Закрыть

Характеристика автоматических выключателей: назначение, как выбрать, характеристики, типы

Содержание

Автоматические выключатели и их характеристики B, C, D

Основными характеристиками автоматических выключателей являются

Номинальный ток (In):

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

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

номинальное, на которое рассчитана изоляция автомата 

Номинальное напряжение изоляции (Ui)

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

Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (Uimp)

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

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

Отключающая способность:

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

 

Характеристика автоматов В, С, D:

зависимость времени отключения от тока. 

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

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

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

тип В: 3In - 5In;

тип С: 5 In -10 In

тип D:10 In - 20 In

Стандартная времятоковая зона предписывает следующее поведение автоматического выключателя:

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

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

тип C - 15 или 30с

тип D - 4 или 8с.

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

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

Фактическое время срабатывания автомата определяется его индивидуальной времятоковой характеристикой. 

Исходя из вышенаписанного автоматы предназначены:

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

типа С - двигателей,

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

Описание параметра "Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя"

Тип мгновенного расцепления модульных автоматических выключателей указывается одной или двумя латинскими буквами.   Данные символы определяют кратность номинального тока, при которой сработает электромагнитный расцепитель.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие значения:

  • В (3-5In) — защита электронной аппаратуры, систем освещения с лампами накаливания, ТЭНов;
  • С (5-10In) — защита распределительных сетей, систем освещения с газоразрядными лампами, бытовой техники;
  • D (10-20In) — защита трансформаторов и электродвигателей.

Также существуют типы мгновенного расцепления не предусмотренные стандартом - их устанавливают сами производители автоматических выключателей.

  • А (2-3I
    n
    ) — защита от сверхтока электрических цепей с полупроводниковыми приборами, измерительных цепей с преобразователями, а также электропроводок большой протяженности при необходимости их отключения за время не более 0,2с - являются разработкой фирмы SIEMENS.
  • Z (3,2-4,8In) — защита полупроводников и измерительных цепей трансформаторов
  • L (6,4-9,6In) — защита распределительных сетей
  • K (9,6-14,4In) — защита электродвигателей

В случае наличия обозначения MA следует, что данный автоматический выключатель не имеет теплового расцепителя. И следовательно невозможно задать кратность относительно номинального тока. В таких случаях у автоматических выключателей указывается непосредственно значение тока короткого замыкания при превышении, которого сработает электромагнитный расцепитель

B (3-5In)
C (5-10In)
D (10-20In)

A (2-3In) – разработка SIEMENS

Что такое время токовые характеристики автоматических выключателей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

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

Что означают цифры указанные выше?

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

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

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

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

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

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

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

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

Что показано на графике время токовой характеристики

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

.

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

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

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

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

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

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

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

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

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

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

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

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

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

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья - поделись с друзьями!

 

Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)

Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:

  • для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например МЭК 60898;
  • для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности МЭК 60947-2.

Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. h41, h42 и h43).

  Тип расцепителя Защита от перегрузки Защита от короткого замыкания
Бытовые автоматические выключатели (МЭК 60898) Термомагнитный (комбинирован.) Ir = In Нижняя уставка Тип B 3 In ≤ Im ≤ 5 In Стандартная уставка Тип C 5 In ≤ Im ≤ 10 In Верхняя уставкаТип D10 In ≤ Im ≤ 20 In
Модульные промышленные авт. выключатели Термомагнитный (комбинирован.) Ir = In (не регулируется) Нижняя уставка Тип B или Z3,2 In ≤ постоянная ≤ 4,8 In Стандартная уставка Тип C 7 In ≤ постоянная ≤ 10 In Верхняя уставка Тип D или K 10 In ≤ постоянная ≤ 14 In
Промышленные автоматические выключатели (МЭК 60947-2) Термомагнитный (комбинирован. ) Ir = In (не регул.) Постоянная: Im = 7 — 10 In
Регулируется: 0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемая:

— нижняя уставка: 2 — 5 In — стандартная уставка: 5 — 10 In

Электронный Большая выдержка времени 0,4 In ≤ Ir ≤ In Короткая выдержка времени, регулируемая:

1,5 Ir ≤ Im ≤ 10 Ir Мгновенное срабатывание (I), время не регулируется:I = 12 — 15 In

50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).

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

Рис. h41: Диапазоны токов отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для низковольтных автоматических выключателей

Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя

Ir: уставка по току отключения при перегрузке (тепловое реле или реле с большой выдержкой времени) Im: уставка по току отключения при коротком замыкании (магнитное реле или реле с малой выдержкой времени) Ii: уставка расцепителя мгновенного действия по току отключения при коротком замыкании Icu: отключающая способность

Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя

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

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

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

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

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

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

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

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

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

Что означают цифры указанные выше?

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

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

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

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

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

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

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

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

Характеристика Z

Также имеет разброс при работе на постоянном и переменном напряжении и предназначен для обеспечения максимальной защиты электронных устройств управления. Кривая работы приведена ниже:

При работе на переменном напряжении отключение происходит при достижении 2 – 3 номиналов, при постоянном 2 – 5.

Как видим, выбор автоматического выключателя для защиты электрических цепей не такая уж и простая задача, как кажется на первый взгляд. Поэтому при выборе автоматического выключателя необходимо сопоставлять не только номинальные данные (напряжение, ток, фазность), но и знать характеристики работы системы, для которой выбирается автомат, чтобы выбранный вами автоматический выключатель в полной мере обеспечивал защиту вашего оборудования.

Что показано на графике время токовой характеристики

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

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

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

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

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

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

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

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

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

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

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

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

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

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

Похожие материалы на сайте:

Защита человека – превыше всего!

В заключение, скажем о ещё одном устройстве, которое должно стать головным защитным прибором в Вашем щитке. В статье мы рассмотрели аспекты защиты сети и приборов, теперь поговорим, как защитить человека. Для этого используется так называемый выключатель автоматический дифференциального тока, назначение которого кроме отслеживания токов, контролировать «утечки» и нештатные изменения в сети. Проще говоря, данный тип автомата распознаёт, что в сети происходит несанкционированное изменений характеристик, попадающих в разряд «повреждение изоляции», «возможное прикосновение человека к проводам под напряжением» и т.д.

Такое обнаружение приводит к мгновенному обесточиванию участка сети. Иногда автоматические выключатели дифференциального тока называют УЗО (Устройство защитного отключения), МДЗ (Модуль дифференцированной защиты). Они могут быть использованы в комбинации с другими автоматами. Главное отличие этого автомата в том, что он работает на защиту человека от поражения электрическим током. Наиболее актуальны такие устройства для подключения санузлов и ванн (желательно с максимальной чувствительностью) и кухонь. Но сегодня многие предпочитают ставить такие выключатели на все участки сети в квартире.

Мы надеемся, что данная статья будет Вам полезна при выборе УЗО и,как следствие, Ваша электросеть, электрические приборы будут надёжно защищены.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного автоматического выключателя связана с коэффициентом мощности (cos φ) поврежденного участка цепи. В ряде стандартов приводятся типовые значения такого соотношения.

Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:

  • коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т. е. включения и отключения при коротком замыкании;
  • фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице, приведенной на рис. h44 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.

после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:

  —  электрическая прочность изоляции;   —  разъединяющая способность;   —  правильное срабатывание защиты от перегрузки.

Icu cosφ
6 kA 0,5
10 kA 0,3
20 kA 0,25
50 kA 0,2

Рис. h44: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)

Время-токовые характеристики автоматов

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

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

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

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

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

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

Что показано на графике время токовой характеристики

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

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

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

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

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

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

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

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

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

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

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

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

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

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

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

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

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

Автоматы типа МА

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

Приборы класса А

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

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

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

Защитные устройства класса B

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

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

Автоматы категории C

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

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

Автоматические выключатели категории Д

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

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

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

Защитные устройства категории K и Z

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

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

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

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

Наглядно про категории автоматов на видео:

Выбор автоматического выключателя по характеристикам.

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

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

Принцип работы автоматического выключателя

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

Категории (типы) автоматических выключателей

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

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

Автоматические выключатели типа  K приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

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


Количество полюсов автоматических выключателей

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

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

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

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

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

Характеристики автоматических выключателей - Электромонтажные работы Минск МО РБ

Автоматический выключатель, называемый попросту “автоматом” – это знакомое практически каждому электротехническое устройство, предназначенное для отключения сети при возникновении определенного рода проблем. Защита сети от токов, превышающих допустимое значение, давно применяется в электрических схемах. При этом любой аппарат максимально-токовой защиты выполняет две наиболее важные функции – вовремя распознать слишком высокое значение тока и среагировать на него, разорвав цепь до того момента, как ей будут нанесены повреждения.

Высокие токи, в свою очередь, принято разделять на две категории:

1. Большое значение тока, ставшее следствием перегрузки сети;

2. Сверхтоки короткого замыкания, вызванные замыканием фазного и нулевого проводников.

Если в случае с коротким замыканием все предельно просто (современный автомат способен определить КЗ и отключить питание практически мгновенно), то с током перегрузки дела обстоят несколько сложнее. Отличаясь совсем не намного от номинального значения, такой ток может без последствий протекать в сети, в связи с чем, нет нужды в его мгновенном отключении.

Существует целый ряд токов, каждый из которых обладает собственным максимально допустимым временем отключения сети, колеблющимся в диапазоне от нескольких секунд до 20 и более минут. Также должны быть исключены ложные срабатывания, когда ток не несет никакой опасности и в отключении нет необходимости.

Конструкции современных автоматических выключателей предполагают использование одного из трех видов расцепителей, первый из которых – механический, предназначенный для ручного включения и выключения. Также применяется электромагнитная конструкция, отключающая токи короткого замыкания и наиболее сложная – технология тепловой защиты от перегрузок. Как раз характеристика теплового и электромагнитного расцепителей определяет характеристику автоматического выключателя. В данном случае используется буквенное обозначение на корпусе, стоящее перед цифровым обозначением токового номинала аппарата.

По обозначению характеристики судят о том, в каком диапазоне защита от перегрузок срабатывает, а точную регулировку выполняют за счет регулировочного винта, поджимающего биметаллическую пластину, которая реагирует увеличение протекающего электрического тока, разрывая цепь. Кроме того, характеристика “автомата” позволяет определить диапазон максимально-токовой защиты, который зависит от параметров встроенного соленоида.

Итак, все характеристики автоматических выключателей представляют собой зависимость между значением тока нагрузки и временем отключения при его достижении. Далее будут перечислены характеристики “автоматов”, а также описаны их отличия и функциональное назначение.

• Характеристика MA не подразумевает использование теплового расцепителя. В действительности, в его применении не всегда есть необходимость. В качестве примера можно привести электродвигатели, защита которых осуществляется при помощи максимально-токовых реле. Роль же автомата в данном случае заключается в обеспечении защиты от токов КЗ.

• Характеристика А. Отличительной особенностью данной характеристики является то, что тепловой расцепитель срабатывает при превышении номинального значения тока уже на 1,3 единицы со временем отключения около часа. Автоматические выключатели, обладающие характеристикой А, используются в цепях, где нормальный рабочий режим исключает возможность появления кратковременных перегрузок. Один из примеров – цепи с полупроводниковыми устройствами, которые могут выйти из строя при малейшем превышении силы тока.

• Характеристика В. Главное отличие данной характеристики от характеристики А заключается в срабатывании расцепителя только при трех- и более кратном превышении номинального значения тока. При этом соленоид срабатывает всего за 0,015 секунды, а время срабатывания расцепителя теплового типа при трехкратной перегрузке составляет 4-5 секунд. Область применения “автоматов” характеристики B – осветительные и другие сети со сравнительно небольшим пусковым превышением тока.

• Характеристика С для большинства электриков является наиболее известной. В отличие от автоматов В и А, аппараты данной характеристики обладают большей перегрузочной способностью, минимальный порог которой составляет пятикратное повышение, по сравнению с номинальным значением. Наиболее распространены автоматические выключатели С в сетях с нагрузкой смешанного типа, обладающей умеренными пусковыми токами. Благодаря этому, автоматы как раз этого типа устанавливают в бытовых электрощитах.

• Характеристика D. Особенность данной характеристики состоит в большой перегрузочной способности. Минимальный порог срабатывания электромагнитного соленоида в данном случае составляет десятикратное превышение номинального значения тока, а время срабатывания теплового расцепителя может не превышать 0,4 секунды. Основная область применения “автоматов” характеристики D – это подключение электродвигателей с большими пусковыми токами.

• Характеристика K отличается тем, что соленоид обладает большим разбросом срабатывания в цепях переменного и постоянного тока. Так, если для переменного тока гарантированный порог срабатывания составляет 12-кратное превышение номинала, то для постоянного тока перегрузка должна составить 18 токов. Такая особенность позволяет использовать аппараты данной характеристики исключительно для подключения индуктивной нагрузки.

• Характеристика Z также обладает значительным различием гарантированного срабатывания электромагнитной защиты в цепях переменного и постоянного тока. Однако сфера применения таких автоматов – подключение электронных устройств.

Видео-обзор дифавтоматов, УЗО, автоматических выключателей от разных производителей таких как АВВ, Schneider electrik, IEKи многих других от Александра Горшунова

номинальный ток и напряжение, время срабатывания

Если необходимо правильно выбрать для своего электрощита автоматический выключатель, надо знать его характеристики. Самая основная характеристика, на которую ориентируются при покупке этого устройства – это номинальный ток. Именно она красуется на корпусе автоматического выключателя, написанная большими цифрами и буквами.

Основные характеристики «автоматов»

Сегодня существуют автоматические выключатели технические характеристики, которых существенно различаются. Если автоматический выключатель или «автомат» – советского образца, то номинальный ток на нём был написан в привычном для нас виде, например: 16 А. На китайских «автоматах» можно найти только цифровое обозначение, перед которым стоит какая-либо буква. Это также является важной характеристикой, о которой речь пойдёт позже.

Номинальный ток

Прежде чем подбирать нужный автоматический выключатель, надо знать, какая на него ляжет нагрузка. Все приборы, находящиеся внутри помещения и включенные в данную электрическую цепь, называются её потребителями. Нужно рассчитать такую характеристику, как их суммарную мощность, притом – максимальную. Не стоит забывать при этом, что количество приборов, которые можно навесить на одну цепь, определяется не только номинальным током автоматического выключателя, но и возможностями самой проводки.

Важно знать и такие характеристики:

  • сечение провода, которым разведена проводка;
  • номинальный ток.

Говоря о номинальном токе, важно обратить внимание на какой ток рассчитаны установочные элементы, так как для сети они служат не только розетками и выключателями, но и равноправными проводниками. Они обязаны выдерживать такой же ток, что и провода, разведённые по помещению.

Время срабатывания

Помимо номинального тока, существуют у «автоматов» технические характеристики, связанные со временем срабатывания. Ведь во многих случаях это важно: дорогостоящее оборудование не должно успеть выйти из строя при появлении перенапряжения. Для этого у каждого «автомата» обозначается своя времятоковая характеристика. Она показывает, как быстро отключится защищаемая «автоматом» цепь, в зависимости от величины проходящего по ней тока. Для расчёта этого параметра берётся отношение реального тока к номинальному току автоматического выключателя.

В зависимости от этой характеристики срабатывания автоматических выключателей на их корпусе ставится буквенная маркировка. На китайских образцах это как раз и есть та большая буква, которая стоит перед номинальным током. Это могут быть обозначения:

Бытовое использование автоматических выключателей подразумевает превышение номинального тока в 3–10 раз. Такие превышения считаются нормальными для переходных процессов – пусковых токов некоторых устройств. Тип В рассчитан на лампы накаливания, их выключатели или обогреватели. «Автоматы» с такой характеристикой отлично справятся с обслуживанием освещения лестничной клетки, так как у них не наступит срабатывание при пуске нескольких ламп. Зато при коротком замыкании в каком-либо из патронов срабатывание обеспечено.

Если в цепи будут стоять устройства с более серьёзными пусковыми токами – холодильники, климатическое оборудование, газоразрядные лампы или некоторые виды медицинских приборов, то лучше остановить свой выбор на «автоматах» типа С.

Ещё большие пусковые токи бывают при пуске трёхфазных двигателей – приводов лифта. Для этого оборудования используются трёх- или четырёхсекционные автоматические выключатели типа D. На этом типе заканчивается использование «автоматов» в домах.

Типы Z и К рассчитаны на специальное использование. Например, автоматический выключатель типа Z – слишком «тонкая материя»: у него очень низкий порог срабатывания. Такие «автоматы» устанавливаются в цепях, в которые включены прецизионные полупроводниковые приборы, чувствительные к малейшим перепадам напряжения.

А вот автоматические выключатели типа К хорошо работают с индуктивными нагрузками. Напомним, что индуктивный потребитель даёт сильную искру, указывающую на максимальный ток, не в момент включения, а именно в момент размыкания цепи. Именно этот режим будет критическим для любого другого типа автоматического выключателя, но не для типа К.

Номинальное напряжение

Многие не посчитают эту характеристику особо важной, считая что электросеть – это только 220 В. Однако, даже в жилых домах есть подъёмное оборудование – лифты, у которых стоит трёхфазный двигатель, рассчитанный на напряжение 380 В.

Такое напряжение очень легко получить и в квартире при определённой аварии электрощита. Достаточно того, чтобы одна из фаз попала на нулевой провод, как на остальных фазах напряжение может подскочить до 380 В. И не всегда автоматические выключатели могут «отследить» это перенапряжение. А если вовремя не происходит их срабатывание, то электроприборы в квартирах могут выйти из строя.

Срабатывание «автоматов» может не произойти, если их номинальное напряжение составляет 380 В, а не 220 В. Многие жители домов считают, что если поставить автоматический выключатель с запасом по напряжению, то он прослужит дольше. Однако запас стоит выбирать по току, если вы только планируете покупать мощные приборы. Запас должен быть и у самой проводки. В противном случае лучше в квартиру бросить ещё один ввод со своим автоматическим выключателем и провести эту цепь проводом большего сечения и с жилой заземления.

Предельная коммутационная способность

Остался ещё один технический параметр, значение которого надо пояснить. Эта характеристика указывает на тот ток, при котором происходит буквально сварка контактов автоматического выключателя, отчего он перестаёт срабатывать, превращаясь в проводник.

Подать такой большой ток на автоматический выключатель – это хороший шанс устроить пожар в помещении, если только раньше этого автоматического выключателя в цепи не стоит «автомат» с большей предельной коммутационной способностью. Тогда его срабатывание спасёт проводку от перегрева и возгорания изоляции.

Обозначается эта характеристика отдельно для переменного и постоянного тока. Её значение на автоматическом выключателе можно увидеть в прямоугольнике, который расположен ниже основных характеристик: типа «автомата» и номинального тока.

Класс ограничения дуги

Есть ещё такие характеристики, как класс ограничения дуги. При разрыве цепи, в которой значение тока «зашкаливает», всегда возникает дуга. В автоматических выключателях для этого присутствует специальная камера гашения дуги. Класс ограничения дуги показывает, насколько быстро происходит гашение не той дуги, которая возникает при разрыве цепи в «автомата», а той, которая возникает именно в месте короткого замыкания, возникшего во внешнем выключателе, розетке, распределительной коробке или электрическом приборе.

Таким образом, подробно изучив основные электротехнические параметры «автоматов», не составит особого труда выбрать оптимально подходящий вариант. Вышеизложенная информация, также поможет существенно увеличить их срок эксплуатации.

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 служебных обязанностей.

Типы автоматических выключателей

Наиболее 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, сильно нагруженных цепей и конечных подсхем в коммерческих и промышленных установках. Они доступны со встроенными реле защиты, обеспечивающими возможность выбора уставок перегрузки по току.
Воздушный выключатель (ACB) Воздушный 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 выключателя

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

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 Типичный механизм выключателя

Рисунок 1f Как работают деионно-дуговые камеры

Температура

Снижение номинала

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

Задержка теплового отключения гарантирует, что кратковременные перегрузки не вызовут отключение; но если 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 выключатели

спроектированы 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 выключателя

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

Основные параметры и характеристики автоматических выключателей

К характеристикам автоматических выключателей в основном относятся: номинальное напряжение Ue; номинальный ток In; диапазон уставок тока срабатывания 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 отключения 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 управляющее оборудование для низковольтных автоматических выключателей» (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 токовую нагрузку;

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, автоматический выключатель 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 и переходным процессом короткого замыкания) 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 отключение автоматического выключателя при включении и коротком замыкании автоматического выключателя, что позволяет избежать расширения масштабов аварии.

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

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

Определение

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

Подробнее: Миниатюрный автоматический выключатель (MCB) - Принцип работы

Кривая отключения класса B

Автоматический выключатель с характеристиками срабатывания класса B мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, в 3-5 раз превышает номинальный ток. Эти автоматические выключатели подходят для защиты кабеля.

Кривая отключения класса C

MCB с характеристиками отключения , класс C мгновенно срабатывает, когда ток, протекающий через него, превышает номинальный ток в 5-10 раз.Подходит для использования в быту и в жилых помещениях, а также для электромагнитных пусковых нагрузок со средними пусковыми токами.

Кривая отключения класса D

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

Кривая отключения класса K

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

Кривая отключения класса Z

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

Кривая отключения класса A

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

Чаще всего используются автоматические выключатели

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

Наручные часы: кривые отключения MCB лучше.

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

Важность типов кривых отключения MCB

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

Кривые срабатывания других автоматических выключателей

Все автоматические выключатели, такие как MCCB, ACB, VCB и т. Д., Имеют свои собственные характеристики отключения.Единственное, что может не соответствовать категоризации MCB. Кроме того, типы кривых автоматического выключателя не одинаковы для всех типов автоматических выключателей. Он варьируется от одного типа автоматического выключателя к другому и зависит от многих конструктивных факторов.

Узнать больше о MCB :

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

Различий и сходств между выключателями кривой K и D

Сравнение характеристик теплового и магнитного отключения


Миниатюрный автоматический выключатель (MCB) - это сбрасываемое защитное устройство, которое предотвращает возгорание электрических цепей и нанесение ущерба персоналу и имуществу.Это устройство, предназначенное для изоляции цепи во время перегрузки по току без использования плавкого элемента.

Есть два типа событий перегрузки по току; тепловая перегрузка и короткое замыкание.

  • Тепловая перегрузка: Тепловая перегрузка - это медленная и небольшая перегрузка по току, которая вызывает постепенное увеличение допустимой нагрузки и температуры цепи. Этот тип события характеризуется небольшим увеличением нагрузки (допустимой нагрузки) в цепи и прерывается тепловым расцепителем автоматического выключателя.
  • Короткое замыкание: Короткое замыкание - это сильная перегрузка по току, которая приводит к увеличению допустимой нагрузки цепи. Этот тип события характеризуется резким увеличением нагрузки (допустимой нагрузки) в цепи и прерывается магнитным расцепителем выключателя.
  • Отключающие характеристики

MCB графически представлены в виде диаграммы срабатывания. На диаграмме показана реакция теплового и магнитного отключающих элементов на различные ситуации перегрузки и короткого замыкания.

Компоненты кривой срабатывания

  • Область температур: Область кривой отключения, представляющая характеристики отключения биметаллического расцепителя.
    • Область отключения имеет наклон из-за постепенной перегрузки, нагрева и изгиба термоэлемента с течением времени.
  • Магнитная область: Область кривой отключения, представляющая характеристики отключения магнитного расцепителя
    • Зона отключения не имеет наклона из-за мгновенного действия магнитного элемента во время короткого замыкания.

Примеры интерпретации кривых отключения - считывание кривых отключения

Пример 1: Характеристика теплового отключения

  • 10A B Прерыватель кривой
  • Тепловая перегрузка при 20 А

Чтобы определить время, за которое выключатель отключится при нагрузке 20 А

  • Найдите 20A в нижней части кривой - выключатель на 20A при двукратном токе равен 20A
  • Следуйте по линии допустимой нагрузки до области срабатывания "время" кривой

Выключатель сработает при тепловой перегрузке от 10 до 100 секунд.Гарантируется, что выключатель не сработает раньше, чем через 10 секунд, и сработает не более 100 секунд. Прерыватель может сработать в любое время от 10 до 100 секунд.

Пример 2: Характеристика магнитного отключения

  • 10A B Прерыватель кривой
  • Короткое замыкание на 70A

Для определения времени, за которое выключатель отключится при коротком замыкании 70.

  • Найдите 70A в нижней части кривой - прерыватель 10A @ 7X ток равен 70A
  • Обратите внимание на «время» в нижнем левом углу оси диаграммы

Автоматический выключатель сработает при коротком замыкании между ними.001 и 01 секунды. Гарантируется, что выключатель сработает не позднее, чем за 0,01 секунды при любом коротком замыкании, равном 70A.

Общие кривые срабатывания MCB


Существует несколько типов кривых MCB, которые производители предоставляют для защиты цепей в различных приложениях. Наиболее распространены кривые B, C и D. Один производитель MCB также производит кривые K и Z.

  • Прерыватели кривой B: Отключение при токе, превышающем номинальный ток в 3-5 раз в случае короткого замыкания.Автоматические выключатели с кривой B следует применять там, где нагрузки являются резистивными и не имеют пускового тока. Идеальное применение - освещение или электронные схемы.

  • Прерыватели кривой C: Срабатывание при 6-10-кратном номинальном токе в случае короткого замыкания. Автоматические выключатели с кривой C следует применять там, где нагрузки имеют небольшой пусковой ток при запуске. Идеальное применение - это схема с небольшой трансформаторной нагрузкой.

  • Прерыватели кривой D: Срабатывание при 10-15-кратном номинальном токе.Автоматические выключатели с кривой D следует применять там, где нагрузки имеют высокий уровень пускового тока при запуске. Идеальное применение - это схема с моторной нагрузкой.

Автоматические выключатели с кривой K –vs- Автоматические выключатели с кривой D

Прерыватели кривых K и D предназначены для двигателей, в которых допустимая токовая нагрузка увеличивается быстро и мгновенно во время «пуска». Обе кривые могут «преодолевать» кратковременный скачок тока и предотвращать ложное срабатывание, обеспечивая при этом защиту цепи.

Автоматические выключатели с кривыми K и D имеют практически идентичные характеристики отключения.Характеристики срабатывания магнитного элемента идентичны для двух кривых, а характеристики срабатывания теплового элемента немного отличаются.

E-T-A Характеристики теплового отключения по кривой D в зависимости от характеристик теплового отключения по кривой K


Пример:

  • 10A D Прерыватель кривой
  • Тепловая перегрузка при 20 А

Для определения времени, за которое выключатель отключится при нагрузке 20 А.

  • Найдите 20A в нижней части кривой - прерыватель 10A при 2X токе равен 20A
  • Следуйте по линии допустимой нагрузки до области срабатывания "время" кривой

Выключатель сработает при тепловой перегрузке от 10 до 100 секунд.Гарантируется, что выключатель не сработает раньше, чем через 10 секунд, и сработает не более 100 секунд. Прерыватель может сработать в любое время от 10 до 100 секунд.

Давайте теперь сравним это с автоматическим выключателем на 10 А с температурной перегрузкой 20 А.

Прерыватель кривой K срабатывает при тепловой перегрузке от 6 до 350 секунд. Гарантируется, что выключатель не сработает раньше, чем через 6 секунд, и отключение не займет больше 350 секунд. Прерыватель может сработать в любое время от 6 до 350 секунд.

E-T-A Характеристики магнитного отключения по кривой D в сравнении с характеристиками магнитного отключения по кривой K


Пример:

  • Прерыватель кривой 10A K и прерыватель кривой 10A D
  • Короткое замыкание на 100A

Оба выключателя имеют элемент, срабатывающий в 10–15 раз больше номинального тока. Оба выключателя сработают при коротком замыкании в интервале от 0,001 до 0,01 секунды. И оба выключателя гарантированно сработают не позднее.01 секунда для любого короткого замыкания, равного 100А или больше.

Анализ кривых K и D


  • Магнитный элемент: Магнитный элемент MCB кривой K и кривой D идентичен. Оба выключателя прерывают короткое замыкание при токе, в 10 раз превышающем номинальный (или больший), не позднее, чем за 0,01 секунды.
  • Минимальное отключение теплового элемента: MCB с кривой D отключит перегрузку при двукратном номинальном токе за 10 секунд или больше. MCB с кривой K отключит перегрузку при двукратном номинальном токе за 6 секунд или больше.Кривая D отстает на 4 секунды по сравнению с кривой K. Дополнительные 4 секунды дают схеме больше времени для «прохождения» высокого броска при запуске и предотвращения ложных срабатываний.
  • Полоса пропускания теплового элемента: Полоса пропускания срабатывания кривой K при двукратном номинальном токе составляет от 6 до 350 секунд. Полоса срабатывания кривой D при 2-кратном номинальном токе составляет от 10 до 100 секунд. Различия между полосами пропускания демонстрируют точность калибровки и контроля качества.Прерыватель кривой D от E-T-A имеет гораздо меньшую полосу допуска и требует более высокого уровня регулировки во время производства и проверки контроля качества.

Эксплуатационные характеристики автоматических выключателей


BS 7671 определяет автоматический выключатель как

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

При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать с учетом следующих факторов:

  • максимум потребность груза
  • ток несущая способность кабеля цепи
  • Тип
  • необходимого автоматического выключателя (B, C или D), в зависимости от характеристик нагрузки
  • рама размер выключателя
  • окружающий температура в месте установки
  • проспект ток короткого замыкания в точке установки
  • г. необходимость в резервной защите.

Источники:

  1. Институт Юго-Западного Сиднея - Миллер
  2. Schneider Electric
  3. BS 7671

Отключающая характеристика автоматического выключателя

Что такое отключающие характеристики?

Характеристики отключения описывают работу и поведение автоматических выключателей при отключении в случае перегрузки или короткого замыкания. Комбинация кривых отключения электромагнитного расцепителя и теплового биметаллического расцепителя дает общую кривую отключения для защиты от перегрузки.

Для автоматических выключателей доступны различные характеристики отключения в зависимости от типа компонента или оборудования, которые должны быть защищены в соответствии со стандартами IEC / EN 60898-1 и IEC / EN 60947-2.

Сравнение отключающих характеристик:

Стандартный

Отключение
кривая

Тепловой расцепитель

Расцепитель электромагнитный

Обычный
без отключения
ток

Обычное отключение

ток

Отключение
время

Удерживать
ток
скачки

Поездка на
минимум на

Отключение
время

МЭК / EN 60898-1

В

1.13 х В

> 1 ч.

3 x дюйм

> 0,1 с

1,45 x дюйм

<1ч

5 x дюйм

<0,1 с

С

1,13 x дюйм

> 1 ч.

5 x дюйм

> 0.1с

1,45 x дюйм

<1ч

10 дюймов

<0,1 с

D

1,13 x дюйм

> 1 ч.

10 дюймов

> 0,1 с

1.45 х В

<1ч

20 x дюйм

<0,1 с

МЭК / EN 60947-2

К

1,05 x дюйм

> 1 ч.

10 дюймов

> 0,2 с

1.2 х В

<1ч

14 x дюйм

<0,2 с

1,5 x дюйм

<2 мин.

6,0 x дюйм

> 2 с

Z

1.05 х В

> 1 ч.

2 x дюйм

> 0,2 с

1,2 x дюйм

<1ч

3 x дюйм

<0,2 с

1,5 x дюйм

<2 мин.

6.0 х В

> 2 с


Типовые нагрузки по кривой срабатывания

Кривая Z

Разработан для защиты цепей, которым требуется очень низкая уставка отключения при коротком замыкании (пример: полупроводники)

Кривая B

Разработан для защиты кабеля (Ex: цепи управления, освещение)

Кривая C

Разработан для пусков со средним магнитным полем (Пример: панели освещения, панели управления)

Кривые D и K

Разработан с учетом высоких пусковых нагрузок (Ex: двигатель или цепи преобразования)


Почему автоматические выключатели имеют разные характеристики отключения?

Автоматические выключатели должны срабатывать достаточно быстро, чтобы избежать отказа оборудования или проводки, но не настолько быстро, чтобы вызывать ложные или ложные срабатывания.Чтобы избежать нежелательных срабатываний, автоматические выключатели должны иметь соответствующий размер, позволяющий компенсировать перегрузку по току. Нам нужны разные кривые отключения, чтобы сбалансировать правильную защиту от перегрузки по току и оптимальную работу машины.


Что такое кривая отключения?

Кривая отключения показывает расчетное время отключения автоматического выключателя. Ось X представляет собой кратный рабочий ток автоматического выключателя. Ось Y представляет время отключения. Логарифмическая шкала используется для отображения времени с.001 секунда при кратном рабочем токе.

Два основных компонента кривой отключения:

  1. Кривая отключения по температуре: Это кривая отключения для биметаллической полосы, которая предназначена для более медленных сверхтоков, чтобы учесть бросок / запуск. (См. Кривые ниже)
  2. Кривая срабатывания электромагнитного срабатывания: Это кривая срабатывания катушки или соленоида. Он разработан, чтобы быстро реагировать на большие перегрузки по току, например, на короткое замыкание. (См. Кривые ниже)


При меньших токах перегрузки активно только тепловое отключение.С определенного предела электромагнитный расцепитель должен срабатывать в пределах допуска.


Что такое кривая B?

Кривая B предназначена для защиты кабелей и сигнальных устройств низкого уровня, таких как ПЛК. Электромагнитный расцепитель в три-пять раз превышает номинальный ток дополнительного устройства защиты (3 ~ 5 x In). Быстрое время срабатывания этих устройств сводит к минимуму повреждение проводов цепи управления из-за неисправностей низкого уровня.


Что такое кривая C?

Curve C разработан для приложений с умеренными пусковыми токами, таких как освещение, цепи управления, катушки, компьютеры и бытовая техника.Электромагнитное расцепление в пять-десять раз превышает номинальный ток дополнительного устройства защиты (5 ~ 10 x In). Более высокий уровень мгновенного срабатывания предотвращает ложное срабатывание, а защищаемые компоненты обычно могут выдерживать более высокие токи короткого замыкания без повреждений.


Что такое кривая D?

Curve D разработан для приложений с высокими пусковыми токами, например, трансформаторов, источников питания и нагревателей. Электромагнитное срабатывание в десять-двадцать раз превышает номинальный ток дополнительного устройства защиты (10 ~ 20 x In).Высокий уровень мгновенного срабатывания предотвращает ложное срабатывание, а защищаемые компоненты обычно могут выдерживать более высокие токи короткого замыкания без повреждений.


Что такое кривая K?

Curve K разработан для приложений с высокими пусковыми токами. Электромагнитное срабатывание в десять-четырнадцать раз превышает номинальный ток дополнительного устройства защиты (10 ~ 14 x In).


Что такое кривая Z?

Curve Z разработан для приложений с очень низкими пусковыми токами.Электромагнитный расцепитель в два-три раза превышает номинальный ток дополнительного устройства защиты (2 ~ 3 x In). Этот тип автоматических выключателей очень чувствителен к короткому замыканию и используется для защиты высокочувствительных устройств, таких как полупроводниковые устройства.

Продолжить чтение

Автоматический выключатель

- D&F Liquidators

Автоматический выключатель Ликвидаторы D&F

Содержание

  1. Что такое автоматический выключатель?
  2. Конструкция и компоненты автоматического выключателя
  3. Среда для гашения дуги
  4. Привод выключателя
  5. Номинальное напряжение
  6. Прерыватели отказов
  7. Миниатюрный автоматический выключатель
  8. Способы монтажа автоматического выключателя

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель - это автоматический выключатель безопасности, который работает путем измерения тепла или тока, протекающего по цепи.Если это превышает заранее установленный предел, они «отключаются» и отключают подачу электроэнергии как можно быстрее. В отличие от предохранителей, после устранения неисправности они не требуют замены и могут быть просто сброшены.

Автоматический выключатель является неотъемлемой частью любой электрической системы. При использовании в сочетании с надлежащим заземлением они могут защитить от поражения электрическим током. Автоматический выключатель также защищает приборы, электропроводку и имущество от опасностей возгорания и других повреждений, возникающих в результате ненормального протекания тока, короткого замыкания, перегрузки и нагрева.

Конструкция и компоненты автоматического выключателя

Почти все автоматические выключатели состоят из пяти основных компонентов:

  1. Внешний кожух:

    Это внешняя оболочка, закрывающая другие части. По номинальному току и напряжению они делятся на три типа:

    Литой корпус: Обычно используется в выключателях низкого напряжения

    Изолированный корпус: Используется в автоматических выключателях среднего напряжения и силы тока

    Металлическое покрытие: Как правило, для автоматических выключателей высшего класса среднего номинала

  2. Электрические контакты:

    В автоматическом выключателе есть два контакта - фиксированный контакт и беспотенциальный контакт (который управляется автоматическим выключателем).Когда выключатель срабатывает, беспотенциальный контакт отходит от неподвижного контакта и отключает подачу электроэнергии в цепь.

  3. Устройство тушения электрической дуги:

    Когда контакты размыкаются, электричество может проскочить через промежуток между последними контактирующими частями. Это создает электрическую дугу, которая может достигать очень высоких температур. Чтобы предотвратить повреждение и предотвратить повторное возникновение дуги, автоматический выключатель использует механизм гашения дуги, чтобы остановить эти дуги.

  4. Основные рабочие механизмы: Автоматические выключатели

    могут отключать питание разными способами. Это могут быть подпружиненные переключатели, соленоиды, гидравлические и пневматические переключатели.

  5. Элементы отключения:

    Ток, протекающий по цепи, создает тепло и магнитное поле. Элементы отключения откалиброваны для использования одного или обоих этих факторов для измерения тока и напряжения и отключения переключателя в случае превышения максимальных номинальных значений.

Существует много типов автоматических выключателей, и их можно классифицировать на основе напряжения (высокое, среднее и низкое) или других характеристик, таких как средства гашения дуги и рабочий механизм:


  1. Автоматический выключатель на масляной основе:

    В автоматических выключателях на масляной основе оба контакта погружены в изоляционное минеральное масло. Когда прерыватель срабатывает и контакты размыкаются, возникающая дуга испаряет масло, которое разлагается и образует барьер из сжатого водорода вокруг дуги.Это предотвращает дальнейшее искрение после разрыва цепи.

    Масляные автоматические выключатели

    используют больший объем масла как для гашения дуги, так и для изоляции, в то время как минимальные масляные автоматические выключатели используют меньшие объемы масла только в качестве среды прерывания.

  2. Воздушный выключатель:

    Воздушные автоматические выключатели могут использоваться как в цепях низкого, так и в некоторых цепях среднего напряжения. Они работают за счет увеличения напряжения дуги, которое является минимальным напряжением, необходимым для поддержания дуги.Как только он достигает точки, превышающей напряжение питания, дуга гаснет.

    Эти прерыватели подразделяются на два типа - простые воздушные и воздушные. В зависимости от конструкции они могут обеспечить прерывание дуги путем охлаждения плазмы дуги, увеличения длины дуги, которая должна пройти, или разделения одной дуги на несколько дуг.

  3. Автоматический выключатель SF6:

    Эти автоматические выключатели получили свое название от гексафторида серы (SF6), который является отличным изолятором, поглощающим отрицательные ионы.Камера вокруг контактов заполнена газом, и электрическая дуга вызывает химическую реакцию, которая увеличивает напряжение дуги.

    В автоматических выключателях

    SF6 обычно используются один, два или четыре прерывателя, в зависимости от необходимого уровня напряжения. Обычно они не считаются экологически безопасными, поскольку SF6 является парниковым газом.

  4. Вакуумный выключатель:

    Несмотря на то, что они существуют уже более полувека, вакуумные выключатели все еще находятся в стадии разработки.Они почти исключительно используются в цепях среднего напряжения из-за их компактных размеров, высокой надежности и низких эксплуатационных расходов.

    Прерывание дуги происходит в стальной камере с симметрично расположенными керамическими изоляторами, где поддерживается очень высокий вакуум.

Привод выключателя


  1. Тепловой выключатель:

    Тепловые выключатели используют тепло как меру тока, протекающего по цепи, и отключаются, когда температура превышает определенную.Две полоски из разного металла соединяются вместе, образуя полоску, завершающую цепь. По мере увеличения тока металлы нагреваются и расширяются с разной скоростью, вызывая деформацию полосы и переключение переключателя, который отключает источник питания.

    После того, как выключатель достаточно охладится, выключатель может быть задействован вручную, чтобы возобновить подачу питания в цепь. Эти типы выключателей не работают мгновенно, и между перегрузкой и отключением существует задержка

  2. Магнитный автоматический выключатель:

    Эти выключатели используют электромагнитную энергию, создаваемую электричеством, для отключения переключателя и отключения источника питания.Прерыватель соединен с переключателем и удерживается пружиной. По мере прохождения тока через прерыватель генерируемое электромагнитное поле становится сильнее.

    Когда она превышает максимальную номинальную мощность выключателя, магнитная сила преодолевает потенциальную энергию пружины, и переключатель срабатывает. Магнитные выключатели отключаются почти сразу после перегрузки цепи, и, в отличие от тепловых выключателей, они также могут быть сброшены немедленно.

  3. Гибридный автоматический выключатель:

    Комбинируя как магнитные, так и тепловые выключатели, гибридные автоматические выключатели могут сочетать в себе преимущества обоих.В них используются магнитные выключатели для мгновенной защиты от скачков и коротких замыканий, а также тепловые выключатели для предотвращения перегрева от длительных тяжелых нагрузок.

Каждый автоматический выключатель рассчитан на работу в определенном диапазоне напряжений, поэтому их также можно разделить на категории по номинальному напряжению:

  1. Автоматический выключатель высокого напряжения:

    Хотя глобального стандарта не существует, по данным Международной электротехнической комиссии (МЭК), автоматические выключатели для управления линиями передачи большой мощности рассчитаны на 72 балла.5 кВ и выше. Однополюсные автоматические выключатели позволяют отключать одну фазу, что может повысить стабильность и сократить общее время отказа. Автоматические выключатели постоянного тока высокого напряжения (HVDC) используются для обработки энергии, вырабатываемой и подаваемой из возобновляемых источников.

    В выключателях этих типов обычно используются выключатели с электромагнитным приводом или размыкающие выключатели, а из-за больших нагрузок в них используются сложные средства гашения дуги, такие как SF6 и CO2. Поскольку безопасность имеет решающее значение для более высокого напряжения, в высоковольтных выключателях почти всегда используются различные средства защиты от сбоев, в том числе:

    Трансформаторы тока с реле защиты

    Защита от перегрузки и замыкания на землю

    Корпуса, поддерживающие линейный потенциал (действующий резервуар) или потенциал земли (мертвый резервуар)

  2. Автоматический выключатель среднего напряжения (MV): Выключатели

    номиналом от 1 до 72 кВ относятся к категории выключателей среднего напряжения.Выключатели с более низким номиналом (например, для использования внутри помещений) обычно устанавливаются в распределительных устройствах в металлическом корпусе, в то время как более крупные, защищающие фидерные линии от подстанций, устанавливаются отдельно как компоненты.

    Параметры

    для выключателей среднего напряжения регулируются международными стандартами, такими как IEC 62271, и почти всегда используют защитные реле и датчики тока вместо тепловых или магнитных механизмов отключения. Выключатели среднего напряжения можно дополнительно классифицировать по средствам гашения дуги:

    Вакуумные выключатели

    имеют номинальный ток более 6300 А и номинальное напряжение до 40.5кв. Как правило, они служат дольше и требуют меньшего обслуживания.

    Воздушные автоматические выключатели

    также рассчитаны на токи от 6300 А и более, хотя часто имеют регулируемые уровни срабатывания и задержки. Они часто используются в промышленных приложениях для распределения электроэнергии.

    Автоматические выключатели

    SF6 завоевали популярность по сравнению с жидкостями для гашения дуги из-за растущих экологических проблем при разливе нефти

  3. Автоматический выключатель низкого напряжения: Выключатели

    LV используются при максимальном напряжении около 1000 В переменного тока и включают в себя автоматические выключатели (MCB).Чаще всего они используются в домах и офисах и могут быть установлены ярусами на распределительном щите или шкафу распределительного устройства для облегчения доступа, перенастройки и замены. В автоматических выключателях в литом корпусе используются тепловые или магнитные датчики перегрузки, они доступны на номинальный ток до 2500 А.

    Выключатели низковольтные бывают трех типов:

    Тип B сработает, если на него будет подаваться 3-5-кратный ток полной нагрузки

    Тип C может выдерживать более тяжелые нагрузки, в 5-10 раз превышающие ток полной нагрузки

    Тип D имеет максимальную нагрузочную способность, в 10–20 раз превышающую ток полной нагрузки.

Автоматические выключатели предназначены для устранения различных неисправностей в зависимости от их предполагаемого использования:

  1. Прерыватели тока замыкания на землю:

    Они используются для обеспечения дополнительной защиты цепей, которые могут непреднамеренно контактировать с водой. GFCI измеряют ток, протекающий как в цепь, так и из нее, чтобы обнаружить любые утечки тока или замыкания на землю, которые возникают, когда прибор падает в воду или когда человек вступает в непосредственный контакт с цепями под напряжением.

  2. Прерыватели цепи при дуговом замыкании:

    Дуга возникает постоянно, даже когда вы выключаете выключатель. AFCI - это интеллектуальные прерыватели, которые могут отличить нормальную дугу от дуги необычно сильной. Если выключатель обнаруживает потенциально опасную дугу, он быстро отключает питание цепи и предотвращает короткое замыкание и опасность пожара

    Убедитесь, что вы знаете разницу между AFCI и GFCI и где их правильно использовать.

Миниатюрный автоматический выключатель

Автоматические выключатели

- это наиболее часто используемые выключатели в цепях низкого напряжения. В одной цепи может быть несколько цепей меньшего размера, каждая из которых управляется автоматическим выключателем, поэтому в случае неисправности отключается только затронутая цепь. Они более надежны и чувствительны, чем предохранители, и намного проще в эксплуатации, поскольку их можно просто снова включить после устранения неисправности.

Способы монтажа автоматического выключателя

Существуют различные методы монтажа и установки автоматических выключателей, каждый из которых предназначен для удовлетворения определенных требований.Способы монтажа можно разделить на следующие категории:

  1. Стационарная установка:

    Наиболее доступная установка - это установка, в которой автоматический выключатель подключается к силовой раме и закрепляется болтами внутри корпуса. Такой монтаж также позволяет устанавливать выключатель спереди. Эти устройства надежны и обычно рассчитаны на напряжение до 600 вольт. Провода или секционные шины обеспечивают питание, которое необходимо отключить перед снятием и заменой выключателя.

  2. Съемный Навесной:

    Другой тип установки с фронтальной установкой, съемный автоматический выключатель, отличается умеренной ценой и высокой надежностью. Этот двухэлементный монтаж имеет основание, которое прикручено и жестко закреплено на раме, где выключатель с изолированными частями вставлен для электрического сопряжения с ним. Этот метод монтажа также подходит для напряжения 600 В или меньше, он позволяет легко снимать и заменять автоматический выключатель, но сначала необходимо отключить нагрузку.

  3. Выкатной монтаж:

    Как и съемные выключатели, выкатные автоматические выключатели состоят из двух частей - основание с болтовым креплением и жесткой проводкой с электрически соединенным вставным выключателем. Основное отличие состоит в том, что эти автоматические выключатели могут использоваться при любом напряжении, и они являются наиболее дорогостоящим вариантом. Выкатные выключатели блокируются в целях безопасности, поэтому питание автоматически отключается при снятии одного блока, в отличие от отключения питания всех автоматических выключателей, установленных в больших корпусах.

    Эти устройства также довольно большие и громоздкие, а их вес затрудняет манипулирование ими вручную.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *