Закрыть

Номинал автоматических выключателей по току: Номиналы автоматических выключателей по току

Содержание

Номиналы автоматических выключателей по току

Номинальный ток автомата

Пришло время разобраться с тем, что на деле означает номинальный ток автомата и какой при этом будет ток срабатывания защиты. Для тех, кто понимает разницу между действующим и мгновенным значениями, уточняю, что все параметры автоматов, связанные с током или напряжением — это действующие значения, если это особо не оговорено. Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п.3.5.1), Номинальный ток автоматического выключателя есть значение тока, определяющее рабочие условия, для которых он спроектирован и построен. Кратко и точно.

Распространенная ошибка — часто люди считают, что номинальный ток и есть ток срабатывания. На самом деле, исправный автоматический выключатель никогда при номинальном токе не сработает. Более того, он не сработает даже при 10% перегрузке. При большей перегрузке автомат отключится, но это не значит, что он отключится быстро. Обычный модульный автомат имеет 2 расцепителя: медленный тепловой и быстро реагирующий электромагнитный.

Тепловой расцепитель в своей основе содержит биметаллическую пластину, которая нагревается от проходящего через нее тока. От нагрева пластина изгибается, и при определенном положении воздействует на защелку, и выключатель отключается. Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку со втягивающимся сердечником, который при большом токе также воздействует на защелку, отключающую автомат. Если назначение теплового расцепителя — отключать автомат при перегрузках, то задача электромагнитного — быстрое отключение при коротких замыканиях, когда значение тока в разы превышает номинальное.

Ряд значений номинальных токов

Мне приходилось устанавливать автоматические выключатели номиналом от 0.2А. Вообще, мне встречались модульные автоматы следующих номиналов: 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1, 1.6, 2, 2.5, 3, 3.15, 4, 5, 6, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 Ампер. Максимальный номинал автомата, предназначенного для работы в сетях 0.4 кВ, который я видел — 6300А.

Это соответствует трансформатору мощностью 4МВА, ну а более мощных трансформаторов под это напряжение у нас не делают, это предел. Cказать, что номиналы строго соответствуют какому-то единому стандартному ряду, как например Е6, Е12 у радиоэлементов, я не могу. Создается впечатление, что лепят кто во что горазд. С автоматами выше 100А ситуация примерно такая же. Тем не менее, существует и действует поныне стандарт ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел». Согласно этому стандарту, номиналы должны соответствовать определенным рядам значений. Основной ряд R5, который определяет следующую шкалу номинальных значений: 1, 1.6, 2.5, 4, 6.3, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160 и т.д.
Как видим, ряд состоит из пяти повторяющихся значений, просто после каждого цикла сдвигается десятичная точка. Если есть спрос на более точный подбор, ГОСТом предусмотрены ряды R10 (1, 1.25, 1.6, 2, 2.5, 3.15, 4, 5, 6.3, 8) иR20 (1, 1.12, 1.25, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.24, 2.5, 2.8, 3.15, 3.55, 4, 4.
5, 5, 5.6, 6.3, 6.3, 7.1, 8, 9).
При этом, в обоснованных случаях, допускается некоторое округление (например 3.2 вместо 3.15 или 6 вместо 6.3). Думаю, нет нужды расписывать стандарт более подробно, каждый желающий может его найти и почитать.

Но и это еще не все. В том же ГОСТ Р 50345-2010 есть глава 5.3 под названием «Стандартные и предпочтительные значения». Согласно ей, предпочтительными значениями номинального тока модульных автоматов являются: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.

Разновидности защитных устройств

Существует несколько видов АВ, которые подключаются в сеть с целью контроля состояния проводки и, в случае необходимости, прекращения подачи тока. Они могут быть следующими:

  • Мини-модели (маленьких габаритов).
  • Воздушные (открытого типа).
  • Устройства защитного отключения (сокращенное наименование — УЗО).
  • Закрытые (элементы устройств размещены в литом корпусе).
  • Дифференциальные (автоматические выключатели, совмещенные с УЗО).

Мини-модели

Эти аппараты предназначены для работы в цепях, нагрузка в которых невысока. Функцией дополнительной регулировки они обычно не обладают. В этом ряду представлены устройства, которые могут выдерживать ток осечки величиной 4,5 – 15А. Для заводскихх мощностей они не подходят, поскольку сила тока на предприятиях значительно выше их номинала. Поэтому подключают их, как правило, в бытовую проводку.

Большой популярностью пользуются автоматы, входящие в производственную линейку французской фирмы Schneider Electric. Номиналы АВ, выпускаемых этой компанией, могут составлять 2 – 125А, поэтому можно выбрать пакетник для домашних линий различной мощности.

Воздушные (открытые) устройства

Если суммарная мощность приборов, подключенных в сеть, велика, и номиналы автоматов, о которых говорилось выше, недостаточны, следует выбирать воздушные защитные устройства. Номинальный ток отсечки пакетников открытого типа на порядок превышает аналогичный показатель мини-моделей. Чаще всего они бывают трехполюсными, но в последнее время многие компании наладили производство четырехполюсных автоматов.

Защитные устройства открытого типа следует устанавливать в распределительных шкафах, оснащенных изнутри специальными DIN-рейками.

Если класс защиты шкафа – от IP55, то его можно размещать вне здания. Корпус этого оборудования сделан из тугоплавкого металла и надежно защищен от проникновения влаги, что позволяет обеспечить высокий уровень безопасности автоматов, расположенных внутри него.

Воздушные АВ имеют большое преимущество перед миниатюрными. Оно заключается в возможности настройки их номинальных характеристик с помощью специальных вставок, которые ставятся на активный контакт.

Закрытые автоматические выключатели

Корпус этих устройств отливается из тугоплавкого металла, что обеспечивает их идеальную герметичность и делает пригодными для эксплуатации в тяжелых условиях. Максимальный показатель напряжения, который могут выдерживать такие автоматы, составляет 750В, а тока – 200А. Закрытые АВ классифицируются по типу действия на следующие группы:

  • Регулируемые.
  • Тепловые.
  • Электромагнитные.

Выбирать оптимальный тип следует, исходя из решаемых задач.

Наиболее высокой точностью обладают электромагнитные закрытые автоматы, определяющие с минимальной погрешностью среднеквадратичный показатель активного электротока и моментально обесточивающие сеть в случае КЗ, не допуская серьезных последствий.

Электромагнитные автоматы успешно используются для контроля функционирования моторов заводских станков, а также другого мощного оборудования, поскольку они могут выдерживать силу тока величиной до 70 кА. Цифра, обозначающая номинал автомата по току, нанесена на его корпус.

Все типы закрытых выключателей могут иметь от двух до четырех полюсов. Благодаря этому они могут быть использованы для защиты электросетей любых зданий и сооружений жилого и нежилого типа.

Устройства защитного отключения

В качестве самостоятельных защитных аппаратов использовать устройства защитного отключения не следует, поскольку их основной задачей является защита человека от внезапного поражения электричеством. Поэтому устанавливать их рекомендуется вместе с АВ, или приобретать дифференциальный автомат, в составе которого УЗО уже имеется. В первом случае нужно учесть, что в первую очередь должно устанавливаться устройство защитного отключения, а после него автоматы.

Если изменить порядок монтажа, то короткое замыкание приведет к выходу УЗО из строя в результате слишком высокой нагрузки.

ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году

Подбирая АВ, необходимо учитывать рейтинг производителей подобных устройств.

Самые лучшие автоматы (точнее, их производители) на сегодняшний день:

  • Schneider Electric. Французская фирма. Автоматы ее производства давно испытаны в российских условиях, служат долго и отличаются надежностью.
  • General Electric. Недостаток – высокая цена, зато надежность и качество исполнения также на высоте. Американский производитель выпускает отличные АВ для трехфазных сетей.
  • Siemens. Низкая цена, но качество хуже, чем у двух лидеров, представленных выше. Тяжело найти приборы в продаже. Изначально бренд был немецким, затем его приобрели американцы. Надежность АВ и средняя стоимость делают компанию такой популярной.
  • Контактор. Лучший бренд из российских, однако цены кусаются. Лучше приобрести автоматы европейского производства, хотя Контактор – хорошее решение для слабонагруженных сетей.

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

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

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

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

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

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

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

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

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

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

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

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

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

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

где Р – суммарная мощность электроприборов.

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

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

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

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

Таблица выбора автомата по току

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

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

Таблица подбор сечения провода по мощности

Какое сечение провода нужно для 3 квт

Формула как найти мощность тока

Плавный пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Новогодние поздравления с юмором

Что такое номинальный ток автомата

Номинальный ток – это максимально допустимое значение электрического тока, который пропускает автоматический выключатель без отключения сети.

Чтобы понять и сделать выбор автомата по току, нужно исходить из двух факторов:

  1. 1. Сечение электрического кабеля – площадь поперечного сечения кабеля электропроводки, который способен без нагрева выдерживать определенную мощность нагрузки.
  2. 2. Максимальной нагрузке – мощности всех электроприборов, подключённых к данной линии на максимальном режиме работы.

При выборе автоматического выключателя нельзя ставить защитное устройство номиналом по току выше, чем может выдержать смонтированный силовой кабель. Такой автомат не защитит электропроводку и сработает уже поле перегрева линии.

В любом случае сечение электрического кабеля, номинал автомата и мощность нагрузки между собой очень сильно связаны. Силовой кабель может пропускать ограниченную его сечением величину тока.

Поэтому идеальным вариантом для устройства электрической сети будет такая последовательность: расчет мощности всех потребителей на силовой линии, расчет площади поперечного сечения, монтируемого кабеля по максимальной мощности всех устройств, расчет автоматического выключателя исходя из выбранного кабеля.

Номиналы автоматических выключателей по току

Предельное значение номинала определяют по формуле Iном ≤ Iпр/1,45, где Iпр – допустимый в длительном режиме ток для определенной проводки. Если планируется монтаж сети, действуют следующим образом:

  • уточняют схему подключения потребителей;
  • собирают паспортные данные техники, измеряют напряжение;
  • по представленной схеме рассчитывают отдельно, суммируют токи в отдельных цепях;
  • для каждой группы надо подобрать автомат, который будет выдерживать соответствующую нагрузку;
  • определяют кабельную продукцию с подходящим сечением проводника.

Правила выбора номинала

Пример выбора номинала автомата для каждой линии

Для корректных выводов надо учитывать особенности подключаемого оборудования. Если по расчету суммарный ток составляет 19 ампер, пользователи предпочитают покупать аппарат на 25А. Это решение предполагает возможность применения дополнительных нагрузок без существенных ограничений.

Однако в некоторых ситуациях лучше выбрать автоматический выключатель на 20А. Этим обеспечивают относительно меньшее время на отключения питания при росте тока (повышении температуры) биметаллическим разъединителем

Такая предосторожность поможет сохранить в целостности обмотки электродвигателя при блокировке вращения ротора заклинившим приводом

Разное время срабатывания пригодится для обеспечения селективной работы средств защиты. На линиях устанавливают устройства с меньшей задержкой. При аварийной ситуации отсоединяется от электричества только поврежденная часть. Вводной автомат не успеет отключиться. Питание по другим цепям пригодится для поддержания в работоспособном состоянии освещения, сигнализации, других инженерных систем.

Как работает автоматический выключатель

Главная задача автоматического выключателя (автомата) — это улавливание чрезмерных токов в электросети, и мгновенное её обесточивание

Неважно, к какой категории относится автоматический выключатель, он должен уметь быстро обесточить электросеть и предотвратить тем самым повреждение кабелей

Поэтому главной функцией автоматического выключателя, является:

  • Срабатывание в случае перегрузки электросети. Здесь все достаточно просто, и если в сети возникнет чрезмерно большая нагрузка, например, из-за большого количества подключённых электроприборов в доме, автоматический выключатель должен сработать и обесточить домашнюю электросеть. Если этого не произойдёт, и автомат не справится со своей задачей, то может загореться электропроводка в доме;
  • Среагировать на сверхток, вызванный коротким замыканием электропроводки. Здесь все, также понятно. В случае замыкания, электропроводка подвергается сильному нагреву, а там где тонко, как известно, там и рвётся, поэтому, если автомат не сработает, возможно, повреждение и возгорание электропроводки.

Следует знать, что каждый автоматический выключатель рассчитан на разную силу тока. Время срабатывания автомата, зависит от величины перегрузки электросети. Если это короткое замыкание, то автоматический выключатель сработает мгновенно, буквально за считанные секунды. Если величина перегрузки не слишком большая, то автомат и электропроводка могут греться часами.

Что касается конструкции автоматического выключателя и его принципа работы, то в основе лежит биметаллическая пластина, через которую проходит электрический ток. Если он слишком большой величины, на которую автомат не рассчитан, то пластина начинает греться, что в итоге и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.

Автоматы «В» и «С» — в чем разница, категории автоматических выключателей

Тех людей, которые занимаются модернизацией домашней электросети, часто интересует вопрос о том, чем именно отличаются автоматические выключатели категории «В» и «С», ведь именно они, чаще всего, устанавливаются в бытовых сетях. Главное отличие автоматов «В» и «С» в чувствительности электромагнитного расцепителя.

Буквы А, В, С, D и K, Z — как раз и указывают на характеристики расцепителя установленного в автоматическом выключателе:

А — автоматические выключатели данной категории имеют самую высокую чувствительность. Если номинальный ток на линии где будет установлен автомат категории «А» превысит 30%, то автоматический выключатель отключится.

В — автоматы этой категории срабатывают при превышении нагрузки по номинальному току в 3-5 раз. Автоматические выключатели категории «В» предназначены для установки в электросетях с отсутствием или с минимальным пусковым током (электродвигатели и т. д.). Простыми словами говоря, автоматы категории «В», более чувствительны к проходящему току, и при запуске мощных электродвигателей могут сработать.

С — автоматические выключатели стандартного типа с ещё большей перегрузочной способностью, чем у автоматов «В» класса. Их выключение происходит в том случае, если номинальный ток, проходящий через автомат, станет в 5-10 раз выше. Время срабатывания автомата категории «С», порядка 1,5 секунды. Такие автоматы предназначены для обеспечения защиты электросетей общего назначения.

Автоматы категории D, редко используются в быту. Чаще всего эти автоматические выключатели применяются в электросетях с большими пусковыми нагрузками. Ну и последние категории автоматов, это «K» и «Z», они используются в специальных целях, например, для защиты линий к которым подключены электронные устройства.

