Характеристика автоматического выключателя в: Страница не найдена — Я

Содержание

Время-токовая характеристика С автоматических выключателей

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

В прошлой статье я Вам очень подробно рассказывал про время-токовую характеристику типа В на примере автоматических выключателей ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальными токами 10 (А) и 16 (А). Я продолжу начатую тему и сегодня на очереди время-токовая характеристика типа С.

Это, наверное, одна из самых распространенных и применяемых характеристик в жилом секторе, хотя порой ее применение не всегда оправдано, но об этом еще поговорим в самое ближайшее время. Кому интересно, то подписывайтесь на рассылку новостей сайта.

Как раз мне в электролабораторию пришли на испытания пару десятков модульных автоматов серии Z406 (Effica) от компании Elvert (Китай).

Впервые сталкиваюсь с этим производителем, поэтому прогрузить эти автоматы будет вдвойне интереснее.

По внешнему виду никаких особенных отличий у автоматов Elvert от автоматов других производителей я не нашел.

Единственное, что сразу бросилось в глаза, так это наличие и исполнение заглушек для пломбировки клемм автоматов. Заглушкам модульных автоматов я посвятил отдельную статью, где рассмотрел различные виды заглушек у основных производителей (IEK, Legrand, Schneider Electric, КЭАЗ), но такого варианта я еще не встречал.

Заглушки автоматов Elvert всегда идут в комплекте, а значит не нужно заботиться о том, чтобы приобретать их отдельно.

Заглушка легко перемещается по направляющим, тем самым открывая и закрывая доступ к зажимному винту.

Если в заглушке нет необходимости или она Вам мешает, то ее можно снять с автомата, переместив до упора и слегка сжав.

Проволока для пломбы продергивается через специальные отверстия, сделанные, как в самой заглушке, так и в корпусе автомата.

Вот на примере прогрузки автоматов Elvert я Вас подробно и познакомлю с время-токовой характеристикой типа С. А в качестве примера возьму два автомата: однополюсный автомат с номинальным током 16 (А) и трехполюсный автомат с номинальным током 63 (А).

Напомню, что тип время-токовой характеристики всегда указывается на корпусе автомата в виде латинской буквы, и в нашем случае, это С16 и С63. Цифры после буквы обозначают величину номинального тока автомата.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.5.3.5, существует 3 стандартных типа время-токовой характеристики (или диапазонов токов мгновенного расцепления): B, C и D. Так вот автомат с характеристикой С должен срабатывать в пределах от 5-кратного до 10-кратного тока от номинального (5·In до 10·In).

Помимо стандартных характеристик типа В, С и D, существуют еще и не стандартные характеристики типа А, К и Z, но о них я расскажу Вам как-нибудь в другой раз.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.3.5.17, ток мгновенного расцепления — это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. это и есть его электромагнитный расцепитель (ЭР).

А теперь проверим заявленные характеристики представленных выше автоматов.

Для этого я воспользуюсь, уже известным Вам, многофункциональным устройством РЕТОМ-21.

Вот график время-токовой характеристики (сокращенно, ВТХ) типа С, взятый из паспорта автомата Elvert:

Помимо характеристики С, на графике показаны характеристики В и D, но на них в рамках данной статьи не обращайте внимания.

На графике 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 (t), в секундах (минутах).

Запомните, что время-токовые характеристики практически всех автоматов изображают при температуре окружающей среды +30°С и данная характеристика не исключение.

График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания зон теплового (зеленого цвета на графике) и электромагнитного (коричневого цвета на графике) расцепителей автомата.

Верхняя линия теплового расцепителя (зеленого цвета на графике) — это холодное состояние, т.е. без предварительного пропускания тока через автомат, а нижняя линия теплового расцепителя — это горячее состояние автомата, т.е. который только что был в работе или сразу же после его срабатывания.

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 ≤ 63А) и в течение 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).

Точку условного нерасцепления автомата (1,13·In) всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что она уходит как бы в бесконечность и с нижней линией теплового расцепителя пересекается в диапазоне от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.

Таким образом, при прохождении через наш рассматриваемый автомат Elvert С16 тока 1,13·In = 18,08 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа.

А при прохождении через автомат С63 тока 1,13·In = 71,19 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа.

Вот значения «токов условного нерасцепления» для различных номиналов автоматов:

  • 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)
  • 63 (А) — 71,19 (А)

Проверку рассматриваемых автоматов на токи «условного нерасцепления» я проводить не буду, т.к. это занимает достаточно длительное время, да и согласно нашей утвержденной методики на автоматы, такую проверку мы не проводим.

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 ≤ 63А) и за время не более 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).

Кстати, точку условного расцепления автомата (1,45·In) практически всегда отображают на графике.  Если провести прямую, то видно, что она пересекает график в двух точках зоны теплового расцепителя: нижнюю линию в точке 60-70 секунд, а верхнюю — в точке от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.

Таким образом, автомат с номинальным током 16 (А) в течение часа, не отключаясь, может держать нагрузку порядка 23,2 (А), а автомат с номинальным током 63 (А) — порядка 91,35 (А). Но это при условии, что автоматы изначально были в холодном состоянии, в ином случае время их отключения будет значительно меньше.

Вот значения «токов условного расцепления» автоматов различных номиналов для их холодного состояния:

  • 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)
  • 63 (А) — 91,35 (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 25 (А). Вдруг по некоторым причинам Вы перегрузили линию до 36 (А). Такое зачастую бывает, особенно в зимнее время, когда включены нагреватели и множество различных бытовых приборов.

Автомат номиналом 25 (А) при токе 36 (А) может не отключаться в течение целого часа (из холодного состояния), а по кабелю будет идти ток, который превышает его длительно-допустимый ток (25 А).

За это время кабель конечно же не расплавится, но нагреться может достаточно сильно. Более точнее скажу, когда проведу данный эксперимент и измерю температуру нагрева с помощью тепловизора. Так что кому интересно, то подписывайтесь на рассылку сайта «Заметки Электрика», чтобы не пропустить выход новых статей.

А Вы все знаете, что повышенная температура всегда подвергает изоляцию ускоренному старению, т.е. сегодня нагрели, завтра и послезавтра перегрели, происходит ее старение и растрескивание, изоляция ухудшается, что в итоге может привести к короткому замыканию и прочим разным последствиям.

А если еще учесть то, что в последнее время производители кабельной продукции преднамеренно занижают сечения жил, то ситуация тем более усугубляется.

Некоторые мои коллеги в Интернете, ссылаясь на мое мнение, утверждают, что я не прав и сильно перестраховываюсь. Да, возможно это и так, и температура нагрева кабеля не выйдет за предельные нормы, но еще раз повторю про ситуацию с занижением сечения жил. Вы думаете, что приобрели кабель сечением 2,5 кв.мм, но по факту это может оказаться кабель с сечением жил 2,0 кв.мм. И про прочей равной нагрузке он может нагреться уже гораздо сильнее. Поэтому я считаю, что данный факт мы, как специалисты, должны учитывать в том числе.

В принципе, выбор номиналов автоматических выключателей это отдельная тема для статьи. Я лишь привел здесь одну из наиболее распространенных ошибок.

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)
  • 25 кв.мм — защищаем автоматом 63 (А)

Для удобства все данные я свел в одну таблицу:

А теперь проверим рассмотренные автоматы на токи условного расцепления.

Чтобы мне не терять время, я буду сразу проверять 4 автомата с номинальным током 16 (А), подключив их последовательно.

В общем наводим ток 23,2 (А) и засекаем время.

Первым отключился четвертый автомат, время срабатывания которого составило 108,4 (сек.).

Сейчас я исключу отключившийся автомат из схемы и продолжу испытания остальных. Более подробнее про это Вы можете посмотреть в видеоролике в конце статьи, а сейчас я укажу получившееся время срабатывания всех четырех автоматов:

  • автомат №1 — 376,32 (сек. )
  • автомат №2 — 130,48 (сек.)
  • автомат №3 — 220,92 (сек.)
  • автомат №4 — 108,4  (сек.)

Все наши автоматы сработали в пределах заявленных время-токовых характеристик.

Теперь у нас на очереди трехполюсный автоматический выключатель Elvert с номинальным током 63 (А). Проверять его тепловой расцепитель я буду, пропуская одновременно через все три полюса ток 91,35 (А).

Автомат сработал за время 267,2 сек., что также соответствует ВТХ.

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

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.1.2 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то его тепловой расцепитель должен сработать за время не менее 1 секунды и не более 60 секунд для автоматов с номинальным током ≤ 32 (А), или не менее 1 секунды и не более 120 секунд для автоматов с номинальным током > 32 (А).

На графике видно, что нижний предел по отключению взят с некоторым запасом, т. е. не 1 секунду, а целых 8 секунд. Верхний предел тоже взят с небольшим запасом — не 60 секунд, а 40 секунд. На то есть право у производителей автоматов. Вот поэтому они всегда к каждому автомату прикладывают, непосредственно, свою ВТХ, которая, естественно, что удовлетворяет всем требованиям ГОСТ Р 50345-2010.

Проверим!

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 40,8 (А), согласно ГОСТ Р 50345-2010, должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния. Но, согласно ВТХ завода-производителя, время отключения должно находиться в пределах от 8 до 40 секунд.

Первый раз автомат отключился за время 5,35 (сек.), а второй раз — за время 5,26 (сек).

Как видите, время срабатывания автомата лежит вне предела ВТХ завода-производителя, но вполне соответствует ГОСТ Р 50345-2010.

И для какой цели производитель отобразил график ВТХ в таком виде, если автоматы срабатывают вне этого графика?! Это несоответствие необходимо исправить!

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 160,65 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 120 секунд из холодного состояния. Каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

  • первый полюс - 15,37 (сек.)
  • второй полюс - 31,89 (сек.)
  • третий полюс - 30,52 (сек.)

4. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 5·In

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Верхний предел по времени ГОСТом Р 50345-2010 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 все таки от теплового расцепителя. Вот именно поэтому измеренное значение петли фаза-ноль сравнивают не с 5-кратным током, а с 10-кратным, учитывая коэффициент 1,1.

Итак, автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 80 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 0,942 (сек.), а второй раз — за время 0,95 (сек.), что вполне удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 315 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

  • первый полюс - 4,97 (сек.)
  • второй полюс - 3,36 (сек.)
  • третий полюс - 5,2 (сек.)

5. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 10·In

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 160 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 6,5 (мсек.), а второй раз — за время 6,5 (мсек.).

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 630 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

  • первый полюс - 7,6 (мсек.)
  • второй полюс - 7,8 (мсек.)
  • третий полюс - 7,6 (мсек.)

Как видите, оба автомата полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и заявленным характеристикам завода-изготовителя Elvert.

Всю информацию по пределам срабатывания время-токовых характеристик различных типов (B, C и D) я представил в виде общей таблицы:

Как видите, разницей между время-токовыми характеристиками типа В, С и D являются только значения срабатывания электромагнитного расцепителя (ЭР). По тепловой защите они работают в одних пределах по времени.

Кому интересно, то смотрите весь процесс прогрузки автоматов в моем видеоролике:

P.S. Это все, что я хотел рассказать Вам про время-токовую характеристику типа С на примере модульных автоматических выключателей Elvert серии Z406. Надеюсь, что теперь Вы сможете самостоятельно определять пределы времени срабатывания модульных автоматов с характеристикой С, а также правильно рассчитывать сечения проводов в зависимости от номиналов автоматов. Все интересующие вопросы пишите в комментариях. Спасибо за внимание. До новых встреч.

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


Какую характеристику автоматического выключателя правильно устанавливать в жилых помещениях

← Новые распределительные щиты New VEGA HAGER - ваш хаб инноваций   ||   Видеообзор шкафы Hager Volta →

Какую характеристику автоматического выключателя правильно устанавливать в жилых помещениях

Для тех, кто не хочет вникать в технические тонкости, какую характеристику автоматического выключателя или дифавтомата (поскольку автоматический выключатель в нем, как часть) применить в защите вашей электросети, предлагаем вниманию рекомендации немецкого производителя HAGER – прочесть и принять:

  1. Характеристика срабатывания В (3-5 In):

    Применяется преимущественно для защиты кабелей и цепей в жилых домах (цепи освещения, розетки)

  2. Характеристика срабатывания С (5-10 In):

    Применяется для защиты кабелей и цепей преимущественно в приборах с повышенным пусковым током (группы ламп, электродвигатели, и т. д.)

  3. Характеристика срабатывания D (10-20 In):

    Применяется для защиты кабелей и цепей, особенно в приборах с очень большим пусковым током (сварочные трансформаторы, электродвигатели и т.д.)

Т.е. компания HAGER для жилых помещений рекомендует устанавливать характеристику «В». И ей следуют немецкие электрики. В принципе, подобной рекомендации придерживаются другие европейские производители. Почему же в нашей стране электромонтажники характеристику «В» в жилом фонде не принимают за стандарт, а часто применяют «С» характеристику?

Попробуем разобраться.

Рассмотрим таблицу отключения автоматического выключателя в зависимости от характеристики отключения:

Рис.1 Характеристика «В»

Выпуск автоматических выключателей с разными характеристиками отключения и отсутствие универсальной характеристики обусловлены различными требованиями к защите электрической линии от перегрузок, пусковых токов, короткого замыкания. Из таблицы мы видим, что самый быстрый и чувствительный автомат с «В» характеристикой, самый медленный и не чувствительный к пиковым нагрузкам – автомат с характеристикой «D».

Рис.2 характеристика «C»

Характеристика «С» кажется оптимальной, поскольку находится посередине графика (см. выше). Так ли это? Тот факт, что автоматы типа C сейчас активно применяются, не означает, что тип C «лучше» или «более продвинутый». Это просто два разных типа для разных условий, но технологический уровень их исполнения одинаков. И цена, практически, тоже одинакова.

Рис.3 характеристика «D»

Следует отметить, что в современной высококачественной бытовой технике, благодаря применению специальных технологий, пусковые токи значительно меньше, чем были раньше, даже если используется импульсный блок питания. Поэтому, если вы оснастили квартиру или коттедж современной техникой, можно сделать выбор в пользу защитных автоматов типа «B». При этом можно повысить надежность энергоснабжения, реализовав принцип селективного отключения. Он заключается в том, что из-за задержки по времени в срабатывании вышестоящего защитного автомата относительно нижестоящего предотвращается отключение питания по всему коттеджу или по всей квартире. Самый экономичный способ реализации селективной защиты — поставить вводной автомат типа С, а в качестве нижестоящих использовать автоматы типа B.

Еще одно хорошее преимущество характеристики «В» в квартире. Автоматы с такой характеристикой лучше щадят вашу сеть при коротком замыкании, т.к. раньше отключаются и не настолько требовательны к сечению проводников, как характеристика «С».

Выбор характеристики автоматических выключателей остается за вами. Можно полностью установить с характеристикой «С».

Выбор автоматического выключателя по характеристикам.

Автоматический выключатель – низковольтный коммутационный аппарат, обеспечивающий защиту электрической цепи от токовых перегрузок, связанных с подключением большого количества приборов (суммарная мощность которых превышает допустимую), неисправностью приборов или тока короткого замыкания (КЗ). Если выключатель не сработает вовремя и не обесточит линию, большая сила тока может вывести из строя бытовые приборы, а также привести к высокому нагреву кабеля с последующим возгоранием изоляции. Поэтому основная задача автоматического выключателя – определить появление чрезмерного тока и отключить сеть раньше, не допуская пожароопасной ситуации или повреждений приборов. В соответствии с требованиями Правил устройств электроустановок (ПУЭ), эксплуатация сети без автоматов защиты – запрещена. Для того, чтобы правильно подобрать необходимые автоматы защиты, нужно знать основные характеристики автоматических выключателей: это номинальный ток и время-токовая характеристика.

Номинальный ток – максимальный ток, который может протекать через автоматический выключатель бесконечно долго, не отключая защищаемую электрическую сеть.
Время-токовая характеристика - это зависимость времени срабатывания от силы тока, протекающего через автоматический выключатель.

Принцип работы автоматического выключателя

Основные органы срабатывания автоматического выключателя – Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) и электромагнитный расцепитель (соленоидом с сердечником). При нормальной работе электрической сети и подключенных в сеть приборов, через автоматический выключатель протекает электрический ток. Биметаллическая пластина от воздействия повышенного тока нагревается и изгибается приводя в действие механизм расцепления. В зависимости от категории автоматического выключателя, время срабатывания будет происходить быстрее или медленнее.

Категории (типы) автоматических выключателей

Автоматические выключатели делятся на типы в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя. Обозначаются класс латинскими буквами A, B, C и D.

Автоматические выключатели типа А (2 – 3 значения номинального тока) срабатывают без выдержки времени (неселективные). Применяются в основном для защиты цепей с большой протяженностью и для защиты микропроцессорных устройств.
Автоматические выключатели типа B (от 3 до 5 значений номинального тока). То есть выключатель с маркировкой В16 сработает при силе тока от 48А до 80А. Данные выключатели широко используются в быту, в основном в домах со старой проводкой, на дачах или в сельской местности.
Автоматические выключатели типа C (от 5 до 10 значений номинального тока). Выключатель с маркировкой С16 сработает при силе тока от 80А до 160А. Используются выключатели типа С в основном в новых многоквартирных домах, где в сеть может быть подключено много бытовой техники (стиральная машина, утюг, холодильник, кондиционер, посудомоечная машина, электрический чайник, микроволновая печь, пылесос и пр.).
Автоматические выключатели типа D (от 10 до 20 номинальных токов) используются для защиты цепей, питающих электрические установки с высокими пусковыми токами (компрессоры, электромоторы, станки, насосы и подъемные механизмы) и применяются в основном в производственных помещениях. Также устройства с характеристикой D используют в общих сетях зданий, где они выполняют подстраховочную роль, если в отдельных помещениях по каким-то причинам не произошло своевременного отключения электроэнергии.
Зависимость времени отключения от силы тока нагляднее всего можно изобразить в виде графика.

Автоматические выключатели типа  K 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%.

Автоматические выключатели типа  Z 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.


Количество полюсов автоматических выключателей

Однополюсные автоматические выключатели используются для защиты цепей с приборами освещения и розетками, куда подключаются обычные однофазные бытовые приборы.
Для защиты однофазной проводки, куда подключаются отопительные приборы, водонагреватели, электрические плиты, стиральные машины в качестве защиты между щитом и помещением устанавливаются двухполюсные автоматические выключатели.

Двухполюсные АВ при отключении обеспечивает разрыв не только «фазы», но и «нуля».
Нельзя устанавливать два однополюсных выключателя для защиты фазного и нулевого провода! Для этих целей применяют двухполюсные автоматы, которые отключают «ноль» и «фазу» одновременно.

В трехфазной сети, в основном в промышленности, применяются 3-х полюсные автоматические выключатели.

4-х полюсные выключатели являются вводными автоматами и обеспечивают защиту 3-х фазной электросети: 3 фазы + нейтраль.

Вводной автоматический выключатель обязательно должен отключать все фазы и рабочий «ноль», так как имеется вероятность поражения электрическим током при проведении обслуживания или работ с проводкой.

типы и характеристики. Номинальный ток автоматического выключателя.

Это устройство защищает проводку от короткого замыкания, а также от подключения избыточной нагрузки. Выбор автоматического выключателя производится с учетом следующих параметров.

На фото:

Номинальный ток автоматического выключателя

Сколько ампер на миллиметр? Возможности вашей проводки определяют значение номинального тока. А какие провода для нее потребуются, выясняют следующим образом. Рассчитывают предполагаемую максимальную нагрузку, то есть суммарную потребляемую мощность для всех электроприборов в помещении. А затем, используя полученные данные, выбирают нужные характеристики проводов:

  • для медного провода допустимая сила тока составляет 10 А на 1 мм² сечения,

На фото:

  • для алюминиевого провода — 6 А на 1 мм² сечения. Из-за высокого удельного сопротивления и низкой механической прочности жилы алюминиевые провода в настоящее время практически не используются. Так что дальнейшие расчеты приведены только для медных проводов.

Формула расчета максимальной силы тока
I=P:U
или мощность/ напряжение сети (в нашем случае – 220 В).

Например, если мощность всех электроприборов в помещении равна 5 кВт, полученный результат составит примерно 22,7 А. Т.е. для этой цепи электропитания потребуются провода сечением 2,5 мм² (на жаргоне – два с половиной квадрата). Возможностям такой проводки будет идеально соответствовать автоматический выключатель на 25 А.

Характеристики автоматических выключателей

Чувствительность к перегрузкам. Этот параметр характеризуется буквенной маркировкой от A до D. Он показывает, как быстро устройство реагирует на избыточную нагрузку в сети: отключает питание сразу или с небольшой задержкой.

Автоматы имеют несколько характеристик чувствительности.

Почему не сразу? На практике необходимость задержки автомата объясняется наличием пусковых токов у некоторых приборов (например, у агрегата холодильника, электродвигателя стиральной машины и т.д.).В момент запуска этих устройств значение силы тока в цепи их питания во много раз превышает номинальные параметры. Такой скачок длится доли секунды и не представляет никакой угрозы для проводов, однако автомат со слишком высокой чувствительностью успевает отреагировать на перегрузку в сети и отключает подачу напряжения. Подобные излишние меры предосторожности причинят массу неудобств жильцам дома, которые будут вынуждены бегать к распределительному щитку и дергать за рубильник каждый раз при включении холодильника или стиральной машины.

  • Характеристика А обозначает наиболее высокую чувствительность. Такие устройства реагируют на перегрузку практически мгновенно и применяются для защиты цепей питания особо точных приборов. Для бытовых нужд они не используются.
  • Характеристика B указывает на наличие небольшой временной задержки срабатывания автомата. В бытовых условиях такое приспособление можно применять для защиты сети питания, к которой подключены сложные и дорогостоящие устройства типа плазменной панели, компьютера и т.д.
  • Характеристикой C обладают автоматические выключатели, наиболее подходящие для широкого использования в быту. Обычно именно они применяются для защиты отдельных участков цепи электропитания внутри дома. Задержка срабатывания такого прибора является вполне достаточной для того, чтобы он не реагировал на мгновенные перегрузки в сети, обесточивая последнюю только в случае серьезной неисправности.
  • Характеристика D свидетельствует о том, что автомат наименее чувствителен к перегрузкам. Как правило, подобное устройство устанавливают на вводе электроэнергии в дом, в самом первом распределительном щитке, и оно контролирует всю электрическую сеть здания. По сути, этот аппарат является дублирующим: он срабатывает только в том случае, если следующий за ним автомат (защищающий отдельный участок цепи в конкретном помещении) по тем или иным причинам не отреагировал на возникшую неисправность.

В яблочко! По мнению специалистов, оптимальное значение отключающей способности (обозначается как Ics или Icn) для бытовых автоматов составляет от 3 до 4,5 кА. Эти цифры показывают, что силовые контакты не будут повреждены, а специальная дугогасящая камера сможет эффективно отвести электрический разряд от их поверхностей при силе тока, доходящей до 3–4,5 кА (3000–4500 А).

На фото: автоматический выключатель от фабрики ABB.

Типы автоматических выключателей

Номинальная отключающая способность. Этот параметр показывает стойкость его силовых контактов к протеканию токов большой силы и к подгоранию в момент разрыва цепи.

В последнем случае возникает так называемая дуга, похожая на разряд молнии, что сопровождается очень высокой температурой (тысячи градусов). Следовательно, чем выше значение отключающей способности автомата, тем более качественный материал применяется при изготовлении его деталей и тем дольше он прослужит.

Само собой, это отражается и на стоимости изделия. Возможно, подобные расходы не являются оправданными, так как токи значительной силы возникают только в результате короткого замыкания, что на практике происходит довольно редко.

 


В статье использованы изображения abb.com, doepke.de, moeller.net, ekf.su, schneider-electric.com


 

Характеристики автоматических выключателей | Электрика в квартире, ремонт бытовых электроприборов

Просмотров 4 Опубликовано Обновлено

В данной статье мы рассмотрим основные характеристики электрических автоматических выключателей, а также чуть более детально разберемся время-токовыми характеристиками автоматов. У всех автоматических выключателей существует ряд описаний и отличительных качеств, которые характеризуют и определяют их функциональные возможности.

Основные характеристики автоматических выключателей


Номинальный ток автоматического выключателя

Данная электро-техническая характеристика показывает силу тока (Ампер), при которой сработает отключающее устройство автомата, т.е. он отключится. Величина номинального тока указывается на самом корпусе электрического прибора.

Рабочее напряжение

Эта величина также чаще всего указывается на лицевой стороне автоматического выключателя, прямо под обозначением номинального тока. Стандартное значение для данной величины -220, 380, 400 Вольт, но также могут быть — 230 или 250 В.

Количество полюсов автоматического выключателя

Данная техническая характеристика автоматического выключателя, пожалуй, самая очевидная. Самый простой способ определить количество полюсов – это подсчитать количество пар клемм для подключения вводных и отходящих проводов. Чаще всего используются автоматы одно- и трехполюсные, т.е. рассчитанные на электросеть в 220 и 380 Вольт.

Максимальный ток короткого замыкания

Электро-техническая характеристика автоматического выключателя, которая указывает самое большое значение тока короткого замыкания, на который данный автомат способен сработать, т.е. отключиться. На данный момент самыми распространенными и применяемыми в быту считаются автоматический выключатели с предельным током короткого замыкания равным 4,5 кА. Так как этого в большинстве случаев вполне достаточно для обеспечения надежной защиты электрооборудования и проводки.

Если же помещение, которое защищает автоматический выключатель, находится на небольшом расстоянии от питающей подстанции (КТП), то вероятно возникновение токов короткого замыкания превышающих 4,5 кА. Поэтому предпочтительнее, если есть возможность, все же выбирать автоматические выключатели с большим предельным током короткого замыкания, например 6 кА.

Время-токовые характеристики автоматический выключателей

Это одна из самых важных его характеристик, она определяет зависимость величины силы тока протекающего через автоматический выключатель и времени его срабатывания (отключения). Данная характеристика используется для обеспечения селективности работы автоматического выключателя.
Давайте чуть более подробно остановимся именно на них.

Давайте наглядно разберемся в работе автомата при превышении его номинального тока и при возникновении в цепи короткого замыкания. Для этого и понадобится сама время-токовая характеристика автоматических выключателей.

На вертикальной шкале можно увидеть время срабатывание отключающего устройства в минутах, а на горизонтальной шкале видим во сколько раз ток превышает номинальный.

Исходя из этого рисунка можно сделать несколько выводов.

При одном и том же номинальном токе автоматических выключателей, но различных время-токовых характеристиках, первым сработает выключатель с характеристикой «В», затем «С» и после него при значении тока превышающим в 15-20 раз номинальный отключится выключатель с характеристикой «D». Конкретные значения тока можно увидеть на рисунке. Данная информация дает возможность организовать селективную защиту, используя автоматические выключатели с различными время-токовыми характеристиками.

Исходя из части характеристики, отвечающей за тепловой расцепитель автомата (все что выше «1» по шкале времени срабатывания) можно сделать вывод, что при превышении допустимой нагрузки на проводку даже в два раза время срабатывания автоматического выключателя составляет 5 минут. Если же ток нагрузки превышает номинальный в 1,5 раза, то время срабатывания выключателя составит уже порядка 40 минут, а за это время электропроводка может сильно нагреться. Всем известно, что при многократном нагревании изоляции электрических проводов, она теряет свои электро-технические характеристики и через какое-то время разрушается.

Обладая информацией о электро-технических характеристиках автоматических выключателей, можно сделать правильный их выбор, а также качественно улучшить их эксплуатацию

Время токовая характеристика автоматического выключателя

Автоматические выключатели служат для аварийного размыкания цепи в случае превышения показателей силы тока. Они позволяют уберечь приборы от поломки или выхода из строя при недопустимых нагрузках и предотвратить возгорание.

Автоматические выключатели

Принцип действия

Принцип действия автоматического выключателя достаточно прост. В конструкцию выключатели входят два вида расцепителей: электромагнитный и тепловой. Первый – мгновенно срабатывает при сильном скачке силы тока. Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида со стальным подвижным сердечником, который удерживается пружиной. Если заданный показатель тока превышается, электромагнитное поле в катушке наводится, что приводит к втягиванию катушки. В результате срабатывает механизм сопротивления. Если режим работы стандартный, магнитное поле также наводится, но оно недостаточной силы, чтобы сопротивление пружины было преодолено.

Виды расцепителей

Второй – тепловой расцепитель имеет в своем составе биметаллическую пластину, которая рассчитана на определенную силу тока. Если протекающий ток превышает допустимые показатели, пластина из биметалла нагревается и гнется, благодаря чему также происходит расцепление электросети.

Работа автоматического выключателя основывается на этих двух расцепителях, поскольку порознь они малоэффективны.

Электромагнитный расцепитель быстро срабатывает при небольшом скачке. Но если взять во внимание, что некоторые высокопроизводительные моторы нуждаются в более сильном токе во время пуска, чем в обычном рабочем состоянии, то нет необходимости в срабатывании выключателя. В бытовых условиях такими мощными приборами являются пылесос, электрочайник, микроволновая печь. Для теплового расцепителя нужно некоторое время для нагревания и плавки пластины, которое может быть критичным для бытовых или промышленных приборов, подвергшихся высокому скачку тока. В жилом доме очень пагубным окажется влияние сильного тока на холодильник, компьютер и оргтехнику.

Строение электромагнитного расцепителя

Именно поэтому два вида расцепителя применяются в автоматических выключателях сообща, а за отрезок времени от скачка силы тока до аварийного выключения отвечает времятоковая характеристика автоматического прибора.

Типы характеристик

Времятоковая характеристика определяет взаимосвязь между нарастанием силы тока и моментом аварийного отключения посредством защитного автомата. Поскольку различные условия потребления тока в бытовых и промышленных условиях требуют различного напряжения сети, автоматы для защиты также обладают различной мощностью и характеристиками срабатывания. Автоматические выключатели выпускают с номиналами силы тока от 6 до 125 ампер. В быту же наиболее часто применяются защитные автоматы на 16 или 20 ампер. Для большого частного дома подойдет устройство в 25А. Что касается времятоковой характеристики, ее обозначают латинскими буквами на маркировке выключателя. Наиболее распространены три типа: B, C, D. Данная маркировка обозначает чувствительность электромагнитного расцепителя или же скорость мгновенного срабатывания при граничном повышении силы тока.

Диапазон срабатывания для этих трех типов следующий:

B – 3-5ХIn,

С – 5-10ХIn,

D – 10-20ХIn.

Расшифровка параметров разных типов автоматов выглядит так: если автомат рассчитан на силу тока в 20 ампер, то этот показатель умножается на данные диапазона срабатывания, и получается характеристика чувствительности автоматического выключателя.

20*(3…5) =60…100А

Таким образом, автомат типа В на 20 ампер выключится мгновенно при силе тока свыше 100 ампер. Граничным показателем для его срабатывания является 60А, а при силе тока от 60 до 100А скорость выключения будет зависеть от скорости нагревания биметаллической пластины теплового датчика.

При выборе электрического защитного автомата для дома или промышленных целей следует не только рассчитывать его мощность, исходя из потребляемого тока в помещении, но и обращать внимание на тип времятоковой характеристики.

Автоматы идентичной мощности, но разного типа времятоковой характеристики ведут себя по-разному. В ситуации, когда автомат типа В сработает с доли секунды, такой же предохранитель типа С отреагирует только через 5-7 секунд, что может негативно сказаться на приборах и электросети в целом. В жилой квартире, где много высокочувствительных приборов с малым потреблением тока, необходимо устанавливать выключатели типа В. Для больших коммерческих, полупромышленных или офисных помещений, где есть мощные приборы, можно применить автомат типа С. Тип D используется исключительно на промышленных объектах, где есть моторы с мощными пусковыми характеристиками.

Кривая времятоковой характеристики

Для описания времятоковой характеристики предохранительных автоматических выключателей часто используют график функций, где вертикально на оси ординат прописано время расцепления электросети в секундах и десятых секунд, а горизонтально на оси абсцисс обозначены показатели роста силы тока. На данном графике рост определяется делением тока в сети на номинальный ток автомата I/In.

График функции кривой времятоковой характеристики

Изображенные две кривые отвечают за показатели в холодном состоянии (сверху) и разогретом состоянии (снизу).

Дополнительная информация: Условно также нижнюю часть кривой, резко устремляющуюся вправо, считают зоной срабатывания электромагнитного расцепителя, а левую ее часть, плавно спускающуюся вниз, – зоной теплового расцепителя.

Слева от кривой размещается отрезок времени до срабатывания автоматического выключателя, а справа – после расцепления. Сама кривая представляет момент выключения. Традиционно времятоковые характеристики в виде графика функций изображаются для работы автоматов при температуре окружающей среды +30 градусов.

Если просмотреть характеристику для автомата типа В, диапазоном срабатывания которого является показатели от 3 до 5 In, то можно увидеть следующее: время отключения сети при проходящем токе в 3 In составляет 0,02 секунды в разогретом состоянии и до 35 секунд в холодном состоянии. Для автоматов мощностью свыше 32А показатель в холодном состоянии может достигать 80 секунд.

Если же проходящий ток для того же типа автомата будет равен 5In, то в горячем состоянии автомат сработает за 0,01 секунду и за 0,04 секунды в холодном.

График функции автомата типа С

Автомат типа С не сработает при токе в 3In, а при токе 5In он отключится за 0,02 секунды в разогретом и за 11 секунд в охлажденном состоянии. По этой причине не стоит устанавливать предохранители типа С в жилом доме, где бытовые приборы не рассчитаны на большое потребление тока и резкие перепады. Автомат типа В с высокой чувствительностью обеспечит надежную защиту проводки и электрооборудования. Если же в большом частном доме используется распределительный автомат, на входе можно разместить выключатель типа С правильно рассчитанной мощности, а для отдельных точек использовать автоматы типа В.

Устройство. Видео

Об особенностях устройства автоматического выключателя АВВ расскажет видео ниже.

Оцените статью:

Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей

Конструктивное устройство автомата

Современные автоматические выключатели принципиально практически ничем не отличаются и имеют в своем составе два устройства: электромагнитный и тепловой расцепители.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины, которая имеет свойство нагреваться при прохождении через нее тока. Если значение тока, проходящего длительное время через автомат, превышает номинальное пропускное значение, то пластина сильно нагревается, изгибается и воздействует на механизм, который отключает данный автомат.

Электромагнитный расцепитель (соленоид) – представляет собой катушку с намотанной на нее проволокой с сердечником и пружиной. Данный механизм защищает электрическую сеть от больших токов (например, из-за короткого замыкания) и мгновенно отключает электропитание при возникновении такой ситуации. Принцип действия прост: при возникновении сверхтока в обмотке катушке появляется наведенный магнитный поток, который перемещает сердечник, тот воздействует на механизм расцепителя и отключает автоматический выключатель.

Как выбрать автоматический выключатель

Часто думают, что выбор автомата по мощности нагрузки очень прост: взять мощность всех подключаемых приборов, поделить на напряжение сети и получится номинал автомата. Данное правило исходит из законов физики и в целом верно

Но для грамотного выбора защитного устройства важно учесть поперечное сечение отходящих проводников

Итак, разберемся в вопросе «Как выбрать автоматический выключатель?».

Пример №1

Вы решили заменить электрический щиток со всеми автоматическими выключателями, но проводку решили оставить старую из советского алюминия, которая есть повсеместно в старых домах.

Вне зависимости от того, в каком состоянии у вас алюминиевая электрическая проводка в квартире, вариант у вас один: не ставить защитный автомат номиналом выше 16 А на каждую линию.

Давайте разберёмся, почему только такой вариант.

В ПУЭ таблицу 1.3.5 «Допустимый длительный ток для проводников с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами» у алюминиевых проводов сечением 2,5 мм.кв. указан допустимый ток в 19 А.

Это значит, что длительно и безопасно через данную линию может протекать ток не более 19 А. Автоматический выключатель при расчётах всегда выбирается близкий в наименьшую сторону, для того, чтобы был запас по току. Если в расчетах получается 19А, то правильный выбор автомата по мощности нагрузки будет устройство на 16А.

В такой ситуации выход только один: если у вас много приборов, то не следует их включать одновременно. Старайтесь разделить по времени работу электроприборов.

Например, сначала работает электрический чайник, после этого посудомойка моет посуду, а по завершении вы включаете стиральную машину. Тогда у вас все будет работать исправно и автомат не будет постоянно отключаться.

Если же вы хотите не думать о том, какой прибор включать и забыть о том, что нельзя включат одновременно, то лучшим решением будет заменить электропроводку.

Пример №2

Вы решили заменить электропроводку и автоматические выключатели полностью.

В ходе такого ремонта вы в любом случае будете разделять линии и ставить несколько автоматических выключателей для разных комнат и групп приборов, соответственно придется монтировать электрический щиток со множеством автоматов.

Для решения этого вопроса вам необходимо действовать по плану, указанному ранее: рассчитать максимальную мощность электрических приборов на каждую линии, выбрать сечение силового кабеля относительно мощности подключаемых приборов и защитить эту линию автоматом необходимого номинала.

Для понимания всего вышесказанного приведем дополнительный пример выбора.

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.

Похожие материалы на сайте:

  • Принцип работы автоматического выключателя
  • Устройство модульных автоматических выключателей
  • Выбор автоматов для квартиры

Разновидности автоматических выключателей

Мини-автоматы

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

Групповые автоматы

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

Автоматы воздушные

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

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

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

I=P/U,

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода 

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.

Параметры автоматических выключателей

Для обеспечения правильного выбора номинала устройств отключения необходимо понимание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:

  • Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это “тепловая защита” от перегрузки.
  • Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это “токовая защита” от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их основные параметры.


На каждом автоматическом выключателе обозначены его основные характеристики. Это позволяет не перепутать устройства, когда они установлены в щитке

Тип времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в квартирах, домах и офисах используют выключатели типа “C” или, значительно менее распространенные – “B”. Особенной разницы между ними при бытовом применении нет.

Тип “D” используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности.

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030. 2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того чтобы определить быстроту срабатывания автомата при перегрузке существуют специальные таблицы зависимости времени отключения от коэффициента превышения номинала, который равен отношению существующей силы тока к номинальной:

K = I / In.

Резкий обрыв вниз графика при достижении значения коэффициента диапазона от 5 до 10 единиц, обусловлен срабатыванием электромагнитного расцепителя. Для выключателей типа “B” это происходит при значении от 3 до 5 единиц, а для типа “D” – от 10 до 20.


График показывает зависимость диапазона времени срабатывания автоматов типа “C” от отношения силы тока к значению, которое установлено для этого выключателя

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию в течение 1 часа, а при K = 1,45 – гарантированно отключит за это же время. Эти величины утверждены в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Чтобы понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд.

Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Зачем целых три серии?

Для удобства выбора выключателей под конкретный проект. Выключатели в этих сериях называются ВА 99, ВА 99М и ВА 99С и делятся внутри серии по номинальному току и габаритным размерам, а также типу расцепителя.

Рассмотрим каждую серию в отдельности.

Серия автоматов ВА 99 PROxima является самой полной серией выключателей в литом корпусе от компании EKF. Выключатели ВА99 выпускаются в шести токовых типоразмерах в линейке с диапазоном номинальных токов от 12,5 до 1600А. Расцепители в выключателях могут быть термомагнитными и электронными.

К этой серии аппаратов есть большое количество аксессуаров для реализации автоматического и дистанционного управления и сигнализации, а также аксессуары для улучшения электробезопасности персонала и для удобство монтажа и предотвращения аварий.

Автоматические выключатели серии ВА-99М являются более экономичной модификацией выключателей серии ВА-99.

ВА-99М отличаются от серии ВА-99 тем, что выпускаются только с термомагнитными расцепителями и на них отсутствуют дополнительные устройства. Эта базовая серия применяется в проектах, где не нужна большая степень автоматизации и дополнительные возможности, а достаточно только главных функций аппарата — коммутация и защита, с чем ВА99М успешно справляется.

Аппараты серии ВА99С ограничиваются номинальным током в 630А и созданы для таких проектов, где требуется тонкая настройка расцепителя аппарата в широком диапазоне (например, обеспечение селективности) и высокая устойчивость к тяжёлым условиям коммутаций. Эти автоматические выключатели, так же как и ВА99 имеют ряд дополнительных аксессуаров для реализации дистанционного и автоматического управления и сигнализации, варианты расцепителя — электронный или термомагнитный. Но в отличие от предыдущих серий, главные силовые контакты этих аппаратов имеют двойной разрыв! Это позволяет снизить влияние дуги при отключении выключателя, что значительно увеличивает срок его службы и устойчивость к аварийным режимам.

Технические характеристики всех трёх серий выключателей в литом корпусе от EKF приведены ниже, а также вы можете найти их в нашем печатном Мастер-каталоге и на сайте компании EKF в разделе Продукция.

Применяя силовое оборудование EKF, каждый участник рынка получает ощутимую выгоду — с силовыми автоматическими выключателями EKF любой партнер всегда получает прибыль и быстро оборачивает товар, потому что его клиенты могут найти в ассортименте EKF продукцию под любой проект и быть уверенными в качестве и надежности товара.

Для сборщиков НКУ и монтажников мы предлагаем конкретные решения с использованием самого качественного оборудования.

Расцепители:
12,5-1600A 16-1600A 16-630A

Термомагнитный (нерегулируемый)

ВА99/125

ВА99/125ВА99/800

ВА99М/63-ВА99М/1600

Термомагнитный (регулируемый)

ВА99/160ВА99/250ВА99/400

ВА99С/160ВА99С/250

Микропроцессорный

ВА99/250ВА99/400ВА99/800ВА99/1600

ВА99С/400ВА99С/630

Силовой автоматический выключатель ВА-99 PROxima — самый применяемый автомат

Предельная коммутационная способность (ПКС):

  • 25кА – до 125А
  • 35кА – до 1000А
  • 50кА – до 1600А

Номиналы:

  • 12,5…1600A
  • Исполнение: 3п (3п+N под заказ)

Отличительные особенности данной серии:

  1. Настройки срабатывания термомагнитного расцепителя в зоне теплового расцепления Ir=0. 8÷1* In.

Для номинала ВА-99 800/1000А, регулировки настроек срабатывания:

от перегрузок:

Регулируемая уставка по току Ir=0,8-1*In

от сверхтоков

Регулируемая уставка по току тока Im=5÷10* In

L – настройка функции защиты перегрузки цепи по току 0,4 – 1 хIn по времени задержки 3-18 секунд

S – настройка функции защиты от сверхтока (КЗ) по току 1 – 10 хIn по времени задержки 3-18 секунд

I — настройка функции защиты от мгновенных значений тока КЗ по току 1,5– 12 хIn

G — настройка функции защиты от неисправности заземления по току 0,2 – 1 хIn по времени задержки 0,1-0,8 секунд

Силовые автоматы ВА99М Basic — простой надежный автомат

ПКС:

  • от 20кА до 100А
  • До 50кА-630А, 800А

Номиналы:

  • 16…1600A
  • Исполнение: 3P (3P+N под заказ)
ВА-99М/63  ВА-99М/100 ВА-99М/250 ВА-99М/400
ВА-99М/630 ВА-99М/800 ВА-99М/1250 ВА-99М/1600

Каковы критерии отбора оборудования

Если всё-таки отдали предпочтение дифавтомату, как продукту современных технологий, внимательно выбирайте изделие. Тщательным образом ознакомьтесь с его техническими данными

При выборе автомата по мощности нагрузки, обращают внимание на следующее:

  • напряжение и фазы: изделия по номинальному однофазному и трёхфазному типу, 220В и 360 В, соответственно. В первом вариант одна клемма, во втором – три для подключения. Все показатели указываются в паспорте на оборудование и маркируются на внешней стороне корпуса;
  • сила тока утечки: обозначается греческим символом «дельта» и исчисляется в миллиамперах. Корректно подобрать можно, основываясь на такие данные: на дом в целом – до 350 мА, на конкретную группу – 30 мА, точки и освещение – 30мА, одиночные точки – 15мА, бойлер – 10мА;
  • класс оборудования: А – сработка в результате утечки постоянного напряжения. АС – при утечке переменного тока;
  • защита от порыва «ноля»: при обнаружении подобного, система идентифицирует это как порыв и отключает оборудование;
  • время отключения: обозначается символом Tn и не должно превышать 0,3 секунды.

Для бытовых нужд наиболее распространёнными являются приборы с маркировкой «C» и диапазоном 25А. Монтаж вводных конструкций требует более мощных в виде C50, 65, 85, 95. Розетки и прочие точки – C15, 25. Приборы освещения – C7, 12, электрическая плита – C40. Можно сказать, что это временная характеристика максимальной кратковременной мощности тока, которую может выдержать автомат и не сработать. «C» означает, что автомат срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз.

Пример выбора автоматического выключателя

В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).

  • чайник – 1,2;
  • духовка – 1,2;
  • обогреватель – 1,4.

Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:

  1. Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
  2. Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
  3. Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.

Как они работают

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

Тепловое расцепление

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

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

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

Электромагнитное расцепление

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

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

Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателей

Список источников

  • electricvdome.ru
  • sovet-ingenera.com
  • www.elec.ru
  • pauk.top
  • infoelectrik.ru
  • masterim.guru
  • housetronic.ru
  • heatting.ru

Поделитесь с друзьями!

кривых отключения MCB - кривые отключения B, C, D, K и Z

MCB (Миниатюрный автоматический выключатель) - это переустанавливаемое устройство, предназначенное для защиты цепи от коротких замыканий и сверхтоков. Кривая отключения автоматического выключателя (кривые B, C, D, K и Z ) говорят нам о номинальном токе отключения автоматических выключателей. Номинальный ток отключения - это минимальный ток, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Требуется, чтобы ток отключения сохранялся в течение 0,1 с.

Определение

Кривые срабатывания MCB, также известные как характеристика срабатывания I-t, состоят из двух участков, а именно, участка перегрузки и участка короткого замыкания.Раздел перегрузки описывает время отключения, необходимое для различных уровней токов перегрузки, а раздел короткого замыкания описывает мгновенный уровень тока отключения MCB.

Подробнее: Миниатюрный автоматический выключатель (MCB) - Принцип работы

Кривая отключения класса B

Автоматический выключатель с характеристиками срабатывания класса B мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, достигает от 3 до 5 значений номинального тока. Эти автоматические выключатели подходят для защиты кабеля.

Кривая отключения класса C

MCB с характеристиками отключения , класс C мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, превышает номинальный ток в 5–10 раз. Подходит для бытовых и жилых помещений и для электромагнитных пусковых нагрузок со средними пусковыми токами.

Кривая отключения класса D

MCB с характеристиками срабатывания класса D мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, превышает номинальный ток в 10-20 раз (исключая 10).Подходит для индуктивных и моторных нагрузок с высокими пусковыми токами.

Кривая отключения класса K

MCB с характеристиками отключения , класс K мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, превышает номинальный ток в 8–12 раз. Подходит для индуктивных и моторных нагрузок с высокими пусковыми токами.

Кривая отключения класса Z

MCB с характеристиками отключения класса Z мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, в 2–3 раза превышает номинальный ток. Этот тип MCB очень чувствителен к короткому замыканию и используется для защиты высокочувствительных устройств, таких как полупроводниковые устройства.

Кривая отключения класса A

MCB с характеристиками отключения , класс A мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, в 2–3 раза превышает номинальный ток. Как и MCB класса Z, они также очень чувствительны к короткому замыканию и используются для защиты полупроводниковых устройств.

Наиболее часто используются автоматические выключатели

с классом кривой отключения B и классом кривой отключения C.Автоматические выключатели с кривыми отключения класса C можно найти в распределительных щитах освещения жилых и коммерческих зданий. Он срабатывает, как только ток возрастает в 5-10 раз от номинального. Автоматические выключатели класса B используются для защиты электронных устройств, таких как ПЛК, источники питания постоянного тока и т. Д. В панелях управления. Он срабатывает, как только ток возрастает в 3-5 раз от номинального.

Наручные часы: кривые отключения MCB лучше.

В некоторых приложениях частые пики тока происходят в течение очень короткого периода (от 100 мс до 2 с).Для таких приложений должны использоваться автоматические выключатели класса Z. Автоматические выключатели типа Z используются в цепях с полупроводниковыми приборами.

Важность кривых отключения MCB

Важно выбрать соответствующий номинал MCB и кривую срабатывания, чтобы защитить цепь от повреждений во время сбоев. Следовательно, необходимо рассчитать ток короткого замыкания и пусковой ток, прежде чем выбрать соответствующий номинал MCB. Если выбранный номинал MCB намного выше, чем требуется, он может не сработать в случае неисправности.Точно так же, если MCB недооценен, это может вызвать ложные отключения, например, даже пусковые токи или пусковые токи могут отключать MCB.

Кривые срабатывания других автоматических выключателей

Все автоматические выключатели, такие как MCCB, ACB, VCB и т. Д., Имеют свои собственные характеристики отключения. Единственное, что может не соответствовать категоризации MCB. Кроме того, характеристики срабатывания каждого автоматического выключателя отличаются от других.

Узнайте больше о MCB:

Статьи по теме:
1.Разница между MCB и MCCB
2. Разница между контакторами и реле
3. Разница между устройствами плавного пуска и VFD
4. Разница между MCCB и RCCB
5. Разница между MCB и RCBO
6. Разница между RCCB и RCBO
7. Разница между MPCB и MCCB

Автоматический выключатель | Типы | Операция | Характеристики

Основной функцией автоматического выключателя является защита, хотя он также обеспечивает возможность переключения. Он широко используется как самостоятельная защита, но может использоваться вместе с предохранителями , в зависимости от требуемых условий эксплуатации.

Типы автоматических выключателей

Наиболее часто используемым автоматическим выключателем для номинальных токов до 125 А является миниатюрный автоматический выключатель (MCB) , соответствующий требованиям сертификатов и испытаний AS / NZS3111 - Миниатюрные выключатели максимального тока и AS / NZS 60898 Электрические аксессуары. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков для бытовых и аналогичных установок. Автоматические выключатели для работы от переменного тока.

Эти стандарты определяют средние токи отключения и допуски для классификации этих автоматических выключателей по «типу», как показано в Таблице 1 на обратной стороне.

Таблица 1 Типы и применения автоматических выключателей

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) Миниатюрные автоматические выключатели чаще всего используются для защиты от перегрузки и короткого замыкания подсетей и оконечных устройств. подсхемы в бытовых и легких коммерческих установках.
Автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) Автоматические выключатели в литом корпусе чаще всего используются для защиты подсетей, сильно нагруженных цепей и конечных подсхем в коммерческих и промышленных установках.Они доступны со встроенными реле защиты, обеспечивающими возможность выбора уставок перегрузки по току.
Воздушный выключатель (ACB) Воздушный автоматический выключатель используются в распределительных сетях и крупных установках в качестве главных выключателей для фидеров / подсети. Обычно они имеют встроенные защитные реле, обеспечивающие ряд выбираемых функций защиты и контроля.

Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) используются для цепей защиты в коммерческих и промышленных установках, где существуют более высокие условия и требования к неисправностям.

Большие воздушные выключатели (ACB) используются в аналогичных типах установок для ограничения высокого тока короткого замыкания входящего источника питания, крупных фидеров (сеть и вспомогательная сеть) и переключения нагрузки.

Основные характеристики автоматических выключателей показаны на рисунках 1a, 1b и 1c на обратной стороне.

Рисунок 1a Основные характеристики автоматических выключателей

Рисунок 1b Основные характеристики автоматических выключателей

Рисунок 1c Основные характеристики автоматических выключателей

Схема защиты цепи

автоматический выключатель достигается за счет автоматического размыкания цепи (обычно называемого «отключением») в ответ на перегрузку по току из-за перегрузки или короткого замыкания.Современные автоматические выключатели представляют собой «термомагнитные» устройства, относящиеся к двум используемым отключающим элементам.

Термический элемент вызывает отключение выключателя с задержкой по времени при обнаружении тока перегрузки, в то время как магнитный элемент вызывает почти мгновенное отключение выключателя при обнаружении высокого пускового тока, как в случае короткого замыкания. Концепция этой компоновки показана на рисунках с 1d по 1f .

Рисунок 1d Как работают элементы максимального тока в термомагнитных выключателях

Рисунок 1e Типовой механизм автоматического выключателя

Рисунок 1f Как работают ионно-дуговые камеры

Температура

Снижение номинальных характеристик

Если автоматический выключатель установлен в тех же условиях окружающей среды, что и защищаемая цепь, время срабатывания сократится, поскольку температура окружающей среды защищенных кабелей также повысится.

Задержка теплового отключения гарантирует, что кратковременные перегрузки не вызовут отключение; но если они продолжаются, кумулятивный эффект нагрева со временем приведет к срабатыванию выключателя, чтобы избежать превышения пределов повышения температуры кабеля.

Знаете ли вы?

Что такое независимый расцепитель?

Независимый расцепитель - это дополнительный соленоид отключения, установленный на автоматический выключатель, который позволяет «отключать» выключатель от внешнего переключателя, кнопки или устройства управления.Электромагнит независимого расцепителя активирует механический расцепитель так же, как внутренние блоки тепловой и / или магнитной защиты в выключателе вызывают его отключение. Независимые расцепители обычно доступны как принадлежность (дополнительная опция) к автоматическим выключателям в литом корпусе и являются стандартной функцией воздушных автоматических выключателей.

Автоматические выключатели

спроектированы и откалиброваны так, чтобы выдерживать свой номинальный ток и работать в пределах назначенной термической зоны времени / тока при 30 ° C в условиях открытого воздуха. Если автоматический выключатель должен работать при температуре окружающей среды выше 30 ° C, он потребует все меньше тока для срабатывания в пределах установленной временной / токовой зоны.

На практике, если при температуре окружающей среды выше номинальной - или даже в кожухе или в группе с другим оборудованием, где температура будет превышать номинальную температуру «наружного воздуха», - MBC необходимо снизить.

Один производитель предоставляет таблицы температурной коррекции и коэффициенты 0,9, 0,85 и 0,8, применяемые соответственно для групп от 2 до 4, от 4 до 6 и выше. Например, автоматический выключатель на 63 А в корпусе, сгруппированный с более чем шестью другими автоматическими выключателями, будет иметь номинальный ток снижен до 50.4 А. Дальнейшее снижение номинала будет применяться, если температура окружающей среды будет выше 30 ° C.

Характеристики автоматического выключателя

Две основные функции защиты автоматического выключателя предназначены для защиты проводки от перегрузки по току, будь то перегрузка или короткое замыкание, каждая из которых требует разного времени реакции.

При возникновении короткого замыкания защитное устройство должно отключать питание в течение 0,4 с для конечных подсхем, питающих розетки с номиналом до 63 А, переносное оборудование класса I и переносное оборудование, предназначенное для ручного перемещения во время использования.

Максимальное время отключения 5,0 с указано для таких цепей, как вспомогательная сеть, конечные подсхемы и те, которые питают стационарное или стационарное оборудование.

Функции защиты автоматических выключателей от короткого замыкания и перегрузки представлены в виде графиков, показывающих их время-токовые характеристики. Автоматические выключатели с фиксированной уставкой (обычно автоматические выключатели) предназначены для защиты электропроводки как от перегрузок, так и от коротких замыканий в бытовой или коммерческой электропроводке, где работа (включение, выключение или сброс) возможна неопытным человеком.

Они обозначаются их мгновенными кривыми время-ток, которые делят эти автоматические выключатели на три типа, как показано на Рисунок 1g . Стоит отметить, что функция короткого замыкания современного автоматического выключателя является токоограничивающей характеристикой, аналогичной характеристике закрытой плавкой вставки ( Рисунок 1h ).

Рисунок 1g Типичные время-токовые характеристики автоматических выключателей с фиксированной уставкой

Рисунок 1h Токоограничивающие характеристики автоматического выключателя

Суть выключателей низкого напряжения - Расцепители, кривые срабатывания, характеристики и ограничение

Включающие, выдерживающие и размыкающие токи

Автоматический выключатель - это как устройство отключения, которое может создавать, выдерживать и размыкать токи, сила которых не превышает его номинального тока (In), так и устройство защиты, которое может автоматическое отключение сверхтоков, которые обычно возникают после неисправностей в установке.

10 характеристик автоматического выключателя низкого напряжения, которые вы ДОЛЖНЫ знать

Выбор автоматического выключателя и его характеристик зависит от размера установки, а также от различных параметров сети.

Начнем с типов расцепителей выключателя, затем наиболее важных характеристик, важных для работы выключателя, затем несколько примеров кривых отключения и в конце статьи - кривые ограничения.

Содержание:

  1. Технологии, используемые для обнаружения сверхтоков
    1. Тепловой расцепитель
    2. Магнитный расцепитель
    3. Электронный расцепитель
  2. Характеристики автоматических выключателей
    1. Номинальное рабочее напряжение (дюйм В)
    2. )
    3. Импульсное напряжение (в кВ)
    4. Категория применения
    5. Номинальный ток (в А)
    6. Предельная отключающая способность (в кА)
    7. Номинальная отключающая способность (в А)
    8. Стандартная отключающая способность
    9. Кратковременная стойкость Ток (в кА)
    10. Номинальная включающая способность при коротком замыкании (кА, пиковая)
  3. Примеры кривых отключения
    1. Автоматический выключатель 250 А с термомагнитным расцепителем
    2. Автоматический выключатель 1600 А с электронным расцепителем
    3. Пример настройки цепи выключатель и считывание кривых
    4. Пределы MCB
  4. Ограничение
    1. Кривые ограничения тока
    2. Кривые ограничения теплового напряжения

1.

Технологии, используемые для обнаружения сверхтоков

Перегрузки по току обнаруживаются тремя разными устройствами: тепловым для перегрузки, магнитным для коротких замыканий и электронным для обоих. В тепловых и магнитных расцепителях, которые обычно комбинируются (термомагнитные выключатели), используется экономичная, испытанная и испытанная технология, но они обеспечивают меньшую гибкость настройки, чем электронные расцепители. С другой стороны, выключатель с электронным расцепителем дороже…

Хорошо, давайте подробно рассмотрим каждую из упомянутых технологий.


1.1 Термическое расцепление

Состоит из биметаллической полосы, которая при нагревании сверх нормальных рабочих значений деформируется, освобождая фиксатор, удерживающий контакты.

Время реакции биметаллической ленты обратно пропорционально силе тока. В результате своей тепловой инерции биметаллическая полоса реагирует быстрее, когда вторая перегрузка следует за первой в быстрой последовательности. Это улучшает защиту кабелей , температура которых уже выше.

Большинство автоматических выключателей позволяют устанавливать ток срабатывания Ir в определенных пределах (от 0,4 до 1 In в зависимости от типа выключателя).

Рисунок 1 - Типичная кривая срабатывания термомагнитного расцепителя

Вернуться к содержанию ↑


1.2 Магнитный расцепитель

Он состоит из магнитной петли, действие которой освобождает замок, удерживающий контакты , таким образом вызывая размыкание, если есть высокий ток перегрузки. Время отклика очень короткое (около одной десятой секунды).

Большинство автоматических выключателей в литом корпусе имеют настройку Im (до 10 x Ir) , которая может использоваться для установки значения срабатывания в соответствии с условиями защиты установки (ток короткого замыкания и косвенный контакт).

Кроме того, эту настройку в сочетании с временной задержкой можно использовать для поиска наилучших условий селективности между устройствами.

Рисунок 2 - Термомагнитный расцепитель

Вернуться к содержанию ↑


1.3 Электронный расцепитель

Катушка, размещенная на каждом проводе, непрерывно измеряет ток в каждом из них.Эта информация обрабатывается электронным модулем , который управляет отключением автоматического выключателя при превышении значений уставок.

Рисунок 3 - Типичная кривая срабатывания электронного расцепителя

На кривой расцепителя показаны три рабочие зоны.


«Мгновенная» рабочая зона

Обеспечивает защиту от коротких замыканий высокой интенсивности . Он устанавливается либо конструкцией на фиксированное значение (от 5 до 20 кА), либо регулируется в зависимости от устройства.


Рабочая зона «Кратковременная задержка»

Обеспечивает защиту от коротких замыканий меньшей интенсивности, которые обычно возникают в конце линии.

Порог срабатывания обычно регулируется. Период задержки может быть увеличен на пороговые значения до одной секунды, чтобы гарантировать распознавание устройств, расположенных ниже по потоку.


Зона действия «Долгая задержка»

Это аналогично характеристике теплового расцепителя.Защищает проводники от перегрузок.

Электронные расцепители улучшают селективную характеристику , а некоторые автоматические выключатели одного производителя также могут связываться друг с другом.

Итак, как это работает?

Защита от перегрузок (функция отключения с длительной задержкой, код ANSI 51, реле максимального тока с выдержкой времени переменного тока) определяется функцией Функция L . Если ток короткого замыкания превышает установленный порог I 1 , эта защита срабатывает в соответствии с характеристикой с обратнозависимой выдержкой времени, где время-ток соединения представлен соотношением:

I 2 t = K (где постоянная сквозная энергия).

При использовании этой кривой время отключения уменьшается с увеличением тока.

I 1 представляет собой регулируемое значение порога срабатывания тепловой защиты и называется срабатывание с длительным выдерживанием времени . Эта защита не может быть исключена.

Кривая обратнозависимой характеристики функции L графически представлена ​​в билогарифмическом масштабе, как показано на рисунке 4 ниже.

Рисунок 4 - Кривая отключения с кривой обратнозависимой выдержки времени (I 2 t = K) защиты L автоматического выключателя ABB типа Tmax

Электронный расцепитель обеспечивает множество возможных настроек отключения для функции L, точнее, связку параллельных линий.Каждая строка обозначается временем t1 (длительная задержка), которое представляет время срабатывания защиты в секундах в соответствии с кратным I1 .

Например, этот коэффициент зависит от расцепителя и равен 3 × I1 для автоматических выключателей ABB типа «Emax» и 6 × I1 для автоматических выключателей типа «Tmax».

Вернуться к содержанию ↑


2. Характеристики автоматических выключателей


2.1 Номинальное рабочее напряжение U
e (в В)

Это напряжения, при которых может использоваться автоматический выключатель .Указанное значение обычно является максимальным. При более низких напряжениях некоторые характеристики могут отличаться или даже улучшаться, например, отключающая способность.

Пример однополюсного U e = 230/400 В и для трехполюсного U e = 400 В .

Рисунок 5 - Номинальное рабочее напряжение

Вернуться к содержанию ↑


2.2 Напряжение изоляции U
i (в В)

Это значение является справочным для характеристик изоляции устройства .Испытательное напряжение изоляции (импульсное, промышленная частота и т. Д.) Определяется на основе этого значения.

Пример U i = 500 В, испытательное напряжение = 2000 В

Если не указано иное, номинальное напряжение изоляции - это значение максимального номинального рабочего напряжения автоматического выключателя. Ни в коем случае максимальное номинальное рабочее напряжение не должно превышать номинальное напряжение изоляции.

Вернуться к содержанию ↑


2.3 Импульсное напряжение U
imp (в кВ)

Это значение характеризует способность устройства выдерживать переходные перенапряжения , такие как молния (стандартный импульс 1.2/50 мкс). Фактически это напряжение, на котором основаны зазоры.

Это импульс напряжения с формой волны 1,2 / 50 мкс , см. Рисунок ниже.

Пример Uimp = 4 кВ для автоматических выключателей на 230/400 В

Рисунок 6 - Импульс напряжения с волной 1,2 / 50 мкс

Вернуться к содержанию ↑


2.4 Категория применения

IEC 60947-2 обозначает автоматические выключатели как принадлежащие к одному двух категорий:

  • Категория A для автоматических выключателей, которые не имеют выдержки времени перед отключением при коротком замыкании.
  • Категория B для автоматических выключателей с выдержкой времени. Это можно отрегулировать, чтобы выполнить временную селективность для значения короткого замыкания меньше Icw.

Значение Icw должно быть по крайней мере равным большему из двух значений, 12 In или 5 кА , для автоматических выключателей с номинальным током 2500 A не более и 30 кА после этого.

Вернуться к содержанию ↑


2,5 Номинальный ток I
n (в A)

Это максимальное значение тока, которое может выдерживать автоматический выключатель на постоянной основе .Это значение всегда указывается для температуры окружающей среды вокруг устройства 40 ° C в соответствии со стандартом IEC 60947-2 и 30 ° C в соответствии со стандартом IEC 60898-1.

Если эта температура выше, возможно, потребуется уменьшить рабочий ток.

Пример In = 32A, тип C с маркировкой C32

Вернуться к содержанию ↑


2.
6 Предельная отключающая способность Icu (в кА)

Это максимальное значение тока короткого замыкания, которое имеет автоматический выключатель. может сломаться при заданном напряжении и фазовом угле (cos ϕ).Испытания выполняются в соответствии с последовательностью Ot-CO , где:

  • O представляет собой операцию автоматического прерывания,
  • t - временной интервал и
  • CO - операцию включения с последующим автоматическим прерыванием. операция.

После испытания автоматический выключатель должен продолжать обеспечивать минимальный уровень безопасности (изоляция, электрическая прочность).

Вернуться к содержанию ↑


2.7 Номинальная отключающая способность Icn (в A)

В стандарте IEC 60898-1 отключающая способность устройства проверяется аналогичным образом, но называется Icn .После испытания, t выключатель должен сохранять свои диэлектрические свойства и быть способным отключиться в соответствии со спецификациями стандарта.

Этот стандарт устанавливает дополнительные требования к одно- и двухполюсным автоматическим выключателям, которые, в дополнение к указанным выше характеристикам, подходят для работы с постоянным током и имеют номинальное постоянное напряжение, не превышающее 220 В для однополюсных и 440 В для двухполюсных выключателей , номинальный ток не более 125 А и номинальная способность короткого замыкания постоянного тока не более 10 000 А .

ВНИМАНИЕ! Этот стандарт применяется к автоматическим выключателям , способным включать и отключать как переменный, так и постоянный ток .

Вернуться к содержанию ↑


2.8 Стандартная отключающая способность Ics

Это значение, выраженное как процентов от предельной отключающей способности Icu . Это будет одно из следующих значений: 25% (только категория A), 50%, 75% или 100% . Автоматический выключатель должен нормально работать после нескольких прерываний тока Ics с использованием последовательности O-CO-CO.

Стандарт IEC 60898 дает минимальные значения, которые должны быть достигнуты в соответствии с Icn устройства.

Во время работы выключатель очень редко должен отключать максимальный ожидаемый ток короткого замыкания (который использовался для определения его необходимой отключающей способности).

Однако, возможно, придется отключать более низкие токи. Если они ниже, чем Ics устройства, это означает, что установку можно перезапустить сразу после перерыва.

Следует отметить, что на сегодняшний день очень немногие спецификации или стандарты установки содержат ссылки на Ics .

Вернуться к содержанию ↑


2.9 Кратковременный выдерживаемый ток I
cw (в кА)

Это значение тока короткого замыкания, которое автоматический выключатель категории B способен выдержать в течение определенного период без изменения его характеристик. Это значение предназначено для включения дискриминации между устройствами.

Соответствующий автоматический выключатель может оставаться включенным, пока неисправность устраняется нижележащим устройством, до тех пор, пока , пока энергия I 2 t не превышает Icw 2 (1 с) .

По соглашению значение Icw дается для времени t = 1 с . Для другой длительности t это должно быть указано, например, Icw 0,2 . Затем необходимо проверить, что тепловое напряжение I 2 t, возникающее до выхода из строя расположенного ниже по потоку устройства, на самом деле меньше, чем Icw 2 t.

Рисунок 7 - Пример номинального кратковременного выдерживаемого тока

Вернуться к содержанию ↑


2.10 Номинальная включающая способность при коротком замыкании I
см (пиковая кА)

Это максимальная сила тока, которую устройство может выработать на своем номинальное напряжение согласно условиям стандарта.

Устройства без функции защиты, такие как переключатели, должны выдерживать токи короткого замыкания с величиной и продолжительностью, возникающей в результате срабатывания соответствующего защитного устройства.

Вернуться к содержанию ↑


3. Примеры кривых отключения

3.1 Автоматический выключатель 250A с термомагнитным расцепителем
Рисунок 8 - Автоматический выключатель 250A с термомагнитным расцепителем

Где:

  • I = Фактический ток
  • Ir = Тепловая защита от перегрузок (настройка Ir = × In)
  • Im = Магнитная защита от коротких замыканий: (настройка Im = × Ir)

Так как абсцисса кривых обозначает I / Ir, изменение настройки Ir не изменяет графическое представление теплового отключения.

Однако магнитная установка Im может быть считана непосредственно (от 3,5 до 10 в этом примере).

Вернуться к содержанию ↑


3.2 Автоматический выключатель 1600 А с электронным расцепителем
Рисунок 9 - Автоматический выключатель 1600 А с электронным расцепителем

Где:

  • I = Фактический ток
  • Ir = Защита от перегрузок с длительной задержкой (регулируется: Ir = × In, от 0,4 до 1 × In)
  • Tr = Время срабатывания защиты с длительной задержкой (регулируется: от 5 до 30 с) до 6 x Ir
  • Im = Защита с короткой задержкой от короткого замыкания (регулируется: Im = × Ir, 1. От 5 до 10 Ir)
  • Tm = Время срабатывания защиты с короткой задержкой (настраивается: от 0 до 0,3 с)
  • I 2 t = Постоянно (настраивается через Tm)
  • Если = Защита с фиксированным порогом мгновенного действия (фиксированное: от 5 до 20 кА в зависимости от модели)

Вернуться к содержанию ↑


3.3 Пример настройки автоматического выключателя и считывания кривых

Здесь: I B = 500 A и I k3 max = 25 кА в месте установки.В этом случае защита может быть обеспечена автоматическим выключателем с электронным блоком, , номинал 630 A , установка длительной задержки (перегрузка) Ir = 0,8 × In, то есть 504 A .

Рисунок 10 - Пример настройки автоматического выключателя и считывания кривых
Сценарий 1: Высокий мин. Isc

Isc мин. (в конце строки) = 20 кА
⇒ установка короткой задержки (короткое замыкание) Im = 10 × Ir, т. е. 5040 A

Считывание кривых:

  • Если I <504 A ⇒ без отключения
  • Если 504 A ⇒ отключение от 1 до 200 с (защита с длительной задержкой)
  • Если I> 5 кА ⇒ отключение 0.01 с (мгновенная защита с фиксированным порогом)

Сценарий 2: Низкий мин. Isc

Isc мин. (в конце строки) = 4 кА
⇒ установка кратковременной задержки (короткое замыкание) Im = 5 × Ir, т.е. 2520 A

Считывание кривых:

  • Если I <504 A ⇒ без отключения
  • Если 504 A ⇒ отключение от 6 до 200 с (защита с длительной задержкой)
  • Если 2520 A ⇒ отключение <0.1 с (защита от короткого замыкания)
  • Если I> 5 кА ⇒ отключение через 0,01 с (мгновенная защита с фиксированным порогом)

Сценарий 3: Ограничение термической нагрузки кабеля

Isc мин. (в конце строки) = 20 кА

Проводник 10 мм 2 , допустимое тепловое напряжение: 1,32 × 106 A2с, т. е. 3633 A в течение 0,1 с
⇒ уставка короткого замыкания (короткое замыкание) Im = 7 × Ir, т.е. 3528 A (

Считывание кривых:

  • Если I <504 A ⇒ нет отключения
  • Если 504 A ⇒ отключение между 3 и 200 с (защита с длительной задержкой)
  • Если 3528 A ⇒ отключение <0.1 с (защита от короткого замыкания)
  • Если I> 5 кА ⇒ отключение через 0,01 с (мгновенная защита с фиксированным порогом)

Вернуться к содержанию ↑


3,4 Пределы MCB

Для выключателей вторичной цепи (MCB - автоматические выключатели) стандарт IEC 60898-1 определяет пределы, в которых должно происходить отключение при коротких замыканиях:

  • Кривая B: от 3 до 5 дюймов
  • Кривая C: от 5 до 10 дюймов
  • Кривая D: от 10 до 20 дюймов

Могут использоваться и другие типы кривой:

  • Кривая Z: 2. От 4 до 3,6 дюйма
  • Кривая MA: от 12 до 14 дюймов

Основные кривые отключения для автоматических выключателей:

Рисунок 11 - Основные кривые отключения для автоматических выключателей

Как правило, используются автоматические выключатели с кривой C. для стандартных приложений распространения . Может потребоваться использование автоматических выключателей кривой B для малых токов короткого замыкания (длинные кабели, автоматический выключатель вторичной цепи в системе IT или TN, генератор и т. Д.).

Если есть высокие пусковые токи (трансформаторы, двигатели), кривая D предотвращает ложное срабатывание , особенно при запуске.Кривая Z (высокая чувствительность) обычно предназначена для защиты цепей питания электронного оборудования. Автоматические выключатели

MA (только магнитные) используются для цепей, в которых тепловая защита запрещена или обеспечивается другими методами: цепи безопасности в общественных зданиях, цепи двигателей, трансформаторы и т. Д.

Вернуться к содержанию ↑


4. Ограничение

В случае короткого замыкания без какой-либо защиты ток, который будет протекать через установку, является предполагаемым током короткого замыкания.

Когда ток короткого замыкания проходит через автоматический выключатель, автоматический выключатель в большей или меньшей степени способен пропускать только часть этого тока. Затем короткое замыкание ограничивается по амплитуде и продолжительности.

Цель ограничения - уменьшить:

  1. Тепловое напряжение
  2. Электродинамические силы
  3. Влияние электромагнитной индукции

Это также упрощает распознавание и комбинирование.Ограничивающая способность устройств представлена ​​в виде кривых ограничения

Рисунок 12 - Ограничение предполагаемого тока короткого замыкания

Вернуться к содержанию ↑


4.1 Кривые ограничения тока

Они дают максимальные пиковые значения тока (в A пик), ограниченный устройствами в соответствии со значением предполагаемого тока короткого замыкания. Ограниченные значения тока используются для определения размеров шин и проверки устойчивости проводов и устройств.

Рисунок 13 - Кривая ограничения тока

Вернуться к содержанию ↑


4.2 Кривые ограничения теплового напряжения

Они дают изображение энергии (A 2 с), которую устройство позволяет передавать в соответствии с предполагаемым коротким замыканием Текущий. Их можно использовать для проверки термостойкости кабелей , защищаемых устройством.

Рисунок 14 - Ограничение тока термической нагрузки

Вернуться к содержанию ↑

Ссылки:

  1. Устройства отключения и защиты Legrand
  2. Низковольтные автоматические выключатели Работа с характеристическими кривыми срабатывания ABB
  3. Руководство по стандартам на низковольтные автоматические выключатели - в соответствии с BS EN 60898-1, BS EN 60898-2 и BS EN 60947-2, BEAMA

Рабочие характеристики миниатюрных автоматических выключателей


BS 7671 определяет автоматический выключатель как

Механическое устройство, способное производить и переносить токи при нормальных условиях цепи, а также могут отключать токи при указанные ненормальные условия цепи, такие как короткое замыкание
Производители предоставляют данные о производительности для всех автоматических выключателей и выражается через ff.
  • Номинальный ток (IN) - это номинальный длительный ток. выключателя
  • Номинальный ток автоматических выключателей (MCB) различается. от 2 А до 125 А
Номинальное напряжение
  • Значение напряжения, при котором автоматический выключатель закорачивает даны характеристики схемы.
  • Также учитываются пути утечки и пробой диэлектрика. указанное выше номинального напряжения.
Кривые время-токовые характеристики
  • Показывает взаимосвязь между временем отключения и значение перегрузки по току.Другая информация, полученная из кривых время / ток - значения тока, при которых будут срабатывать магнитное и тепловое отключение. механизмы.
MCB
имеет 3 различные временные характеристики.
  • B тип - средний ток отключения, равный 4-кратному номинальному току
  • С тип - средний ток отключения, равный 7,5 номинальному току
  • D тип - средний ток отключения, равный 12,5 номинальному току
Время-токовые кривые автоматического выключателя
Источник: SWSI Miller Australia

При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать учитываются следующие факторы:

  • максимум потребность груза
  • ток грузоподъемность кабеля цепи
  • тип необходимого автоматического выключателя (B, C или D), в зависимости от характеристик нагрузки
  • рама размер выключателя
  • амбиент температура в месте установки
  • перспективных ток короткого замыкания в точке установки
  • г. необходимость в резервной защите.

Источники:

  1. Юго-Западный Сиднейский институт - Миллер
  2. Schneider Electric
  3. BS 7671

Миниатюрные автоматические выключатели | Характеристики отключения миниатюрного автоматического выключателя

Компоненты миниатюрного автоматического выключателя

Миниатюрные автоматические выключатели имеют простую конструкцию, хотя компоненты, из которых состоит автоматический выключатель, работают очень быстро. точный способ.Автоматический выключатель не предлагает запасных частей. Он не предназначен для обслуживания, скорее, когда блок выходит из строя, его просто заменяют.

Типичный миниатюрный автоматический выключатель состоит из четырех основных компонентов: рамы, рабочего механизма, расцепителя и Контакты.

  1. Рама - Рама миниатюрного выключателя имеет литой внешний вид. Его основная функция - обеспечить жесткий, механически прочный, изолированный корпус, в котором установлены остальные компоненты.
  2. Приводной механизм - Приводной механизм миниатюрного автоматического выключателя обеспечивает средства отключения и замыкание цепи. Он имеет трехпозиционный переключатель («включено», «выключено» и «сработал»). Может быть только в "отключенном" положение в результате перегрузки по току. При отключении питания вручную его можно переключить только в положение «выкл.» позиция. Это позволяет обслуживающему персоналу легко определить причину отключения электроэнергии.
  3. Расцепитель - Расцепитель миниатюрного автоматического выключателя действует как мозг устройства. Он активирует рабочий механизм в случае длительной перегрузки или короткого замыкания. Этот тип автоматического выключателя использует термомагнитный механизм. Это основная технология расцепителей, используемых на внутреннем рынке. Биметалл и электромагнит работают вместе, чтобы обеспечить защиту от перегрузки и короткого замыкания.
  4. Контакты - При возникновении ситуации перегрузки или короткого замыкания контакты миниатюрного автоматического выключателя размыкаются на прервать текущий поток. Когда это происходит, образуется электрическая дуга. Дуга продолжается до первого возможная нулевая точка в цикле переменного тока. Нулевая точка является самым слабым местом в цикле переменного тока и не поддерживает продолжение дуги. При разрыве дуги ток прекращается.Это называется построением нулевой точки.

Миниатюрный автоматический выключатель в разрезе выше показывает различные компоненты автоматического выключателя, включая расцепитель. рычаг и рабочий механизм.

При выборе миниатюрного автоматического выключателя для любого применения следует учитывать множество других особенностей. Некоторые важные особенности при выборе автоматического выключателя следует учитывать номинальные характеристики автоматического выключателя, количество полюсов автоматического выключателя. и различные методы монтажа для конкретного типа используемого автоматического выключателя.

Характеристики автоматического выключателя с перемещением во времени - Видео и книги - Alexander Publications

ИГРАТЬ

Сводка

Автоматические выключатели подстанции играют решающую роль в системах передачи и распределения. Они замыкают и размыкают цепи по мере необходимости, чтобы обеспечить надежную подачу электроэнергии к потребителям и защитить системы, которые ее подают. Из-за своей ключевой роли автоматические выключатели периодически проверяются, чтобы убедиться, что они работают так, как предназначены для работы.Одним из полевых испытаний, который используется для оценки характеристик автоматического выключателя, является испытание на перемещение во времени.

Это 28-минутное видео исследует цель и принципы тестирования путешествия во времени. Он также описывает рабочие характеристики автоматического выключателя и объясняет, почему каждая характеристика важна для правильной работы выключателя.

Учебные занятия
Цель и принципы проверки с перемещением во времени - 6 минут
Кратко описывает цель проверки автоматического выключателя с перемещением во времени.Объясняет, почему синхронизация контактов важна для правильной работы автоматического выключателя. Описывает основные принципы выполнения временного теста.

Операции автоматического выключателя - 8 минут
Определяет операции отключения, включения и отключения автоматического выключателя. Обозначает примеры того, когда будет выполняться каждая операция. Описывает, как механизмы выключателя работают для каждой операции.

Характеристики времени автоматического выключателя - 5 минут
Определяет следующие временные характеристики автоматического выключателя: время основного контакта, время контакта резистора, синхронизацию контактов. Кратко объясняет, почему каждая временная характеристика важна для правильной работы автоматического выключателя.


Характеристики хода автоматического выключателя - 9 минут
Определяет следующие характеристики хода автоматического выключателя: ход, перебег, полный ход, отскок, размыкание контакта, средняя скорость. Кратко объясняет, почему каждая характеристика хода важна для правильной работы автоматического выключателя.

Код товара: CBC

Кривые зависимости тока от времени для выборочной координации

Кривые зависимости тока от времени играют важную роль в достижении надлежащей координации защиты между устройствами электробезопасности.Узнайте больше, поскольку мы рассмотрим основы защиты энергосистемы, TCC для твердотельного и термомагнитного отключения, важность, процедуру и правила выборочной координации здесь.

Цель защиты энергосистемы:

Основная цель защиты энергосистемы - определить неисправность или любое ненормальное состояние, которое может привести к неисправности системы или вызвать полное отключение питания, и изолировать ее от исправной части.

Требуются исследования для защиты критически важного оборудования энергосистемы.Селективная координация и координация защиты осуществляется с помощью кривых времени и тока (TCC). В этой статье обсуждается значение координации защиты по мощности и то, как кривые времени и тока используются для избирательной координации.

Принципы защиты энергосистемы:

При разработке схемы защиты энергосистемы инженер должен обратить внимание на следующие характеристики, чтобы наша система защиты обеспечивала оптимальную функциональность.

  • Чувствительность: Защитное оборудование должно быть чувствительным при точном обнаружении всех видов неисправностей.
  • Скорость: Скорость при отключении (отключение питания из здорового региона)
  • Экономика: Дешевле. Стоимость не должна превышать 25% от общей стоимости.
  • Простота: не должно делать систему в целом сложной
  • Селективность: идентификация правильной неисправной части, чтобы затронуть наименьшую часть. Например, в университете есть свой главный выключатель, и у каждого отдела есть свои собственные выключатели. Предположим, что если в отделе возникает неисправность, он не должен отключать главный выключатель университета, вместо этого должен отключиться главный выключатель этого отдела.

Кривые времени и тока (TCC)

Интенсивность повреждения в энергосистемах пропорциональна величине тока. Желательно, чтобы по мере увеличения тока повреждения время устранения неисправности или FCT уменьшалось. Чтобы гарантировать, что все защитные устройства, расположенные ниже и выше по потоку, согласованы, используется кривая зависимости тока от времени (I от t), которая также известна как TCC или Time Current Curve.

Ниже приведены характеристики TCC:

  • В TCC ток указывается по оси x, а время - по оси y.
  • TCC отображается в логарифмической шкале, поэтому все значения тока и времени легко учесть. Например: в системе минимальная ошибка 100 A должна быть устранена в течение 10 с, а для системы с максимальной ошибкой 5000 A она должна быть устранена в течение 50 мс. Логарифмическая шкала в TCC гарантирует, что присутствуют как экстремальные значения тока, так и времени.
  • Изгибы реле более резкие и тонкие, чем предохранители и автоматические выключатели, потому что реле используются только для определения неисправности и затем подачи сигнала отключения на выключатели.Обычно они используются в системах среднего и высокого напряжения. Ознакомьтесь с курсом «Основы защиты энергосистемы» , в котором мы кратко обсудили «Типы реле защиты и требования к конструкции».

TCC автоматического выключателя:

Твердотельное отключение:

Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые отражены на приведенном выше графике.

  • Долговременный номинальный ток : Это номинальный длительный ток, при котором выключатель не срабатывает.Например, автоматический выключатель рассчитан на 1000 А, а максимальный ток, который будет протекать через выключатель, составляет 800 А. Следовательно, длительная установка силы тока будет изменена на 800 А.
  • Long Time Delay : Этот параметр относится к задержке из-за пускового тока трансформатора и пускового тока двигателя. Эта задержка дана в виде наклона.
  • Кратковременный датчик: Это от 1,5 до 10 раз больше долговременного номинального тока. Настройка, при которой прерыватель имеет тенденцию срабатывать после некоторой задержки.
  • Кратковременная задержка : Задержка, заданная для проверки, сбросили ли нижестоящие устройства неисправность, чтобы не возникало проблем с отключением, или же после достижения задержки срабатывания выключателя. Доступны две настройки
  • Мгновенное срабатывание : Используется, когда отключение требуется без задержки. Его настройка может варьироваться от 2 до 40 раз от долговременного номинального тока.

Термомагнитный расцепитель:

Как видно на графике ниже, кривая прерывателя имеет большую толщину.Эта толщина на графике имеет собственное значение, которое описывается двумя терминами, известными как:

  • Минимальное время отключения: Это время, в которое выключатель обнаруживает неисправность.
  • Максимальное время отключения: Это время, в которое выключатель выдает сигнал отключения.

Термомагнитные выключатели имеют несколько другие графики характеристик, чем электронные (твердотельные) выключатели, так как у них всего две настройки:

  • Отключение с задержкой: Это отключение вызвано перегрузкой по току тепловой частью выключателя.Биметаллическая полоса в выключателе нагревается высоким током, в результате чего контакты размыкаются после задержки. По мере увеличения тока нагрев продолжается, и время отключения от сверхтока уменьшается.
  • Мгновенное отключение: Нет преднамеренной задержки отключения. Магнитная часть выключателя определяет высокий ток перегрузки или короткое замыкание и выдает сигнал отключения.

Что такое выборочная координация?

Полная селективность означает, что защитные устройства минимизируют влияние короткого замыкания или другого нежелательного события на энергосистему.Предохранитель или автоматический выключатель, ближайший к месту повреждения, размыкается без размыкания предохранителя или автоматического выключателя, который его питает (со стороны входа). Таким образом, у вас не будет отключения электроэнергии, если где-то ниже по потоку возникнет неисправность.

Согласно статье 100 NEC, выборочная координация определяется как:

Локализация состояния перегрузки по току для ограничения отключений цепи или затронутого оборудования, достигается выбором устройств защиты от перегрузки по току и их номиналов или настроек .”

Чтобы понять, как согласованы устройства защиты, рассмотрим пример:

Рисунок 1: Ошибка ниже CB5

На приведенном выше рисунке показана неисправность, которая возникает под выключателем 5 (C.B-5). В этом случае C.B-5 должен иметь возможность устранить повреждение за минимально возможное время, и никакой другой выключатель (в данном случае C.B-2 и C.B-1) не должен срабатывать в течение этого времени. В случае, если выключатель C.B-5 по какой-либо причине не устраняет неисправность, то C.B-2 устраняет ее после некоторой задержки, а если по какой-либо причине, C.B-2 не может устранить неисправность, тогда C.B-1 выдает отключение (что может быть наихудшим сценарием).

Как осуществляется выборочная координация?

Защитные устройства должны срабатывать только при неисправностях, которые находятся в их «зоне защиты». Когда неисправность происходит в определенной зоне, устройство, предназначенное для ее защиты, распознает ток и изолирует неисправность от остальной системы.

Однако, если отказ происходит за пределами зоны защиты устройства, то это устройство только обнаружит его, но не отключит.Следовательно, регулируя и перестраивая кривые тока времени защитных устройств таким образом, чтобы их настройки или кривые имели минимальное перекрытие или не перекрывались, можно добиться избирательной координации.

Достижение выборочной координации с помощью ETAP:

Например, показанная выше простая часть системы, для которой мы сначала получим кривые TCC, а затем настроим кривые, чтобы мы могли достичь координации между всеми устройствами защиты.

  1. Выберите часть системы, для которой требуется получить TCC.Затем из показанной ниже панели модулей (Рис. 01) мы выберем Star Protective Protection Затем, как показано на Рис. 2, мы выберем Create Star View.
  2. После щелчка на всплывающем экране появится указанный ниже график. Ниже приведен график CB 2, который закрашен красным. В данном случае это самый нижний прерыватель, поэтому согласно правилам он должен находиться в крайнем левом положении, потому что мы хотим, чтобы он сработал первым.

    Рисунок 2: Координационный CB1

  3. Поскольку CB-1 (заштриховано красным ниже) является вторым последним защитным устройством, его график должен быть справа от выключателя CB-2, потому что мы хотим, чтобы он сработал в случае сбоя CB-1 или если неисправность возникает в свою зону.Эта ситуация показана на рисунке ниже.

    Рисунок 3: Координационный CB2

Правила избирательности:

Корпус 1:

Использование настроек срабатывания срабатывания На рис. 2 показано, как кривые с разными значениями срабатывания могут быть избирательными, и показано первое правило селективности, а именно, два устройства являются избирательными, если кривая устройства ниже по потоку расположена слева от кривой устройства выше по потоку. Это может произойти только тогда, когда уставка срабатывания устройства ниже по потоку установлена ​​на ток, который меньше, чем настройка срабатывания срабатывания восходящего устройства.Обратите внимание, что по соглашению для кривых тока времени заканчивается крайняя правая часть кривой на максимальном токе короткого замыкания, который устройство будет ощущать в системе питания, к которой оно подключено. При увеличении настройки срабатывания срабатывания кривая смещается к правой части графика. В этом примере для любого тока вплоть до максимального тока повреждения левой кривой кривая слева сработает раньше, чем кривая справа. Токи, превышающие максимальный ток левой кривой, физически невозможны и воспринимаются только устройством, представленным правой кривой.

Рис. 2 - Создание селективности правильным подбором настроек датчика.

Дело 2:

Использование настроек задержки (рис. 3) показывает, как различные временные задержки могут обеспечить избирательность. Увеличение времени задержки сдвигает кривую на графике вверх. Обратите внимание, что для всех токов в диапазоне кривых кривая внизу сработает раньше, чем кривая над ней. Итак, второе правило селективности состоит в том, что нижестоящее устройство должно быть расположено на графике ниже, чем вышестоящее, чтобы два устройства работали избирательно.

Рис. 3 - Создание избирательности за счет правильного выбора настроек задержки.

Корпус 3:

Определить избирательность набора кривых времени и тока довольно просто. Кривые должны совпадать слева направо или снизу вверх в последовательности от нагрузки к источнику. Кривые не должны перекрывать друг друга и не должны пересекать друг друга. Между кривыми должно быть достаточно места (подробнее об этом позже). Кривые также могут указывать, обеспечивают ли вышестоящие устройства резервную защиту.Это происходит, когда крайняя левая часть резервного устройства выходит за пределы диапазона токов предпочтительного устройства.

На рисунке 4 устройства выстроены в соответствии с рекомендациями. Обратите внимание, что по мере того, как вы отслеживаете три уровня тока короткого замыкания во времени, устройство, ближайшее к нагрузке, сначала завершит свою временную задержку и сработает раньше других выключателей. Если устройство, ближайшее к нагрузке, не сработает, следующее устройство в восходящем направлении отключится после указанной дополнительной временной задержки и раньше другого оставшегося устройства.

Рис. 4 - Определение полной избирательности

На рисунке 5 представлен пример системы, которая не является избирательной на определенных текущих уровнях. Три места неисправности и соответствующие уровни тока показаны с помощью цветных символов и стрелок. Каждый показанный выключатель находится в распределительном щите или панели, которая может содержать другие фидеры или ответвления. Таким образом, отключение выключателя 1 или выключателя 2 изолирует гораздо больше, чем одиночная нагрузка, показанная на однолинейной схеме.

Начнем с замыкания, расположенного у зеленого креста, с током замыкания, обозначенным зеленой стрелкой.Место повреждения вызывает протекание тока через все три выключателя. Но величина тока достаточно высока, чтобы сработать только выключатели 1 и 3. Прерыватель 3 сработает первым и изолирует неисправность, поэтому система выглядит избирательной. Однако обратите внимание, что в ситуации резервного копирования сработает выключатель 1, а не выключатель 2, что приведет к отключению большей части энергосистемы, чем необходимо.

Рис. 5 - Пример неселективной системы

Повреждение, обозначенное синим крестиком, расположено на входной стороне выключателя 3, поэтому через этот выключатель не будет протекать ток.Автоматические выключатели 1 и 2 распознают эту неисправность. Из-за пересечения кривых выключателей 1 и 2, выключатель 1 сработает первым при этой неисправности, что нежелательно, поскольку это приведет к отключению большей части системы, чем необходимо.

Короткое замыкание, показанное желтым крестиком, имеет очень высокий ток, который регистрируется обоими выключателями 1 и 2. В этом случае уровень тока достаточно высок, чтобы пройти через кривые, где выключатели 1 и 2 являются селективными, т.е. пересечение их кривых.Таким образом, мы можем видеть, что выключатель 2 обнаружит ток до выключателя 1 и сработает до него. Таким образом, в этом сценарии сохраняется избирательность.

TCC предохранителя:

Рисунок 4: TCC предохранителя

Каждый предохранитель представлен полосой: минимальная характеристика плавления (сплошная линия) и общая чистая характеристика (штриховая линия). Полоса между двумя линиями показывает допуск данного предохранителя в определенных условиях испытаний. При заданной перегрузке по току определенный предохранитель при тех же обстоятельствах сработает одновременно в пределах временнотокового диапазона предохранителя.Кроме того, предохранители имеют обратнозависимую время-токовую характеристику, что означает, что чем выше ток перегрузки, тем быстрее они срабатывают.

Кривые повреждения кабеля:

Кривая повреждения кабеля показывает, какой ток может выдержать кабель без повреждения изоляции и как долго он может выдерживать различные значения токов.

Рисунок 5: Типичная кривая повреждения кабеля

Ампер полной нагрузки: Это постоянный ток или номинальный ток, который будет протекать через кабель, величина зависит от нагрузки, и кабель должен быть такого размера, чтобы он мог легко переносить этот ток.

Допустимая нагрузка кабеля: Также известная как допустимая нагрузка по току, это максимальный ток в амперах, который кабель может непрерывно переносить без повреждения его изоляции или без превышения его номинальной температуры.

Рисунок 6: Защита кабеля

В идеале мы хотим, чтобы наш автоматический выключатель срабатывал и изолировал входящие кабели до того, как они будут повреждены током короткого замыкания. Поэтому при рисовании TCC мы настраиваем наши кривые выключателя слева от кривых повреждения кабеля.Это указывает на то, что прерыватель сработает до того, как ток короткого замыкания повредит какой-либо из кабелей.

Кабель, выбранный не в соответствии с уровнями тока короткого замыкания в системе, может быть легко поврежден, а кабель неподходящего размера может также перегреться. Таким образом, выбор правильного размера и типа кабеля очень важен с точки зрения затрат на техническое обслуживание, безопасности и надежности.

TCC трансформатора:

Высокий пусковой ток, который трансформатор потребляет для возбуждения самого себя, называется пусковым током трансформатора.Отключение из-за пускового тока действительно является неприятностью, потому что мы хотим, чтобы трансформатор продолжал работать после этого, а не отключался.

Мы также можем нанести эту характеристику на TCC. В идеале автоматический выключатель должен располагаться справа и выше кривой броска тока трансформатора. Это указывает на то, что автоматический выключатель не сработает при пусковом токе. Если кривая выключателя находится слева от кривой броска тока, это будет указывать на ложное отключение.

Рисунок 7: Согласование с кривыми броска тока и повреждения трансформатора

Моментальное отключение из-за пускового тока:

Иногда в нашей системе возникают временные высокие токи или условия перегрузки, такие как пусковой ток трансформатора, пусковой ток двигателя, токи от моторных приводов или даже случайные скачки напряжения.Они сохраняются в течение короткого времени, в среднем около 10 мс для броска тока трансформатора и нескольких секунд для двигателей.

Однако недопустимо, чтобы наша система рассматривала их как неисправности. Отключение в этих условиях известно как ложное срабатывание, потому что эти условия часто возникают в энергосистемах, и мы не хотим, чтобы наша система срабатывала каждый раз, когда это происходит.

Кривая повреждения трансформатора:

IEEE Guide C57.109-1993 (R2008) рассматривает как тепловые, так и механические воздействия на внешний трансформатор в результате неисправности.

Способность трансформатора противостоять этим воздействиям показана на рисунке ниже.

Рисунок 8: Кривая тепловой мощности трансформатора

I2t (I = амперы, t = время) с единицей измерения Ампер в квадрате секунд (A2S) пропорционально увеличению тепловой энергии в проводнике в результате постоянного тока с течением времени. В трансформаторах значение I2t определяется для того, чтобы показать пределы теплового режима их обмоток до того, как произойдет повреждение.

Кривые повреждения также известны как кривые устойчивости.Прерыватель должен быть согласован с кривой повреждения на TCC, чтобы он защищал устройство от токов, которые могут его повредить. Следовательно, кривая выключателя должна располагаться слева от кривой устойчивости и не перекрываться с ней, чтобы наш трансформатор был полностью защищен от всех значений токов, превышающих его номинальные характеристики повреждения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *