Технические характеристики автоматических выключателей
Рассмотрим технические характеристики автоматических выключателей, установленные требованиями стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011.
Вся информация, которую вы прочитаете ниже основана на материалах из книги Ю.В. Харечко [3], а также соответствующих ГОСТов.
Коммутационная износостойкость.
Коммутационная износостойкость представляет собой способность автоматического выключателя выполнять определенное число циклов оперирования, когда в его главной цепи протекает электрический ток, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.
При номинальном напряжении и токовой нагрузке в своей главной цепи, равной номинальному току, любой автоматический выключатель должен выдерживать не менее 4000 циклов электрического оперирования.
Под циклом оперирования понимают последовательность оперирований автоматического выключателя из одного положения в другое с возвратом в начальное положение. Каждый цикл оперирования состоит из замыкания главных контактов автоматического выключателя с последующим их размыканием.
После выполнения 4000 циклов включения номинальной электрической нагрузки с ее последующим отключением автоматический выключатель не должен быть чрезмерно изношенным, не должен иметь повреждений подвижных контактов главной цепи, а также ослабления электрических и механических соединений. Кроме того, не должна ухудшаться электрическая прочность изоляции автоматического выключателя, которую проверяют соответствующими испытаниями.
Номинальное рабочее напряжение (номинальное напряжение).
Под номинальным рабочим напряжением (номинальным напряжением) U
В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения для различных видов автоматических выключателей:
- для однополюсных – 120, 230, 230/400 В;
- для двухполюсных – 120/240, 230, 400 В;
- для трехполюсных и четырехполюсных – 240, 400 В.
Предпочтительные значения номинального напряжения, равные 120, 120/240 и 240 В, установлены стандартами для автоматических выключателей, предназначенных для использования в однофазных трехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 120/240 В.
Автоматические выключатели, имеющие значения номинального напряжения 230, 230/400 и 400 В, применяют в широко распространенных однофазных двухпроводных, трехфазных трехпроводных и четырехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 230 В, 400 и 230/400 В.
Помимо указанных выше в стандарте МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения постоянного тока для универсальных автоматических выключателей:
для однополюсных – 125, 220 В;
для двухполюсных – 125/250, 220/440 В.
В обоих стандартах также сказано, что производитель должен указать в своей документации значение минимального напряжения, на которое рассчитан данный автоматический выключатель.
Номинальное напряжение изоляции Ui.
Номинальное напряжение изоляции Ui представляет собой установленное изготовителем напряжение, к которому отнесены напряжения испытания изоляции и расстояния утечки. Номинальное напряжение изоляции применяют для определения значений напряжения, используемых при испытании изоляции автоматического выключателя. Его также учитывают при установлении расстояний утечки автоматического выключателя. Когда отсутствуют другие указания, номинальное напряжение изоляции соответствует наибольшему номинальному напряжению автоматического выключателя. При этом значение наибольшего номинального напряжения автоматического выключателя не должно превышать значения его номинального напряжения изоляции.
Номинальный ток In.
Номинальный ток In
– установленный изготовителем электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при определенной контрольной температуре окружающего воздуха.
Под продолжительным режимом в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 понимают такой режим, при котором главные контакты автоматического выключателя остаются замкнутыми, проводя установившийся электрический ток без прерывания в течение продолжительного времени (неделями, месяцами и даже годами).
Контрольной температурой окружающего воздуха называют такую температуру окружающего воздуха, при которой устанавливают время-токовую характеристику автоматического выключателя. Стандартная контрольная температура окружающего воздуха принята равной 30 °С.
В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального тока: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.
Номинальная частота.
Характеристика «номинальная частота» определяет промышленную частоту, для которой разработан автоматический выключатель и с которой согласованы другие его характеристики. Автоматический выключатель может иметь несколько значений номинальной частоты. Автоматические выключатели, соответствующие требованиям стандарта МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011, могут также функционировать при постоянном токе. Стандартные значения номинальной частоты автоматических выключателей равны 50 и 60 Гц.
Характеристика расцепления.
Характеристика расцепления каждого автоматического выключателя, с одной стороны, должна обеспечивать надежную защиту проводников электрических цепей от сверхтока. С другой стороны, она не должна допускать в стандартных условиях эксплуатации расцепления автоматического выключателя при протекании в его главной цепи электрического тока, равного номинальному току. Характеристика расцепления автоматического выключателя должна быть стабильной во время его эксплуатации и находиться в пределах соответствующей стандартной время-токовой зоны
Примечание 1: Эта характеристика автоматического выключателя в п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-1-2020 названа нормальной время-токовой характеристикой, а п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-2-2011 – стандартной время-токовой характеристикой. Однако время-токовая характеристика любого автоматического выключателя имеет вид кривой. В стандартах установлены граничные значения, в пределах которых должны находиться характеристики расцепления всех автоматических выключателей, т. е. в них заданы время-токовые зоны, которые находятся между граничными время-токовыми кривыми. Поэтому рассматриваемую характеристику логичнее поименовать стандартной время-токовой зоной. В п. 8.6.1 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898-2 она названа именно так – «standard time-current zone».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Основные параметры стандартных время-токовых зон представлены в таблицах 7 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2. Время-токовая характеристика любого качественного автоматического выключателя должна находиться в пределах его стандартной время-токовой зоны.
Ток мгновенного расцепления.
Под током мгновенного расцепления понимают минимальный электрический ток, вызывающий автоматическое срабатывание автоматического выключателя без выдержки времени.
В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 для каждого типа мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления1:
тип В – свыше 3 In до 5 In;
тип С – свыше 5 I
тип D – свыше 10 In до 20 In2.
Примечание 1: В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика имеет наименование «стандартный диапазон мгновенного расцепления» («standard range of instantaneous tripping»). Однако это название нельзя признать удачным. Мгновенное расцепление не может иметь какой-либо диапазон. Оно либо происходит, либо нет. В требованиях стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ Р 50345 речь идет о диапазонах, в которых находятся минимальные электрические токи, вызывающие мгновенное расцепление автоматических выключателей, т. е. стандарты устанавливают диапазоны, в которых должны находиться токи мгновенного расцепления. Поэтому рассматриваемую характеристику автоматического выключателя в международном стандарте более правильно назвать стандартным диапазоном токов мгновенного расцепления, как она названа в п. 5.3.5 ГОСТ IEC 60898-1-2020.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Примечание 2: В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 указано, что для специальных автоматических выключателей, имеющих тип мгновенного расцепления D, верхняя граница может быть увеличена до 50 In.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Для универсальных автоматических выключателей требованиями стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены только два типа мгновенного расцепления – B и C. При этом для постоянного тока даны иные, чем для переменного тока, стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления.
тип В – свыше 4 In до 7 In;
тип С – свыше 7 In до 15 In.
Если в главной цепи автоматического выключателя протекает электрический ток, величина которого равна нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 In, 5 In, 10 In переменного тока, а для универсальных автоматических выключателей также 4 In и 7 In постоянного тока), то автоматический выключатель должен расцепиться за промежуток времени более 0,1 с, но менее 45 с или 90 с (тип мгновенного расцепления B), 15 с или 30 с (тип мгновенного расцепления C) и 4 с или 8 с (тип мгновенного расцепления D) соответственно при номинальном токе до 32 А включительно и более 32 А, т. е. нижняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления не является током мгновенного расцепления.
При протекании в главной цепи автоматического выключателя электрического тока, равного верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (5 In, 10 In, 20 In переменного тока или 7 In, 15 In постоянного тока), он должен расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с, т. е. верхняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления представляет собой максимально допустимое значение тока мгновенного расцепления. Любой сверхток, превышающий верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, тем более
должен вызывать мгновенное расцепление автоматического выключателя.
В том случае, если значение электрического тока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя, находится между нижней и верхней границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, он может расцепиться либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с). Фактическое время срабатывания конкретного автоматического выключателя определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой. Ток мгновенного расцепления автоматического выключателя также определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой.
Стандарт МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 классифицируют автоматические выключатели согласно их токам мгновенного расцепления по типам B, С и D, т. е. все автоматические выключатели подразделяют на три типа мгновенного расцепления: тип B, тип С и тип D. Конкретному типу мгновенного расцепления соответствует собственный стандартный диапазон токов мгновенного расцепления, а также собственная стандартная время-токовая зона. Для универсальных автоматических выключателей стандартом МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены два типа мгновенного расцепления B и С.
Импульсное выдерживаемае напряжение.
Под импульсным выдерживаемым напряжением понимают наибольшее пиковое значение импульсного напряжения предписанной формы и полярности, которое не вызывает пробоя изоляции при установленных условиях. Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение Uimp автоматического выключателя должно быть равным или превышать стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения, которые установлены в таблицах 3 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 в зависимости от номинального напряжения электроустановки (см. табл. 1).
Таблица 1. Стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения | ||
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp), кВ | Номинальное напряжение электроустановки, В | |
Трехфазные системы | Однофазная система с заземленной средней точкой | |
2,5 | — | 120/240 |
4 | 230/400, 250/440 | 120/240, 240 |
Предельная отключающая способность при коротком замыкании Icu.
Под предельной отключающей способностью при коротком замыкании Icu1 понимают отключающую способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний не предусматривают способности автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.
Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «предельная наибольшая отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «предельная отключающая способность при коротком замыкании» («ultimate short-circuit breaking capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «предельная наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «предельная отключающая способность при коротком замыкании». В требованиях стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании Icn.
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании Icn1 представляет собой значение предельной отключающей способности при коротком замыкании, установленное изготовителем для автоматического выключателя.
Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «номинальная наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «номинальная способность при коротком замыкании» («rated short-circuit capacity»). При этом под способностью при коротком замыкании (short-circuit capacity) в международных стандартах понимают (включающую и отключающую) способность при коротком замыкании (short-circuit (making and breaking) capacity), т. е. коммутационную способность автоматического выключателя при коротком замыкании. Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в международных и национальных нормативных документах целесообразно использовать термин «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Характеристика «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании» определяет максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель должен гарантированно включить, проводить определенное время и отключить при заданных стандартом условиях, например, при установленном в стандарте диапазоне коэффициентов мощности (см. таблицу 17 ГОСТ IEC 60898-1-2020). Автоматический выключатель тем более должен отключить любой ток короткого замыкания, значение которого не превышает его номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.
Для понимания характера поведения автоматического выключателя после отключения им максимального тока короткого замыкания обратимся к требованиям, изложенным в п. 9.12.11.4.3 стандартов1. Каждый автоматический выключатель должен обеспечить одно отключение испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания, равным номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, а также одно включение с последующим автоматическим отключением электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток.
Примечание 1: В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 этот пункт назван «Испытание при номинальной способности при коротком замыкании (Icn)», в ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 − «Испытание при номинальной наибольшей отключающей способности (Icn)». Этот пункт в международных и национальных стандартах целесообразно назвать иначе: «Испытание при номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (Icn)».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
После проведения этого испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства, а также должен выдержать установленные стандартом испытания на электрическую прочность и проверку характеристики расцепления.
Рассматриваемую характеристику автоматического выключателя используют для согласования ее численного значения с токами короткого замыкания в электроустановке здания. Значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании должно превышать или быть равным максимальному току короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя.
Для автоматических выключателей бытового назначения в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании:
- в диапазоне сверхтока до 10 000 А включительно – стандартные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равные 1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 А;
- в диапазоне сверхтока свыше 10 000 А до 25 000 А включительно – предпочтительное значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равное 20 000 А.
Указанные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании имеют и универсальные автоматические выключатели.
Включающая и отключающая способность при коротком замыкании.
Включающую и отключающую способность при коротком замыкании2 автоматического выключателя оценивают в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 по действующему значению переменной составляющей ожидаемого тока3, который он предназначен включать, проводить в течение его времени размыкания и отключать при определенных условиях.
Примечание 2: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «наибольшая включающая и отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «(включающая и отключающая) способность при коротком замыкании» («short-circuit (making and breaking) capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «наибольшая включающая и отключающая способность» следует использовать термин «включающая и отключающая способность при коротком замыкании». В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.
Примечание 2 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Примечание 3: Ожидаемый ток – электрический ток, который будет протекать в электрической цепи, если каждый полюс коммутационного устройства заменить проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.
Примечание 3 от Харечко Ю.В. из книги [3]
Время отключения и время дуги.
Для отключения сверхтока автоматическому выключателю требуется определенное время – время отключения, которое представляет собой интервал времени между началом времени размыкания и концом времени дуги. Началом времени размыкания считают момент, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигнет уровня срабатывания его расцепителя сверхтока. Концом времени дуги является момент гашения электрических дуг во всех полюсах автоматического выключателя. Поэтому время отключения однополюсного автоматического выключателя приблизительно равно сумме времени размыкания и времени дуги в полюсе, а многополюсного автоматического выключателя – сумме времени размыкания и времени дуги в многополюсном автоматическом выключателе.
Рабочая отключающая способность при коротком замыкании Ics.
Номинальной коммутационной способности при коротком замыкании автоматического выключателя соответствует определенная рабочая отключающая способность при коротком замыкании Ics1 – отключающая способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний предусматривают способность автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.
Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «рабочая наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «рабочая отключающая способность при коротком замыкании» («service short-circuit breaking capacity»). Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в национальных нормативных документах вместо термина «рабочая наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «рабочая отключающая способность при коротком замыкании».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]
В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании автоматического выключателя и его рабочей отключающей способностью при коротком замыкании установлены соотношения, представленные в табл. 2. Указанная информация приведена в таблицах 18 стандартов, в которых соотношение между рабочей отключающей способностью и номинальной коммутационной способностью задано посредством коэффициента, равного К = Ics/Icn.
Таблица 2. Соотношения между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании и рабочей отключающей способностью при коротком замыкании
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании Icn | Рабочая отключающая способность при коротком замыкании Ics |
Icn ≤ 6000 А | Ics = Icn |
6000 А < Icn ≤ 10 000 А | Ics = 0,75 Icn, но не менее 6000 А |
Icn > 10 000 А | Ics = 0,5 Icn, но не менее 7500 А |
Рабочая отключающая способность при коротком замыкании значительно меньше номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (при Icn > 6000 А). Поэтому каждый автоматический выключатель способен отключить электрический ток, равный рабочей отключающей способности при коротком замыкании, бóльшее число раз, чем электрический ток, равный номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.
Однополюсный и двухполюсный автоматические выключатели должны обеспечить два отключения испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, и одно включение указанной электрической цепи с последующим ее автоматическим отключением. Трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.
Однополюсный и двухполюсный универсальные автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи с ожидаемым постоянным током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.
После проведения указанного испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства. Автоматический выключатель также должен выдержать предписанные стандартами испытания на электрическую прочность и проверку его характеристики расцепления.
В требованиях подраздела 533.3 «Выбор устройств для защиты электропроводок от коротких замыканий» стандарта МЭК 60364‑5‑53 сказано, что, когда стандарт на защитное устройство определяет и рабочую отключающую способность при коротком замыкании, и номинальную предельную отключающую способность при коротком замыкании, допустимо выбирать защитное устройство на основе предельной отключающей способности при коротком замыкании для максимальных характеристик короткого замыкания.
Однако условия эксплуатации могут сделать желательным выбор защитного устройства по рабочей отключающей способности при коротком замыкании, например, когда защитное устройство устанавливают на вводе низковольтной электроустановки. Аналогичное требование, сформулированное с терминологическими ошибками, имеется в ГОСТ Р 50571.5.53-2013, который разработан на основе стандарта МЭК 60364‑5‑53:2002. Поэтому при согласовании характеристик автоматических выключателей с характеристиками электрических цепей в электроустановке здания значения их рабочих отключающих способностей при коротком замыкании целесообразно выбирать так, чтобы они превышали или были равными максимальным токам короткого замыкания в местах их установки.
Характеристика I2t.
Характеристика I2t представляет собой кривую, отражающую максимальные значения I2t автоматического выключателя как функцию ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации. Эта характеристика позволяет оценить способность автоматического выключателя ограничивать ожидаемый сверхток в защищаемых им электрических цепях. Некоторые виды электрооборудования, например устройства дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока, имеют ограничения по значению характеристики I2t. Поэтому при проектировании электроустановок зданий с помощью рассматриваемой характеристики проводят проверку возможности использования автоматических выключателей для обеспечения защиты подобного электрооборудования от токов короткого замыкания.
Значения характеристики I2t для конкретных электрических токов – так называемый «интеграл Джоуля» – интеграл квадрата силы тока по данному интервалу времени (t0, t1) – определяют по следующей формуле:
В стандарте EN 60898‑1 рассматриваемая характеристика положена в основу классификации автоматических выключателей, устанавливающей способность автоматических выключателей ограничивать ожидаемые сверхтоки в защищаемых ими электрических цепях. Автоматические выключатели подразделяют на три класса ограничения энергии.
Класс ограничения электроэнергии.
Характеристика «класс ограничения электроэнергии» и значения характеристики I2t, по которым автоматические выключатели могут быть отнесены к определенному классу, не предусмотрены ни в стандарте МЭК 60898‑1, ни в ГОСТ IEC 60898-1-2020. Однако в обоих стандартах отмечается, что в дополнение к характеристике I2t, обеспеченной производителем, автоматические выключатели могут быть классифицированы согласно их характеристике I2t. По требованию производитель должен сделать доступным характеристику I2t. Он может указать классификацию I2t и соответственно маркировать автоматические выключатели.
В табл. 3 представлены максимальные значения характеристики I2t автоматических выключателей по классам ограничения электроэнергии, значения которых заимствованы из изменения А11, внесенного в стандарт EN 60898 в 1994 г.
Таблица 3. Предельные значения характеристики I2t для автоматических выключателей, А2с | |||||
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании, А | Класс ограничения электроэнергии | ||||
1 | 2 | 3 | |||
Тип мгновенного расцепления автоматического выключателя | |||||
B и C | В | С | В | С | |
Номинальный ток до 16 А включительно | |||||
3000 | Предельные значения не установлены | 31000 | 37000 | 15000 | 18000 |
4500 | 60000 | 75000 | 25000 | 30000 | |
6000 | 100000 | 120000 | 35000 | 42000 | |
10000 | 240000 | 290000 | 70000 | 84000 | |
Номинальный ток свыше 16 А до 32 А включительно* | |||||
3000 | Предельные значения не установлены | 40000 | 50000 | 18000 | 22000 |
4500 | 80000 | 100000 | 32000 | 39000 | |
6000 | 130000 | 160000 | 45000 | 55000 | |
10000 | 310000 | 370000 | 90000 | 110000 | |
* Для автоматических выключателей с номинальным током 40 А могут быть применены максимальные значения, равные 120 % от указанных в таблице. Такие автоматические выключатели могут быть маркированы символом соответствующего класса ограничения электроэнергии. |
Автоматические выключатели, имеющие класс ограничения электроэнергии 2 и 3, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели, характеризующиеся малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего пикового значения. Применение токоограничивающих автоматических выключателей в электроустановках зданий позволяет уменьшить негативное воздействие токов короткого замыкания на низковольтное электрооборудование и, прежде всего, на проводники электрических цепей.
Современные автоматические выключатели бытового назначения, имеющие номинальный ток до 40 А и типы мгновенного расцепления B и C, как правило, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели и соответствуют третьему классу ограничения электроэнергии.
В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 дополнительно установлена следующая классификация универсальных автоматических выключателей по постоянной времени:
- автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 4 мс;
- автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 15 мс.
В ГОСТ IEC 60898-2-2011 приведено следующее пояснение: «Очевидно, что токи короткого замыкания не превышают значения 1500 А в тех установках, где в силу присоединенных нагрузок постоянная времени при нормальной эксплуатации может быть не более 15 мс. В электроустановках со значениями токов короткого замыкания свыше 1500 А постоянная времени T = 4 мс считается достаточной».
Список использованной литературы
- ГОСТ IEC 60898-1-2020
- ГОСТ IEC 60898-2-2011
- Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 5// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2017. – № 2. – 160 c
Чувствительность электромагнитных расцепителей регламентируется параметром, называемым характеристикой срабатывания. Это важный параметр, и на нем стоит немного задержаться. Характеристика, иногда ее называют группой, обозначается одной латинской буквой, на корпусе автомата ее пишут прямо перед его номиналом, например надпись C16 означает, что номинальный ток автомата 16А, характеристика С (наиболее, кстати, распространенная). Менее популярны автоматы с характеристиками B и D, в основном на этих трех группах и строится токовая защита бытовых сетей. Но есть автоматы и с другими характеристиками. Согласно википедии, автоматические выключатели делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:
При этом википедия ссылается на ГОСТ Р 50345-2010. Я специально перечитал весь этот стандарт, но ни о каких типах L, Z, K в нем ни разу не упоминается. В другом месте ссылались на уже не действующий ГОСТ Р 50030.2-94 — но я и в нем упоминания о них не нашел. Да и в продаже я что-то не наблюдаю таких автоматов. У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2. В общем, будем иметь в виду, что, кроме B, C и D существуют и иные кривые, но в данной статье будем рассматривать только эти. Сами по себе кривые отключения одинаковы — они вообще показывают зависимость времени срабатывания теплового расцепителя от тока. Разница лишь в том, до какой отметки доходит кривая, после чего она резко обрывается до значения, близкого к нулю. Посмотрите на следующую картинку, обратите внимание на разброс параметров тепловой защиты автоматических выключателей. Видите два числа сверху графика? Это очень важные числа. 1.13 — это та кратность, ниже которой никакой исправный автомат никогда не сработает. 1.45 — это та кратность, при которой любой исправный автомат гарантированно сработает. Что они означают на деле? Рассмотрим на примере. Возьмем автомат на 10А. Если мы пропустим через него ток 11.3А или меньше, он не отключится никогда. Если мы увеличим ток до 12, 13 или 14 А — наш автомат может через какое-то время отключиться, а может и не отключиться вовсе. И только когда ток превысит значение 14.5А, мы можем гарантировать, что автомат отключится. Насколько быстро — зависит от конкретного экземпляра. Например, при токе 15А время срабатывания может составлять от 40 секунд до 5 минут. Поэтому, когда кто-то жалуется, что у него 16-амперный автомат не срабатывает на 20 амперах, он это делает напрасно — автомат совершенно не обязан срабатывать при такой кратности. Более того — эти графики и цифры нормированы для температуры окружающей среды, равной 30°C, при более низкой температуре график смещается вправо, при более высокой — влево. Для характеристик k, l, z кривые несколько другие: кратность гарантированного несрабатывания 1.05, а срабатывания 1.3. Извините, более красивого графика не нашел: Что нам следует иметь в виду, выбирая характеристику отключения? Здесь на первый план выходят пусковые токи того оборудования, которое мы собираемся включать через данный автомат. Нам важно, чтобы пусковой ток в сумме с другими токами в этой цепи не оказался выше тока срабатывания электромагнитного расцепителя (тока отсечки). Проще тогда, когда мы точно знаем, что будет подключаться к нашему автомату, но когда автомат защищает группу розеток, тогда мы только можем предполагать, что и когда туда будет включено. Конечно, мы можем взять с запасом — поставить автоматы группы D. Но далеко не факт, что ток короткого замыкания в нашей цепи где-нибудь на дальней розетке будет достаточен для срабатывания отсечки. Конечно, через десяток секунд тепловой расцепитель нагреется и отключит цепь, но для проводки это окажется серьезным испытанием, да и возгорание в месте замыкания может произойти. Поэтому нужно искать компромисс. Как показала практика, для защиты розеток в жилых помещениях, офисах — там, где не предполагается использование мощного электроинструмента, промышленного оборудования, — лучше всего устанавливать автоматы группы B. Для кухни и хозблока, для гаражей и мастерских обычно ставятся автоматы с характеристикой C — там, где есть достаточно мощные трансформаторы, электродвигатели, там есть и пусковые токи. Автоматы группы D следует ставить там, где есть оборудование с тяжелыми условиями пуска — транспортеры, лифты, подъемники, станки и т.д. Существует разница в токе срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) в зависимости от того, переменный или постоянный ток проходит через автомат. Если мы знаем значение переменного тока, при котором срабатывает отсечка, то при постоянном токе срабатывание произойдет при значении, равном амплитудному значению переменного тока. То есть ток нужно умножить примерно на 1.4. Часто приводят вот такие графики (по-моему, не очень верные, но подтверждающие то, что разница между пременным и постоянным током есть): Все написанное выше относится к обычным модульным автоматическим выключателям. У автоматов других типов характеристики несколько другие. Например, кривые срабатывания для автоматов АП-50 — в частности, можно заметить одно существенное отличие: кратности токов гарантийного срабатывания и несрабатывания у них другие. Характеристики срабатывания селективных автоматовДругие кратности и у селективных автоматов (специальные автоматы, применяемые в качестве групповых). Главное отличие селективных автоматов — их срабатывание происходит с небольшой задержкой, для того, чтобы не отключать всю группу, если авария произошла на одной из линий, защищенной нижестоящим автоматом. Ниже приведены характеристики E и K для селективных автоматических выключателей серии S750DR фирмы ABB: Усенко К.А., инженер-электрик, |
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:
Типы автоматических выключателейАвтоматический выключатель – защитный прибор, срабатывающий от короткого замыкания или тепловой перегрузки линии к которой подключен.Типы: Основные типы или виды автоматических выключателей: – Модульный автоматический выключатель. Устройство стандартного, модульного типа с установкой в электрический щиток на din-рейку. Применяется для защиты в бытовых целях, а так же в коммерческих и промышленных сетях энергораспределения. – Промышленные автоматические выключатели в корпусе. Предназначены для защиты распределительных сетей 50/60 Гц с напряжением до 660 В, рабочим током до 1600 А. Применяется в больших щитовых подстанциях и на производстве используются для подключения мощного оборудования или как главный вводной автоматический выключатель. – Автоматические выключатели для защиты электрических двигателей. Все вышеперечисленные типы автоматических выключателей имеют свои характеристики для определенных параметров срабатывания. Остановимся более подробнее на модульном автоматическом выключателе. Это основной элемент защиты в электрораспределении для жилищных, коммерческих помещений. Сразу обозначим, что внешний вид модульных автоматических выключателей одного и того же производителя будет одинаков, характеристики срабатывания на внешний вид не влияют. Различают автоматические выключатели по характеристике срабатывания: Характеристика срабатывания это настройка магнитного расцепителя, более простыми словами – настройка чувствительности на ток короткого замыкания. Токи автоматических выключателейДля бытовых условий электрораспределения (в жилом доме, квартире) применяются номинальные токи автоматических выключателей от 0,5 до 63 Ампер. Такие параметры автоматических выключателей являются достаточными для обеспечения защиты и правильного распределения электрических линий. Если, в жилом доме, возникает потребность установки автоматического выключателя на токи выше 63 Ампера, то такие приборы так же существует, но уже в промышленных сериях. Устанавливая в доме такой мощный автомат, убедитесь что сечение вводного кабеля позволяет устанавливать автоматический выключатель на такой ток. К примеру, для автоматического выключателя на ток 100 Ампер сечение кабеля, которого он защищает должно быть не менее 16 mm² медного проводника или же 25 mm² алюминиевого. Более точное определение номинального тока автомата защиты к сечению кабеля зависит от ряда таких факторов, как длина токоведущей линии, количество жил в проводнике (одножильный, двухжильный, трехжильный провод и т.д) и способ прокладки кабеля. Приняв во внимание потерю мощности, от длины линии, и условие охлаждения от способа прокладки кабеля вы сможете правильно подобрать номинальный ток автоматического выключателя для надежной и безопасной работы.Технические характеристики автоматического выключателя:Рассмотрим самые востребованные время-токовые характеристики автоматических выключателей в бытовых сериях:Классификация автоматических выключателей: | |
Итак, время-токовая характеристика автоматических выключателей, такая характеристика дает возможность индивидуального подбора защиты к каждому прибору или линии. – Кривая «B». В автоматическом выключатели такого типа срабатывания настройка магнитного расцепителя установлена в пределах 3÷5 Iноминального значения автомата. Автоматические выключатели с характеристикой отключения B, способны защищать от тока короткого замыкания с малым значением и подойдут для установки практически во всех случаях, где на линии нет устройств с большими пусковыми токами. Защита освещения, бойлеров, нагревательных приборов, электрочайника, тостера, бытовых электрических плит и других электроприборов за исключением электроприборов где присутствуют электродвигатели, насосы. – Кривая «C». Автоматический выключатель характеристики отключения у которого тип С — настройка 5÷10 от Iноминального значения. В современных квартирах и домах, практически везде стоят автоматические выключатели с такой характеристикой. Это обусловлено тем, что автомат с такими настройками способен надежно защищать линии практически со всеми электроприборами, включая те приборы, где при старте включения появляются большие пусковые токи (приборы в конструкции которых есть электродвигатели, большое количество дросселей и пр.). Например, бытовые электроприборы с большими пусковыми токами: стиральная машина, пылесос, холодильник, блендер и т.п. | |
– Кривая «D». Категория автоматических выключателей с характеристикой D предназначена для защиты электрических двигателей в однофазной и трёхфазной сети. Это устройства защиты с более грубыми настройками чувствительности к токам короткого замыкания: в пределах от 10 до 20 Iноминального значения. Автоматические выключатели характеристики которых мы не упомянули в этой статье («MA», «A», «K», «Z») относятся к промышленным сериям и о них мы расскажем в отдельной статье. Напишем немного о том, зачем такая градация по типам срабатывания. В электрораспределительных щитах, при распределении с большого количества потребителей, для правильной работы системы, необходимо соблюдение селективности. Селективность автоматического выключателя — можно назвать словом «избирательность». Селективность — согласование работы установленных последовательно защитных аппаратов, таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания (к.з.) отключалась только та часть установки, где возникла неисправность. Маркировка автоматических выключателей– Расшифруем основные показатели бытового, модульного автоматического выключателя по маркировке. Обращаем ваше внимание на то, что у фирменных, оригинальных устройств защиты, маркировка выполнена четко и нестирающейся краской. Бывают случаи когда вам предлагают автоматический выключатель маркировка которого не четкая, цифры напечатаны расплывчатой краской или вовсе стертые, знайте это подделка! На корпусе изделия должно быть все обозначение автоматических выключателей, даже такие технические характеристики, как отключающая способность автоматического выключателя и характеристика отключения. Например, напечатанный символ «C», рядом с номиналом, указывает на то, что автоматический выключатель С типа.Каталог автоматических выключателейИнтернет-магазин «Электрика-Шоп» — это специализированный магазин электрики. В каталоге наших товаров вы найдете самые популярные, надежные, проверенные временем и практикой, автоматические выключатели европейских брендов. Например, автоматические выключатели Schneider Electric, считаются одними из самых лучших средств защиты от короткого замыкания и тепловой перегрузки. В каждой карточке товара автомата защиты Шнайдер Электрик можно скачать каталог автоматических выключателей Schneider Electric.Автоматические выключатели Moeller / Eaton – еще один качественный, надежный, а главное доступный по цене бренд автоматов защиты. Производитель Moeller / Eaton предлагает несколько серий для бытового и коммерческого сектора, подробнее о продуктах можно ознакомиться перейдя по ссылке – Автоматические выключатели Moeller | |
Устройство автоматического выключателяМало кому приходилось разбирать автомат и исследовать устройство автоматических выключателей. Для общей информативности, мы решили показать вам, как должно выглядеть это защитное устройство изнутри, и как на практике выглядят разобранные автоматы оригинального фирменного бренда и обычный китайский (из дешевого ценового сегмента).Предлагаем фото и схему этих автоматических выключателей в разрезе с краткими комментариями. | |
Клеммы подключения у фирменного автоматического выключателя это два полноценных винтовых зажима, а у китайского одна верхняя клемма для подключения провода с нормальным креплением и одна нижняя с явной халтурой, зачем делать экономию на зажимах проводов мы не знаем, но даже такой ньюанс может повлиять на продолжительность работы автомата. Не будем подробно описывать достоинства и недостатки конкретно этих автоматических выключателей, но в результате увиденного, сделаем такое описательное заключение, что при разборке двух автоматов защиты (фирменного и с категории «подешевле») механические части, такие как подвижный и неподвижный силовой контакт, крепление гибкого проводника, плавность хода ручки управления и клеммы подключения даже визуально имеют явное отличие качества. Мы не тестировали тепловой и электромагнитный расцепитель автомата китайского, дешевого образца, но не идеальное качество применяемых деталей показал даже визуальный осмотр устройства этого автоматического выключателя. |
Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.
Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.
Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.
Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.
Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.
Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.
Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.
Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.
Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.
В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.
Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.
Таким образом, следующая основная характеристика:
время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.
Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,
Рассмотрим типы время-токовых характеристик:
— Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
— Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.
— Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.
— Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.
— Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.
— Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.
В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.
Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.
Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.
Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).
На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).
Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.
При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.
При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).
В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.
В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:
Рекомендую прочитать:
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?
Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?
Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?
Конструкция (устройство) УЗО.
Устройство УЗО и принцип действия.
Работа УЗО при обрыве нуля.
Как проверить тип УЗО?
Почему УЗО выбирают на ступень выше?
Характеристики автоматических выключателей | RuAut
Всем известно, что автоматические выключатели — есть ни что иное, как механический коммутационный аппарат, предназначенный для:
- включения, проведения и отключения токов в условиях нормального состояния цепи,
- а так же для включения, проведения в течение определенного промежутка времени и автоматического отключения токов в условиях аномального состояния цепи – так называемых токов короткого замыкания и больших токов, вызванных перегрузкой в сети.
Токи короткого замыкания автоматические выключатели отрабатывают на ура, поскольку современным расцепителям удаётся абсолютно безошибочно определять короткое замыкание и отключать нагрузку в течение долей секунд, не допуская даже намеков на повреждение аппаратуры и проводников.
Но вот с токами перегрузки дело обстоит сложнее. Такие токи ненамного отличаются от номинальных, и даже в течение определенного промежутка времени они могут протекать по электрической цепи абсолютно без последствий. Именно поэтому отсутствует необходимость мгновенного отключения такого тока, ведь ток перегрузки может оказаться краткосрочным. Основная проблема состоит в том, что у каждой сети есть свое предельное значение перегрузки и даже не одно.
Для некоторых видов токов возможно выделить максимальное значение времени до момента отключения цепи. Оно может составлять от нескольких секунд до нескольких десятков минут, но при этом следует исключить возможность ложного срабатывания. Если ток не представляет для сети никакой опасности, то отключения не должно произойти ни через секунду, ни через сутки.
Современные автоматические выключатели обладают тремя видами расцепителей:
- Механический – ручное включение и выключение,
- Электромагнитный – отключение при коротком замыкании,
- Тепловой – защита от перегрузок.
Именно параметрами электромагнитного и теплового расцепителей определяется характеристика автоматического выключателя. Её обозначают буквой латинского алфавита на корпусе перед токовым номиналом аппарата.
Данная характеристика означает:
- Диапазон, при котором срабатывает защита от перегрузок. Он обуславливается параметрами биметаллической пластины, встроенной в аппарат, такая пластина способна изгибаться и разрывать цепь во время протекания через неё большого электрического тока. Для точной настройки, достаточно регулировочным винтом, поджать эту самую пластину.
- Диапазон, при котором срабатывает максимально-токовая защита, обусловленная параметрами встроенного в выключатель соленоида.
Характеристики автоматических выключателей:
Характеристика МА: отсутствие теплового расцепителя, поскольку не всегда требуется его наличие. К примеру, защита электродвигателей часто осуществляется с помощью максимально-токовых реле. В данном случае автомат необходим лишь как средство защиты от короткого замыкания.
Характеристика А: тепловой расцепитель срабатывает при токах, превышающих номинальное значение на 30%. На отключение понадобится порядка часа времени. Если ток превысит номинальное значение в два раза, то в дело вступит электромагнитный расцепитель, время срабатывания которого составляет 0,05 секунды. Если при двойном превышении номинального значения тока соленоид по каким-то причинам не сработает, то тепловому расцепителю потребуется порядка 20 – 30 секунд на отключение нагрузки. Когда номинальное значение превышено в три раза электромагнитный расцепитель сработает без каких-либо промедлений, и за сотые доли секунды отключит нагрузку. Подобные выключатели используются в цепях, где не предусмотрено возникновение кратковременных перегрузок во время нормального рабочего режима. Пример – цепь, в которую подключены устройства, содержащие полупроводниковые элементы, выходящие из строя даже при незначительном превышении тока.
Характеристика В: ее отличительная особенность в том, что электромагнитный расцепитель срабатывает при токе, значение которого превышает номинальное в три и более раз. Время, необходимое соленоиду для срабатывания – 0,015 секунды. Тепловому расцепителю при тех же условиях понадобится порядка 4 – 5 секунд для срабатывания. Срабатывание автомата гарантировано при нагрузке, превышающей номинал в 5 раз (переменный ток) и в 7,5 раз (постоянный ток). Выключатели с характеристикой В используются в сетях освещения, и прочих сетях, где повышение тока во время пуска отсутствует, либо невелико.
Характеристика С: наиболее популярная характеристика. Автоматические выключатели с этой характеристикой могут выдержать еще большие перегрузки в сравнении с автоматами характеристик А и В. Минимальное значение тока, при котором срабатывает автомат превышает номинальное значение в 5 раз. При равных условиях тепловому расцепителю понадобится на срабатывание 1,5 секунды. Срабатывание автомата гарантировано при перегрузке, превышающей номинал в 10 раз (переменный ток), а для цепи постоянного тока это значение составит – 15 раз. Выключатели с характеристикой С устанавливаются в сетях, предусматривающих наличие смешанной нагрузки и умеренное повышение тока во время пуска. В бытовых электрощитах устанавливаются автоматы именно этого типа.
Характеристика D: отличительная особенность – очень большая перегрузочная способность. Минимальное значение тока для срабатывания – десятикратное превышение номинала, тепловой расцепитель сработает за 0,4 секунды. Срабатывание гарантировано при нагрузке в 20 номиналов. Назначение автоматических выключателей с характеристикой D – подключение электродвигателей с большими пусковыми токами.
Характеристика К: отличительная особенность – большой разброс между максимальными значениями токов срабатывания автомата для цепей постоянного и переменного тока. Минимальное значение тока, необходимого для срабатывания электромагнитного расцепителя – восьмикратное превышение номинального значения. Срабатывание гарантировано при значениях для цепей постоянного и переменного тока – 18-ти и 12-ти кратное превышение номинала соответственно. Время срабатывания автомата – 0,2 секунды. Тепловому расцепителю для срабатывания достаточно превышения номинала в 1,05 раза. Применение – подключение исключительно индуктивной нагрузки.
Характеристика Z: отличается довольно не высоким уровнем тока, необходимого для гарантированного срабатывания. Минимальное значение для срабатывания автомата – два номинала, гарантированное срабатывание при трех номиналах для переменного тока, и 4,5 номинала для постоянного. Тепловому расцепителю с характеристикой Z, как и для характеристики К, для срабатывания достаточно превышение номинала в 1,05 раза. Применение автоматов с характеристикой Z – подключение электронных устройств.
Расшифровки характеристик и выбор автоматических выключателей
Содержание:
- 1. Назначение и разновидности автоматов
- 2. Основные параметры выбора
При выборе автоматического выключателя покупателю нужно определиться с количеством полюсов устройства, номинальным током, типом защитной характеристики и не только. Подбор значения по любому из параметров осуществляется в зависимости от помещения, в которое будет устанавливаться устройство. Специалисты точно знают, что необходимо выбрать. Но как обычному пользователю сделать правильный выбор? Обо всем по порядку.
Назначение и разновидности автоматов
Автоматический выключатель – предохранительное устройство, которое перекрывает поступление тока в проводку при перегрузке в сети и/или коротком замыкании. Это происходит с помощью расцепителя. Он бывает трех видов, от которых зависит прямое назначение выключателя.
Тепловой служит для защиты от перегрузок в сети, представляет собой биметаллическую пластину теплового реле. При превышении значения номинального тока она нагревается, расширяется и выгибается, толкая рычаг, который разрывает соединение.
Второй тип – электромагнитный. Это система из катушки, сердечника и пружины, предназначенная для защиты от короткого замыкания. При резком увеличении силы тока, проходящего через катушку, меняется магнитное поле, это в свою очередь меняет положение сердечника, приводя к сжатию пружины и срабатыванию рычага.
Есть и универсальный вариант — комбинированный. Он объединяет в себе оба вышеописанных механизма, защищая одновременно и от перегрузок, и от скачков напряжения.
По конструкции автоматические выключатели разделяются на несколько разновидностей в зависимости от силы тока, на которую они рассчитаны:
- воздушный – от 800 до 6300 А;
- в литом корпусе – от 10 до 2500 А;
- модульный – от 0,5 до 125 А.
Последний является одним из самых распространенных. При его выборе следует отметить, что он доступен по цене и прост в использовании и монтаже. Применяется в квартирах, частных домах и офисах. Устройства в литом корпусе и воздушные чаще устанавливаются на промышленных предприятиях и имеют более высокую цену.
Есть разделение автоматических выключателей и по времени срабатывания. Это характеристика, которая определяет скорость расцепления. В зависимости от её значения выделяют опять же три типа. Первый – нормальные (0,02-0,1 с), далее идут селективные (до 1 с) и быстродействующие с токоограничивающим эффектом (до 0,05 с). Последние являются особо долговечными и эффективными. Такой автомат срабатывает перед самой перегрузкой, до сильного повышения тока. Для выбора по данному параметру необходимо учесть силу перегрузок, которые могут возникнуть, и их частоту. Чем они выше и чем чаще происходят, тем быстрее устройство должно на них реагировать.
Основные параметры выбора
Номинальный ток. Первая и одна из самых важных характеристик, по которой следует выбирать, основываясь на том, какая предполагается нагрузка на сеть. Чем выше будет номинальный ток у устройства, тем выше будет и порог его отключения. Но не стоит выбирать автомат с «запасом» по данной характеристике, иначе он может не справиться со своей основной задачей – защитой сети от перегрузок. К тому же, чем выше значение данного параметра у аппарата, тем больше его цена. Расчет подходящего значения номинального тока можно провести по следующей формуле I= P/U, где:
I (А) – искомое значение;
P (Ватт) – суммарная потребляемая мощность. Для её вычисление необходимо сложить мощность всех электроприборов в доме и умножить полученное число на коэффициент 0,7. Потребляемая мощность всегда указывается в паспорте электротехники, а также на её корпусе, обычно сзади на специальной наклейке.
U (В) – напряжение сети.
Полученное значение необходимо округлить до ближайшего из стандартного ряда. Основными считаются автоматические выключатели со значением номинального тока 6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А.
Класс (тип расцепления) – этот параметр обозначается латинской буквой и показывает количество раз превышения номинального тока, при котором автоматический выключатель срабатывает.
- A – 2-3 предназначен для проводки большой протяженности в любых зданиях.
- B – 3-5 подходит для жилых домов;
- C – 5-10 для мест, где в сеть подключается много оборудования, например, для промышленного предприятия или частной мастерской.
- D – 10-20 аналогичен C.
Количество полюсов – эта характеристика связана с фазами сети. Для однофазной применяются однополюсные (в электросетях TN-C, TT) и двухполюсные (в электросетях IT) выключатели, а для трехфазной – трехполюсные (в электросетях TN-C, TT, IT) и четырехполюсные (в электросетях TN-S).
Надеемся, что данная статья поможет Вам в выборе подходящего автомата. Но для установки данного оборудования советуем обратиться к квалифицированному специалисту, чтобы монтаж был выполнен правильно и в последствии не возникли неполадки.
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 выключателейНаиболее часто используемым автоматическим выключателем для номинальных токов до 125 А является миниатюрный автоматический выключатель (MCB) , соответствующий стандарту AS / NZS3111. AS / NZS 60898 Электрические аксессуары — Автоматические выключатели для защиты от перегрузки по току 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, высоконагруженных 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 выключатель используются в распределительных сетях и крупных установках в качестве главных выключателей для фидеров / подсетей.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, больших 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
Работа выключателяавтоматический 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.
Термоэлемент вызывает отключение автоматического выключателя с задержкой по времени при обнаружении тока перегрузки, в то время как магнитный элемент вызывает почти мгновенное отключение автоматического 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 деионно-дуговые камеры
Температура Снижение номиналаЕсли автоматический выключатель установлен в тех же условиях окружающей среды, что и защищаемая цепь, время отключения уменьшится, поскольку температура окружающей среды защищенных кабелей также повысится.
Задержка теплового отключения гарантирует, что кратковременные перегрузки не вызовут отключение; но если это продолжится, кумулятивный эффект нагрева со временем приведет к срабатыванию выключателя, чтобы избежать превышения пределов превышения температуры кабеля.
Знаете ли вы?
Что такое независимый расцепитель?Независимый расцепитель — это дополнительный соленоид отключения, установленный на автоматический выключатель, который позволяет «отключать» выключатель с помощью внешнего переключателя, кнопки или устройства управления.Электромагнит независимого расцепителя активирует механический расцепитель так же, как внутренние тепловые и / или магнитные блоки защиты выключателя 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 выключателиспроектированы и откалиброваны так, чтобы выдерживать свой номинальный ток и работать в пределах обозначенной термической зоны времени / тока при 30 ° C в условиях открытого воздуха. Если автоматический выключатель должен работать при температуре окружающей среды выше 30 ° C, он будет требовать все меньше тока для срабатывания в пределах обозначенной 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 A. Дальнейшее снижение номинала будет применяться, если температура окружающей среды будет выше 30 ° C.
Характеристики автоматического выключателяДве 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 отклика.
При возникновении короткого замыкания защитное устройство должно отключать питание в течение 0,4 с для конечных подсхем, питающих розетки номиналом до 63 А, переносного оборудования класса I и переносного оборудования, предназначенного 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
Функциональные и номинальные характеристики автоматического выключателя — все, что необходимо знать выключателя.
Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее контроль и защиту в сети. Он способен создавать, выдерживать и отключать рабочие токи, а также токи короткого замыкания.
Автоматический выключатель должен выдерживать и выдерживать следующие токи: нормальный ток, ток перегрузки или тепловой ток и ток короткого замыкания.
Таким образом, автоматический выключатель должен пропускать ток в нормальном состоянии и должен быть способен отключать ток, включать ток как в нормальном, так и в аварийном состоянии.Кроме того, он должен выдерживать ток короткого замыкания не менее 1–3 секунд. Ток короткого замыкания может варьироваться от 1 кА (1000 ампер) до более высокого значения в соответствии с конструкцией.
Обязательные номинальные характеристики выключателя
- Номинальное напряжение
- Номинальный уровень изоляции.
- Номинальный нормальный ток.
- Номинальный кратковременный выдерживаемый ток.
- Номинальный выдерживаемый пиковый ток.
- Номинальная продолжительность короткого замыкания.
- Номинальное напряжение питания для отключающих и замыкающих устройств и вспомогательных цепей
- Номинальная частота
- Номинальный ток отключения при коротком замыкании
- Номинальное переходное восстанавливающееся напряжение
- Номинальный ток включения при коротком замыкании
- Номинальная рабочая последовательность
- Номинальные временные величины.
Особые номинальные характеристики выключателя
Эти характеристики не являются обязательными, но могут быть запрошены для конкретных приложений:
- номинальный ток отключения вне фазы
- номинальный ток отключения зарядки кабеля
- номинальный ток отключения зарядки линии,
- номинальный ток отключения конденсаторной батареи,
- номинальный ток отключения встречно-задней батареи,
- номинальный пусковой ток включения конденсаторной батареи,
- номинальный малый индуктивный ток отключения.
Определение — общая характеристика выключателя
Номинальное напряжение выключателя:
Номинальное напряжение — это максимальное действующее значение. значение напряжения, которое оборудование может выдерживать при нормальной работе. Оно всегда больше рабочего напряжения.
Номинальный уровень изоляции:
Уровень изоляции характеризуется двумя значениями — выдерживаемая импульсная волна (1,2 / 50 мкс) , выдерживаемое напряжение промышленной частоты в течение 1 минуты .
Номинальный нормальный ток:
При всегда замкнутом автоматическом выключателе ток нагрузки должен проходить через него в соответствии с максимальным значением температуры в зависимости от материалов и типа соединений. IEC устанавливает максимально допустимое превышение температуры различных материалов, используемых при температуре окружающего воздуха не выше 40 ° C
Номинальный кратковременный выдерживаемый ток Isc
Это стандартное действующее значение максимально допустимого тока короткого замыкания в сети в течение 1 или 3 секунд.
Ssc: мощность короткого замыкания (в МВА)
U: рабочее напряжение (в кВ)
Isc: ток короткого замыкания (в кА)
Номинальный выдерживаемый пиковый ток и рабочий ток
Ток включения — это максимальное значение, которое автоматический выключатель может включить и поддерживать в установке, находящейся в состоянии короткого замыкания. Он должен быть больше или равен номинальному кратковременному выдерживаемому пиковому току. Isc — максимальное значение номинального тока короткого замыкания для номинального напряжения автоматических выключателей.Пиковое значение кратковременного выдерживаемого тока равно:
2,5 • Isc для 50 Гц
2,6 • Isc для 60 Гц
2,7 • Isc для специальных приложений.
Номинальный ток отключения при коротком замыкании выключателя:
Номинальный ток отключения при коротком замыкании — это наибольшее значение тока, которое автоматический выключатель должен быть способен отключать при его номинальном напряжении.
Характеризуется двумя значениями:
1. Среднеквадратичное значение.значение номинального тока отключения при коротком замыкании; 2. процент апериодической составляющей, соответствующей продолжительности отключения выключателя, к которой мы добавляем полупериод номинальной частоты.
Полупериод соответствует минимальному времени срабатывания устройства защиты от сверхтоков, которое составляет 10 мс при 50 Гц.
Номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (TRV) выключателя
Это напряжение, которое появляется на выводах полюса выключателя после отключения тока.Форма волны восстанавливающегося напряжения зависит от реальной конфигурации схемы. Автоматический выключатель должен быть способен отключать заданный ток для всех восстановительных напряжений, значение которых остается ниже номинального TRV.
Номинальный межфазный ток отключения выключателя
Когда автоматический выключатель разомкнут и проводники не синхронизированы, напряжение на клеммах может увеличиваться в сумме напряжений в проводниках (противостояние фаз). На практике стандарты требуют, чтобы автоматический выключатель прерывал ток, равный 25% тока короткого замыкания на клеммах, при напряжении, в два раза превышающем напряжение относительно земли.
Дополнительная литератураОсновные параметры и характеристики автоматических выключателей
К характеристикам автоматических выключателей в основном относятся: номинальное напряжение Ue; номинальный ток In; диапазон уставок тока отключения защиты от перегрузки (Ir или Irth) и защиты от короткого замыкания (Im); номинальный ток отключения при коротком замыкании (промышленный выключатель Icu; бытовой выключатель Icn)) Подождите.
Номинальное рабочее напряжение (Ue): это напряжение, при котором автоматический выключатель работает в нормальных (непрерывных) условиях.
Номинальный ток (In): это максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оборудованный специальным реле максимального тока, может выдерживать неопределенно долго при температуре окружающей среды, указанной производителем, и не будет превышать температурный предел, указанный токоведущим компонентом.
Значение уставки тока срабатывания реле короткого замыкания (Im): реле срабатывания короткого замыкания (мгновенное или с короткой задержкой) используется для быстрого отключения автоматического выключателя при возникновении высокого значения тока короткого замыкания и его предела срабатывания Im.
Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn): Номинальный ток отключения при коротком замыкании автоматического выключателя — это максимальное (ожидаемое) значение тока, которое автоматический выключатель может отключить без повреждения. Текущее значение, указанное в стандарте, представляет собой среднеквадратическое значение переменной составляющей тока повреждения. При вычислении стандартного значения переходная составляющая постоянного тока (всегда возникающая при наихудшем случае короткого замыкания) принимается равной нулю. Номинальные характеристики промышленных автоматических выключателей (Icu) и бытовых выключателей (Icn) обычно выражаются в кА (действующее значение).
Отключающая способность при коротком замыкании (Ics): Номинальная отключающая способность автоматического выключателя делится на два типа: номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании и номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании. В национальном стандарте «Низковольтные распределительные устройства и оборудование управления низковольтными автоматическими выключателями» (GB14048.2–94) приведены следующие пояснения номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании и номинальной рабочей отключающей способности при коротком замыкании автоматических выключателей:
Номинальная предельная отключающая способность автоматического выключателя при коротком замыкании: В соответствии с условиями, указанными в предписанных экспериментальных процедурах, за исключением отключающей способности автоматического выключателя, чтобы продолжать выдерживать свою номинальную токовую нагрузку;
Номинальная рабочая отключающая способность автоматического выключателя при коротком замыкании: В соответствии с условиями, указанными в предписанных экспериментальных процедурах, включая отключающую способность автоматического выключателя, чтобы продолжать выдерживать свою номинальную нагрузочную способность;
Процедура испытания номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании — O-t-CO.
Конкретный тест: отрегулируйте ток линии до ожидаемого значения тока короткого замыкания (например, 380 В, 50 кА), но тестовая кнопка не замкнута, тестируемый автоматический выключатель находится в замкнутом положении, нажмите тестовую кнопку , автоматический выключатель пропускает ток короткого замыкания 50 кА. Автоматический выключатель отключается немедленно (размыкание обозначается буквой O), автоматический выключатель должен быть исправен и может быть снова включен. t — время перерыва, обычно 3 мин. В это время линия все еще находится в состоянии горячего резервирования, и автоматический выключатель снова включается (замыкается, обозначается как C), а затем размыкается (O).(Тестирование заключается в том, чтобы проверить, что автоматический выключатель находится на пике электрической и термической устойчивости по току). Эта процедура называется СО. Если автоматический выключатель может быть полностью отключен, его предельная отключающая способность при коротком замыкании определяется.
Процедура испытания номинальной рабочей отключающей способности при коротком замыкании (Icn) автоматического выключателя: O — t — CO — t — CO. У него на один СО больше, чем при испытании Icn. После испытания автоматический выключатель может полностью выключить и погасить дугу, и считается, что его номинальная отключающая способность при коротком замыкании соответствует требованиям.
Следовательно, можно видеть, что номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании Icn означает, что низковольтный автоматический выключатель может нормально работать после отключения максимального трехфазного тока короткого замыкания на выходе автоматического выключателя и его отключения. ток короткого замыкания снова. Что касается того, может ли это быть нормальным в будущем Включение и выключение автоматического выключателя не гарантируется; а номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании Ics означает, что автоматический выключатель может нормально отключаться много раз, когда максимальный трехфазный ток короткого замыкания возникает на его выходе.
Стандарт IEC947-2 «Низковольтные распределительные устройства и управляющее оборудование, низковольтные автоматические выключатели» предусматривает: Автоматический выключатель типа A (относится только к выключателю с длительной задержкой при перегрузке, переходным автоматическим выключателем при коротком замыкании) Ics может составлять 25%, 50%, 75%. и 100%. Ics автоматических выключателей класса B (выключатели с трехступенчатой защитой от перегрузки с длительной задержкой, коротким замыканием с задержкой короткого замыкания и переходным коротким замыканием) могут составлять 50%, 75% и 100% от Ics. Следовательно, можно видеть, что номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании — это значение тока отключения, меньшее, чем номинальный предельный ток отключения при коротком замыкании.
Независимо от типа автоматического выключателя, он имеет два важных технических индикатора: Icu и Ics. Однако, как автоматический выключатель, используемый в ответвлениях, он может соответствовать только номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании. Более распространенное предубеждение состоит в том, что лучше брать большую, а не принимать правильную, думая, что большая страховка. Однако, если он слишком большой, это приведет к ненужным отходам (автоматический выключатель того же типа, типа H с высоким выключателем, в 1,3–1,8 раза дороже, чем выключатель обычного типа S).Следовательно, автоматическому выключателю в ответвлении не нужно вслепую следить за своим индексом отключающей способности при коротком замыкании. Автоматический выключатель, используемый в основной линии, должен не только соответствовать требованиям номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании, но также должен соответствовать требованиям номинальной рабочей отключающей способности при коротком замыкании. Если для измерения отключающей способности используется только номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании Icu, вне зависимости от того, квалифицирована она или нет, это принесет небезопасные скрытые опасности для пользователей.
Свободное отключение автоматического выключателя: в любой момент во время процесса включения автоматического выключателя, если действие защиты включает цепь отключения, автоматический выключатель может быть надежно полностью отключен, что называется свободным отключением. Автоматический выключатель со свободным срабатыванием обеспечивает быстрое размыкание автоматического выключателя при включении и коротком замыкании автоматического выключателя, что позволяет избежать расширения масштабов аварии.
Как долго должен сработать автоматический выключатель.Характеристики срабатывания автоматических выключателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта.
В данной статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время-токовые характеристики автоматических выключателей .
Напомню, что данная публикация входит в серию статей и видеороликов, посвященных устройствам электрозащиты из курса
Основные характеристики автоматического выключателя указаны на его корпусе, где также нанесены товарный знак или марка производителя, а также каталожный или серийный номер.
Важнейшая характеристика автоматического выключателя — номинальный ток . Это максимальный ток (в амперах), который может протекать через машину неограниченное время без отключения защищенной цепи. Если ток превысит это значение, автомат сработает и разомкнет защищенную цепь.
Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизирован и составляет:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.
Значение номинального тока автомата указано на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды + 30 ° С.С повышением температуры значение номинального тока уменьшается.
В момент включения в электрическую сеть некоторых потребителей, например холодильников, пылесосов, компрессоров и др., В цепи на короткое время появляются пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток машины. Для кабеля такие кратковременные всплески тока не страшны.
Поэтому для того, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном повышении тока в цепи, используются автоматы с разными типами время-токовых характеристик.
Таким образом, следующая основная характеристика:
Токовая характеристика автоматического выключателя — это зависимость времени отключения защищаемой цепи от силы протекающего по ней тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I / I, то есть во сколько раз ток, протекающий через автоматический выключатель, превышает номинальный ток для данного автоматического выключателя.
Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковыми будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики).Это позволяет снизить количество ложных срабатываний автоматических выключателей с разными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,
Рассмотрим типы время-токовых характеристик:
— Тип A (2-3 номинальных значения тока) используются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
— Тип В (3-5 номинальных значений тока) используются для защиты цепей с малой кратностью пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, нагреватели, печи, сети общего освещения).Предназначен для использования в квартирах и жилых домах, где нагрузки наиболее активны.
— Тип С (5-10 номинальных значений тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеров, холодильников, домашних и офисных розеток, газоразрядных ламп с повышенным пусковым током.
— Тип D (10-20 номинальных значений тока) используются для защиты цепей питания электроустановок с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки).Устанавливаются в основном в производственных помещениях.
— Тип K (8–12 номинальных значений тока) используются для защиты цепей с индуктивными нагрузками.
— Тип Z (номинальные значения тока 2,5–3,5) используются для защиты цепей с электронными устройствами, чувствительными к сверхтокам.
Время-токовая характеристика автоматического выключателя D отличается от B и C тем, что быстрое отключение тока нагрузки происходит в диапазоне, в 10–14 раз превышающем номинальный ток автоматического выключателя.
Специфика время-токовой характеристики D заключается в том, что автоматы характеристики D используются в основном в промышленности для защиты электродвигателей и их линий питания. Так как при запуске электродвигателя он не сразу переходит в номинальный режим, а на некоторое время разгоняется, то пусковые токи при разгоне мотора намного превышают ток, потребляемый погружением в нормальном, рабочем режиме и может достичь десятикратного рабочего тока, C больше B нельзя использовать для таких целей, так как это приведет к невозможности пуска электродвигателя в связи с отключением при следующем пуске выключателя после превышения тока .
Машина с рейтингом D с номиналом 40 ампер не выключится при запуске двигателя, даже если пусковой ток достигнет 400 ампер менее 1 секунды, она также не может отключиться при более высоких токах, в случае еще более короткий период пускового тока.
Характеристика D теплового отключения автоматического выключателя
Время-токовая характеристика D ясно показывает, что тепловой расцепитель, рабочая скорость которого относится к времени более 15 миллисекунд, допускает неразрывный пусковой ток до трех оценок за пять секунд, пять оценок за две секунды и десять оценок за одну секунду.Учитывая, что при пуске наиболее мощный пусковой ток формируется в момент включения питания, а в дальнейшем по мере раскручивания ротора двигателя, стремящегося к номинальному току двигателя, то в том случае, если автомат не включается в первый момент, что укажет на неправильный выбор номинала автомата, то дальнейший процесс пуска электродвигателя будет нормальным и выключатель не отключится от пускового тока.Характеристика D электромагнитного отключения выключателя
Электромагнитный расцепитель, работа которого описывается нижней частью кривой время-токовой характеристики D, характеризуется высокой, миллисекундной, рабочей скоростью при больших токах, протекающих через катушку. выпуска.Устройство и характеристики времени электромагнитного расцепителя токовой характеристики D практически не отличаются от характеристик расцепителя для кривой B и C, поскольку во всех исполнениях автоматических выключателей электромагнитный расцепитель служит для предотвращения короткого замыкания и является не привязан к текущему рейтингу машины.
Во время нормальной работы сети и всех устройств через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако, если сила тока по какой-либо причине превышает номинальные значения, цепь размыкается из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.
Характеристика работы автоматического выключателя — очень важная характеристика, которая описывает, насколько время отклика машины зависит от отношения тока, протекающего через машину, к номинальному току машины.
Эта характеристика усложняется тем, что ее выражение требует использования графиков. Автоматы с одинаковым номинальным значением будут по-разному отключаться в зависимости от типа кривой машины (это иногда называют токовой характеристикой) на разных уровнях тока, так что можно использовать автоматы с разными характеристиками для разных типов нагрузки. .
Таким образом, с одной стороны, выполняется функция защитного тока, а с другой стороны обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний — в этом важность данной характеристики.
В энергетике бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с возникновением аварийного режима и защита не должна реагировать на такие изменения. То же самое и с автоматами.
При включении какого-нибудь мотора, например, дачного насоса или пылесоса в линии происходит большой скачок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы автомат обязательно должен отключиться. Например, мотор в пусковом режиме потребляет 12 А, а в рабочем — 5. Станок стоит 10 А, а с 12 вырубит. Что я должен делать? Если, например, поставить на 16 А, то непонятно, выключится он или нет при заклинивании мотора или замыкании кабеля.
Эту проблему можно решить, если подключить к нему меньший ток, но тогда он будет работать при любом движении. Поэтому для автомата была придумана такая концепция, как его « токовая характеристика ».
Какие текущие временные характеристики автоматических выключателей и их разница между собой
Как известно, главными коммутационными аппаратами выключателя являются тепловые и электромагнитные расцепители.
Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагревании протекающим током. Таким образом, активируется механизм развязки с отключением от перегрузки на длительное время с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластины и время срабатывания расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид с сердечником, магнитное поле соленоида втягивает сердечник при определенном токе, срабатывая механизм отключения — при неисправностях происходит мгновенное отключение, так что затронутый участок сети не будет ждать прогрев теплового расцепителя (биметаллической пластины) в станке.
Зависимость времени срабатывания автомата от тока, протекающего через автомат, точно определяется время-токовая характеристика автоматического выключателя .
Наверное, все обратили внимание на изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так они характеризуют кратность настройки электромагнитного расцепителя на номинал автомата, обозначая его время-токовую характеристику.
Эти буквы обозначают мгновенный ток электромагнитного расцепителя машины. Проще говоря, показывает чувствительность автомата — наименьший ток, при котором автомат моментально отключается.
Машины имеют несколько характеристик, самые распространенные из которых:
- — Б — от 3 до 5 × В;
- — С — от 5 до 10 × В;
- — D — от 10 до 20 × дюйм.
Что означают цифры, указанные выше?
Приведу небольшой пример. Предположим, есть два автомата одинаковой мощности (равных по номинальному току), но характеристики отклика (латинские буквы на автомате) разные: автоматы V16 и C16.
Рабочий диапазон электромагнитного расцепителя для B16 составляет 16 * (3… 5) = 48 … 80А. Для C16 диапазон мгновенного отклика составляет 16 * (5 … 10) = 80 … 160 A.
При токе 100 А автомат В16 отключается практически мгновенно, а С16 отключается не сразу, а через несколько секунд от тепловой защиты (после прогрева биметаллической пластины).
В жилых домах и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а некоторые мощные двигатели часто не включаются, наиболее чувствительными и предпочтительными являются автоматы с характеристикой B.На сегодняшний день очень распространена характеристика C, которую также можно использовать для жилых и офисных зданий.
Что касается характеристики D, то он подходит как раз для питания любых электродвигателей, больших двигателей и других устройств, где при их включении могут присутствовать большие пусковые токи. Также за счет снижения чувствительности при коротком замыкании автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования в качестве вводных для увеличения шансов селективности с АКБ низшей группы при коротком замыкании.
Согласитесь, время отклика зависит от температуры машины. Машина выключится быстрее, если ее тепловое тело (биметаллическая пластина) нагреть. И наоборот, при первом включении биметалла время холодного отключения будет больше.
Следовательно, на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
Пунктирной линией обозначен максимальный рабочий ток для автоматов до 32 А.
На графике показано время текущей характеристики
На примере автомата на 16 ампер, имеющего временную характеристику C, попробуем рассмотреть характеристик срабатывания выключателей .
На графике видно, как ток, протекающий через автоматический выключатель, влияет на временную зависимость его отключения. Кратность протекающего в цепи тока к номинальному току автомата (I / In) представляет ось X, а время отклика в секундах — ось Y.
Выше было сказано, что автомат включает в себя электромагнитный и тепловой расцепители. Поэтому график можно разделить на два участка. Самая крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (срабатывание теплового расцепителя), а более мелкая часть защиты от короткого замыкания (работа электромагнитного расцепителя).
Как видно на графике, если к машине С16 подключена нагрузка, то она должна отключиться через 40 секунд. То есть при перегрузке 45% автомат выключится через 40 секунд.
На большие токи, которые могут повредить изоляцию проводки, машина может немедленно отреагировать из-за наличия электромагнитного расцепителя.
При пропускании через автомат C16 тока 5 × In (80 А) он должен сработать через 0,02 секунды (это если машина горячая). В холодном состоянии при такой нагрузке он отключится в течение 11 секунд. и 25 секунд. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).
Если ток, протекающий через машину, составляет 10 × In, он отключается в 0.03 секунды в холодном состоянии или менее 0,01 секунды в горячем состоянии.
Например, в случае короткого замыкания в цепи, которая защищена C16, и токе 320 ампер, период тайм-аута для автомата будет от 0,008 до 0,015 секунды. Это отключит питание от аварийной цепи и защитит от возгорания и полного разрушения самой машины, закороченного электроприбора и электропроводки.
Автоматы с характеристиками которых предпочтительно использовать дома
В квартирах по возможности следует использовать автоматические устройства категории В, которые более чувствительны.Этот автомат будет работать против перегрузки так же, как автомат категории С. А как же короткое замыкание?
Если дом новый, электрическая сеть в хорошем состоянии, рядом подстанция и все подключения качественные, то ток в случае короткого замыкания может достигать таких значений, что его должно хватить для срабатывания даже входной автомат.
Ток может оказаться небольшим в случае короткого замыкания, если дом старый, и к нему идут плохие провода с большим сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где сопротивление контура большое) — в данном случае C -типа машина может вообще не работать.Поэтому единственный выход из этой ситуации — установка машин с характеристикой типа B.
Содержимое:Когда все устройства и сама электрическая сеть работают в штатном режиме, они наблюдают обычное протекание тока. Это явление в полной мере относится и к автоматическому выключателю. Однако в случае превышения тока по какой-либо причине его номинального значения срабатывает защитное устройство и цепь размыкается. Параметр такой работы известен как время-токовая характеристика выключателя.Это зависимость времени отклика машины и отношения между фактическим током, протекающим через машину, и номинальным током устройства.
Для чего нужна время-токовая характеристика?
Трудности практического применения этого параметра в первую очередь связаны с графиками, которые необходимо правильно читать и применять на практике. Отключение машин с одинаковым номиналом не будет происходить одинаково в случае различных скачков тока.Поэтому для каждого типа автоматического выключателя на графике отображается своя кривая. Это позволяет использовать автоматические выключатели с разными характеристиками для конкретного типа нагрузки.
В результате автоматический выключатель выполняет функцию защитного тока и одновременно минимизирует ложные срабатывания. Это основное практическое значение время-токовой характеристики.
В сфере энергетики часто возникают ситуации, при которых кратковременное увеличение тока не связано с возникновением аварийного режима работы.В этих случаях защитные устройства не должны реагировать на такие изменения. Это происходит при включении моторов, когда наблюдается значительный скачок тока, в несколько раз превышающий номинальное значение. Если следовать логическим выводам, должно быть обязательное отключение машины. Например, если устройство настроено на 10 А, а пусковой ток составляет 12 А, это неизбежно приведет к срабатыванию защиты. Во избежание этого требуется повысить порог, например, до 16 ампер.Однако в случае, если устройство не может выключиться.
Слишком низкий уровень срабатывания заставит тренажер реагировать даже на незначительные прыжки. Решить эту задачу позволяет время-токовая характеристика, определяющая основной режим работы каждого защитного устройства.
Времятоковые характеристики автоматов
Срабатывание выключателя происходит за счет действия его основных элементов — теплового и электромагнитного расцепителя. Конструкция теплового расцепителя представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током.В результате он изгибается и приводит в действие механизм разблокировки. Для работы требуется устойчивая нагрузка, обратно пропорциональная временной задержке. Уровень перегрузки напрямую влияет на нагрев пластины и время работы теплового расцепителя.
Основными компонентами электромагнитного расцепителя являются катушка и сердечник. Когда ток достигает определенного уровня, магнитное поле катушки тянет за собой сердечник, под действием которого срабатывает отключающий механизм.Устройство мгновенно срабатывает при коротком замыкании, не дожидаясь нагрева теплового расцепителя. Время реакции машины зависит от тока, протекающего через автоматический выключатель. Эта зависимость и есть временная характеристика защитного устройства.
Латинские символы B, C и D напечатаны на корпусе каждого устройства. Каждому из них соответствует кратность настройки электромагнитного расцепителя на номинал автомата. То есть с помощью этих букв отображается ток мгновенного срабатывания расцепителя или чувствительность автоматического выключателя.Этот параметр указывает минимальный ток, при котором устройство безопасности мгновенно отключается. Таким образом, латинскими буквами обозначена время-текущая характеристика каждого конкретного автомата. Символ «B» соответствует характеристикам 3-5 x ln, «C» — 5-10 x ln и «D» — 10-20 x ln.
Значение этих цифр следует учитывать в случае двух автоматов, равных по мощности, то есть с одинаковым номинальным током, например, моделей B16 и C16. Для выключателя B16 диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя будет 16 x (3-5) = 48-80 A.Соответственно, для автомата С16 этот диапазон будет в пределах 16 х (5-10) = 80-160 ампер. Таким образом, при наличии тока в 100 А модель B16 мгновенно выключится, а устройство C16 отключится всего через несколько секунд после нагрева биметаллической пластины.
Для жилых и офисных зданий рассмотрены наиболее подходящие варианты автоматов с маркировкой B и C. Это связано с отсутствием больших пусковых токов и крайне редким включением электродвигателей большой мощности.Машины категории D используются в основном на тех объектах, где есть мощные электродвигатели и другие устройства с большими пусковыми токами.
Временная характеристика токовой характеристики обязательно учитывает температуру самого защитного устройства. В случае первого отключения по времени тратится больше времени, так как биметаллическая пластина остыла. При повторении триггера, когда пластина уже прогрета, отключение происходит быстрее.
Время-токовая характеристика
На этом графике показаны временные характеристики тока для различных типов автоматических выключателей — B, C и D.Основным параметром является величина тока, протекающего через устройство защиты и оказывающего непосредственное влияние на время отключения. Отношение тока, протекающего в цепи, к номинальному току машины отображается как l / ln на оси X. Время отклика устройства, измеряемое в секундах, фиксируется на оси Y
.Поскольку каждый автомат состоит из электромагнитного и теплового расцепителей, представленный график условно разделен на два раздела. На крутом участке работа теплового расцепителя защищена от перегрузок, а на более мелкой части показано действие электромагнитного расцепителя, выполняющего отключение при коротких замыканиях.
На графике хорошо видно, что при разных нагрузках время выключения устройства тоже меняется. Время отключения при одинаковой нагрузке для холодной и горячей машины будет разным. Таким образом, график ВАХ позволяет провести все необходимые расчеты и выбрать наиболее подходящее защитное устройство для конкретных условий эксплуатации.
Подбор станка для дома
Для большинства квартир рекомендуются автоматические выключатели категории В с повышенной чувствительностью.Его работа при перегрузках происходит так же, как и у машины типа C. Однако в случае короткого замыкания их действия могут отличаться.
Идеальные условия — наличие нового дома, хорошее состояние сети, расположение подстанции рядом с объектом. Большое значение имеет качество всех подключений. В такой ситуации при коротком замыкании может сработать даже автомат ввода.
Совсем другие условия в старых домах.Как правило, это очень старая электропроводка, имеющая высокое сопротивление. Сила тока может не хватить, а в случае короткого замыкания автомат не заработает. На таких объектах ВАХ выключателя обязательно должна соответствовать категории В. Это условие распространяется не только на квартиры, но и на дачи и старые сельские дома.
Любому автоматическому выключателю требуется время для срабатывания. Это могут быть сотые доли секунды, а может быть несколько минут. Все зависит от тока, который будет протекать через автоматический выключатель.Если кабель и автомат подобраны правильно, можно не опасаться, что при повышенном токе изоляция на ваших проводах не расплавится, например, за 30 секунд, которые необходимы для срабатывания автоматического выключателя от определенной перегрузки.
Вот такие интересные время-токовые характеристики автоматических выключателей — это такие красивые графики кривых зависимости времени срабатывания от величины тока. Они обозначены на автоматах буквами B, C и D.
Эти буквы стоят перед номиналом автомата. Ниже представлены обычные графики, по которым можно определить, через какое время нагрузка будет обесточена при повышенном токе или его скачке. Ты ходил в школу? Вы умеете работать с расписанием? Тогда сразу поймете. Вертикальная ось — время в секундах. Горизонтальная шкала — это отношение тока, протекающего по проводам, к номинальному току машины ввода / вывода.
Чем отличаются время-токовые характеристики автоматических выключателей «B», «C» и «D»? Это просто! Они различаются величиной отношения протекающего тока к номинальному току I / In.
Если все-таки остались вопросы, то идем дальше разбираться вместе. Я процитирую все на конкретных примерах, так как это будет понятнее, чем если я объясню это на пальцах.
Допустим, у нас есть автоматический выключатель на 10 А с характеристикой B. Мы выбрали 10 А, потому что его будет легче посчитать, и они часто используются в повседневной жизни.
Например, произошла авария. Жена просила повесить ковер, и когда просверлил, попал в провод, идущий от распределительной коробки.Бабах! Вокруг тишина и тьма. Здесь вы просто перерезали провода провода дрелью, и произошло короткое замыкание. Это было так? Признаюсь, в молодости у меня было такое.
В этой ситуации автоматические выключатели с характеристикой B срабатывают практически мгновенно, когда ток в сети превышает номинальное значение автомата в 3-5 раз. В нашем случае этот ток лежит в пределах 30-50 ампер. Конечно, при коротком замыкании ток увеличивается в сотни раз, но автомат с характеристикой В имеет увеличение в 3-5 раз.А вот и электромагнитный расцепитель.
Смотрим на графики ниже и видим, что при токе 50А автомат сработает уже через 0,01 секунды. Это получается отсюда. Ток при коротком замыкании делится на номинальный ток автомата, т.е. 50А / 10А = 5. Теперь на горизонтальной шкале найдите цифру 5 и проведите условную линию (на рисунке она выделена красным) по вертикали. до пересечения с кривой. Устанавливаем точку и проводим условную горизонтальную линию от нее до оси времени.У нас получилось примерно 0,01 секунды. Точно так же, когда сеть перегружена током 15А, наш коэффициент равен 1,5, а время задержки срабатывания составляет 30 секунд. Здесь машина остановится из-за срабатывания теплового расцепителя. Если сечение провода рассчитано правильно, его изоляция при таком токе не сможет расплавиться за это время. Вы защищены.
Выше мы рассмотрели нижнюю кривую, но на картинке их можно выделить 3 шт.Для чего все это? Давайте разберемся. Эти кривые предназначены для разных состояний автоматических выключателей: «холодное» (верхняя кривая) и «горячее» (нижняя кривая), а сам график составлен для температуры окружающей среды + 30 ° С. Пунктирная линия — отключение. рассчитано время для автомата номиналом не выше 32А.
Для холодного состояния автоматического выключателя с характеристикой B для примера, описанного выше, время задержки срабатывания будет при токе 50A — 0.04 сек. а при токе 15 А — 4000 с. (около 67 минут). На рисунке выше это показано синим цветом.
Также учтите, что автоматы в разных местах — в квартире, в подъезде, на улице и т.д. Например зимой температура +25 в подъезде, +16 на улице, -25 на улице. улица. Соответственно, температура элементов расцепителя разная и разное время нужно для прогрева и приведения машины в действие.
Еще тут есть поправочный коэффициент.Чем ниже температура окружающей среды, тем больше ток через себя будет пропускать автомат и наоборот. При одинаковой нагрузке в горячих и холодных помещениях одна и та же машина будет работать с разными значениями тока. Эти колебания незначительны, и эта проблема становится актуальной, когда автоматический выключатель сильно нагружен и работает на пределе своих возможностей. Стоит повысить температуру окружающей среды, так как это может выключить нагрузку. Часто такой вопрос возникает летом в жарких помещениях.
Теперь несколько слов о вольт-амперных характеристиках автоматических выключателей С и D.Их суть заключается в том, что все кривые характеристик смещены вправо, т.е. увеличивается время их активации. Автомат с характеристикой С при КЗ сработает, когда ток в сети превышает номинальный ток самого автомата в 5-10 раз. Автомат с характеристикой D при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 10-20 раз.
Из графиков получаем (см. Ниже).Для автомата на 10А характеристики С время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 0,02 секунды. и при токе 15А около 40 секунд. Это для горячего состояния машины (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 27 секунд. а при токе 15А около 5000 сек. (83 мин.).
Для автомата с характеристикой D 10А (см. Графики ниже) время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 1.5 секунд. и при токе 15А около 40 секунд. Это для горячего состояния машины (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 30 секунд. а при токе 15А около 6000 сек. (100 мин.).
Здесь вы видите, в чем разница значений времени при перезагрузке машин. Это тоже нужно знать и учитывать при их выборе.
Обычно для квартир используют автоматические выключатели с характеристикой В, а в производстве — С и D.Хотя очень часто в автоматах напольных плит можно встретить с параметром C. Другие машины с параметром B в продаже встречаются редко.
Также обратите внимание, что каждая машина может пропускать через себя ток, превышающий номинальный ток в 1,13 раза. Это видно из графика. Вы видите значение 1,13 на горизонтальной оси, и если вы будете держать условную линию вертикально вверх, она никогда не пересечет временную кривую. Следовательно, автомат на таком токе не работает. Поэтому выбирайте кабель большего сечения, т.е.е. с запасом. Лучше подстрахуйтесь.
Посмотрите, какие автоматические выключатели соответствуют неотключающему току. Это также учитывается при выборе автоматического выключателя по номиналу и кабелю.
Например, для нагрузки, потребляющей ток 25 А, вы выбрали кабель с поперечным сечением 2,5 мм2. Тогда жена собиралась приготовить ужин, заодно выпить чаю, разморозить мясо в микроволновке и еще принесла на кухню фен (который вы не учли в своих расчетах), чтобы высушить волосы.Таким образом, вместо 25А можно получить в сети 28А, и автомат здесь работать не будет, так как он будет работать при токе 25А * 1,13 = 28,25А. Из таблицы видно, что для такого тока уже нужен провод сечением не менее 3 мм2. Но у нас сечение провода 2,5 мм2 и поэтому он будет греться и оплавлять изоляцию.
Более того, учтите, что многие производители лукавят в изготовлении кабеля. Делайте это по ТУ (ТУ), в котором уменьшено сечение кабеля.При выборе кабеля и автоматических выключателей придерживаюсь такого мнения, что лучше брать все с разумным запасом, чем предполагаемая нагрузка.
Не забывай улыбаться:
А у меня работать не ходят? подумал электрик.
И он не пошел …
Lovato Electric P1MB2PB50 Миниатюрный автоматический выключатель, 2П
Цена: | 59 долларов.27 + Депозит без импортных сборов и $ 39,64 за доставку в Российскую Федерацию Подробности |
- Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
- Автоматический выключатель
- 2 модуль
- Два полюса
- Тип теплового и магнитного расцепителя
- B-кривая характеристика
Характеристики
Фирменное наименование | Lovato Electric |
---|---|
Вес изделия | 6,00 фунтов |
Номер модели | P1MB2PB50 |
Количество позиций | 1 |
Номер детали | P1MB2PB50 |
Код UNSPSC | 32000000 |
Кривые характеристики времени и тока для выборочной координации
Характеристические кривыевремя-ток играют важную роль в достижении надлежащей координации защиты между устройствами электробезопасности.Узнайте больше, поскольку мы рассмотрим основы защиты энергосистемы, TCC для твердотельных и термомагнитных расцепителей, 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.
Необходимы 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 временные токовые блоки используются для избирательной координации.
Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX.Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам и получите от этого пользу. 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.
Интенсивность повреждения в энергосистемах пропорциональна величине тока. Желательно, чтобы по мере увеличения тока повреждения уменьшалось время устранения неисправности или FCT. Чтобы гарантировать, что все защитные устройства на входе и выходе согласованы, используется кривая зависимости тока от времени (I от t), которая также известна как TCC или временная кривая тока.
Ниже приведены характеристики TCC:
- В TCC ток указывается по оси x, а время — по оси y.
- TCC нанесен на логарифмическую шкалу, так что 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 у предохранителей и автоматов, 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 защитных реле и требования к конструкции».
Твердотельное отключение:
Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые отражены на приведенном выше графике.
- Долговременный номинальный ток в амперах : 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. Таким образом, 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 указывается в форме наклона.
- Кратковременный датчик: Это от 1,5 до 10 раз больше долговременного номинального тока. Настройка, при которой выключатель имеет тенденцию срабатывать после некоторой задержки.
- Кратковременная задержка : Задержка, заданная для проверки, сбросили ли нижестоящие устройства неисправность, чтобы не возникало проблем с отключением, или после достижения задержки срабатывания выключателя. Доступны две настройки
- Мгновенное срабатывание : Используется, когда отключение требуется без какой-либо 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 иные 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, что приводит к разрыву контактов 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.
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 течению 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 защитные устройства, возьмем пример:
Рисунок 1: Неисправность 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 в кратчайшие сроки, и никакой другой выключатель (в данном случае C.B-2 и C.B-1) не должен отключиться 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, и 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». При возникновении неисправности в определенной зоне устройство, предназначенное для ее защиты, распознает ток и изолирует неисправность от остальной системы.
Однако, если отказ происходит вне 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 имели никакого перекрытия, может быть достигнута избирательная координация.
Достижение выборочной координации с использованием 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.
- 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.
- После щелчка на всплывающем экране появится указанный ниже график. Нижеприведенный график относится к CB 2, который закрашен красным. В этом 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
- 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 срабатывал в случае сбоя CB-1 или если неисправность возникает в свою зону.Эта ситуация показана на рисунке ниже.
Рисунок 3: Координация 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 в том случае, если уставка срабатывания последующего устройства установлена на ток, который меньше, чем установка срабатывания срабатывания вышестоящего 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 правому краю графика. В этом примере для любого тока вплоть до максимального тока короткого замыкания 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.
Корпус 2:
Использование настроек задержки (рис. 3) показывает, как изменение временных задержек может обеспечить избирательность. Увеличение времени задержки сдвигает кривую на графике вверх. Обратите внимание, что для всех токов в пределах диапазона 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 время-ток 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, первым завершит свою задержку по времени 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, чем другое оставшееся устройство.
Рис. 4 — Определение полной избирательности
На рис. 5 показан пример системы, которая не является избирательной на определенных текущих уровнях. Три места повреждения 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, срабатывание выключателя 1 или выключателя 2 изолирует гораздо больше, чем одиночная нагрузка, показанная на однолинейной схеме.
Начнем с повреждения, расположенного у зеленого креста, с током повреждения, 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 срабатывает 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, показанное 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, так как это приведет к отключению большей части системы, чем необходимо.
Короткое замыкание, показанное желтым крестиком, имеет очень высокий ток, который воспринимается 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. Справа от пересечение их кривых.Следовательно, 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 полная чистая характеристика (штриховая линия). Полоса между двумя линиями представляет собой допуск данного предохранителя в определенных условиях испытаний. При заданном перегрузке по току определенный предохранитель при тех же обстоятельствах срабатывает одновременно в пределах временнотокового диапазона предохранителя.Кроме того, предохранители имеют обратнозависимую время-токовую характеристику, что означает, что чем больше перегрузка по току, 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 по кабелю, 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 отключал и изолировал входящие кабели до того, как они будут повреждены током короткого замыкания. Поэтому при рисовании TCC мы корректируем 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 неисправности системы, может быть легко поврежден, а кабель неправильного 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, 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 повреждения.
Что такое кривые B, C, D в MCB … ???
Характеристические кривые MCB
Характерная черта Кривая — это кривая между током расцепителя и временем отключения.MCB имеют Характеристики типа B, типа C и типа D. Они показаны ниже,
В классификация типа B, C или D основана на номинальном токе короткого замыкания при какая магнитная операция происходит для обеспечения кратковременной защиты (обычно менее 100 мс) от коротких замыканий. оборудование с высокими пусковыми токами не должно вызывать выключатель отключится без необходимости, но, тем не менее, устройство должно сработать в случае тока короткого замыкания, который может повредить цепь кабели.
Тип Устройства B обычно подходят для домашнего использования. Они могут также может использоваться в легких коммерческих приложениях, где возникают коммутационные перенапряжения. низкий или отсутствует. Устройства Tyne B предназначены для срабатывания при неисправности. токи 3-5 м номинальный ток (В). Например, устройство 104 будет поездка на 30-50А.
Тип Устройства C — нормальный выбор для коммерческих и промышленных приложения, в которых используется люминесцентное освещение, двигатели и т. д. Тип C устройства рассчитаны на срабатывание 5-10 раз In (50-100A для 10A устройство).
Тип Устройства D имеют более ограниченное применение, обычно в промышленном использовании. где можно ожидать высоких пусковых токов. Примеры включают большие системы зарядки аккумуляторов, обмоточные двигатели. трансформаторы. Рентгеновские аппараты и некоторые виды разрядного освещения. Устройства типа D предназначены для срабатывание 10-20 раз (100-200А для прибора на 10А).
Обычный номиналы кабелей относятся к непрерывной работе при указанной установке условия. Кабели, конечно, будут пропускать более высокие токи на короткое время. время без непоправимого ущерба.Автоматические выключатели типа B и C обычно можно выбрать для достижения времени срабатывания, которое защитит проводники цепи от нормальных импульсных токов в соответствии с BS 7671. Этого труднее достичь с устройствами типа D, которые может потребоваться более низкий импеданс контура заземления (Zs) для обеспечения работы плитки время, требуемое Постановлением 413-02-08.
Импульсные токи
Всплеск токи в бытовых установках, как правило, низкие, поэтому тип B устройство адекватное.Например, пусковые токи, связанные с одним или две люминесцентные лампы. Или мотор компрессора в холодильник / морозильник вряд ли вызовет нежелательное срабатывание. Люминесцентные и другие газоразрядные лампы вырабатывают импульсные токи и в то время как одна или две люминесцентные лампы вряд ли вызовут проблему, блок включение ряда люминесцентных ламп в магазине, офисе или на заводе могут создавать значительные пусковые токи. По этой причине устройства типа C рекомендуются для этих приложений.
В величина импульсного тока будет зависеть от номинала лампы, пускового система и тип ПРА, применяемого в светильниках. Авторитетный MCB производители составляют таблицы с указанием количества фитингов конкретную марку и тип, которые можно использовать с их устройствами.
Нежелательное срабатывание
Иногда Выход из строя вольфрамовых ламп накаливания может привести к срабатыванию автоматических выключателей типа B в бытовая и торговая среда. Это вызвано сильным дуговым током. происходит во время сбоя и обычно ассоциируется с лампы низкого качества.По возможности следует поощрять пользователя использовать лампы лучшего качества. Если проблема не исчезнет, тогда один из измерения, перечисленные ниже, следует учитывать.А Устройство типа C может быть заменено устройством типа B, если нежелательные отключение сохраняется, особенно в коммерческих приложениях. Альтернативно можно использовать MCB типа B с более высоким номиналом, например 10А, а не 6А. Какое бы решение ни было принято, установка должна выполняться в в соответствии с BS 7671.
Изменение переход от устройств типа C к устройствам типа D должен производиться только после тщательного учет условий установки, в частности время работы, требуемое Регламентом.
Другие соображения
В важность выбора автоматических выключателей от известных производителей нельзя переоценить. Некоторые импортные товары, утверждая, что имеют Емкость при коротком замыкании 6 кА, при испытании резко провалилась. В в отличие от процедур тестирования, проводимых в британской ASCTA (Association of Органы по тестированию короткого замыкания) являются одними из самых подходит в мире.
Тип B устройства следует использовать только в домашних условиях, где токи маловероятны, и устройства типа C должны использоваться во всех других ситуации.
Подробнее: http://www.studyelectrical.com/2014/07/miniature-circuit-breakers-mcb-types-characteristic-curves.html#ixzz3IH6BcxPc
.