Мощность рассеивания автоматических выключателей

Рассеивание — это потери электроэнергии, которые в виде тепла уходят в окружающую среду. Для примера приведу паспортные значения рассеиваемой мощности для автоматов ВА 47-63 (для новых автоматов при значениях тока, равных номинальному):

Номинальный ток In, A Мощность рассеивания, Вт
1-полюсные 2-полюсные 3-полюсные 4-полюсные
1 1,2 2,4 3,6 4,8
2 1,3 2,6 3,9 5,2
3 1,3 2,6 3,9 5,2
4 1,4 2,8 4,2 5,6
5 1,6 3,2 4,8 6,4
6 1,8 3,6 5,5 7,2
8 1,8 3,6 5,5 7,33
10 1,9 3,9 5,9 7,9
13 2,5 5,3 7,8 10,3
16 2,7 5,6 8,1 11,4
20 3,0 6,4 9,4 13,6
25 3,2 6,6 9,8 13,4
32 3,4 7,5 11,2 13,8
35 3,8 7,6 11,4 15,3
40 3,7 8,1 12,1 15,5
50 4,5 9,9 14,9 20,5
63 5,2 11,5 17,2 21,4

Как видим, автоматический выключатель тоже хочет есть. Поэтому не стоит увлекаться и втыкать автоматы везде, где это возможно. Где же происходят потери? Основная часть приходится на тепловой расцепитель. Но не надо излишне драматизировать ситуацию. Эти потери пропорциональны протекающему току. Поэтому, если например нагрузка в 2 раза меньше номинальной, то и потери будут соответственно в 4 раза меньше, а при отсутствии нагрузки не будет и потерь. Если их представить в процентном виде, то будут величины порядка 0,05-0.5%, причем наименьший процент у самых мощных автоматов. В самих контактах, пока автомат новый, потери незначительны. Но в процессе эксплуатации контакты будут подгорать, переходное сопротивление будет расти, а с ним будут расти и потери. Поэтому у старого автомата потери могут быть заметно больше. Как измерить потери —

Класс токоограничения

Движемся дальше. Электромагнитный расцепитель, хоть и называется мгновенным, но тоже имеет определенное время срабатывания, которое отражает такой параметр, как класс ограничения. Он обозначается одной цифрой и у многих моделей эту цифру можно найти на корпусе аппарата. В основном сейчас выпускаются автоматы с классом токоограничения 3 — это значит, что со времени достижения током значения срабатывания до полного разрыва цепи пройдет время не более чем 1/3 полупериода. При стандартной у нас частоте 50 Герц это получается около 3,3 миллисекунд. Класс 2 соответствует значению 1/2 (порядка 5 мс). По некоторым источникам, отсутствие маркировки этого параметра равносильно классу 1. Самый высокий класс, который мне попадался — это 4-й у автоматов OptiDin производства КЭАЗ.

Недопустимые ошибки при покупке

Существует несколько ошибок, которые могут допустить электрики-новички при выборе автоматического выключателя по силе тока и нагрузке. Если Вы неправильно выберите защитную автоматику, даже немного «промахнувшись» с номиналом, это может повлечь за собой множество неблагоприятных последствий: срабатывание автомата при включении электроприбора, электропроводка не выдержит токовые нагрузки, срок службы выключателя быстро сократиться и т.д.

Первое и самое важное, что вы должны знать — во время заключения договора новые абоненты заказывают энергетическую мощность своего присоединения. От этого технический отдел производит расчет и выбирает в каком месте будет происходить подключение и сможет ли оборудование, линии, ТП выдержать нагрузку

Также по заявленной мощности рассчитывается сечение кабеля и номинал защитного автомата. Для квартирных абонентов недопустимо самовольное увеличение нагрузки на ввод без его модернизации, поскольку по проекту уже заявлена мощность и проложен питающей кабель. В общем номинал вводного автомата выбираете не вы, а технический отдел. Если в итоге вы захотите выбрать более мощный автоматический выключатель, все должно согласовываться.
Всегда ориентируйтесь не на мощность бытовой техники, а на электропроводку. Не стоит осуществлять выбор автомата только по характеристикам электроприборов, если проводка старая. Опасность в том, что если, к примеру, для защиты электроплиты Вы выберите модель на 32А, а сечение старого алюминиевого кабеля способно выдержать только ток в 10А, то Ваша проводка не выдержит и быстро расплавиться, что станет причиной короткого замыкания в сети. Если же Вам нужно выбрать мощный коммутационный аппарат для защиты, первым делом замените электропроводку в квартире на новую, более мощную.
Если, к примеру, при расчете подходящего номинала автомата по рабочему току у Вас вышло среднее значение между двумя характеристиками – 13,9А (не 10 и не 16А), отдавайте предпочтение большему значению только в том случае, если Вы знаете, что проводка выдержит токовую нагрузку в 16А.
Для дачи и гаража лучше выбрать автоматический выключатель помощнее, т.к. здесь могут использоваться сварочный аппарат, мощный погружной насос, асинхронный двигатель и т.д. Лучше заранее предусмотреть подключение мощных потребителей, чтобы потом не переплачивать на покупке коммутационного аппарата большего номинала. Как правило, 40А вполне хватает для защиты линии в бытовых условиях применения.
Желательно подобрать всю автоматику от одного, качественного производителя. В этом случае вероятность какого-либо несоответствия сводится к минимуму.
Покупайте товар только в специализированных магазинах, а еще лучше – у официального дистрибьютора. В этом случае Вы вряд ли выберите подделку и к тому же, стоимость изделий у прямого поставщика, как правило, немного ниже, чем у посредников.

Вот и вся методика правильного выбора автомата для собственного дома, квартиры и дачи! Надеемся, что теперь Вы знаете, как выбрать автоматический выключатель по току, нагрузке и остальным, не менее важным характеристикам, а также какие ошибки не следует допускать при покупке!

Рекомендуем прочитать:

{SOURCE}

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

  • количество полюсов;
  • номинальный и предельный токи;
  • применяемый тип электромагнитного расцепителя;
  • максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

  1. Однополюсные.
    Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
  2. Двухполюсные.
    Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
  3. Трехполюсные.
    Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
  4. Четырехполюсные.
    Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

  • B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
  • C — при превышении в 5–10 раз;
  • D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Номиналы автоматических выключателей по току

При сборке электрического щитка или при подключении в домашнюю сеть мощной бытовой техники, создающей дополнительную нагрузку, перед мастером встает задача правильного подбора защитных автоматических устройств. Эти аппараты обеспечивают защиту цепи и всех включенных в нее элементов, поэтому важно не ошибиться в выборе. Как же правильно выбрать номиналы автоматических выключателей по току? Об этом и пойдет речь в представленном материале.

Назначение автоматического выключателя

Прежде чем разобраться с вопросом, как выбрать автоматический выключатель, определимся, для чего это устройство нужно. Установка автомата в электрическую цепь позволяет предотвратить перегрев проводки и выход ее из строя. Любые кабели рассчитаны на определенную величину тока, превышение которой приводит к тому, что температура провода значительно возрастает. Если своевременно не предотвратить это, то проводник вскоре начнет плавиться. Результатом, как правило, становится короткое замыкание (КЗ), которое может не только вывести из строя электропроводку и подключенную к ней бытовую технику, но и стать причиной пожара.

Чтобы не допустить этого, устанавливают автоматический выключатель (АВ), который при возникновении опасной ситуации обесточит сеть.

Другой функцией защитного автомата является отключение питания при уже возникшем по какой-либо причине КЗ.

Ток короткого замыкания может превышать номинальный в сотни раз. Такой нагрузки не выдержат ни провода, ни домашняя техника, и очень важно своевременно отключить питание, как только величина тока превысила допустимый предел.

Чтобы надежно защитить домашнюю сеть, необходимо верно подобрать номиналы автоматических выключателей, устанавливаемых в квартиру или в частный дом.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Разновидности защитных устройств

Существует несколько видов АВ, которые подключаются в сеть с целью контроля состояния проводки и, в случае необходимости, прекращения подачи тока. Они могут быть следующими:

  • Мини-модели (маленьких габаритов).
  • Воздушные (открытого типа).
  • Устройства защитного отключения (сокращенное наименование — УЗО).
  • Закрытые (элементы устройств размещены в литом корпусе).
  • Дифференциальные (автоматические выключатели, совмещенные с УЗО).

Мини-модели

Эти аппараты предназначены для работы в цепях, нагрузка в которых невысока. Функцией дополнительной регулировки они обычно не обладают. В этом ряду представлены устройства, которые могут выдерживать ток осечки величиной 4,5 – 15А. Для заводскихх мощностей они не подходят, поскольку сила тока на предприятиях значительно выше их номинала. Поэтому подключают их, как правило, в бытовую проводку.

Большой популярностью пользуются автоматы, входящие в производственную линейку французской фирмы Schneider Electric. Номиналы АВ, выпускаемых этой компанией, могут составлять 2 – 125А, поэтому можно выбрать пакетник для домашних линий различной мощности.

Воздушные (открытые) устройства

Если суммарная мощность приборов, подключенных в сеть, велика, и номиналы автоматов, о которых говорилось выше, недостаточны, следует выбирать воздушные защитные устройства. Номинальный ток отсечки пакетников открытого типа на порядок превышает аналогичный показатель мини-моделей. Чаще всего они бывают трехполюсными, но в последнее время многие компании наладили производство четырехполюсных автоматов.

Защитные устройства открытого типа следует устанавливать в распределительных шкафах, оснащенных изнутри специальными DIN-рейками.

Если класс защиты шкафа – от IP55, то его можно размещать вне здания. Корпус этого оборудования сделан из тугоплавкого металла и надежно защищен от проникновения влаги, что позволяет обеспечить высокий уровень безопасности автоматов, расположенных внутри него.

Воздушные АВ имеют большое преимущество перед миниатюрными. Оно заключается в возможности настройки их номинальных характеристик с помощью специальных вставок, которые ставятся на активный контакт.

Автоматы, относящиеся к этому модельному ряду, отличаются друг от друга только по ширине, зависящей от числа полюсов в устройстве (два и более). По остальным габаритам они полностью совпадают.

Закрытые автоматические выключатели

Корпус этих устройств отливается из тугоплавкого металла, что обеспечивает их идеальную герметичность и делает пригодными для эксплуатации в тяжелых условиях. Максимальный показатель напряжения, который могут выдерживать такие автоматы, составляет 750В, а тока – 200А. Закрытые АВ классифицируются по типу действия на следующие группы:

  • Регулируемые.
  • Тепловые.
  • Электромагнитные.

Выбирать оптимальный тип следует, исходя из решаемых задач.

Наиболее высокой точностью обладают электромагнитные закрытые автоматы, определяющие с минимальной погрешностью среднеквадратичный показатель активного электротока и моментально обесточивающие сеть в случае КЗ, не допуская серьезных последствий.

Электромагнитные автоматы успешно используются для контроля функционирования моторов заводских станков, а также другого мощного оборудования, поскольку они могут выдерживать силу тока величиной до 70 кА. Цифра, обозначающая номинал автомата по току, нанесена на его корпус.

Все типы закрытых выключателей могут иметь от двух до четырех полюсов. Благодаря этому они могут быть использованы для защиты электросетей любых зданий и сооружений жилого и нежилого типа.

Устройства защитного отключения

В качестве самостоятельных защитных аппаратов использовать устройства защитного отключения не следует, поскольку их основной задачей является защита человека от внезапного поражения электричеством. Поэтому устанавливать их рекомендуется вместе с АВ, или приобретать дифференциальный автомат, в составе которого УЗО уже имеется. В первом случае нужно учесть, что в первую очередь должно устанавливаться устройство защитного отключения, а после него автоматы.

Если изменить порядок монтажа, то короткое замыкание приведет к выходу УЗО из строя в результате слишком высокой нагрузки.

Как выбирать провод?

Нередки случаи, что в электропроводку старого дома подключают новый автоматический выключатель и счетчик, устанавливают УЗО, но не меняют сам кабель. Выбор автомата по току при этом производится правильно, с учетом суммарной мощности установленной в доме бытовой техники. Но через некоторое время изоляция начинает дымить и плавиться, а защитное устройство на это не реагирует.

Причина в том, что, хоть выбор автоматического выключателя и сопутствующих устройств был сделан верно, электропроводка не способна выдержать такую нагрузку.

Поэтому при подключении дополнительных бытовых приборов необходимо убедиться, что проводка по своему сечению подходит для таких мощностей.

Ниже приведена таблица, в соответствии с которой можно узнать, каким должно быть сечение провода при различных нагрузках.

 

Расчет номинального тока

Выбор автоматического выключателя производится с учетом суммарной мощности включенных в цепь электроприборов (P) и напряжения сети (U), по формуле I=P/U. При этом учитываются все элементы, включенные в электросеть (осветительные приборы, бытовая техника, электрические нагреватели). Для удобства и наглядности приведем еще одну табличку, сверившись с которой, вы без труда определите, на сколько Ампер ставить автомат в том или ином случае. В ней указаны параметры как для однофазного, так и для трехфазного подключения.

 

Для мощных электроустановок, имеющих реактивную нагрузку (к таковым относятся трансформаторы, электрические моторы) подбор автоматических выключателей не делают по показателю мощности. Номинал защитного устройства в этом случае подбирают, исходя из величины рабочего, а также пускового тока. Эти данные приведены в техническом паспорте устройства.

Пример расчета номинального тока для автоматического выключателя на следующем видео:

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, для чего нужны устройства защиты электрической сети, какими бывают виды этих аппаратов, а также разобрались, как правильно подбирать номиналы защитных автоматических выключателей по току. Эта информация пригодится вам, если возникнет необходимость в подборе автоматов для своей квартиры или частного дома.

Номиналы автоматов по току, разновидности защитных устройств

Во время создания электрощита или же при подсоединении к сети приборов довольно большой мощности, которые сильно нагружают систему, работник задумывается над тем, какой автоматический выключатель лучше применить в этом случае. Такие приборы защищают сеть и всю подключенную к ней технику, по этой причине прогадать с покупкой нельзя.

Зачем нужны автоматы

Перед тем, как подойти к решению главной задачи, стоит разобраться с предназначением автоматов. Эти устройства присоединяют к сети, чтобы провода не перегревались. Все провода имеют ограничение по силе тока. Если его превысить, то кабель будет греться, что может привести к плавлению проводника или даже к пожару. Для предотвращения такой неприятной ситуации и применяются автоматы, которые при необходимости отключат питание.

А также автоматические выключатели срабатывают в случае уже произошедшего короткого замыкания. В случае КЗ сила тока, который протекает в цепи, может быть в сотни раз больше допустимой, поэтому очень важно вовремя обесточить цепь.

Для того, чтобы защитить свою проводку, важно знать, как правильно подбирать номиналы автоматов, которые будут стоять в вашем доме или же квартире. Этот текст будет полезен при выборе автоматических выключателей для своего дома или же квартиры.

Виды устройств для защиты сети

Есть различные виды защитных устройств, которые присоединяются к сети для того, чтобы контролировать исправность цепи и, в случае необходимости, обесточить сеть. Они бывают такие:

  • Закрытые (автоматы находятся в закрытом каркасе).
  • Воздушные (открытые).
  • Мини-модели (небольших размеров).
  • УЗО.
  • Дифференциальные (УЗО вместе с автоматами).

Маленькие варианты

Такие устройства нужны для сетей с довольно низкой мощностью. Дополнительно регулировать мощность в них, как правило, нельзя. В данной категории находятся приспособления, рассчитанные на силу тока от четырех с половиной до пятнадцати ампер. Их нельзя использовать на предприятиях, так как допустимая сила тока очень мала. Обычно их применяют в домашних сетях

Открытые защитные устройства

В том случае, если цепь довольно мощная, то маленькая модель не подойдет, поэтому следует покупать открытые устройства для защиты. Сила тока, на которую рассчитан такой аппарат, уже намного больше. Обычно производят трехполюсные выключатели, но за последние годы много заводов стали выпускать четырехполюсные устройства. Их необходимо закреплять в шкафах со специальными рейками.

Если шкаф обладает классом безопасности от IP 55, то он может находиться на улице, в противном случае шкаф должен быть закреплен только в помещении.

Открытые устройства имеют одно очень важное преимущество перед маленькими. В них можно настроить необходимую силу тока, используя специальные проставки, которые закрепляются на контактах.

Автоматические выключатели могут различаться только в ширину, которая зависит от количества полюсов, другие их габариты неизменны.

Автоматы в закрытом корпусе

Эти автоматические выключатели сделаны из металла, который очень трудно плавится. Поэтому выключатели не пропускают влагу и их можно использовать в сложных условиях. Эти устройства могут выдерживать напряжение в 750 вольт и силу тока в двести ампер. А также они разделяются на различные виды:

  1. Электромагнитные.
  2. Тепловые.
  3. С возможностью регулировки.

Выбор зависит от целей применения автоматического выключателя.

Электромагнитные защитные устройства самые точные, а также быстрее всего отключают питание в случае необходимости.

Их применяют для того, чтобы контролировать работу различных станков или же другой техники, обладающей большой мощностью, так как они могут выдержать силу тока вплоть до семидесяти тысяч ампер. Автоматы всех видов бывают с двумя, тремя или четырьмя полюсами, по этой причине их можно применять для всех построек, жилых или же нежилых.

Устройства защитного отключения

Устройства защитного отключения или же УЗО предназначены для того, чтобы защитить человека от удара током. По этой причине они не должны быть единственными защитными устройствами в цепи, а применяться вместе с автоматическими выключателями. А также есть дифференциальные автоматы, в них уже встроено УЗО. Если же вы решили применять все по отдельности, то важно учесть, что сначала должно идти УЗО, а только потом автовыключатель. Если подключить наоборот, то при коротком замыкании сгорит устройство автоматического отключения из-за очень большой мощности.

В данной статье мы рассказали о применении автовыключателей и об их видах. А также определились с выбором номиналов автоматических выключателей по току. В данной статье будет описан правильный выбор номиналов автоматов по току.

Расчет тока автоматических выключателей, таблица и расчёты

Перед приобретением автоматического выключателя необходимо выполнить расчет его параметров.

Расчет подразумевает определения номинального электротока автоматического устройства и время-токовые параметры. При этом количество полюсов выключателя не зависит от полученных показателей, во внимание берется схема подключения питания.

Автоматический выключатель – это устройство для защиты линии электропитания от разрушений электротоком, значение которого превышает возможности конкретной проводки. Таким образом, при расчете нужно учитывать не только мощность включенных в сеть нагрузок, но и допустимый для линии питания рабочий электроток, возникающий при включении потребителей (пусковые токи).

При расчете номинального значения выключателя берется во внимание рабочий ток электрической проводки и используются специальные расчетные таблицы, в которых приведено соответствие материала и сечения провода определенных характеристикам тока. Также не следует забывать и о пусковых токах подключаемых устройств.

Расчет тока автоматического выключателя

Как уже было оговорено выше, в расчет показателя защитного автомата берется сила тока, допускаемая для безопасного и нормального функционирования конкретной линии электропитания. То есть, чтобы определить номинал автоматического выключателя необходимо определить максимальный рабочий электроток линии питания, но не силу и мощность тока подключенного оборудования. Иными словами, расчет мощности нагрузки выполнятся лишь в случаях, когда электрическая проводка соответствует мощностям нагрузки.

Во многих случаях, используемый расчет выключателя по суммарной мощности нагрузок не учитывает тот факт, что это устройство в первую очередь используется для защиты электрических линий, а не самой нагрузки.

В документации на электрическую проводку обычно не указывается номинальный рабочий электроток, поэтому определять этот показатель приходится только по сечению токопроводящей жилы кабеля.

Величина электротока, который способен выдержать провод без нагрева, зависит от материала его исполнения (алюминия или меди), площади сечений и способа монтажа проводки (скрытая, открытая, в трубе, в земле, в лотке).

Сечение провода напрямую зависит от диаметра проводника, который можно измерить с помощью штангельциркуля или микрометра. Рассчитывается сечение проводника по следующей формуле:

S≈0,785*D2 ,

Где:

  • S– это площадь сечения, квадратные миллиметры;
  • D– это диаметр проводника, миллиметры.

Измерение диаметра проводиться только для токопроводящей жилы. Диаметр провода с изоляцией будет больше, следовательно, результат рабочего электротока проводки будет неверным.

Зная диаметр токопроводящей жилы и таблицы зависимости от материала (первая – для медных, вторая – для алюминиевых жил), устанавливаем допустимые показатели для электропроводки.

Отметим, что допустимая величина электротока электрической проводки, указанная в таблицах, справедлива для скрытого типа проводки. Кроме того, по таблице видно, что допустимый ток для проводки с одним двухжильным проводом немного выше, чем с трехжильным. Это объясняется тем, что рабочий электроток ограничен температурой, до которой нагреваются провода при прохождении по ним тока. При использовании трехжильного кабеля, теплоотдача в сравнении с двухжильным, снижается, следовательно, уменьшается и величина допустимого электротока.В свою очередь при применении одножильного провода, допустимый ток проводки выше, чем у двухжильного.

После того, как установлен рабочий электроток, можно выбирать номинал автоматического выключателя, который будет эту электропроводку защищать. Обычно номинал автомата выбирается равным или немного меньшим от рабочего значения. В некоторых случаях возможно установка автомата с номиналом немного выше рабочего электротока.

Выбор характеристической кривой

Кроме номинала выключателя, необходимо выбрать и время-токовую характеристику,- кривая автомата, зависящая от пусковых электротоков.

В приведенной ниже таблице указана кратность пусковых токов и их продолжительность для некоторых электрических приборов.

Зная кратность пускового электротока и тока электрических приборов можно установить силу тока и время действия повышенного электротока при включении прибора в сеть. Например, мощность электрической мясорубки составляет 1,5 киловатт, рабочий ток – 6,81 ампер. С учетом кратности пускового тока для этого прибора – получаем 48 ампер. Такой ток может протекать по электрической цепи в течение 3 секунд. Если использовать выключатель B16 для защиты линии, которая питает эту мясорубку, то посмотрев на время-токовую характеристику можно увидеть, что при перегрузка в момент ее включения в три раза превышает номинал выключателя. В связи с этим для защиты линии лучше использовать выключатель С16, у которого срабатывание при кратковременном повышении тока, составляет 80 ампер.

В таблице приведена и большая кратность электротоков, например, у блоков питания, где электролитические конденсаторы создают пусковые токи с 10 разовой кратность. Обычно мощность таких токов незначительна, а продолжительно такого тока невелика, поэтому они не создают угроз для пускового срабатывания автомата.

Номинальный ток автоматического выключателя | Заметки электрика

Уважаемые гости сайта заметки электрика.

Сегодня я расскажу Вам как произвести расчет номинального тока автоматического выключателя. 

Практический каждый из нас сталкивается с такой задачей, но чтобы решить ее верно и правильно читайте данную статью.

Во-первых Вам необходимо определиться какой автоматический выключатель будем менять, либо это будет вводной автоматический выключатель, либо групповой автоматический выключатель.

Внимательно прочитайте мою статью как определить сечение провода. В данной статье я подробнейшим образом показал как рассчитать общую потребляемую мощность своей квартиры или коттеджа (дома, дачи). 

Пример расчета номинального тока будем вести по полученной суммарной мощности всей квартиры 11200 (Вт), и соответственно рассчитаю номинальный ток вводного автоматического выключателя.

Формула для расчета номинального тока автоматического выключателя:

Р — суммарная потребляемая мощность, (Ватт)

U — напряжение сети, (В)


Получили значение 50,9 (А). Т.к. в магазинах не продаются автоматические выключатели на ток 50,9 (А), то округляем до ближайшего стандартного ряда значений, т.е. 50 (А).

Стандартный ряд значений номинального рабочего тока автоматических выключателей:

Аналогично можно рассчитать номинальный ток автоматического выключателя для любой групповой линии. Главное знать суммарную потребляемую мощность этой линии.

После выбора номинального тока автоматического выключателя и его покупки необходимо произвести прогрузку первичным током. Как это сделать Вы можете узнать в моей статье прогрузка автоматического выключателя.

P.S. И как всегда интересное видео о лазерном шоу — иллюзии.

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


Номинальный ток автоматический выключатель

Токи автоматических выключателей

Автоматический выключатель (АВ), являясь устройством защиты от различных электрических токов в цепи, обладает характеристиками, которые описывают параметры токовой защиты. Такими характеристиками являются токи, протекающие через автоматический выключатель, а именно, ток предельной коммутационной способности автомата, номинальный ток автоматического выключателя, который вместе с кривой отключения определяет ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата и ток срабатывания теплового расцепителя АВ. Описание указанных токов автоматических выключателей указывается на передней панели прибора и является обязательной частью маркировки электрического автомата.

Номинальный ток автоматического выключателя

Номинальный ток автоматического выключателя указывается на передней, доступной и хорошо видной при эксплуатации, части автомата. Обозначение номинального тока автоматического выключателя производится числом, обычно следующим за латинской буквой, обозначающей время-токовую характеристику автомата. Число, обозначающее номинальный ток автоматического выключателя обозначает, что автомат предназначен для защиты электропроводки, рабочий ток которой больше или равен номинальному току автоматического выключателя.

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя

Номинальный ток автомата является параметром определяющим ток срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя. До тех пор, пока ток, протекающий в проводке и через защищающий ее автомат меньше, чем номинал автомата, ничего не происходит, однако, при превышении значения протекающего тока над значением номинального тока автомата, произойдет отключение автомата. Скорость срабатывания автоматического выключателя, то есть время, через которое автомат разомкнет силовой контакт, разорвет цепь и отключит напряжение, зависит от времени протекания превышенного тока и характеристической кривой автоматического выключателя. Например, для автомата С16, номинальный ток которого равен 16А, а характеристическая кривая соответствует графику C, отключение автомата при токе в проводке равному 32 ампера, произойдет в период времени от 18 секунд до 150 секунд, а трехкратное превышение номинала, то есть протекающий ток равен 48 Амп. автоматический выключатель выключится в диапазоне времени от 4 до 50 секунд, а десятикратное превышение номинального тока для автоматического выключателя C16 приведет к его отключению за время меньшее 10 секунд. Для каждого значения тока можно рассчитать время отключения теплового расцепителя используя график время-токовой характеристики рассматриваемого автомата.

Ток электромагнитного расцепителя автомата

Ток, протекающий через электромагнитный расцепитель автоматического выключателя приводит к выключению автомата при быстром и значительном превышении над номинальным током автоматического выключателя, что обычно происходит при коротком замыкании в защищаемой проводке. Короткому замыканию соответствует очень быстро нарастающий высокий ток, что и учитывает устройство электромагнитного расцепителя, позволяющего практически мнгновенно воздействовать на механизм расцепления автоматического выключателя при быстром возрастании тока, протекающего по катушке соленоида расцепителя. Скорость срабатывания электромагнитного расцепителя составляет менее 0,05 секунд.

Предельный ток автоматического выключателя

Предельным током автоматического выключателя называется максимальный электрический ток, который может быть отключен автоматическим выключателем. Предельный ток автоматического выключателя так же называется ПКС и указывается в маркировке на передней поверхности. Маркировка предельного тока автоматического выключателя может указываться в амперах, обозначаясь как 3000, 4500, 6000 или 10000, при этом, цифра предельного тока автоматического выключателя указывается в прямоугольнике, без указания размерности.
В связи с отсутствием размерности, цифра в прямоугольнике иногда воспринимается неверно и трактуется как например: допустимое количество включений и выключений автомата, гарантированное количество срабатываний и другие неверные варианты.
Предельный ток автоматического выключателя определяет применение такого автомата в зависимости от максимально возможного тока короткого замыкания, который может возникнуть в защищаемой электропроводке. Для большинства бытовых электроустановок вполне достаточно ПКС 4500 Ампер, так как состояние бытовых электросетей не позволяет току короткого замыканяи превысить значение в 3000 — 4000 ампер, однако в некоторых случаях коротких замыканий, через автоматический выключатель может протекать ток, превышающий 4500 ампер. В случае применения 4,5kA автомата, при таком превышении тока, автоматический выключатель не сможет отключить питание, так как контактная группа, под действием столь высокого тока перегреется и сварится — пригорит. Механической силы, запасенной в механизме расцепления не хватит для того что бы оторвать сварившиеся контакты друг от друга и автомат не выключит питание, поддерживая ток КЗ, что приведет, в лучшем случае к расплавлению и порче проводки, а в худшем — пожару.

Ток, проходящий через автоматический выключатель, определяется по известному закону Ома величиной приложенного напряжения, отнесенного к сопротивлению подключенной цепи. Это теоретическое положение электротехники заложено в основу работы любого автомата.

На практике напряжение сети, например, 220 вольт поддерживается автоматическими устройствами энергоснабжающей организации в пределах нормативов, оговоренных государственными стандартами, меняется внутри этого диапазона незначительно. Выход его за пределы ГОСТ считается неисправностью, аварией.

Автоматический выключатель врезается в фазный провод электропитания светильников, розеток и других потребителей. Когда от розетки запитывают вначале электробритву, а затем моющий пылесос, то в обоих случаях через автомат протекает ток по замкнутому контуру между фазой и нулем.

Но, в первом случае он будет сравнительно небольшим, а во втором — значительным: эти приборы отличаются сопротивлением. Они создают разную нагрузку. Ее величину постоянно отслеживают защиты автомата, осуществляя ее отключения при отклонениях от нормы.

Как проходит ток через автоматический выключатель

Конструктивно автомат создан так, что ток воздействует на последовательно расположенные элементы. К ним относятся:

клеммы подключения проводов с зажимными винтами;

силовые контакты с подвижной и стационарной частью;

биметаллическая пластина теплового расцепителя;

электромагнит отсечки токов коротких замыканий;

Путь тока через автоматический выключатель показан на картинке условными стрелками красного цвета.

Силовые подвижные контакты прижимаются к неподвижным, создавая непрерывную электрическую цепь только после поворота рычага управления вручную оператором. Обязательным условием включения является отсутствие аварийных ситуаций в коммутируемой схеме. Если они появятся, то сразу начинают работать защиты на автоматическое отключение. Другого способа включить автомат не существует.

А вот разорвать эти контакты, обесточив подачу потенциала фазы к потребителям, можно двумя способами:

вручную, возвратив в исходное положение рычаг управления;

автоматически от срабатывания защит.

Как создаются и работают конструктивные элементы автоматического выключателя

Они, как и вся конструкция автоматического выключателя, рассчитаны на передачу строго ограниченной мощности. Превышать ее нельзя, ибо в противной случае автомат выйдет из строя — сгорит.

Технической характеристикой, ограничивающей максимальную мощность, проходящую через силовые контакты, является показатель, называемый «Предельная отключающая способность». Его обозначают индексом «Icu».

Значение предельной отключающей способности автоматического выключателя задается при его проектировании из стандартного ряда токов, измеряемого обычно в килоамперах. Например, Icu может быть равно 4 или 6 либо даже 100 или более кА.

Эта величина указывается прямо на лицевой стороне корпуса автомата, как и другие характеристики настроек значений токов.

Итак, через силовые контакты показанного на картинке автомата может безопасно проходить электрический ток от нуля до 4000 ампер. Сам АВ его нормально выдержит и отключит при возникновении аварийной ситуации внутри подключенной электропроводки с потребителями.

С этой целью введено разграничение протекающих через силовые контакты токов на:

1. номинальные и рабочие;

2. аварийные, включающие перегрузку и короткие замыкания.

Что такое номинальный ток автоматического выключателя

Любой автомат создается для работы при определенных технических условиях. Он должен надежно обеспечивать прохождение рабочего тока нагрузки, протекающего как по электрической проводке, так и по подключенным потребителям.

При выборе автомата для бытовой сети пользователи часто учитывают токопроводящие свойства проводки или только мощность электрических приборов, совершая ошибку: необходимо комплексно анализировать оба этих вопроса. Ибо, выключатель — это автоматическое устройство, которое уже налажено под срабатывание при достижении определённых значений тока.

Когда эти условия еще не наступили, а рабочий ток через автомат меньше. чем нижняя граница отключения, то силовые контакты надежно замкнуты. Верхний предел этого рабочего диапазона принято называть номинальным током, обозначая In.

Показанная на картинке цифра «16» обозначает, что проходящие через силовые контакты токи включительно до 16 ампер будут надежно передаваться автоматическим выключателем к подключённым потребителям через электрические провода.

Это функция самого автомата. А у владельца электроустановки и обслуживающего электрика задача совсем другая — подобрать правильно автоматический выключатель под нагрузку и проводку в комплексе. Ведь при превышении этих 16 ампер будут происходить отключения от защит, которые настраиваются на срабатывание от различных токов, “привязанных” электрическими алгоритмами к номинальному значению. Подробнее об этом читайте здесь — Выбор автоматических выключателей для квартиры, дома, гаража

Как работают защиты

Все токи, большие чем номинальное значение, приводят к срабатыванию защит. Их называют токами срабатывания, обозначают Iср.

Для автоматического отключения внутри корпуса автомата смонтировано два вида устройств, работающих по разным принципам отключения:

1. нагрева и изгиба биметалла с выводом механической защелки из зацепления;

2. выбиванием защелки механическим ударом сердечником электромагнита.

Он работает за счет изгиба биметаллической составной пластины при нагреве от проходящего через нее тока, а охлаждается за счет отвода тепла в окружающую среду.

К этому расцепителю прикладывается тепловая энергия, создаваемая электрическим током по проходящему биметаллу. Ее величина, как нам известно из закона Джоуля-Ленца, зависит от:

1. электрического сопротивления цепи;

2. силы протекающего тока;

3. и времени его воздействия.

Из этих трех параметров электрическое сопротивление в установившемся процессе практически не меняется. Его учитывают только при теоретических расчетах. При коммутациях нагрузки резко изменяется ток. Поэтому важнее два других параметра:

1. величина электрического тока;

2. время его протекания.

Их учитывают специальными характеристиками. которые называют по этим составляющим — времятоковыми.

По силе протекающего тока через автомат и времени его действия определяют не только зону работы теплового расцепителя, но и электромагнитной отсечки.

За основу расчетов принимают величину номинального тока, выбранного для конструкции выключателя. Срабатывание защит привязывают к его кратности — отношению проходящего действующего тока к номинальному.

Поскольку токовые защиты автоматического выключателя работают на превышение номинального тока, то всегда кратность токов I/In>1.

Работа защиты основана на постоянном учете токов, проходящих по виткам обмоток электромагнита. При величине нагрузок, не превышающих расчетное номинальное значение, токи, протекающие в каждом витке, создают суммарное магнитное поле, не способное преодолеть силу удержания механического штока внутри корпуса соленоида.

Головка подвижного толкателя втянута внутрь, а подвижный силовой контакт автоматического выключателя надежно прижат к стационарной части.

Когда сила проходящего тока превысит номинальный ток уставки, то суммарное магнитное поле, образованное внутри катушки, резко преодолеет силу удержания штока. Он выстреливает и резким ударом бьет по защелке, выдергивает ее из зацепления.

В результате нанесенного удара подвижный силовой контакт автоматического выключателя резко отбрасывается механической энергией от стационарного — электрическая цепь разрывается, а питающее напряжение снимается с подключенной схемы.

Как настраиваются защиты автоматического выключателя

Чтобы автомат четко выдерживал номинальный ток, не создавая ложных срабатываний, его защиты отстраивают на расчетные величины.

При выборе нормативной уставки тока учитывают характер подключенной нагрузки и рассчитывают по формуле Iуст=kр∙kн∙In, где kр=1,1, а kн учитывает условия эксплуатации. Его устанавливают в пределах:

1,1÷1,3 для цепей с кратковременными перегрузками от запуска электродвигателей или подобных устройств;

1,1 — у резистивных схем без перегрузки или для работы схем постоянного тока.

В качестве примера рассмотрим защитную характеристику теплового расцепителя старого автоматического выключателя А3120.

На участке тока от 1,3 до 10 крат In характеристика представлена кривой «а», срабатывание производится с выдержкой времени, создающей резерв работы подключенных электроприборов. С увеличением нагрузки время их отключения сокращается от нескольких минут до одной секунды.

При десятикратный нагрузке тепловой расцепитель А3120 выводит из работы силовые контакты со временем порядка 0,01 секунды с небольшим разбросом параметров, показанным на графике зоной светло-красного цвета. Бо́льшие десяти крат возрастания рабочих токов не могут ускорить срабатывание защиты из-за механических свойств конструкции выключателя.

Параметры времятоковой характеристики для электромагнитного органа отсечки тоже настраиваются по номинальному току. У бытовых автоматов ток мгновенного расцепления разделяют на три класса:

1. В, лежащий в пределах 3÷5 In;

2. С — 5÷10 In;

3. D — 10÷20 In.

Для производственных технических устройств создаются автоматические выключатели с классами:

А, срабатывающими при меньших токах, чем 3In;

E и F — при больших кратностях, чем 20In в различных пределах.

Описанный класс работы отечественных автоматов узаконен требованиями ГОСТа Р 50345—2010. У иностранных производителей тоже применяется подобное деление мгновенных отсечек, но, стандарты токов и времена отключения могут отличаться, оговариваться нормативами своих стран или МЭК 60947—2.

Учет класса токоограничения

Скорость работы мгновенных токовых защит автоматического выключателя привязывают к частоте синусоидальной гармоники промышленной сети и обозначают одной из цифр: 1, 2 или 3. Эта цифра показывает часть полуволны стандартной гармоники, во время которой должно произойти отключение.

Автомат с токоограничением 3 самый быстрый — он отработает за 1/3 полупериода. Характеристика 2 свидетельствует о его половине, а 1 — полной длине полуволны.

Условия ограничения токов, проходящих через автоматический выключатель

Важным моментом при эксплуатации защит автоматов, работающих по токам нагрузок, является учет подключенной к ним схемы, обладающей уже каким-то определённым сопротивлением. Его величина будет ограничивать работу отсечки в аварийном режиме, а в какой-то момент не позволит своевременно снять напряжение питания с повреждаемого оборудования.

Примером такого участка является активное сопротивление обмотки источника питающего трансформатора со всеми подключенными жилами кабелей и проводами электрической сети, собранными на клеммниках и зажимах распределительных коробок и щитков вплоть до контактов квартирной розетки. Ее специалисты называют петлей фаза-ноль .

Для учета его величины при правильной настройке и работе автоматического выключателя используют специальные приборы — измерители сопротивления этой петли.

Их замер позволяет учесть поправку, вносимую дополнительным сопротивлением проводов, а значит — точно учитывать токи, проходящие в аварийном режиме через силовые контакты и защиты автоматического выключателя.

Как автоматический выключатель проверяется на проходящие через него токи

После изготовления на производстве до момента установки в электрическую схему продукция любого производителя может транспортироваться на большие расстояния или длительно храниться на складах. За это время возможно снижение ее качества, связанное с нарушением технических характеристик.

Поэтому автоматические выключатели при монтаже в схему до ввода ее в работу должны подвергаться проверке на исправность, которую принято называть прогрузкой.

Для этого в электролаборатории собирается специальная схема прогрузки автомата или используется одна из многочисленных конструкций стационарных или переносных стендов.

Автоматический выключатель проверяется по номинальному току, указанному на корпусе. Он должен длительно выдерживать его величину.

Затем автомат подвергают перегрузкам и токам коротких замыканий, которые он должен выдерживать при эксплуатации. При этом четко замеряются и фиксируются:

1. токи срабатывания защит теплового расцепителя и токовой отсечки;

2. времена отключения автомата от момента имитации аварийной ситуации.

Некоторые конструкции автоматов позволяют регулировать выходные параметры при прогрузке. Например, отдельные виды тепловых расцепителей имеют винтовое крепление, позволяющее корректировать уставку срабатывания биметаллической пластины в определенных пределах.

Все замеренные характеристики фиксируются с высокой точностью измерительными приборами и заносятся в протокол проверки, сравниваются с требованиями ГОСТ. После их анализа выдается свидетельство с заключением о пригодности.

Прогрузка автомата под нагрузкой позволяет выявить брак, предотвращает случаи возможных пожаров и электрических травм.

Таким образом, токи, проходящие через автоматические выключатели, учитываются при проектировании, производстве, испытаниях и эксплуатации. Для этого введены термины, учитываемые требованиями ГОСТ:

ток короткого замыкания;

ток срабатывания защиты;

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Токовые характеристики автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта

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

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

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

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

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, следующая основная характеристика:

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

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

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники:

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта

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

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

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

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

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, следующая основная характеристика:

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

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

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендую прочитать:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть.

Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной: либо они не защитят линии и бытовые приборы, либо будет часто происходить ложное срабатывание.

Параметры автоматических выключателей

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

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

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

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

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

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

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

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

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

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

Время-токовые характеристики срабатывания

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

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

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

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

Чтобы понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд. Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде «дерева» – графа без циклов. Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому, обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

При расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)). Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

Ip = I / cos (f)

Где:

  • Ip – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
  • I – сила потребляемого прибором тока;
  • cos (f)

Можно ли увеличивать номинал автомата, если его периодически выбивает?

Сегодня мощность бытовых электроприборов постоянно растет, тем более их количество, а проводка в квартире остается прежней. Вроде все делается для комфорта и облегчения жизни человека, но в глубине таит некую опасность.

В связи с этим возникают ситуации, когда начинает периодически срабатывать автоматический выключатель. В чем может быть дело и как с этим бороться? Популярный совет соседей: «Замени автомат на больший номинал» — может быть губительным. Давайте ниже разберемся можно ли увеличивать номинал автомата, если его периодически выбивает?

Одной из причин, почему выбивает автомат в щитке, является перегрузка. То есть это когда через него начинает протекать больший ток, чем на который он рассчитан. Это очень хорошо что он отключается. Так автоматический выключатель защищает электропроводку в вашем доме от ее перегрева и дальнейших плачевных последствий.

Перегрузка возникает, когда вы включаете в сеть много мощных бытовых электроприборов. Вам же хочется все домашние дела переделать быстрее.

В таких ситуациях если номинал автоматического выключателя и сечение кабеля выбраны правильно, то увеличивать номинал автомата, если его выбивает НЕЛЬЗЯ. Давайте разберемся почему?

Например, в распределительном щитке стоит автоматический выключатель на 16А и он защищает кабель сечением 2,5 мм2. Если он срабатывает, когда вы включили много мощных электроприборов, то значит, что через него протекает ток больше 16А. Это может быть 18А, 20А и более. Если вы возьмете и просто замените автомат на больший номинал, например 25А, то он будет работать при данной нагрузке исправно и долго. Однако для существующего кабеля такой ток может стать губительным. Его изоляция будет периодически греться, что впоследствии может выстрелить в лучшем случае коротким замыканием и в худшем случае пожаром. Вот поэтому нельзя увеличивать номинал автомата, если его периодически выбивает.

Что тогда делать?

  • Самый простой ответ на данный вопрос — это не пользоваться мощными электроприборами одновременно.
  • Более сложный путь решения такой проблемы — это в распределительном щитке установить автоматический выключатель большего номинала и от него провести кабель нужного сечения до розеток. Это если позволяет существующая электропроводка и другие условия в вашего дома.
  • Самый сложный путь решения проблемы – это замена всей электропроводки если она старая еще с советских времен, да к тому же алюминиевая.

Если автоматический выключатель срабатывает при маленькой нагрузке, то возможно неисправность кроется в нем самом. Тогда нужно заменить его на автомат такого же номинала. Узнать величину тока, протекающую через автомат, можно с помощью токовых клещей.

Прежде чем принимать решение о замене автоматического выключателя, выборе и прокладке нового кабеля и т.д. соберите в голове всю информацию, которая необходима для обеспечения безопасности в электрике в вашем доме. Для этого хотя бы прочитайте эти статьи: Выбор автоматического выключателя по номиналу и Правильный расчет сечения кабеля.

Улыбнемся:

Поздно вечером молодая блондинка звонит своей подруге, соседке:
— Люсь, я знаю, куда девается свет, когда его везде выключаешь.
Люся:
— Ну и куда?
Подруга:
— Заходи, покажу!
Звонок в дверь.
— Привет, Люся.
— Вот смотри.
И выключает свет во всех комнатах, затем открывает дверцу холодильника и говорит:
— Вот сюда!!!

Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

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

Выбор выключателя

Выбор CB производится по:

  • Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение …) установки, для которой предназначен выключатель
  • Окружающая среда: температура окружающей среды, в помещении киоска или распределительного щита, климатические условия и т. Д.
  • Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки
  • Характеристики защищаемых кабелей, шин, шинопроводов и область применения (распределение, двигатель …)
  • Координация с вышестоящим и / или последующим устройством: селективность, каскадирование, координация с выключателем нагрузки, контактором …
  • Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) к дистанционному управлению и индикации и связанным вспомогательным контактам, вспомогательным катушкам отключения, соединению
  • Правила монтажа; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (см. Защита от поражения электрическим током и электрического пожара)
  • Нагрузочные характеристики, такие как двигатели, люминесцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы низкого / низкого напряжения.

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

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

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

  • 30 ° C для выключателей бытового типа в соответствии с IEC 60898 серия
  • 40 ° C по умолчанию для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с серией IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

Характеристики этих выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависят от технологии их расцепителей (см. Рис. х47).

Рис. H47 — Температура окружающей среды

Некомпенсированные термомагнитные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют ток срабатывания, зависящий от температуры окружающей среды.

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми отключающими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если выключатель установлен в кожухе или в горячем месте (котельная и т. Д.), Ток, необходимый для отключения выключателя при перегрузке, будет значительно снижен.Когда температура, при которой находится выключатель, превышает его эталонную температуру, его номинальные характеристики будут «снижены». По этой причине производители выключателя предоставляют таблицы, в которых указаны факторы, которые следует применять при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. рис. h49) можно заметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению номинальной мощности автоматического выключателя. Кроме того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые рядом, как обычно показано на рис. , рис. h34, обычно устанавливаются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при прохождении нормальных токов нагрузки обычно требует их снижения в 0,8 раза.

Пример

Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?

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

Автоматический выключатель iC60N с номиналом 40 А будет снижен до 38.2 А в окружающем воздухе при 60 ° C (см. Рисунок h49). Однако, чтобы обеспечить взаимный нагрев в замкнутом пространстве, необходимо использовать указанный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 x 0,8 = 30,5 A, что не подходит для нагрузки 34 A.

A 50 A автоматический выключатель, следовательно, будет выбран, что дает (пониженный) номинальный ток 47,6 x 0,8 = 38 A.

Компенсированные термомагнитные расцепители

Эти расцепители включают биметаллическую компенсирующую полосу, которая позволяет регулировать уставку тока отключения при перегрузке (Ir или Irth) в пределах указанного диапазона независимо от температуры окружающей среды.

Например:

  • В некоторых странах система TT является стандартной для низковольтных распределительных систем, а бытовые (и аналогичные) установки защищены на рабочем месте автоматическим выключателем, предоставленным энергоснабжающим органом. Этот выключатель, помимо защиты от опасности косвенного прикосновения, срабатывает при перегрузке; в этом случае, если потребитель превышает текущий уровень, указанный в его договоре поставки с энергетическим органом. Автоматический выключатель (≤ 60 A) рассчитан на диапазон температур от — 5 ° C до + 40 ° C.
  • Автоматические выключатели
  • LV на номинальные значения ≤ 630 A обычно оснащаются компенсируемыми расцепителями для этого диапазона (от -5 ° C до + 40 ° C)

Примеры таблиц, в которых указаны значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры для цепи -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями

Тепловые характеристики выключателя

приведены с учетом сечения и типа проводника (Cu или Al) в соответствии с IEC60947-1, таблицы 9 и 10 и IEC60898-1 и 2, таблица 10

iC60 (МЭК 60947-2)

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

Рейтинг Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
1 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2,11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4,11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
6 7,31 7,16 7,01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5,22
10 11.7 11,5 11,3 11,1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12,4 12,1 11,8
16 18.6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19,6 19,2 18,7 18,3
25 28.5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23,1
32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32,7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
40 46.4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53,4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
63 74.9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

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

Рис. H49 — Compact NSX100-250, оборудованный расцепителями TM-D или TM-G — номинальные / пониженные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

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

Электронные расцепители

Электронные расцепители очень стабильны при изменении температурных уровней.

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

Кроме того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может использоваться для лучшего управления распределением электроэнергии, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

Рис. H50 — Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

Тип выдвижения Masterpact МТЗ2 Н1 — х2 — х3 — х4 -L1 -х20
08 10 12 16 20 [а] 20 [b]
Температура окружающей среды (° C)
Спереди или сзади по горизонтали 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60 1900
65 1830 1950
70 1520 1750 1900
Задняя вертикальная 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60
65
70
  1. ^ Тип: h2 / h3 / h4
  2. ^ Тип: L1

Выбор порога срабатывания мгновенного или кратковременного срабатывания

На рисунке h51 ниже приведены основные характеристики расцепителей мгновенного действия или с кратковременной задержкой.

Рис. H51 — Различные устройства отключения, мгновенные или с кратковременной задержкой

Тип Расцепитель Приложения
Низкое значение

тип B

  • Источники, вырабатывающие низкие уровни тока короткого замыкания (резервные генераторы)
  • Длинные отрезки линии или кабеля
Стандартная настройка

тип C

  • Защита цепей: общий
Высокая установка

типа D или K

  • Защита цепей с высокими начальными уровнями переходного тока (например,грамм. двигатели, трансформаторы, резистивные нагрузки)
12 дюймов

типа МА

  • Защита двигателей с помощью контакторов и защита от перегрузки

Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

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

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

  • Либо иметь номинальную отключающую способность при коротком замыкании Icu (или Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для точки установки, либо
  • Если это не так, быть связанным с другим устройством, расположенным выше по потоку и имеющим требуемую отключающую способность при коротком замыкании

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

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

Метод известен как «каскадный» (см. «Координация между автоматическими выключателями»).

Автоматические выключатели для IT-систем

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

В этом случае автоматический выключатель должен устранить короткое замыкание с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо напряжения между фазой и нейтралью. В такой ситуации отключающая способность выключателя может быть изменена.

Приложение H стандарта IEC60947-2 рассматривает эту ситуацию, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением.

Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на паспортной табличке должна использоваться маркировка с помощью символа.

Регламент некоторых стран может добавлять дополнительные требования.

Рис. H52 — Ситуация двойного замыкания на землю

Выбор автоматических выключателей в качестве главных вводов и фидеров

Установка с питанием от одного трансформатора

Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, согласно определенным национальным стандартам требуется автоматический выключатель низкого напряжения, в котором разомкнутые контакты хорошо видны, например: выкатной автоматический выключатель.

Пример

(см. рис. х53)

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

В трансформаторе = 360 А

Isc (3 фазы) = 9 кА

Compact NSX400N с регулируемым диапазоном отключающих устройств от 160 до 400 A и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА будет подходящим выбором для этой работы.

Рис. H53 — Пример трансформатора на подстанции потребителя

Установка с питанием от нескольких трансформаторов параллельно

(см. рис. х54)

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

Из этих соображений видно, что автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему уровню тока короткого замыкания в этих обстоятельствах, в то время как выключатель наибольшего трансформатора пройдет наименьший уровень короткого замыкания. -схемный ток

  • Номинальные параметры CBM следует выбирать в соответствии с номинальными значениями кВА соответствующих трансформаторов.

Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

Примечание: Существенные условия для успешной работы трехфазных трансформаторов, включенных параллельно, можно резюмировать следующим образом:

1. фазовый сдвиг напряжений от первичного к вторичному должен быть одинаковым во всех параллельно включенных блоках.

2. Соотношение напряжения холостого хода между первичной и вторичной обмотками должно быть одинаковым во всех блоках.

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

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

На рисунке h56 для наиболее обычного расположения (2 или 3 трансформатора с одинаковой мощностью кВА) указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются основные и главные выключатели (CBM и CBP соответственно, на рис. , рисунок h55). В его основе лежат следующие гипотезы:

  • Мощность трехфазного короткого замыкания на стороне СН трансформатора составляет 500 МВА
  • Трансформаторы стандартные 20/0.Распределительные устройства 4 кВ в соответствии с перечнем
  • Кабели от каждого трансформатора до его выключателя низкого напряжения состоят из 5 метров одножильных проводов
  • Между каждым CBM входящей цепи и каждым CBP исходящей цепи есть 1 метр сборной шины
  • Распределительное устройство устанавливается в закрытом распределительном щите, монтируемом на полу, при температуре окружающего воздуха 30 ° C

Пример

(см. рисунок h55)

Выбор автоматического выключателя для режима CBM

Для трансформатора 800 кВА In ​​= 1155 А; Icu (минимум) = 38 кА (из Рисунок h56), CBM, указанный в таблице, представляет собой Compact NS1250N (Icu = 50 кА)

Выбор автоматического выключателя для режима CBP

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

Рекомендуемым выбором для трех исходящих цепей 1, 2 и 3 были бы токоограничивающие автоматические выключатели типов NSX400 H, NSX250 H и NSX100 H. Номинал Icu в каждом случае = 70 кА.

Эти автоматические выключатели обладают следующими преимуществами:

  • Полная селективность с выключателями на входе (CBM)
  • Использование «каскадного» метода с связанной с ним экономией на всех последующих компонентах

Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

Рис. H56 — Максимальные значения тока короткого замыкания, прерываемые автоматическими выключателями ввода и фидера (CBM и CBP соответственно), для нескольких трансформаторов, включенных параллельно

Количество и номинальная мощность трансформаторов 20 / 0,4 кВ Минимальная отключающая способность основных выключателей (Icu) кА Главные автоматические выключатели (CBM), полная селективность с исходящими автоматическими выключателями (CBP) Минимальная отключающая способность основных выключателей (Icu) кА Номинальный ток In главного выключателя (CPB) 250A
2 х 400 14 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 28 NSX100-630F
3 х 400 28 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 42 NSX100-630N
2 х 630 22 МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 44 NSX100-630N
3 х 630 44 МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 66 NSX100-630S
2 х 800 19 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 38 NSX100-630N
3 х 800 38 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 57 NSX100-630H
2 х 1000 23 МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н 46 NSX100-630N
3 X 1000 46 МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / НС1600Н 69 NSX100-630H
2 х 1250 29 МТЗ2 20Н1 / НС2000Н 58 NSX100-630H
3 X 1250 58 МТЗ2 20х2 / НС2000Н 87 NSX100-630S
2 х 1600 36 МТЗ2 25Н1 / НС2500Н 72 NSX100-630S
3 х 1600 72 МТЗ2 25х3 / НС2500Х 108 NSX100-630L
2 X 2000 45 МТЗ2 32х2 / НС3200Н 90 NSX100-630S
3 X 2000 90 МТЗ2 32х3 135 NSX100-630L

Выбор выключателей фидера и конечного контура

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

Использование таблицы G42

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

  • Значение тока короткого замыкания в точке перед током, предназначенным для соответствующего выключателя
  • Длина, гр.s.a., и состав проводников между двумя точками

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

Детальный расчет уровня тока короткого замыкания

Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, указанного в таблице, необходимо использовать метод, указанный в разделе Ток короткого замыкания. .

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

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

  • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойного замыкания
  • Номинальный ток отключения при коротком замыкании: двухполюсный выключатель фаза-нейтраль должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного короткого замыкания
  • Защита от непрямого прикосновения: эта защита обеспечивается согласно правилам для ИТ-схем

Основные характеристики выключателя

Основные характеристики автоматического выключателя:

  • Его номинальное напряжение Ue
  • Его номинальный ток В
  • Диапазон регулировки уровня тока срабатывания для защиты от перегрузки (Ir [1] или Irth [1] ) и для защиты от короткого замыкания (Im) [1]
  • Его номинальный ток отключения при коротком замыкании (Icu для промышленных выключателей; Icn для выключателей бытового типа).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это напряжение, при котором автоматический выключатель рассчитан на работу в нормальных (невозмущенных) условиях.

Автоматическому выключателю также присваиваются другие значения напряжения, соответствующие возмущенным условиям, как указано в разделе «Другие характеристики автоматического выключателя».

Номинальный ток (In)

Это максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оснащенный указанным реле максимального тока, может выдерживать неопределенное время при температуре окружающей среды, указанной производителем, без превышения установленных температурных пределов токоведущих частей.

Пример

Автоматический выключатель, рассчитанный на In = 125 A для температуры окружающей среды 40 ° C, будет оснащен соответствующим образом откалиброванным реле максимального тока (настроено на 125 A). Однако тот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких значениях температуры окружающей среды, если он соответствующим образом «понижен». Таким образом, автоматический выключатель при температуре окружающей среды 50 ° C может выдерживать только 117 А в течение неограниченного периода времени или, опять же, только 109 А при 60 ° C, при соблюдении указанного температурного предела.

Таким образом, снижение номинальных характеристик автоматического выключателя достигается за счет уменьшения уставки тока срабатывания его реле перегрузки и соответствующей маркировки выключателя.Использование отключающего устройства электронного типа, разработанного, чтобы выдерживать высокие температуры, позволяет автоматическим выключателям (со сниженными номинальными характеристиками) работать при температуре окружающей среды 60 ° C (или даже 70 ° C).

Примечание: In для автоматических выключателей (в IEC 60947-2) обычно равно Iu для распределительного устройства, Iu — это номинальный непрерывный ток.

Типоразмер корпуса

Автоматическому выключателю, который может быть оснащен расцепителями максимального тока с различными диапазонами настройки уровня тока, присваивается номинал, который соответствует максимальному устройству отключения с настройкой уровня тока, которое может быть установлено.

Пример

Автоматический выключатель Compact NSX630N может быть оснащен 11 электронными расцепителями от 150 до 630 А. Номинальный ток автоматического выключателя составляет 630 А.

Уставка тока срабатывания реле перегрузки (Irth или Ir)

Помимо небольших автоматических выключателей, которые очень легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащены съемными, т. Е. Заменяемыми, реле максимального тока. Кроме того, чтобы адаптировать автоматический выключатель к требованиям цепи, которую он контролирует, и избежать необходимости прокладки кабелей слишком большого размера, реле отключения обычно регулируются.Уставка тока срабатывания Ir или Irth (обычно используются оба обозначения) — это ток, при превышении которого автоматический выключатель сработает. Он также представляет собой максимальный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения. Это значение должно быть больше максимального тока нагрузки IB, но меньше максимально допустимого тока в цепи Iz (см. Главу «Размеры и защита проводов»).

Реле теплового срабатывания обычно регулируются от 0,7 до 1,0 от In, но когда для этого используются электронные устройства, диапазон регулировки больше; обычно 0.4 к 1 разу В.

Пример

(см. рис. х37)

Выключатель NSX630N, оборудованный реле максимального тока Micrologic 6.3E на 400 А, установленным на 0,9, будет иметь уставку тока срабатывания:

Ir = 400 x 0,9 = 360 А

Примечание: Для автоматических выключателей, оборудованных нерегулируемыми реле максимального тока, Ir = In. Пример: для автоматического выключателя iC60N на 20 А,

Ir = In = 20 А.

Рис. H37 — Пример автоматического выключателя Compact NSX630N с номиналом 400 А от Micrologic, настроенным на 0.9, чтобы получить Ir = 360 A

Уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (Im)

Реле отключения при коротком замыкании (мгновенного действия или с небольшой выдержкой времени) предназначены для быстрого отключения выключателя при возникновении высоких значений тока повреждения. Их порог срабатывания Im равен:

  • Либо фиксируется стандартами для отечественных автоматических выключателей, например IEC 60898 или
  • Указано производителем для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с соответствующими стандартами, в частности, IEC 60947-2.

Для последних автоматических выключателей существует большое количество отключающих устройств, которые позволяют пользователю адаптировать защитные характеристики автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. Рис. h38, Рис. h39 и Рис. h40).

Рис. H38 — Диапазоны тока отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для выключателей низкого напряжения

Тип реле защиты Защита от перегрузки
Защита от короткого замыкания
Бытовые выключатели IEC 60898 Термомагнитный Ir = In Низкое значение
тип B
3 In ≤ Im ≤ 5 In
Стандартная настройка
тип C
5 In ≤ Im ≤ 10 In
Цепь высокой уставки
тип D
10 In ≤ Im ≤ 20 In [a]
Модульные промышленные автоматические выключатели [b] Термомагнитный Ir = In
фиксированный
Низкое значение
тип B или Z
3.2 In ≤ фиксированный ≤ 4,8 дюйма
Стандартная настройка
тип C
7 In ≤ фиксированная ≤ 10 In
Высокая уставка
тип D или K
10 In ≤ фиксированная ≤ 14 In
Автоматические выключатели промышленные [b]

IEC 60947-2

Термомагнитный Ir = фиксированный Фиксированное: Im = от 7 до 10 дюймов
Регулируемый:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемый:
  • Низкое значение: от 2 до 5 дюймов
  • Стандартная настройка: от 5 до 10 дюймов
Электронный Длительная задержка
0. 1 2 Для промышленного использования стандарты IEC не определяют значения. Вышеуказанные значения даны только как общеупотребительные.

Рис. H39 — Кривая отключения термомагнитного выключателя

Ir : уставка тока срабатывания реле перегрузки (тепловая или с большой задержкой)
Im : уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (магнитная или короткая задержка)
Ii : срабатывание мгновенного реле короткого замыкания- текущая настройка.
Icu : Отключающая способность

Рис. H40 — Кривая отключения автоматического выключателя с усовершенствованным электронным расцепителем

Автоматический выключатель с изоляцией

Автоматический выключатель пригоден для разъединения цепи, если он удовлетворяет всем условиям, предписанным для разъединителя (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте. В таком случае он называется выключателем-разъединителем и маркируется на его лицевой стороне символом.

К этой категории относятся все распределительные устройства Acti 9, Compact NSX и Masterpact LV линейки Schneider Electric.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного выключателя по току короткого замыкания связана (приблизительно) с cos φ петли тока короткого замыкания. Стандартные значения для этого отношения установлены в некоторых стандартах.

Номинальный ток отключения при коротком замыкании выключателя — это наивысшее (ожидаемое) значение тока, которое выключатель способен отключать без повреждения. Величина тока, указанная в стандартах, представляет собой действующее значение переменной составляющей тока короткого замыкания, т.е.е. переходная составляющая постоянного тока (которая всегда присутствует в наихудшем случае короткого замыкания) предполагается равной нулю для расчета стандартизованного значения. Это номинальное значение (Icu) для промышленных выключателей и (Icn) для выключателей бытового типа обычно выражается в кА, действующее значение.

Icu (номинальная предельная отключающая способность sc) и Ics (номинальная рабочая отключающая способность sc) определены в IEC 60947-2 вместе с таблицей, связывающей Ics с Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (с выдержкой времени). отключение), как описано в разделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Испытания для подтверждения номинальных значений н.у. Отключающая способность автоматических выключателей регулируется стандартами и включает:

  • Рабочие последовательности, состоящие из последовательности операций, т.е. замыкание и размыкание при коротком замыкании
  • Сдвиг фаз тока и напряжения. Когда ток находится в фазе с напряжением питания (cosφ для цепи = 1), прерывание тока легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Прерывание тока при малых значениях запаздывания cosφ значительно труднее; схема с нулевым коэффициентом мощности (теоретически) является наиболее обременительным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в энергосистеме имеют (более или менее) отстающие коэффициенты мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются репрезентативными для большинства энергосистем. Как правило, чем выше уровень тока повреждения (при заданном напряжении), тем ниже коэффициент мощности петли тока повреждения, например, вблизи генераторов или больших трансформаторов.

На рисунке h41 ниже, взятом из IEC 60947-2, приведены стандартизованные значения cos φ для промышленных автоматических выключателей в соответствии с их номинальным значением Icu.

  • После последовательности включения — выдержки времени — замыкания / размыкания для проверки емкости Icu выключателя проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что:
    • Устойчивость к диэлектрику
    • Отключающее (разъединительное) исполнение и
    • Проверка не нарушила правильную работу защиты от перегрузки.

Рис. H41 — Icu, связанное с коэффициентом мощности (cosφ) цепи тока короткого замыкания (IEC 60947-2)

Icu cosφ
6 кА 0. 1 2 3 Значения уставки уровня тока, которые относятся к токовым тепловым и «мгновенным» магнитным расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Основные характеристики выключателя

Основные характеристики автоматического выключателя:

  • Его номинальное напряжение Ue
  • Его номинальный ток В
  • Диапазон регулировки уровня тока срабатывания для защиты от перегрузки (Ir [1] или Irth [1] ) и для защиты от короткого замыкания (Im) [1]
  • Его номинальный ток отключения при коротком замыкании (Icu для промышленных выключателей; Icn для выключателей бытового типа).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это напряжение, при котором автоматический выключатель рассчитан на работу в нормальных (невозмущенных) условиях.

Автоматическому выключателю также присваиваются другие значения напряжения, соответствующие возмущенным условиям, как указано в разделе «Другие характеристики автоматического выключателя».

Номинальный ток (In)

Это максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оснащенный указанным реле максимального тока, может выдерживать неопределенное время при температуре окружающей среды, указанной производителем, без превышения установленных температурных пределов токоведущих частей.

Пример

Автоматический выключатель, рассчитанный на In = 125 A для температуры окружающей среды 40 ° C, будет оснащен соответствующим образом откалиброванным реле максимального тока (настроено на 125 A). Однако тот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких значениях температуры окружающей среды, если он соответствующим образом «понижен». Таким образом, автоматический выключатель при температуре окружающей среды 50 ° C может выдерживать только 117 А в течение неограниченного периода времени или, опять же, только 109 А при 60 ° C, при соблюдении указанного температурного предела.

Таким образом, снижение номинальных характеристик автоматического выключателя достигается за счет уменьшения уставки тока срабатывания его реле перегрузки и соответствующей маркировки выключателя.Использование отключающего устройства электронного типа, разработанного, чтобы выдерживать высокие температуры, позволяет автоматическим выключателям (со сниженными номинальными характеристиками) работать при температуре окружающей среды 60 ° C (или даже 70 ° C).

Примечание: In для автоматических выключателей (в IEC 60947-2) обычно равно Iu для распределительного устройства, Iu — это номинальный непрерывный ток.

Типоразмер корпуса

Автоматическому выключателю, который может быть оснащен расцепителями максимального тока с различными диапазонами настройки уровня тока, присваивается номинал, который соответствует максимальному устройству отключения с настройкой уровня тока, которое может быть установлено.

Пример

Автоматический выключатель Compact NSX630N может быть оснащен 11 электронными расцепителями от 150 до 630 А. Номинальный ток автоматического выключателя составляет 630 А.

Уставка тока срабатывания реле перегрузки (Irth или Ir)

Помимо небольших автоматических выключателей, которые очень легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащены съемными, т. Е. Заменяемыми, реле максимального тока. Кроме того, чтобы адаптировать автоматический выключатель к требованиям цепи, которую он контролирует, и избежать необходимости прокладки кабелей слишком большого размера, реле отключения обычно регулируются.Уставка тока срабатывания Ir или Irth (обычно используются оба обозначения) — это ток, при превышении которого автоматический выключатель сработает. Он также представляет собой максимальный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения. Это значение должно быть больше максимального тока нагрузки IB, но меньше максимально допустимого тока в цепи Iz (см. Главу «Размеры и защита проводов»).

Реле теплового срабатывания обычно регулируются от 0,7 до 1,0 от In, но когда для этого используются электронные устройства, диапазон регулировки больше; обычно 0.4 к 1 разу В.

Пример

(см. рис. х37)

Выключатель NSX630N, оборудованный реле максимального тока Micrologic 6.3E на 400 А, установленным на 0,9, будет иметь уставку тока срабатывания:

Ir = 400 x 0,9 = 360 А

Примечание: Для автоматических выключателей, оборудованных нерегулируемыми реле максимального тока, Ir = In. Пример: для автоматического выключателя iC60N на 20 А,

Ir = In = 20 А.

Рис. H37 — Пример автоматического выключателя Compact NSX630N с номиналом 400 А от Micrologic, настроенным на 0.9, чтобы получить Ir = 360 A

Уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (Im)

Реле отключения при коротком замыкании (мгновенного действия или с небольшой выдержкой времени) предназначены для быстрого отключения выключателя при возникновении высоких значений тока повреждения. Их порог срабатывания Im равен:

  • Либо фиксируется стандартами для отечественных автоматических выключателей, например IEC 60898 или
  • Указано производителем для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с соответствующими стандартами, в частности, IEC 60947-2.

Для последних автоматических выключателей существует большое количество отключающих устройств, которые позволяют пользователю адаптировать защитные характеристики автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. Рис. h38, Рис. h39 и Рис. h40).

Рис. H38 — Диапазоны тока отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для выключателей низкого напряжения

Тип реле защиты Защита от перегрузки
Защита от короткого замыкания
Бытовые выключатели IEC 60898 Термомагнитный Ir = In Низкое значение
тип B
3 In ≤ Im ≤ 5 In
Стандартная настройка
тип C
5 In ≤ Im ≤ 10 In
Цепь высокой уставки
тип D
10 In ≤ Im ≤ 20 In [a]
Модульные промышленные автоматические выключатели [b] Термомагнитный Ir = In
фиксированный
Низкое значение
тип B или Z
3.2 In ≤ фиксированный ≤ 4,8 дюйма
Стандартная настройка
тип C
7 In ≤ фиксированная ≤ 10 In
Высокая уставка
тип D или K
10 In ≤ фиксированная ≤ 14 In
Автоматические выключатели промышленные [b]

IEC 60947-2

Термомагнитный Ir = фиксированный Фиксированное: Im = от 7 до 10 дюймов
Регулируемый:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемый:
  • Низкое значение: от 2 до 5 дюймов
  • Стандартная настройка: от 5 до 10 дюймов
Электронный Длительная задержка
0. 1 2 Для промышленного использования стандарты IEC не определяют значения. Вышеуказанные значения даны только как общеупотребительные.

Рис. H39 — Кривая отключения термомагнитного выключателя

Ir : уставка тока срабатывания реле перегрузки (тепловая или с большой задержкой)
Im : уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (магнитная или короткая задержка)
Ii : срабатывание мгновенного реле короткого замыкания- текущая настройка.
Icu : Отключающая способность

Рис. H40 — Кривая отключения автоматического выключателя с усовершенствованным электронным расцепителем

Автоматический выключатель с изоляцией

Автоматический выключатель пригоден для разъединения цепи, если он удовлетворяет всем условиям, предписанным для разъединителя (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте. В таком случае он называется выключателем-разъединителем и маркируется на его лицевой стороне символом.

К этой категории относятся все распределительные устройства Acti 9, Compact NSX и Masterpact LV линейки Schneider Electric.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного выключателя по току короткого замыкания связана (приблизительно) с cos φ петли тока короткого замыкания. Стандартные значения для этого отношения установлены в некоторых стандартах.

Номинальный ток отключения при коротком замыкании выключателя — это наивысшее (ожидаемое) значение тока, которое выключатель способен отключать без повреждения. Величина тока, указанная в стандартах, представляет собой действующее значение переменной составляющей тока короткого замыкания, т.е.е. переходная составляющая постоянного тока (которая всегда присутствует в наихудшем случае короткого замыкания) предполагается равной нулю для расчета стандартизованного значения. Это номинальное значение (Icu) для промышленных выключателей и (Icn) для выключателей бытового типа обычно выражается в кА, действующее значение.

Icu (номинальная предельная отключающая способность sc) и Ics (номинальная рабочая отключающая способность sc) определены в IEC 60947-2 вместе с таблицей, связывающей Ics с Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (с выдержкой времени). отключение), как описано в разделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Испытания для подтверждения номинальных значений н.у. Отключающая способность автоматических выключателей регулируется стандартами и включает:

  • Рабочие последовательности, состоящие из последовательности операций, т.е. замыкание и размыкание при коротком замыкании
  • Сдвиг фаз тока и напряжения. Когда ток находится в фазе с напряжением питания (cosφ для цепи = 1), прерывание тока легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Прерывание тока при малых значениях запаздывания cosφ значительно труднее; схема с нулевым коэффициентом мощности (теоретически) является наиболее обременительным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в энергосистеме имеют (более или менее) отстающие коэффициенты мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются репрезентативными для большинства энергосистем. Как правило, чем выше уровень тока повреждения (при заданном напряжении), тем ниже коэффициент мощности петли тока повреждения, например, вблизи генераторов или больших трансформаторов.

На рисунке h41 ниже, взятом из IEC 60947-2, приведены стандартизованные значения cos φ для промышленных автоматических выключателей в соответствии с их номинальным значением Icu.

  • После последовательности включения — выдержки времени — замыкания / размыкания для проверки емкости Icu выключателя проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что:
    • Устойчивость к диэлектрику
    • Отключающее (разъединительное) исполнение и
    • Проверка не нарушила правильную работу защиты от перегрузки.

Рис. H41 — Icu, связанное с коэффициентом мощности (cosφ) цепи тока короткого замыкания (IEC 60947-2)

Icu cosφ
6 кА 0. 1 2 3 Значения уставки уровня тока, которые относятся к токовым тепловым и «мгновенным» магнитным расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Основные характеристики выключателя

Основные характеристики автоматического выключателя:

  • Его номинальное напряжение Ue
  • Его номинальный ток В
  • Диапазон регулировки уровня тока срабатывания для защиты от перегрузки (Ir [1] или Irth [1] ) и для защиты от короткого замыкания (Im) [1]
  • Его номинальный ток отключения при коротком замыкании (Icu для промышленных выключателей; Icn для выключателей бытового типа).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это напряжение, при котором автоматический выключатель рассчитан на работу в нормальных (невозмущенных) условиях.

Автоматическому выключателю также присваиваются другие значения напряжения, соответствующие возмущенным условиям, как указано в разделе «Другие характеристики автоматического выключателя».

Номинальный ток (In)

Это максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оснащенный указанным реле максимального тока, может выдерживать неопределенное время при температуре окружающей среды, указанной производителем, без превышения установленных температурных пределов токоведущих частей.

Пример

Автоматический выключатель, рассчитанный на In = 125 A для температуры окружающей среды 40 ° C, будет оснащен соответствующим образом откалиброванным реле максимального тока (настроено на 125 A). Однако тот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких значениях температуры окружающей среды, если он соответствующим образом «понижен». Таким образом, автоматический выключатель при температуре окружающей среды 50 ° C может выдерживать только 117 А в течение неограниченного периода времени или, опять же, только 109 А при 60 ° C, при соблюдении указанного температурного предела.

Таким образом, снижение номинальных характеристик автоматического выключателя достигается за счет уменьшения уставки тока срабатывания его реле перегрузки и соответствующей маркировки выключателя.Использование отключающего устройства электронного типа, разработанного, чтобы выдерживать высокие температуры, позволяет автоматическим выключателям (со сниженными номинальными характеристиками) работать при температуре окружающей среды 60 ° C (или даже 70 ° C).

Примечание: In для автоматических выключателей (в IEC 60947-2) обычно равно Iu для распределительного устройства, Iu — это номинальный непрерывный ток.

Типоразмер корпуса

Автоматическому выключателю, который может быть оснащен расцепителями максимального тока с различными диапазонами настройки уровня тока, присваивается номинал, который соответствует максимальному устройству отключения с настройкой уровня тока, которое может быть установлено.

Пример

Автоматический выключатель Compact NSX630N может быть оснащен 11 электронными расцепителями от 150 до 630 А. Номинальный ток автоматического выключателя составляет 630 А.

Уставка тока срабатывания реле перегрузки (Irth или Ir)

Помимо небольших автоматических выключателей, которые очень легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащены съемными, т. Е. Заменяемыми, реле максимального тока. Кроме того, чтобы адаптировать автоматический выключатель к требованиям цепи, которую он контролирует, и избежать необходимости прокладки кабелей слишком большого размера, реле отключения обычно регулируются.Уставка тока срабатывания Ir или Irth (обычно используются оба обозначения) — это ток, при превышении которого автоматический выключатель сработает. Он также представляет собой максимальный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения. Это значение должно быть больше максимального тока нагрузки IB, но меньше максимально допустимого тока в цепи Iz (см. Главу «Размеры и защита проводов»).

Реле теплового срабатывания обычно регулируются от 0,7 до 1,0 от In, но когда для этого используются электронные устройства, диапазон регулировки больше; обычно 0.4 к 1 разу В.

Пример

(см. рис. х37)

Выключатель NSX630N, оборудованный реле максимального тока Micrologic 6.3E на 400 А, установленным на 0,9, будет иметь уставку тока срабатывания:

Ir = 400 x 0,9 = 360 А

Примечание: Для автоматических выключателей, оборудованных нерегулируемыми реле максимального тока, Ir = In. Пример: для автоматического выключателя iC60N на 20 А,

Ir = In = 20 А.

Рис. H37 — Пример автоматического выключателя Compact NSX630N с номиналом 400 А от Micrologic, настроенным на 0.9, чтобы получить Ir = 360 A

Уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (Im)

Реле отключения при коротком замыкании (мгновенного действия или с небольшой выдержкой времени) предназначены для быстрого отключения выключателя при возникновении высоких значений тока повреждения. Их порог срабатывания Im равен:

  • Либо фиксируется стандартами для отечественных автоматических выключателей, например IEC 60898 или
  • Указано производителем для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с соответствующими стандартами, в частности, IEC 60947-2.

Для последних автоматических выключателей существует большое количество отключающих устройств, которые позволяют пользователю адаптировать защитные характеристики автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. Рис. h38, Рис. h39 и Рис. h40).

Рис. H38 — Диапазоны тока отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для выключателей низкого напряжения

Тип реле защиты Защита от перегрузки
Защита от короткого замыкания
Бытовые выключатели IEC 60898 Термомагнитный Ir = In Низкое значение
тип B
3 In ≤ Im ≤ 5 In
Стандартная настройка
тип C
5 In ≤ Im ≤ 10 In
Цепь высокой уставки
тип D
10 In ≤ Im ≤ 20 In [a]
Модульные промышленные автоматические выключатели [b] Термомагнитный Ir = In
фиксированный
Низкое значение
тип B или Z
3.2 In ≤ фиксированный ≤ 4,8 дюйма
Стандартная настройка
тип C
7 In ≤ фиксированная ≤ 10 In
Высокая уставка
тип D или K
10 In ≤ фиксированная ≤ 14 In
Автоматические выключатели промышленные [b]

IEC 60947-2

Термомагнитный Ir = фиксированный Фиксированное: Im = от 7 до 10 дюймов
Регулируемый:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемый:
  • Низкое значение: от 2 до 5 дюймов
  • Стандартная настройка: от 5 до 10 дюймов
Электронный Длительная задержка
0. 1 2 Для промышленного использования стандарты IEC не определяют значения. Вышеуказанные значения даны только как общеупотребительные.

Рис. H39 — Кривая отключения термомагнитного выключателя

Ir : уставка тока срабатывания реле перегрузки (тепловая или с большой задержкой)
Im : уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (магнитная или короткая задержка)
Ii : срабатывание мгновенного реле короткого замыкания- текущая настройка.
Icu : Отключающая способность

Рис. H40 — Кривая отключения автоматического выключателя с усовершенствованным электронным расцепителем

Автоматический выключатель с изоляцией

Автоматический выключатель пригоден для разъединения цепи, если он удовлетворяет всем условиям, предписанным для разъединителя (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте. В таком случае он называется выключателем-разъединителем и маркируется на его лицевой стороне символом.

К этой категории относятся все распределительные устройства Acti 9, Compact NSX и Masterpact LV линейки Schneider Electric.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного выключателя по току короткого замыкания связана (приблизительно) с cos φ петли тока короткого замыкания. Стандартные значения для этого отношения установлены в некоторых стандартах.

Номинальный ток отключения при коротком замыкании выключателя — это наивысшее (ожидаемое) значение тока, которое выключатель способен отключать без повреждения. Величина тока, указанная в стандартах, представляет собой действующее значение переменной составляющей тока короткого замыкания, т.е.е. переходная составляющая постоянного тока (которая всегда присутствует в наихудшем случае короткого замыкания) предполагается равной нулю для расчета стандартизованного значения. Это номинальное значение (Icu) для промышленных выключателей и (Icn) для выключателей бытового типа обычно выражается в кА, действующее значение.

Icu (номинальная предельная отключающая способность sc) и Ics (номинальная рабочая отключающая способность sc) определены в IEC 60947-2 вместе с таблицей, связывающей Ics с Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (с выдержкой времени). отключение), как описано в разделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Испытания для подтверждения номинальных значений н.у. Отключающая способность автоматических выключателей регулируется стандартами и включает:

  • Рабочие последовательности, состоящие из последовательности операций, т.е. замыкание и размыкание при коротком замыкании
  • Сдвиг фаз тока и напряжения. Когда ток находится в фазе с напряжением питания (cosφ для цепи = 1), прерывание тока легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Прерывание тока при малых значениях запаздывания cosφ значительно труднее; схема с нулевым коэффициентом мощности (теоретически) является наиболее обременительным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в энергосистеме имеют (более или менее) отстающие коэффициенты мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются репрезентативными для большинства энергосистем. Как правило, чем выше уровень тока повреждения (при заданном напряжении), тем ниже коэффициент мощности петли тока повреждения, например, вблизи генераторов или больших трансформаторов.

На рисунке h41 ниже, взятом из IEC 60947-2, приведены стандартизованные значения cos φ для промышленных автоматических выключателей в соответствии с их номинальным значением Icu.

  • После последовательности включения — выдержки времени — замыкания / размыкания для проверки емкости Icu выключателя проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что:
    • Устойчивость к диэлектрику
    • Отключающее (разъединительное) исполнение и
    • Проверка не нарушила правильную работу защиты от перегрузки.

Рис. H41 — Icu, связанное с коэффициентом мощности (cosφ) цепи тока короткого замыкания (IEC 60947-2)

Icu cosφ
6 кА 0. 1 2 3 Значения уставки уровня тока, которые относятся к токовым тепловым и «мгновенным» магнитным расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Определение номинального тока короткого замыкания автоматических выключателей

Определение номинального тока короткого замыкания автоматического выключателя требует знания предполагаемого тока короткого замыкания на щитке. В следующем разделе представлен простой метод получения этой величины тока.

Трехфазные выключатели

Начнем с расчета предполагаемого тока от ближайшего трансформатора.

Ток повреждения на вторичной стороне трехфазного трансформатора:

I = \ frac {FLA * 100} {\% Z} Амперы

где,

FLA = Амперы полной нагрузки трансформатора = \ frac { Кажущаяся мощность (S_3 \ phi)} {\ sqrt3 * Напряжение сети}

% Z = на единицу импеданса трансформатора

Усилители короткого замыкания, полученные этим методом, игнорируют импеданс источника.Если у вас есть такое сопротивление, используйте следующее уравнение.

I = \ frac {FLA * 100} {\% Z + \% Zsource} Amps

Конечно, теперь вы будете точнее с результатом. Однако получить полное сопротивление источника нелегко. Эта информация обычно получается от обслуживающей вас утилиты. % Zsource включает полное сопротивление всей энергосистемы, рассчитанное до первичной обмотки указанного трансформатора.

Однофазный автоматический выключатель

Процедура определения номинальной мощности короткого замыкания однофазного автоматического выключателя в однофазной системе такая же, как и выше, за исключением изменения уравнения тока полной нагрузки ( 1-фазный трансформатор.)

FLA = \ frac {S_1 \ phi} {V_ {line}}

Рисунок 1: Расчет мощности короткого замыкания однофазного выключателя

Коэффициент X / R

При выборе автоматического выключателя будьте осторожны выбор автоматических выключателей, номинальные значения которых будут минимальными, т. е. токи короткого замыкания составляют 80 — 100% от номинального значения выключателя. В цепях с отношением X / R более 15 (т. Е. В высокоиндуктивных цепях) величина предполагаемого тока короткого замыкания может быть больше расчетного тока.

Почему? Что ж, в системах переменного тока токи короткого замыкания имеют асимметричную форму волны.Асимметрия (из-за смещения постоянного тока) постепенно сужается, становясь симметричной. См. Рисунок ниже. Скорость затухания асимметрии зависит от отношения X / R в цепи. Чем выше отношение X / R в цепи, тем выше величина тока короткого замыкания, которую должен выдержать автоматический выключатель.

Рисунок 2: Величина тока короткого замыкания после сбоя

Итак, предполагая, что вы не обращаете внимания на X / R системы в точке, где вы устанавливаете автоматический выключатель, и что высокая величина тока будет сохраняться в течение некоторого времени, разумно выбирайте автоматические выключатели таким образом, чтобы расчетные токи короткого замыкания были только на 80% (или меньше), чем их номинальный ток короткого замыкания.

Размер выключателя см. В Национальных электротехнических правилах.

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Почему мощность автоматического выключателя была рассчитана в МВА, а теперь в кА?

Номинальные характеристики автоматического выключателя — отключающая способность, включающая способность, номинальное напряжение и ток, рабочий цикл и кратковременная работа выключателя

Пожалуйста, не убивайте меня, чтобы упомянуть неожиданный рейтинг MVA автоматического выключателя, который есть у всех нас слышал про автоматические выключатели на 500 или 1000 МВА.Эти рейтинги не будут отображаться на последних моделях, поскольку это была старая логика, и сейчас все изменилось. Чтобы прояснить основную концепцию и узнать, что именно произошло с правилами, давайте рассмотрим следующее объяснение. Фактически это отключающая способность (а не ток отключения) выключателя, которая теперь выражается в кА, а не в МВА (как было раньше).

Прежде чем мы углубимся в детали, давайте узнаем, что именно делает автоматический выключатель и каковы различные типы номиналов автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это устройство управления и защиты, используемое для механизма переключения и защиты системы, которое:

  • Включает и размыкает цепь вручную или автоматически в нормальных и аварийных условиях.
  • Разомкните цепь автоматически и закройте путь к короткому замыканию и токам, протекающим через него.
  • Перенести ток короткого замыкания в течение очень короткого времени, пока другой последовательно подключенный автоматический выключатель устраняет замыкание, происходящее в подключенной цепи.

Исходя из трех функций автоматического выключателя, упомянутых выше, существует шесть следующих номиналов автоматического выключателя:

  • Отключающая способность
  • Включающая способность
  • Рабочий цикл автоматического выключателя ( Номинальная рабочая последовательность)
  • Номинальное напряжение
  • Кратковременная рабочая мощность
  • Нормальный номинальный ток

Отключающая способность (ранее МВА, теперь кА)

Отключающая способность — максимальная неисправность ток короткого замыкания (RMS), который автоматический выключатель может выдержать или прервать путем размыкания замкнутых контактов при номинальном восстанавливающемся напряжении без повреждения автоматического выключателя и подключенных устройств.

Отключающая способность автоматического выключателя выражается в среднеквадратичном значении из-за симметричных и асимметричных факторов из-за наличия пульсаций и составляющих постоянного тока во время короткого замыкания в течение очень короткого времени.

Отключающая способность выключателя ранее была рассчитана в МВА с учетом номинального тока отключения и номинального рабочего напряжения выключателя. Ее можно рассчитать следующим образом:

Отключающая способность = √3 x V x I x 10 -6 … MVA

или

Отключающая или отключающая способность = √3 x номинальное напряжение сети x номинальный ток сети x 10 -6 … MVA

Пример:

Что такое ток отключения или отключения выключателя с номинальной отключающей способностью 100 МВА и номинальным рабочим напряжением 11 кВ.

Решение:

Ток отключения = 100 x 10 -6 / (√3 x 11 кВ) = 52,48 кА

Почему отключающая способность выражается в кВт, а не в МВА?

Очевидно нелогично выражать мощность автоматического выключателя в МВА, потому что во время короткого замыкания возникает очень низкое напряжение и самый высокий ток. Когда выключатель размыкает контакты для устранения токов повреждения, на контактах выключателя появляется номинальное напряжение.Короче говоря, одинаковые номинальные величины не появляются постоянно во время токов короткого замыкания. Вот почему номинальная отключающая способность автоматического выключателя не может быть выражена в МВА.

По этим причинам производители следуют последним и пересмотренным международным стандартам, чтобы выразить номинальную отключающую способность выключателя в симметричном токе отключения в кА при номинальном напряжении, а не в МВА. За номинальной отключающей способностью выключателя в амперах или кА следуют ток отключения и переходное восстанавливающееся напряжение (TRV), поскольку оно может быть как симметричным, так и асимметричным во время короткого замыкания.

Включающая способность

Включающая способность автоматического выключателя — это пиковое значение тока, включая кратковременные коэффициенты пульсаций и составляющие постоянного тока во время первого цикла волны тока повреждения после замыкания контактов автоматического выключателя.

Имейте в виду, что номинальная включающая способность выключателя в кА выражается в пиковом значении, а не в среднеквадратичном значении (отключающая способность рассчитывается в действующем значении). Это связано с возможностью успешного замыкания контактов выключателя во время токов короткого замыкания при одновременном управлении электромагнитными силами и возникновении и гашении дуги без повреждения выключателя и цепи.

Эти вредные силы прямо пропорциональны квадрату максимального мгновенного значения тока при замыкании. Вот почему включающая способность указывается в пиковом значении по сравнению с отключающей способностью, которая выражается в среднеквадратичном значении.

Значение токов короткого замыкания является максимальным в первой фазе или волнах в случае максимальной асимметрии в фазе, подключенной к выключателю. Проще говоря, включающий ток равен максимальному значению асимметричного тока, то есть включающая способность выключателя всегда больше, чем отключающая способность выключателя .

Номинальный ток включения при коротком замыкании принимается равным 2,5 x действующее значение составляющих переменного тока номинального тока отключения, поскольку теоретически ток короткого замыкания может возрасти в два раза по сравнению с уровнем симметричного замыкания на начальной стадии.

Включающую способность выключателя можно рассчитать следующим образом.

Чтобы преобразовать симметричный ток отключения из действующего значения в пиковое значение:

Включающая способность выключателя = симметричный ток отключения x √2

Умножьте приведенное выше выражение на 1.8, чтобы включить эффект удвоения максимальной асимметрии. то есть влияние тока короткого замыкания с учетом небольшого падения тока в течение первой четверти цикла.

Включающая способность выключателя = √2 x 1,8 x Симметричный ток отключения = 2,55 x Симметричный ток отключения

Включающая способность выключателя = 2,55 x Симметричный ток отключения

Рабочий цикл автоматического выключателя или номинальная рабочая последовательность

Это показывает механические требования к механизму переключения выключателя.

Рабочий цикл или номинальная рабочая последовательность выключателя можно выразить следующим образом:

O — t — CO — t ‘- CO

Где:

  • O = Отключение выключателя
  • t = 0,3 секунды для первого автоматического повторного включения, если не указано
  • t ‘= Время между двумя операциями (восстановление исходного состояния и предотвращение несоответствующего нагрева контактов выключателя
  • CO = Операция замыкания сразу после операции размыкания без задержки по времени

Связанные сообщения :

Номинальное напряжение

Значение безопасного максимального предела напряжения, при котором выключатель может работать без каких-либо повреждений, называется номинальным напряжением выключателя.

Значение номинального напряжения выключателя зависит от толщины изоляции и изоляционного материала, используемого в конструкции выключателя. Номинальное напряжение выключателя связано с самым высоким напряжением в системе из-за повышения напряжения из-за отсутствия нагрузки или внезапного изменения нагрузки до более низкого значения. Таким образом, он может справиться с повышением напряжения в системе до максимальной номинальной мощности. Например, автоматический выключатель должен выдерживать 10% номинального напряжения системы в случае системы 40 кВ, где предел на 5% выше напряжения системы 400 кВ.Сюда. автоматический выключатель, который будет использоваться на линии 6,6 кВ, должен иметь номинальное значение около 7,2 кВ и т. д. из-за соответствующего максимального напряжения системы

С другой стороны, автоматический выключатель с номинальным напряжением 400 В переменного тока не должен работать при более высоком напряжении, например 1000 В или более того, выключатель с номинальным напряжением 1000 В переменного тока может использоваться при напряжении системы 400 В. Если использовать выключатель на номинальном уровне напряжения, он сможет погасить дугу, возникающую в контактах выключателя. Если мы используем прерыватель на более высоких уровнях напряжения вместо номинального напряжения, переходное восстанавливающееся напряжение (TVR) по сравнению с диэлектрической прочностью среды гашения дуги.В этом случае дуга может все еще существовать, поскольку гаситель дуги не может ее успешно различить, что приводит к повреждению автоматического выключателя или изоляции выключателя.

Обычно номинальное напряжение автоматического выключателя выше, чем номинальное напряжение шины и нагрузки в энергосистеме. Как правило, существует два типа автоматических выключателей, связанных с уровнями напряжения, то есть низковольтные выключатели и высоковольтные выключатели, имеющие следующие особенности.

  • Выключатели низкого напряжения могут использоваться для 1 кВ переменного тока и 1.2кВ постоянного тока, при этом уровень высокого напряжения больше, чем у выключателей низкого напряжения.
  • Высоковольтные автоматические выключатели используются как для внутреннего, так и для наружного управления в высоковольтных системах, а низковольтные автоматические выключатели используются внутри помещений.
  • Выключатели низкого напряжения более сложны и срабатывают чаще, чем выключатели высокого напряжения из-за меньших межфазных зазоров и межфазных зазоров. Методы испытаний различаются для обоих типов выключателей уровня напряжения.

Связанное сообщение: Умный автоматический выключатель WiFi — Строительство, установка и работа

Ожидая вышеуказанного номинального напряжения, при рассмотрении уровня напряжения для автоматических выключателей для различных режимов работы могут быть приняты во внимание два дополнительных номинала напряжения.

  1. Номинальное импульсное напряжение
  2. Номинальное выдерживаемое напряжение промышленной частоты

Номинальное импульсное напряжение автоматического выключателя показывает способность выдерживать переходный импульс от молнии или коммутационных импульсов. Продолжительность импульсного или переходного напряжения автоматического выключателя выражается в микросекундах. По этой причине его контакты относительно изоляции рассчитаны на то, чтобы выдерживать переходное пиковое напряжение в течение очень короткого времени или периода.

Выдерживаемое напряжение промышленной частоты Номинальное значение автоматического выключателя показывает его способность справляться с внезапным повышением напряжения, которое очень высоко, чем более высокое напряжение в системе. Это происходит из-за резких изменений нагрузки или одновременного отключения большой части нагрузки.

Это напряжение, вызванное промышленной частотой, составляет очень короткое время, обычно 60 секунд, но автоматический выключатель должен выдерживать перенапряжение промышленной частоты.

В следующей таблице показаны различные номинальные уровни напряжения выключателя i.е. Номинальное напряжение системы, максимальное напряжение системы, выдерживаемое напряжение промышленной частоты и уровни импульсного напряжения.

Связанное сообщение:

Кратковременная рабочая емкость

Кратковременная емкость автоматического выключателя — это указанный короткий период, в течение которого автоматический выключатель пропускает ток повреждения, оставаясь замкнутым.

Для уменьшения нежелательного срабатывания автоматического выключателя, такого как ток короткого замыкания в течение очень короткого времени или внезапного изменения или уменьшения нагрузки, автоматический выключатель не должен отключать и отключать цепь, если сбой исчезает автоматически, и обрабатывать электромагнитную силу и температуру. подъем.Если оно превышает указанное время в секундах или миллисекундах, выключатель размыкает контакты, чтобы обеспечить максимально возможную защиту подключенной части нагрузки и оборудования.

Используются разные классы, такие как B, C, D и класс 1, класс 2 и класс 3 с соответствующими кривыми. Лучше всего подходит класс 3, который позволяет тестировать максимум 1,5 л джоуля в секунду в соответствии с IS 60898. Например, масляный контур прерыватель имеет выдержку времени 3 секунды, и она не должна превышать точных 3 секунд при прохождении тока короткого замыкания. Номинальная кратковременная токовая нагрузка должна равняться номинальной отключающей способности автоматического выключателя . Следовательно, необходимо проявлять осторожность в отношении чувствительного устройства, принимая во внимание номинальную временную нагрузку выключателей.

Связанные сообщения:

Нормальный номинальный ток

Нормальный номинальный ток автоматического выключателя — это среднеквадратичное значение тока, который он способен непрерывно проводить при номинальном напряжении и частоте без изменений в работе из-за повышения по температуре во время нормальной работы.

Нормальный ток должен составлять 125% номинального тока цепи. Например, если ток нагрузки составляет 24 А, номинал автоматического выключателя должен быть следующим.

= 24A x 125%

= 24A x 1,25

Номинальный ток автоматического выключателя = 30 A

Другой способ, чтобы определить ток нагрузки, ток выключателя может быть увеличен на 0,8. то есть выключатель на 25 А может использоваться для осветительной нагрузки 20 А и т. д.

Ток нагрузки = Номинальный ток выключателя x 0,8

Ток нагрузки = 25A x 0.8 = 20А.

Связанные сообщения:

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) для начинающих

Двойные функции переключателя и предохранителя

В этой технической статье основное внимание уделяется широко используемым миниатюрным автоматическим выключателям, рассчитанным на 240 В или менее . Это меньшие и более низкие версии автоматических выключателей в литом корпусе промышленного класса, рассчитанные на 600 В или меньше. Эти миниатюрные выключатели, называемые воздушными выключателями, основаны на тепловых, магнитных или комбинированных термомагнитных принципах .

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) для начинающих

В настоящее время они почти исключительно устанавливаются во всех новых жилых домах, на малых предприятиях и офисах, а также при обновлении существующих старых электрических систем. Они рассчитаны на: ампер, напряжение и прерывание тока короткого замыкания или короткого замыкания.

Миниатюрные автоматические выключатели выполняют двойные функции переключателя и предохранителя . Они могут размыкать цепь в целях безопасности или технического обслуживания, просто переключив свои тумблеры в положение ВЫКЛ. .В качестве замены предохранителей они обеспечивают автоматическую защиту цепи и не нуждаются в замене после прохождения опасного перегрузки по току или устранения короткого замыкания.

Давайте продолжим эту статью следующими темами, важными для полного понимания MCB:


MCB Рейтинг

Номинальный ток определяет максимальный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения. Для типичных автоматических выключателей этот номинал составляет от 2 до 125 A .В жилых помещениях однополюсные выключатели защищают параллельные цепи 20 В, а двухполюсные выключатели защищают параллельные цепи 240 В.

Автоматические выключатели, установленные на DIN-рейку

Номинальное напряжение автоматического выключателя может быть выше, чем напряжение в цепи, но никогда не может быть ниже.

Рейтинг отключения по току короткого замыкания (или рейтинг отключения при коротком замыкании) — это максимальный доступный ток короткого замыкания, который можно ожидать от распределительного трансформатора, установленного на потолке или на площадке за пределами жилого помещения.Если трансформатор может производить ток 10 000 A , каждый выключатель в центре нагрузки должен быть рассчитан на не менее 10 000 A .

Хотя бытовые выключатели имеют номиналы 10 000, 22 000, 42 000 и 65 000 А, доступный ток короткого замыкания для большинства частных домов редко превышает 10 000 А (10 кА) .

Вернуться к темам ↑


Конструкция

Каждый миниатюрный выключатель или автоматический выключатель ответвления, как показано в разрезе на Рисунке 1 ниже, включает в себя биметаллическую полосу или элемент.Когда эта полоса нагревается до пороговой температуры, она изгибается достаточно, чтобы разблокировать механизм и размыкать электрические контакты выключателя.

При размыкании контактов тумблер автоматического выключателя автоматически переключается в положение ВЫКЛ. Это, в свою очередь, размыкает ответвленную цепь.

Рисунок 1 — Внутренний вид теплового выключателя

Вернуться к темам ↑


Принцип действия и принцип действия

Эти небольшие автоматические выключатели можно сбросить вручную после их срабатывания.Как и в случае с предохранителями, номинальный ток автоматического выключателя должен соответствовать допустимой токовой нагрузке цепи, которую он защищает. Эти автоматические выключатели также называются вставными выключателями, потому что они подключаются к центру нагрузки, вставляя их в язычки или стержни сборных шин.

Высококачественный тепловой выключатель откроет неисправность 10 000 А при 240 В переменного тока за 40–50 мс или даже быстрее.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

В условиях простой перегрузки отклонение биметаллического термочувствительного элемента в автоматическом выключателе приводит к размыканию цепи при достижении заданного температурного порога. Повышение температуры в биметаллическом элементе в основном вызывается током нагрузки (I 2 R) нагревом .

Термический элемент также влияет на эффекты нагрева или охлаждения , вызванные близлежащими источниками нагрева или охлаждения (печи или кондиционеры), а также изменениями температуры окружающей среды.

Размер биметаллического термоэлемента, его конфигурация, форма и удельное электрическое сопротивление определяют токовую нагрузку автоматического выключателя. Самым распространенным элементом является «бутерброд» из двух или трех разных металлов . Например, сторона с низким расширением может быть инваром, центром может быть медь или никель, и существует широкий выбор металлов для стороны с высоким расширением.

Некоторые тепловые выключатели с номиналом 5 А или ниже содержат катушки нагревателя рядом или последовательно с биметаллическим элементом.Эти змеевики нагревателя компенсируют более низкое ожидаемое нагревание при неисправности в слаботочной цепи. Они увеличивают самонагрев элемента, чтобы поддерживать температуру термоэлемента ближе к заданной пороговой температуре, чтобы ускорить реакцию на отключение при наличии перегрузки по току.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Некоторые миниатюрные тепловые выключатели также содержат магнитный элемент для ускорения отключения при наличии исключительно быстро нарастающей перегрузки.Это условие увеличивает ток достаточно быстро, чтобы создать магнитное поле в небольшом электромагните или соленоиде, который втягивает механическую связь, чтобы разблокировать контакты и отключить прерыватель, прежде чем биметаллический элемент сможет среагировать и отклониться.

Основные элементы термомагнитного выключателя показаны на упрощенной схеме. Рисунок 2.

Рисунок 2 — Работа защелки срабатывания термомагнитного выключателя: (а) нормальный; (b) состояние перегрузки по току

Нормальное состояние выключателя показано на рис. 2а .Биметаллический элемент в этих выключателях реагирует на перегрузки по току так же, как элемент в простом тепловом выключателе. Как показано на рисунке 2b, биметаллический элемент отклоняется пропорционально тепловому эффекту тока, проходящего через провод в непосредственной близости от него.

Как и в тепловых выключателях, биметаллический элемент откроет замыкание 10000 А при 240 В переменного тока за 40–50 мс. . Подгибающийся элемент освобождает контактный механизм, размыкая контакты.

Напротив, небольшой магнитный элемент соленоида имеет несколько витков провода с низким сопротивлением, последовательно соединенных с проводом, примыкающим к термоэлементу, что мало влияет на полное сопротивление выключателя.В присутствии быстро нарастающего тока вокруг соленоида формируется магнитное поле, заставляющее его тянуть штангу отключения, которая размыкает контакты и размыкает их.

Этот элемент срабатывает в 4 раза быстрее, чем биметаллический элемент, или примерно за 10 мс.

Вернуться к темам ↑


Температура

Автоматические выключатели в литом корпусе и миниатюрные автоматические выключатели предназначены для работы в условиях повышенных температур, таких как , встречающиеся внутри панели выключателя, несущей нагрузку .Если дверцу панели оставить открытой на долгое время или снять, внутренняя часть панели остынет до более низкой температуры.

Это дополнительное охлаждение позволит тепловому элементу выключателя превысить номинальный постоянный ток. Это может означать, что груз, который он защищает, может перегреться.

Вернуться к темам ↑


Монтаж автоматических выключателей

Производители автоматических выключателей применяют различные методы крепления своих выключателей к «горячим» шинам. У большинства выключателей есть выемки на одном конце нижней поверхности и токопроводящие зажимы на другом конце.

Типичные «горячие» шины центра нагрузки имеют выступы, чередующиеся с внутренней стороны шин. Как указывалось ранее, концы этих выступов загнуты наружу под прямым углом, чтобы образовать уколы.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Выключатели устанавливаются путем зацепления за выемку на одном конце под рельсом и прижатия проводящих зажимов над штырями для создания низкоомных контактов с «горячими» шинами.

Вернуться к темам ↑


Приложения

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Одно- и двухполюсные выключатели наряду с обычными домашними электрическими панелями наиболее широко используются также в центрах нагрузки. Однополюсные блоки, рассчитанные на 120/240 В переменного тока, предназначены для подключения к одной стойке шины для получения 120 В между одним из «горячих» плеч и нейтральной шиной, как показано на Рисунке 3.Эти выключатели доступны с номиналами от 15 до 70 A , но с номиналами 15 и 20 A чаще всего используются в домах.

Они доступны в полноразмерном исполнении шириной 1 дюйм, двойном 1-дюймовом. ширины и половинной ширины 1/2 дюйма.

Рисунок 3 — Задняя панель включает шины для оконечной нагрузки «горячего», нейтрального и заземляющего проводов, а также пространство для установки автоматических выключателей и проводки соединений ответвленных цепей

Некоторые однополюсные устройства внесены в список UL как HACR, тип , для воздуха — обслуживание оборудования для кондиционирования, отопления и охлаждения, а также внесение в список UL для SWD (коммутационный режим) для переключения нагрузок люминесцентного освещения на 120 В переменного тока.Двухполюсные выключатели рассчитаны на 120/240 или 240 В переменного тока.

Стандартные размеры подключаются к двум соседним шинам для получения 240 В между двумя параллельными «горячими» шинами. Они доступны с номиналами от 10 до 125 В . Эти выключатели имеют одно общее отключение, и многие из них относятся к типу HACR.

Некоторые варианты применения автоматических выключателей по номинальному току:
  • 15 и 20 A — Защита обогревателей и насосов плинтуса
  • 30 A — Защита водонагревателей, осушителей и оборудования для кондиционирования воздуха s 40–50 A: Защита кухонных плит и плит
  • 50 A или более — Защита электрических нагревателей

Трехполюсные выключатели на 240 В требуют трех пространств для контакта с тремя ножами, а также имеют общие выключатели.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *