничение тока характеристики, однако, доступны от некоторых производителей. Улучшенный расположение контактов и дуговые камеры из полиамида, производящие газ, которые заглушают дуга дает время размыкания 0,2 мс, а общее время зазора всего 2.5 мс. Для надежной повторной работы до 10 раз при мощности 150 кА. ток короткого замыкания, установка защищена такой усовершенствованной современной выключатель увидит менее 9% ожидаемого пикового тока и менее более 1,3% от расчетных термических напряжений. Тщательный выбор MCB может поэтому предлагают почти такие же хорошие характеристики защиты от короткого замыкания как предохранитель.

Защита от перегрузки достигается за счет тепловых искажений. биметаллическим элементом.После предустановленного и часто регулируемого количества тепловая перегрузка основные токоведущие контакты предназначены для размыкания быстро. В этом случае для восстановления питания необходим ручной или моторный сброс.

Одно-, двух- и трехполюсные автоматические выключатели показаны на рис. 18. На рис. 19 показаны типичные время / токовые характеристики предохранителя 160 A HRC и высокая скорость ограничение тока 160 А MCCB. При высоких уровнях неисправности MCB или MCCB имеет определенная минимальная временная характеристика. Поэтому необходимо уделять особое внимание для достижения адекватной селективности между выключателями в радиальных цепях на этих более высоких уровнях неисправности.

Современный автоматический выключатель на 250 А с улучшенными характеристиками дискриминации (любезно предоставлен Мерлина Герина) показано на рис. 20. Эти устройства предназначены для обеспечения селективность защиты для токов короткого замыкания выше номинального отключающая способность автоматического выключателя. Устройства характеризуются следующим образом и могут быть оснащены электронными расцепителями (см. рис. 20) чтобы позволить широкую степень регулировки пороговых значений тока срабатывания и раз:

In - номинальный ток автоматического выключателя

Ir - порог срабатывания защиты от перегрузки по току

Im - порог срабатывания по току короткого замыкания

tr - регулировка времени срабатывания при перегрузке

tm - регулировка времени отключения при коротком замыкании


РИС.2t и температурные характеристики также должны быть исследованы.


РИС. 20 Регулируемые характеристики современного автоматического выключателя с электронным блок отключения.


РИС. 21 Кривые теплового напряжения и ограничения тока MCCB.

4.2 Стандарты

На низковольтном бытовом уровне и уровне распределения наблюдается тенденция к снижению от использования предохранителей в пользу автоматических выключателей во избежание неудобств и стоимость замены картриджа или заменяемых предохранителей.При более высоких напряжениях и при высоких токах повреждения предохранитель остается очень экономичным решением. к защите оборудования. IEC 60947-2 заменил старую IEC 157 в качестве настоящего стандарта, охватывающего автоматические выключатели до 1000 В переменного тока. Должно следует очень внимательно отметить, что автоматическим выключателям присваивается категория короткого замыкания (P1, P2 и т. Д.), В зависимости от их способности многократно работать под условия короткого замыкания. Не все категории представляют собой MCB, которые можно использовать. после устранения неисправности некоторые, например предохранители, необходимо заменить.Два определены категории использования:

Категория A - Предусмотрены выключатели без преднамеренной короткой выдержки времени для селективности в условиях короткого замыкания.

Категория B - Выключатели с преднамеренной короткой выдержкой времени предусмотрены для селективность в условиях короткого замыкания.

Термин "автоматический выключатель в литом корпусе" (MCCB) обычно применяется к высшим допустимая токовая нагрузка трехполюсных блоков обычно находится в диапазоне 100-1250 А при напряжении до 1000 В.Автоматические выключатели (MCB) применяются на уровень конечного распределительного фидера в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении до 100 A. Для сравнения, традиционный воздушный автоматический выключатель (ACB) имеет низкое напряжение (, 1000 В), допустимая нагрузка по току не менее до 6300 А.

Следует обращаться за советом к изготовителю для работы в других местах, кроме умеренный климат. Характеристики тока / времени отключения: чувствителен к большим колебаниям температуры и допустимой токовой нагрузке Коэффициенты снижения номинальных характеристик следует проверять для работы при температуре выше 40 градусов.C. Заявление нескольких автоматических выключателей, находящихся в непосредственной близости, также может потребоваться сгруппировать факторы снижения номинальных характеристик быть примененным.

4.3 Приложение

4.3.1 Ограничение каскадного и предполагаемого тока короткого замыкания

Принципы применения, особенно для современного усовершенствованного ограничения тока Типы автоматических выключателей аналогичны тем, которые упомянуты для предохранителей в Разделе 3.

В радиальной сети выключатели на входе, устанавливаемые рядом с источник, должен быть выбран, чтобы иметь адекватную отключающую способность. чем предполагаемый ток короткого замыкания в точке установки.Таким образом, два или более выключателя могут быть включены в сеть таким образом, чтобы ограничивающая ток пропускная способность вышестоящих устройств позволяет установку с более низкой номинальной и, следовательно, более низкой стоимостью ниже по течению (вдали от источника) Автоматические выключатели. Это признанный и разрешенный метод согласно IEC. 60364-1 и соответствующие национальные стандарты по установке НН: «Меньший разрыв емкость допускается, если другое защитное устройство, имеющее необходимое Отключающая способность устанавливается на стороне питания.В этом случае характеристики устройства должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия проходила через эти два устройства не превышают того, что может выдержать без повреждений устройством на стороне нагрузки и проводниками, защищенными этими устройствами ». Правильные каскадные характеристики могут быть получены только после лабораторных исследований. тестирование и детали возможных комбинаций для конкретного приложения подробно описаны в документации производителей. Рассмотрим сеть 415 В и соответствующие кривые ограничения тока MCCB, показанные на рис.13б и 21 соответственно.

Для правильного каскадирования должны быть выполнены следующие два критерия:

1. Устройство A, расположенное выше по потоку, скоординировано для каскадирования с обоими устройствами. B и C, даже если критерии каскадирования не достигнуты между B и C.

Просто необходимо проверить, что комбинации отключающей способности A1B и A1C соответствуют требованиям для последующей обработки.

2. Каждая пара следующих друг за другом устройств координируется i.е. A с B и B с C, даже если критерии каскадирования между A и C не выполняются. Просто необходимо проверить, что комбинации A1B и B1C имеют требуемая отключающая способность.

Показаны результаты этого подхода на примерах, показанных на рис. 13b. в таблице 7.


ТАБЛИЦА 7 Отключающая способность усиленных каскадных выключателей MCCB в радиальной сети

Контактор или выключатель нагрузки с ограниченной отключающей способностью и стойкость к короткому замыканию или кабель с ограничением термической нагрузки может быть защищенным от короткого замыкания и перегрузки с помощью серийного автоматического выключателя с соответствующим номиналом или MCB.Подход такой же, как и в подразделе 3.4 для предохранителей. защита.

Использование MCCB серии Merlin Gerin Compact Напряжение сети 415 В, ток кривые ограничения, показанные на рис.21, следующие типичные вопросы проектирования можно ответить:

1. Какому значению соответствует предполагаемый ток короткого замыкания, ISC 5100 кА действующее значение, ограничено, когда защита восходящего потока обеспечивается с помощью MCCB типа C400L (Номинальное напряжение 660 В, номинальный ток 400 А при 20 - C, 150 кА действующее значение отключения емкость, IEC класс P1)?

- Из кривых ограничения тока при 415 В, пиковое значение примерно 42 кА.

2. Кабель длиной 25 мм 2 с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией имеет максимально допустимое предел термического напряжения 3,613 · 106 А2 с. Будет ли кабель достаточно коротким цепь защищена автоматическим выключателем типа C250H (номинальное напряжение 660 В, номинальное напряжение 250 А. ток при 40 - C, отключающая способность 85 кА, действующее значение, IEC класс P1)?

- Судя по кривым ограничения теплового напряжения при 415 В, защита ограничен током короткого замыкания примерно 38 кА.

3.MCCB типа C161L (номинальное напряжение 660 В, номинальный ток 150 А при 40 ° C, Отключающая способность 150 кА (действующее значение), IEC Class P1) подается через большой кабель, распределительный щит с одним выводящим выводом на 120 А и одним на 30 А.

Предполагаемый уровень короткого замыкания в MCCB C161L составляет ISC 540 кА и это снижается импедансом кабеля до ISC 524 кА в распределительной сети. бортовые шины. Проверьте, можно ли установить MCB C45N как 30 Выключатель и автоматический выключатель C125N в качестве выключателя на 120 А.Максимальный рабочий температура внутри шкафа и на соединениях сборных шин 40 град. С.

- Из рисунка 21 и данных, приведенных выше, MCCB C161L ограничивает Ожидаемый ток короткого замыкания 40 кА (среднеквадратичное значение) до пикового значения приблизительно 15 кА. Выключатель C125N MCCB имеет номинальный ток 125 А при 40 - C и, как показано на Рис. 21a. отключающая способность при коротком замыкании примерно 22 кА. Поэтому это подходит для этого приложения.

- MCB C45N имеет номинальный ток 60 А при 40 - C и от производителей литература отключающая способность всего 6 кА действ.Однако из рис.21, MCCB C161L ограничивает предполагаемый уровень короткого замыкания 24 кА до Пиковое значение 13,5 кА и согласно документации производителей (сюда не входит) рекомендуется усиленным ограничением каскадных неисправностей в соответствии с номинальными характеристиками для этого приложения.

В обоих случаях необходима дополнительная проверка для обеспечения адекватной дискриминации. с защитными устройствами как на входе, так и на выходе.

4.3.2 Дискриминация

Дискриминация или избирательность - это согласование автоматических устройств. таким образом, что неисправность, возникающая в данной точке сети очищается защитным устройством, и только этим устройством устанавливается непосредственно перед неисправностью.2т пусть необходимо учитывать пороги срабатывания и срабатывания. В приведенном примере на рис. 13b для короткого замыкания на сборной шине 2 должен срабатывать только выключатель B так, чтобы другие источники питания, питаемые от сборной шины 1, сохраняются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *