Закрыть

Характеристика автоматического выключателя: Автоматические выключатели — обзор характеристик – СамЭлектрик.ру

Содержание

A, B, C и D

Категории автоматических выключателей

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

Особенности работы автоматов защиты сети

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

Сработал автоматический выключатель

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

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

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

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

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

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

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)

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

Токи короткого замыкания

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

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

На видео про селективность автоматических выключателей:

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

Характеристика автоматических выключателей классов B,C и D

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

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

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

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

Автоматы типа МА

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

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

Приборы класса А

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

Автоматический выключатель класса А

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

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

Защитные устройства класса B

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

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

Автоматический выключатель класса B

Автоматы категории C

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

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

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

Автоматические выключатели категории Д

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

Автоматический выключатель класса D

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

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

Защитные устройства категории K и Z

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

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

Характеристики автоматических выключателей K и Z

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

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

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

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

Технические характеристики автоматических выключателей

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

Используемая аббревиатура.

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

Время-токовая характеристика (ВТХ)

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

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

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

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

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

Отображение на графике зон работы соленоида и термоэлементаОтображение на графике зон работы соленоида и термоэлемента

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

Перечень типовых время-токовых характеристик.

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

Таблица время токовых характеристик автоматических выключателейТаблица время токовых характеристик автоматических выключателей

Характеристика типа «A»

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

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

Характеристика «B»

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

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

S201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой BS201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой B

Характеристика «C»

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

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

Трехполюсный АВ LegrandТрехполюсный автомат Legrand

Характеристика «D»

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

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

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

Характеристика «K»

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

Сфера применения – цепи с индуктивной нагрузкой.

Характеристика «Z»

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

Этот подвид применяется для подключения электронных приборов.

Характеристика «MA»

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

Ток штатной работы

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

Ток штатной работы обведен окружностьюТок штатной работы обведен окружностью

Тепловые параметры

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

Предельная отключающая способность (ПКС).

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

Прибор компании Шнайдер ЭлектрикРис. 5. Прибор компании Шнайдер Электрик

Категории токоограничения

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

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

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

Маркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограниченияМаркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограничения

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

Небольшой лайфхак о том, как выбрать необходимый выключатель для дома

Предложим несколько общих рекомендаций:

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

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

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

Время-токовая характеристика (ВТХ)

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

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

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

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

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

Отображение на графике зон работы соленоида и термоэлементаОтображение на графике зон работы соленоида и термоэлемента

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

Перечень типовых время-токовых характеристик.

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

Таблица время токовых характеристик автоматических выключателейТаблица время токовых характеристик автоматических выключателей

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

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

Характеристика «B»

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

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

S201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой BS201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой B

Характеристика «C»

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

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

Трехполюсный автомат Legrand

Характеристика «D»

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

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

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

Характеристика «K»

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

Сфера применения – цепи с индуктивной нагрузкой.

Характеристика «Z»

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

Этот подвид применяется для подключения электронных приборов.

Характеристика «MA»

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

Из чего состоит автомат?

Обычный автомат состоит из следующих элементов:

  • Ручка взвода. С помощью неё можно произвести включение автомата после его срабатывания или же отключить, чтобы обесточить цепь.
  • Механизм включения.
  • Контакты. Обеспечивают соединение и разрыв цепи.
  • Клеммы. Подключаются к защищаемой сети.
  • Механизм, срабатывающий по условию. Например, биметаллическая тепловая пластина.
  • Во многих моделях может присутствовать регулировочный винт, для корректировки номинального значения силы тока.
  • Дугогасительный механизм. Присутствует на каждом из полюсов прибора. Представляет собой небольшую камеру, в которой размещены омедненные пластины. На них дуга гасится и сходит на нет.

В зависимости от производителя, модели и назначения, автоматы могут оснащаться дополнительными механизмами и устройствами.

Ток штатной работы

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

Ток штатной работы обведен окружностьюТок штатной работы обведен окружностью

Иногда на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно более низкой, чем необходимо для гарантированного сохранения работоспособности электрического кабеля.

Снижать номинал выключателя целесообразно, если суммарная мощность всех устройств в цепи значительно меньше, чем способен выдержать кабель. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажа проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда уменьшение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его более быстрого реагирования на возникающие перегрузки.

Например, при заклинивании подшипника электродвигателя, ток в обмотке резко увеличивается, но не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет двигатель от дорогостоящей процедуры перемотки.

Также используют номинал меньше расчетного по причинам жестких ограничений на каждую цепь. Например, для однофазной сети на входе в квартиру с электроплитой установлен выключатель 32 A, что дает 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пусть при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

Распределительный щит с большим числом автоматов

Если количество установленных в распределительный щит групповых автоматов велико, то их необходимо подписать и пронумеровать. Иначе можно запутаться

Допустим, что на одной из линий происходит медленное возрастание нагрузки. Когда потребляемая мощность достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на остальные два участка останется только (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт.

Это очень мало относительно общего потребления. При такой схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Поэтому чтобы сохранить принцип селективности, нужно поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при таком же перекосе потребляемой мощности на другие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что приемлемо.

Рассмотрим возможность установки выключателя с номиналом 20A на примере выделенной для кухни отдельной линии.

К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электроприборы:

  • Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
  • Две морозильные камеры, мощностью 200 Вт;
  • Духовка, мощностью 3,5 кВт;
  • При работе электрической духовки разрешено дополнительно включить только один прибор, самые мощный из которых – электрочайник, потребляющий 2,0 кВт.

Двадцатиамперный автомат позволяет более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное отключение меньше чем за один час произойдет при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.

Розетки на кухне

На кухне постоянное подключение к электричеству должно быть у холодильного оборудования и плиты. Если существует риск превышения силы тока, то одновременную работу остальных устройств можно исключить, выделив для них всего две розетки

При одновременном включении духовки и электрочайника суммарная мощность составит 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает недолго, то отключения не произойдет. Если в этот момент включатся в работу холодильник и обе морозильные камеры, то мощность составит уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже близко к параметру гарантированного расцепления. Однако вероятность возникновения такой ситуации крайне мала и длительность периода будет незначительна, так как время работы моторов и чайника невелико.

Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет недостаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя. Таким образом, в заданных условиях можно использовать автомат на 20 A.

Единственный нюанс заключается в возможности увеличения напряжения до 230 В, что разрешено нормативными документами. В частности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью использования 220 В.

Сейчас в большинство сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к международному стандарту 230 В, то можно пересчитать номиналы в соответствии с этим значением.

Устройство механизма отключения

В автоматах имеется элемент, производящий разрыв электрической цепи при критических значениях тока. Их принцип работы может быть основан на разных технологиях:

  • Электромагнитные приборы. Отличаются большой скоростью реакции на короткое замыкание. При действии токов недопустимой величины срабатывает катушка с сердечником, который, в свою очередь, отключает цепь.
  • Тепловые. Основной элемент такого механизма — биметаллическая пластина, которая начинает деформироваться под нагрузкой токов большой силы. Выгибаясь, оказывает физическое воздействие на элемент, разрывающий цепь. Примерно по такой же схеме работает электрический чайник, который способен отключаться сам при закипании воды в нем.
  • Существуют также и полупроводниковые системы размыкания цепи. Но в бытовых сетях используются они крайне редко.

Различаются приборы по характеру срабатывания на излишне высокое значение тока. Существуют 3 наиболее популярных типа автоматов — B, C, D. Каждая литера означает коэффициент чувствительности прибора. Например, автомат типа D имеет значение от 10 до 20 xln. Как это понимать? Очень просто — чтобы понять диапазон, при котором способен сработать автомат, нужно умножить цифру рядом с литерой на значение.

Автомат типа B имеет значение от 3 до 5 xln. Стало быть, маркировка B16 означает срабатывание при токах от 48 до 80А.

Но самый распространённый тип автоматов — С. Используется практически в каждом доме. Его характеристики — от 5 до 10 xln.

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.

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.

Маркировка автоматического выключателя

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.

Выбор автоматического выключателя виды и характеристики автоматов

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.

K = I / In.

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

График время-токовых характеристик

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

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

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

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

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

Условные обозначения

Разные типы автоматов маркируются по-своему для быстрой идентификации и выбора нужного для конкретной цепи или её участка. Как правило, все производители придерживаются одного механизма, который позволяет унифицировать изделия под многие отрасли и регионы. Разберём подробнее нанесённые на автомат знаки и цифры:

  • Бренд. Обычно в верхней части автомата ставится логотип производителя. Практически все они стилизованы определенным образом и имеют свой фирменный цвет, поэтому выбрать изделие своей любимой компании будет несложно.
  • Окошко индикатора. Показывает текущее состояние контактов. Если возникла неисправность в автомате, то по нему можно определить есть ли напряжение в сети.
  • Тип автомата. Как уже описывалось выше, означает характеристику отключения при токах, значительно превышающих номинальный. Чаще в быту используются C и чуть реже B. Отличия типов электрических автоматов B и C не так существенны;
  • Номинальный ток. Показывает значение силы тока, который может выдержать длительную нагрузку.
  • Номинальное напряжение. Очень часто данный показатель имеет два значения, написанных через «слэш». Первый — для однофазной сети, второй — для трехфазной. Как правило, в России используется напряжение в 220 В.
  • Предельный ток выключения. Означает максимально допустимый ток короткого замыкания, при котором автомат отключится без выхода из строя.
  • Класс токоограничения. Выражается в одной цифре или же отсутствует совсем. В последнем случае принято считать номер класса 1. Данная характеристика означает время, на которое ограничивается ток короткого замыкания.
  • Схема. На автомате можно встретить даже схему подключения контактов с их обозначениями. Находится она практически всегда в верхней правой части.

Таким образом, взглянув на фронтальную часть автомата, можно сразу установить, к какому типа тока он предназначен и на что способен.

При выборе защитного прибора все же одной из главных характеристик считается именно номинальный ток. Для этого нужно определить, какую силу тока требует совокупность всех устройств потребителей в доме.

А так как электричество течёт по проводам, то от его сечения зависит необходимая для нагревания сила тока.

Наличие полюсов также играет немаловажную роль. Чаще всего применяется такая практика:

  • Один полюс. Цепи с приборами освещения и розетками, к которым будут подключаться простые приборы.
  • Два полюса. Применяется для защиты проводки, проведённой к электроплитам, стиральным машинкам, отопительным приборам, водонагревателям. Также может устанавливаться в качестве защиты между щитом и помещением.
  • Три полюса. Используется преимущественно в трехфазных цепях. Это актуально для промышленных или же околопромышленных помещений. Небольшие мастерские, производства и им подобные.

Тактика установки автоматов происходит от большего к меньшему. То есть сначала монтируется, например, двухполюсной, затем однополюсной. Далее идут устройства с мощностью, уменьшающейся на каждом шаге.

Предельная отключающая способность (ПКС).

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

Прибор компании Шнайдер ЭлектрикРис. 5. Прибор компании Шнайдер Электрик

Несколько советов по выбору автомата

  • При выборе стоит ориентироваться не на электроприборы, а на проводку, так как именно её будут защищать автоматические выключатели. Если она старая, то рекомендуется заменить её, чтобы можно было использовать наиболее оптимальный вариант автомата.
  • Для таких помещений, как гараж, или на время проведения ремонтных работ стоит выбрать автомат с номинальным током побольше, так как различные станки или сварочные аппараты имеют довольно большие показатели силы тока.
  • Имеет смысл комплектовать весь набор защитных механизмов от одного и того же производителя. Это поможет избежать несоответствия номинальных токов между приборами.
  • Приобретать автоматы лучше в специализированных магазинах. Так можно избежать покупки некачественной подделки, которая может привести к плачевным последствиям.

Категории токоограничения

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

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

Электроавтомат бытовой - конструкция

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

Маркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограниченияМаркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограничения

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

Небольшой лайфхак о том, как выбрать необходимый выключатель для дома

Предложим несколько общих рекомендаций:

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

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

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

До недавнего времени были широко распространены фарфоровые предохранители с плавкими элементами. Они хорошо подходили для однотипной нагрузки советских квартир. Сейчас число бытовых приборов стало намного больше, в результате чего вероятность получения возгорания со старыми предохранителями возросла.

При определении данного параметра выключателя следует руководствоваться простым правилом. Если планируется обезопасить участки цепи с устройствами, имеющими незначительное энергопотребление (например, приборами освещения), то лучше оставить свой выбор на однополюсном автомате (чаще класса B или C). Если планируется подключение сложного бытового устройства, обладающего существенной мощностью потребления (стиральная машина, холодильник), то следует устанавливать двухполюсной автомат (класса C, D).

Как правило, к тому времени, когда планируется осуществить подключение автомата, проводка в комнату уже подведена. Исходя из сечения жил и типа металла (медь или алюминий) можно определить максимальную мощность. К примеру, для медной жилы в 2,5 мм2 эта величина составляет 4–4,5 кВт. Но проводку часто подводят с большим запасом. Да и расчет стоит делать до начала выполнения всех монтажных работ.

В этом случае потребуется значение о том, какая суммарная мощность будет использоваться всеми приборами. Всегда возможен вариант их одновременно включения. Так, на обычной кухне, часто используются такие приборы:

  • холодильник – 500 Вт;
  • электрический чайник – 1700 Вт;
  • микроволновая печь – 1800 Вт

Суммарная нагрузка составляет 4 кВт и для нее хватит автомата на 25 A. Но всегда есть потребители, которые включаются эпизодически и могут создать факторы, способствующие срабатыванию выключателя. Такими устройствами могут быть комбайн или миксер. Поэтому следует брать автомат с запасом в 500–1200 Вт.

Поскольку мощность в однофазных сетях равна произведению напряжения на силу тока, то и ток легко определить как частное от мощности и напряжения. Для вышеприведенного примера эту величину легко вычислить, зная, что напряжение в сети составляет 220 В. Величина потребляемого тока составляет 18,8 A. Учитывая запас в 500–1200 В, она составит 20,4–23,6 A.

Для того чтобы работа не прекращалась даже при таких кратковременных превышениях нагрузки, номинальную силу тока для автомата можно взять равной 25 A. Приблизительно такому же значению соответствует и номинал, исходя из медного кабеля с сечением 2,5 мм2, которого хватит с запасом для такой нагрузки.

Этот параметр определяется по специальной таблице, в которой перечислены пусковые токи и время их протекания. Например, для бытового холодильника кратность пускового тока составляет 5. При мощности в 500 Вт, рабочий ток составляет 2,2 A. Величина пускового тока составит 2,2*7 = 15,4 A. Данные о периодичности берутся также по специальной таблице.

Таблица № 1. Пусковые токи и длительности импульсов для бытовых приборов

устройство кратность тока пускового тока длительность импульса пускового тока, с
лампы накаливания 5–13 0,05–0,3
люминесцентные лампы 1,05–1,1 0,1–0,5
компьютеры, телевизоры 5–10 0,25–0,5
бытовая техника, офисная техника до 3 0,25–0,5
холодильники, кондиционеры, насосы 3–7 1–3

Для выбранного устройства эта характеристика не превышает 3 с. Выбор становится очевидным: для такого потребителя необходимо брать автоматический выключатель типа B. Допустимо делать выбор автомата по мощности нагрузки. Можно пропустить последний этап, остановив свой выбор на выключателе класса B. Для бытовых нужд чаще всего бывают достаточными характеристики электрических выключателей класса B и C.

Типы автоматических выключателей - какие бывают автоматы

Типы автоматических выключателей

Автоматическими выключателями называются устройства, задача которых состоит в защите электрической линии от воздействия мощного тока, способного вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгоранием. Возрастание силы тока может быть вызвано слишком большой нагрузкой, что происходит при превышении суммарной мощностью устройств той величины, которую кабель может выдержать по своему сечению – в этом случае отключение автомата происходит не сразу, а после того, как провод нагреется до определенного уровня. При КЗ ток возрастает многократно в течение доли секунды, и устройство тут же реагирует на него, мгновенно прекращая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какими бывают типы автоматических выключателей и их характеристики.

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

  • Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.

Модульные автоматические выключатели

  • Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
  • Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Существует еще одна разновидность автоматов для защиты электросети – дифференциальные. Мы не рассматриваем их отдельно, поскольку такие устройства представляют собой обычные автоматические выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы расцепителей

Расцепители являются основными рабочими компонентами АВ. Задача их состоит в том, чтобы при превышении допустимой величины тока разорвать цепь, тем самым прекратив подачу в нее электроэнергии. Существует два основных типа этих устройств, отличающихся друг от друга по принципу расцепления:

  • Электромагнитные.
  • Тепловые.

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически моментальное срабатывание автоматического выключателя и обесточивание участка цепи при возникновении в нем сверхтока короткого замыкания.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, втягивающимся внутрь под воздействием тока большой величины и заставляющим срабатывать отключающий элемент.

Основная часть теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Когда через автомат проходит ток, превышающий номинальную величину защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, изгибаясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время на срабатывание теплового расцепителя зависит от величины проходящего по пластине тока перегрузки.

Некоторые современные устройства оснащаются в качестве дополнения минимальными (нулевыми) расцепителями. Они выполняют функцию выключения АВ, когда напряжение падает ниже предельного значения, соответствующего техническим данным устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только отключать, но и включать АВ, даже не подходя к распределительному щиту.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость аппарата.

Количество полюсов

Как уже было сказано, автомат защиты сети имеет полюса – от одного до четырех.

Одно, двух, трех и четырехполюсные автоматы

Подобрать для цепи устройство по их числу совсем несложно, достаточно лишь знать, где используются различные типы АВ:

  • Однополюсники устанавливают для защиты линий, в которые включены розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазный провод, не захватывая нулевого.
  • Двухполюсник нужно включать в цепь, к которой подсоединена бытовая техника с достаточно высокой мощностью (бойлеры, стиральные машинки, электрические плиты).
  • Трехполюсники монтируются в сетях полупромышленного масшатаба, к которым могут подключаться такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
  • Четырехполюсные АВ позволяют защитить от КЗ и перегрузок электропроводку с четырьмя кабелями.

Применение автоматов различной полюсности – на следующем видео:

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Сравнительная таблица времени срабатывания типов АВ

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

  • A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
  • B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
  • C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
  • D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Тип автоматического выключателя на маркировке

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Для защиты цепей с различными параметрами надо устанавливать аппараты с соответствующими возможностями.

 

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Подбор автомата в зависимости от мощности нагрузки - таблица

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Заключение

Автоматический выключатель, характеристики и виды которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, которое обеспечивает защиту электрической линии от повреждений мощными токами. Эксплуатация сетей, не защищенных автоматами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное – правильно подобрать тип АВ, который подойдет для конкретной сети.

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
 

 

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

Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автоматического выключателя зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой токовой характеристики автомата, благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.
Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.
При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5 А. Автомат стоит на 10 А, и при значении 12 А он должен отключиться. Что в таком случае делать? Если, например поставить автомат номиналом на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время-токовая характеристика».
 

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

 

Как известно, основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель. Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ (Коротком замыкании), благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться разогрева теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.
Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время-токовой характеристикой автоматического выключателя.
Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот, они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику.

 

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:
·         - B — от 3 до 5хIn;
·         - C — от 5 до 10хIn;
·         - D — от 10 до 20хIn.
Что означают цифры указанные выше?
 
Приведем небольшой пример: допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3...5)=48...80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5...10)=80...160А.
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).
В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.
Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ.

Согласитесь, логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.
Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
На рисунках пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.
Что показано на графике время-токовой характеристики
На примере 16-и Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.
Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).
Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 60 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 60 сек.

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

A, B, C, D, K и Z

На сегодняшний день автоматические выключатели стали незаменимым частью электрической цепи как на производстве, так и в быту. Все автоматические выключатели обладают множеством параметров, один из которых – время токовая характеристика. В данной статьи мы рассмотрим, чем отличаются автоматы с время токовой характеристиками категории A, B, C, D и где данные выключатели применяются.


Работа автоматического выключателя

Независимо от того к какому классу относится автоматический выключатель, его основная задача — это срабатывание в случае появления чрезмерного тока в сети, и прежде, чем произойдет повреждение защитного оборудования и кабеля автомат должен обесточить сеть.

 В сети бывают 2 вида опасных для сети токов:

Сверхтоки вызванный КЗ. Причиной возникновения короткого замыкания является замыкание нейтрального и фазного проводника между собой. В обычном состоянии фазный и нейтральный провод подключены к нагрузке отдельно друг от друга.

Токи перегрузки. Появление таких токов зачастую происходит в том случае, если суммарная мощность подключенных устройств к линии превышает предельно допустимую норму.

 Токи перегрузки

Токи перегрузки зачастую бывают немного больше номинального значения тока автомата, поэтому токи перегрузки как правило не вызывают повреждение цепи в случае недолговременной продолжительности действия. Следовательно, нам не нужно мгновенно отключать сеть в данном случае (зачастую величина тока быстро приходит в норму). В каждом автоматическом выключателе предусмотрено определенное превышение силы тока, которое приводит к срабатыванию автомата.

Время срабатывания автоматического выключателя связано с величиной перегрузки. При значительном превышении номинала выключение автомата происходит за считанные секунды, а при небольшом превышении нормы, срабатывание автомата может произойти в течении часа и больше. Данная особенность обусловлена использованием в автомате биметаллической пластины, которая изгибается при нагреве током превышающего норму и тем самым приводит к срабатыванию автомата. Чем большее значение тока, тем быстрее изгибается пластина и тем раньше срабатывает автомат.

Токи КЗ

При правильном выборе автомата, ток КЗ должен приводить к его мгновенному срабатыванию. За обнаружение и немедленную реакцию автомата отвечает электромагнитный расцепитель. Конструктивно расцепитель представляет собой соленоид с сердечником. Под воздействием сверхтока сердечник вызывает мгновенное срабатывание автомата и данное отключение должно происходить в течении доли секунд.

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

Теперь мы плавно переходим к главному вопросу связанному с срабатыванием автоматических выключателей в зависимости от его времятоковой характеристики. Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

 Автоматы типа МА

Главная особенность подобных устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Обычно подобные устройства ставят для защиты электрических моторов и прочих мощных устройств.

Устройства класса А

Автоматы класса А имеют самый высокий порог чувствительности. В устройствах с времятоковой характеристикой А, тепловой расцепитель, как правило срабатывает в случае превышении воздействующей силы тока на 30% больше номинала выключателя.

Стоит учесть, что подобные автоматы устанавливаются в линии, в которой не допустимы даже кратковременные перегрузки. К примеру, это может быть цепь с полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Все устройства категории В имеют меньшую чувствительность, в сравнении с устройствами категории А. Срабатывание электромагнитного расцепителя в них происходит при превышении номинала автомата на 200%. При этом время срабатывания данных устройств составляет 0,015 сек.

Устройства категории В используются для установки в линиях, в которые включены приборы освещения, розетки и также в других цепях, в которых отсутствует пусковые токи или они имеют минимальное значение.

Устройства категории С

Устройства типа С весьма распространены в бытовых сетях. Устойчивость к перегрузкам у данных устройств выше, нежели у всех вышеперечисленных. Чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепителя, требуется превышение проходящего через расцепитель тока в 5 раз выше номинального значения. Тепловой расцепитель срабатывает в случае превышения номинала в 5 раз через 1,5 сек.

Как упоминалось ранее выключатели с времятоковой характеристикой С обычно устанавливаются в бытовых сетях. Данные устройства отлично работают в роли вводных устройств для защиты общей сети.

Вы можете купить автоматические выключатели категории С от лучших производителей:

Автоматы CHINT

Автоматы IEK

Автоматические выключатели категории D

Выключатели категории D имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Электромагнитная катушка в устройстве срабатывает при превышении номинала автомата, как минимум в 10 раз.

Тепловой расцепитель срабатывает через 0,4 сек.

Зачастую устройства категории D применяются в общих сетях зданий и сооружений в роли страховки. Данные устройства срабатывают в том случае, если не произошло своевременное срабатывание автоматов защиты цепи в отдельных помещениях. Также автоматы категории D могут устанавливаться в цепях с большими пусковыми токами.

Вы можете купить автоматические выключатели категории D здесь:

Автоматы CHINT

Автоматы IEK

 Защитные устройства категории K и Z

Автоматы категории K и Z встречаются довольно редко. Устройства категории К имеют большой разброс в значениях тока, требуемых для электромагнитного расцепителя. К примеру, для цепи переменного тока данный показатель должен превышать номинал в 12 раз, а в случае применения в цепи постоянного тока, в 18 раз. Электромагнитный соленоид срабатывает через 0,02 сек. Тепловой расцепитель может сработать при превышении номинала всего на 5%.

Из-за своих свойств устройства категории К применяются в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Устройства категории Z также имеют различные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепителя, но разброс для данного варианта, не настолько большой, как в выключателях с категорией К. В цепи постоянного тока величина тока должна быть в 4,5 раза выше номинала, а в сетях переменного тока для срабатывания автомата, ток должен превысить автомат в 3 раза. Устройства категории Z обычно используют для защиты электроники.

Технические характеристики автоматических выключателей типа B, C, D, выбор в зависимости от вида нагрузки

Электрика » Электрооборудование » Защита оборудования » Автоматический выключатель » Характеристики

Характеристики автомата защиты

Автоматический защитный выключатель (АВ) относится к наиболее часто используемым аппаратам коммутации и защиты в сетях 0,4 кВ. Защитные функции автоматов построены на срабатывании расцепителей двух видов:

  • электромагнитного;
  • теплового.

Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит без выдержки времени и обеспечивает защиту от сверхтоков короткого замыкания.

Тепловой расцепитель имеет интегральную зависимость времени срабатывания от токовой нагрузки. Это обусловлено применением биметаллического элемента, нагреваемого проходящей токовой нагрузкой.

Чем больше значение токовой величины, тем быстрее происходит тепловой изгиб биметалла, освобождение защёлки и, соответственно, отключение автомата. Тепловой расцепитель защищает объект от перегрузки.

Основные принципы автоматической защиты электрических цепей и электрооборудования заключаются в следующем.

Защита коммутационного аппарата должна максимально быстро произвести отключение при возникновении аварийного режима, но при этом не реагировать на кратковременные пусковые токовые всплески электродвигателей и броски намагничивания при включении трансформаторов.

Элементы автоматической защиты АВ не обладают возможностью гибкой настройки параметров срабатывания, как УРЗА. Поэтому для обеспечения защиты нагрузки различного свойства применяют автоматические выключатели, имеющие разную зависимость времени срабатывания от токовой величины. Эта зависимость называется время – токовой характеристикой (ВТХ) автоматического выключателя.

В соответствии с ГОСТ Р 50345 – 2010 время – токовые характеристики автоматов делятся на три типа – B, C, D. Наиболее наглядно сравнительные характеристики автоматов защиты демонстрируют графики ВТХ. По горизонтальной оси графиков отложены значения кратности тока, то есть, отношение фактического тока к номиналу автомата, по вертикальной – время отключения.

ГОСТ регламентирует порядок проведения испытаний по проверке время – токовых характеристик защитного автомата. Проверка отключающей характеристики осуществляется на пяти значениях испытательного тока.

Первые три применяемые в ходе испытаний токовые значения предназначены для проверки срабатывания тепловых расцепителей. Одно из них является величиной нерасцепления, два других – токами расцепления. Два последних испытания проводятся для проверки отключающей способности мгновенного электромагнитного расцепителя.

ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели с характеристикой типа B, C, D.

I = 1,13*In.

При такой кратности испытываются технические характеристики срабатывания автоматических выключателей всех трёх типов – B, C и D. Токовая нагрузка одновременно пропускается через все полюса выключателя. Критерии отсутствия расцепления одинаковы для всех типов характеристик.

Срабатывание защиты коммутационных аппаратов, имеющих номинальное значение до 63 ампер включительно не должно происходить при проведении технического испытания в течение часа.

Для защитных автоматов номиналом более 63 ампер, срабатывания расцепителя не должно быть в течение двух часов. Начинается испытание при холодном состоянии автомата. Холодным принято считать температуру автомата 30°С.

I = 1,45*In.

В таком режиме также испытываются автоматические выключатели всех трёх видов. К этому испытанию переходят непосредственно после технической проверки током нерасцепления. Ток повышают плавно в течение 5 секунд до величины 1,45*In. Критерии срабатывания расцепителя также одинаковы для защитных коммутационных аппаратов всех технических характеристик.

Автоматические выключатели с номинальными значениями до 63 ампер включительно должны отключиться в течение времени менее одного часа, аппараты номиналом более 63 А – менее чем за 2 часа.

I = 2,55*In.

Данное испытание характеристики расцепителя воздушного выключателя начинают с холодного состояния. Нагрузка должна проходить по всем трём полюсам АВ. Технические критерии расцепления следующие. Отключение защитного коммутационного аппарата с номиналом до 32 ампер включительно происходит более чем за секунду и менее чем за 60 секунд.

Время срабатывания защиты АВ номиналом более 32 ампер лежит в диапазоне от 1 секунды до 120 секунд.

ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели с технической характеристикой типа B.

I = 3*In.

Целью данной токовой прогрузки является проверка мгновенного электромагнитного расцепителя. Время срабатывания автоматических выключателей любых номиналов, имеющих ВТХ типа B не должно превышать 0,1 секунды.

Токовой нагрузке должны подвергаться все три полюса. Нагрузка расцепления подаётся толчком путём включения вспомогательного выключателя.

I = 5*In.

Токовая проверка пятикратным номиналом также рассчитана на мгновенный расцепитель. Технические условия проведения этого вида испытания такие же, как у предыдущего. АВ холодный, ток подаётся сторонним коммутатором. Автоматическое срабатывание расцепителя должно занимать не более 0,1 секунды.

Автоматические выключатели с технической характеристикой типа C и D.

АВ имеющие ВТХ вида C испытываются 5 – кратным и 10 – кратным током, автоматы с ВТХ D – 10 – кратным и 20 – кратным токами. Время отключения во всех случаях не должно быть более 0,1 секунды. В отдельных случаях АВ типа D могут быть подвергнуты техническим испытаниям 50 – кратным током.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ХАРАКТЕРИСТИКИ

Как видно из описания время – токовых характеристических параметров, к наиболее чувствительным аппаратам относятся АВ, обладающие ВТХ класса B, далее в порядке снижения чувствительности следуют типы C и D.

При выборе автоматических выключателей ВТХ исходят из технического характера защищаемой нагрузки. Процедура выбора выполняется при проектировании электрической части объекта. Выбираемый автомат всегда должен быть чувствительным настолько, насколько это возможно по условиям отстройки от максимальных токовых значений рабочего режима.

Высокочувствительная защита гарантирует быстрое отключение при аварии и обеспечивает пожарную безопасность.

Отключающая техническая характеристика автоматического выключателя типа B больше всего подходит для защиты нагрузки, в составе которой отсутствуют электродвигатели с большими значениями пусковых моментов.

Это:

  • осветительная, электронагревательная аппаратура;
  • электродвигатели небольшой мощности с лёгким пуском, например воздушные маломощные вентиляторы.

Характеристика C применяется, когда требуется защитить нагрузку с двигателями средней мощности, имеющими заметные пусковые токи.

Характеристика D предназначена для подключения мощных электродвигателей с большими пусковыми моментами.

Часто встречаются технические рекомендации по выбору автоматических коммутационных аппаратов, в которых указывается, что тип B применяется в быту, тип C – в быту и на производстве, тип D – только на производстве. На самом деле защитный коммутационный аппарат выбирается не по назначению нагрузки, а по наличию и величине пусковых токов.

Разумеется, в частном доме вряд ли найдётся много мощных электродвигателей с тяжёлым пуском, требующих защитного коммутационного аппарата класса D, и на производстве существует много участков, где нагрузку составляет только освещение и компьютерная техника.

На таких участках следует применять самые чувствительные автоматы. Вообще, всякое загрубление органов защиты должно быть технически оправданным.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Основные характеристики автоматического выключателя

Fundamental characteristics of circuit breakers Fundamental characteristics of circuit breakers Основные характеристики автоматического выключателя - Schneider Electric (Compact NSX - новое поколение автоматических выключателей)

Характеристики выключателя //

Основные характеристики автоматического выключателя:

  • Номинальное напряжение Ue
  • Номинальный ток В
  • Диапазон регулировки уровня тока отключения для защиты от перегрузки ( Ir или Irth ) и для защиты от короткого замыкания ( Im )
    ПРИМЕЧАНИЕ: Значения уровня тока, которые относятся к управляемому током тепловому и «мгновенному» магнитному отключению устройства для защиты от перегрузки и короткого замыкания.
  • Номинальный ток отключения по короткому замыканию ( Icu для промышленных ЦБ; Icn для ЦБ бытового типа).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это напряжение, при котором автоматический выключатель рассчитан на работу в нормальных (невозмущенных) условиях. Другие значения напряжения также присваиваются выключателю, соответствующему нарушенным условиям.


Номинальный ток (В)

Это максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оснащенный указанным реле отключения по току, может нести неопределенно долго при температуре окружающей среды, указанной производителем, без превышения указанных пределов температуры токоведущих частей.


Пример

Автоматический выключатель, рассчитанный на In = 125A для температуры окружающей среды 40 ° C будет оснащен соответствующим образом откалиброванным реле отключения по току (настроено на 125 A). Однако тот же автоматический выключатель можно использовать при более высоких значениях температуры окружающей среды, если он соответствующим образом «искажен».

Таким образом, автоматический выключатель при температуре окружающей среды 50 ° C может нести только 117 А на неопределенный срок или, опять же, только 109 А при 60 ° С при соблюдении указанного температурного предела.

Следовательно, снижение номинала автоматического выключателя достигается путем уменьшения уставки тока отключения его реле перегрузки и соответствующей маркировки CB. Использование расцепляющего устройства электронного типа, рассчитанного на высокие температуры, позволяет автоматическим выключателям (с ухудшенными характеристиками, как описано) работать при температуре окружающей среды 60 ° C (или даже при 70 ° C).

ПРИМЕЧАНИЕ: In для автоматических выключателей (в МЭК 60947-2) обычно равен Iu для распределительного устройства, Iu - номинальный непрерывный ток.

Рейтинг размеров рамы

Автоматическому выключателю, который может быть оснащен блоками расцепителя максимального тока с различными диапазонами настройки уровня тока, назначается номинальное значение, соответствующее максимальному блоку расцепления установки уровня тока, который может быть установлен.

Пример

Автоматический выключатель Compact NSX630N может быть оснащен 11 электронными расцепителями от 150 А до 630 А. Размер выключателя составляет 630 А. Настройка тока отключения реле перегрузки ( Irth или Ir )

Помимо небольших автоматических выключателей, которые очень легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащены съемными, то есть сменными реле максимального тока. Кроме того, чтобы адаптировать автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и чтобы избежать необходимости устанавливать кабели сверхразмерного размера, реле отключения, как правило, регулируются.Уставка тока отключения Ir или Irth (оба обозначения используются в общем пользовании) - это ток, выше которого срабатывает автоматический выключатель. Он также представляет максимальный ток, который может выдерживать автоматический выключатель без отключения.

Это значение должно быть больше, чем максимальный ток нагрузки IB, но меньше, чем максимальный ток, разрешенный в цепи Из .

Тепловые реле отключения обычно регулируются от 0,7 до 1,0 В, но когда для этой цели используются электронные устройства, диапазон регулировки больше; обычно 0.От 4 до 1 раз дюйма


Пример (см. Рисунок 1)

Example of a NSX630N circuit-breaker Example of a NSX630N circuit-breaker Рисунок 1 - Пример автоматического выключателя NSX630N, оборудованного расцепителем Micrologic 6.3E, настроенным на 0,9, чтобы Ir = 360 A

Автоматический выключатель NSX630N , оборудованный 400A реле максимального тока Micrologic 6.3E , настроенным на 0,9, будет иметь настройку тока отключения:

Ir = 400 x 0,9 = 360 A

ПРИМЕЧАНИЕ. Для автоматических выключателей, оснащенных нерегулируемыми реле максимального тока, Ir = In .Пример: для C60N 20 A, Ir = In = 20A .

Настройка тока отключения реле короткого замыкания ( Im )

Реле отключения от короткого замыкания (мгновенное или с небольшой задержкой) предназначены для быстрого отключения автоматического выключателя при возникновении высоких значений тока повреждения. Их порог срабатывания Im составляет:

  • Либо зафиксировано в стандартах для внутренних типовых КБ, например, МЭК 60898 или
  • Указано производителем для CB промышленного типа согласно соответствующим стандартам, в частности, IEC 60947-2.

Для последних автоматических выключателей существует большое разнообразие расцепляющих устройств, которые позволяют пользователю адаптировать защитные характеристики автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки ( , см. Рисунки 2, 3 и 4 ).

Tripping-current ranges of overload and short-circuit protective devices for LV circuit-breakers Tripping-current ranges of overload and short-circuit protective devices for LV circuit-breakers Рисунок 2 - Диапазоны тока отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для выключателей низкого напряжения

(1) 50 In в стандарте IEC 60898, который большинством европейских производителей считается нереально высоким (Schneider Electric = 10–14 In).
(2) Для промышленного использования в стандартах МЭК не указываются значения. Вышеуказанные значения приведены только для общего пользования.

Performance curve of a circuit-breaker (thermal-magnetic, electronic) Performance curve of a circuit-breaker (thermal-magnetic, electronic) Рисунок 3 (слева) - кривая характеристик термомагнитной защитной схемы выключателя; Рисунок 4 (справа) - Кривая производительности электронной защитной схемы выключателя

• Ir: Уставка тока отключения реле перегрузки (тепловая или с большой задержкой)
Im: Уставка тока отключения реле короткого замыкания (магнитная или с короткой задержкой)
Ii: Короткое замыкание схема мгновенного срабатывания реле по току срабатывания.
Icu: Отключающая способность

Изолирующая функция

Автоматический выключатель подходит для изоляции цепи, если он удовлетворяет всем условиям, предписанным для разъединителя (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте. В таком случае он упоминается как выключатель-разъединитель и помечен на передней панели символом

.

Все распределительные устройства Acti 9, Compact NSX и Masterpact LV серии Schneider Electric относятся к этой категории.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Номинальное значение отключения по току короткого замыкания CB - это наибольшее (предполагаемое) значение тока, которое CB может отключить без повреждения. Значение тока, указанное в стандартах, является среднеквадратичным значением составляющей переменного тока тока короткого замыкания, т. Е. Составляющая переходного процесса постоянного тока (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) предполагается равной нулю для расчет стандартизированного значения.

Это номинальное значение ( Icu ) для промышленных ЦБ и ( Icn ) для ЦБ бытового типа обычно дается в среднеквадратичных значениях. Icu (номинальная предельная отключающая способность sc) и Ics (номинальная отключающая способность sc) определены в МЭК 60947-2 вместе со таблицей, относящейся к Ics с Icu для различных категорий использования A ( мгновенное отключение ) и B (отключение с задержкой по времени).

Тесты для подтверждения номинального s.c. Разрушающие способности ОС регулируются стандартами и включают в себя:
  • Последовательности операций, включающие последовательность операций, т.е. замыкание и размыкание при коротком замыкании
  • Смещение фаз тока и напряжения. Когда ток находится в фазе с напряжением питания ( cos ϕ для цепи = 1 ), прерывание тока легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Прерывание тока при низких запаздывающих значениях cos ϕ значительно труднее достичь; схема с нулевым коэффициентом мощности (теоретически) является наиболее обременительным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в энергосистеме (более или менее) имеют запаздывающие коэффициенты мощности, а стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типичными для большинства энергосистем. Как правило, чем выше уровень тока короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности контура тока короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

Рисунок 5 ниже извлечен из МЭК 60947-2 связывает стандартизированные значения cos ϕ с промышленными автоматическими выключателями в соответствии с их номинальным Icu .

После последовательности задержки открытия - закрытия / открытия, чтобы проверить емкость Icu CB, проводятся дополнительные тесты, чтобы убедиться, что:

  • Способность выдерживать диэлектрик
  • отключение (изоляция) производительность и
  • Правильная работа защиты от перегрузки не была нарушена тестом.
Icu related to power factor (cos ϕ) of fault-current circuit (IEC 60947-2) Icu related to power factor (cos ϕ) of fault-current circuit (IEC 60947-2) Рисунок 5 - Icu, связанный с коэффициентом мощности (cos ϕ) цепи тока повреждения (IEC 60947-2)

Существуют и другие характеристики автоматического выключателя, которые не упомянуты в этой статье: номинальное напряжение изоляции, номинальное импульсное выдерживаемое напряжение, номинальный выдерживаемый кратковременный ток, номинальная рабочая мощность, номинальная отключающая способность при коротком замыкании и ток короткого замыкания ограничение

Ресурс: Schneider Electric - Руководство по установке электрооборудования 2010

,

Основные характеристики выключателя

Основные характеристики автоматического выключателя:

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

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это напряжение, при котором автоматический выключатель предназначен для работы в нормальных (невозмущенных) условиях.

Другие значения напряжения также присваиваются автоматическому выключателю, что соответствует нарушенным условиям, указанным в разделе «Другие характеристики автоматического выключателя».

Номинальный ток (В)

Это максимальное значение тока, которое может выдерживать автоматический выключатель, оснащенный указанным реле отключения по току, в течение неопределенного времени при температуре окружающей среды, указанной производителем, без превышения указанных пределов температуры токоведущих частей.

Пример

Автоматический выключатель с номиналом In = 125 A для температуры окружающей среды 40 ° C будет оснащен соответствующим образом откалиброванным реле отключения по току (настроено на 125 A). Однако тот же автоматический выключатель можно использовать при более высоких значениях температуры окружающей среды, если он соответствующим образом «искажен». Таким образом, автоматический выключатель при температуре окружающей среды 50 ° C может нести только 117 А в течение неопределенного времени или, опять же, только 109 А при 60 ° С при соблюдении указанного температурного предела.

Таким образом, снижение номинала автоматического выключателя достигается путем уменьшения уставки тока отключения его реле перегрузки и соответствующей маркировки CB.Использование расцепляющего устройства электронного типа, рассчитанного на высокие температуры, позволяет автоматическим выключателям (с ухудшенными характеристиками, как описано) работать при температуре окружающей среды 60 ° C (или даже при 70 ° C).

Примечание: In для автоматических выключателей (в МЭК 60947-2) в общем случае равны Iu для распределительного устройства, Iu - номинальный ток бесперебойного питания.

Рейтинг размеров рамы

Автоматическому выключателю, который может быть оснащен блоками расцепителя максимального тока с различными диапазонами настройки уровня тока, назначается номинальное значение, соответствующее максимальному блоку расцепления установки уровня тока, который может быть установлен.

Пример

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

Настройка тока отключения реле перегрузки (Irth или Ir)

Помимо небольших автоматических выключателей, которые очень легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащены съемными, то есть сменными реле максимального тока. Кроме того, чтобы адаптировать автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и чтобы избежать необходимости устанавливать кабели сверхразмерного размера, реле отключения обычно являются регулируемыми.Уставка тока отключения Ir или Irth (оба обозначения используются в общем) - это ток, выше которого автоматический выключатель отключается. Он также представляет максимальный ток, который может выдерживать автоматический выключатель без отключения. Это значение должно быть больше, чем максимальный ток нагрузки IB, но меньше, чем максимальный ток, допустимый в цепи Iz (см. Главу «Размеры и защита проводников»).

Тепловые реле отключения обычно регулируются от 0,7 до 1,0 В, но когда для этой цели используются электронные устройства, диапазон регулировки больше; обычно 0.От 4 до 1 раз дюйма

Пример

(см. Рис. х37)

Автоматический выключатель NSX630N, оборудованный реле расцепителя максимального тока Micrologic 6.3E 400 A, настроенным на 0,9, будет иметь настройку тока отключения:

Ir = 400 x 0,9 = 360 A

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

Ir = In = 20 А.

Рис. H37 - Пример выключателя Compact NSX630N с номиналом 400A Micrologic, настроенным на 0.9, чтобы дать Ir = 360 A

Настройка тока отключения реле короткого замыкания (Im)

Реле отключения от короткого замыкания (мгновенное или с небольшой задержкой) предназначены для быстрого отключения автоматического выключателя при возникновении высоких значений тока повреждения. Их порог срабатывания Im:

  • Либо фиксируется в соответствии со стандартами для домашних ЦБ, например, МЭК 60898 или
  • Указано производителем для CB промышленного типа в соответствии с соответствующими стандартами, в частности, IEC 60947-2.

Для последних автоматических выключателей существует большое разнообразие расцепляющих устройств, которые позволяют пользователю адаптировать защитные характеристики автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. , рис. h38, , рис. h39 и (рис. х40).

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

Тип защитного реле Защита от перегрузки
Защита от короткого замыкания
Выключатели бытовые IEC 60898 Термомагнитный Ir = In Низкая уставка
тип B
3 In ≤ Im ≤ 5 In
Стандартная настройка
тип C
5 In ≤ Im ≤ 10 In
Цепь высоких настроек
тип D
10 In ≤ Im ≤ 20 In [a]
Модульные промышленные выключатели [b] Термомагнитный Ir = В
фиксированной
Низкая уставка
тип B или Z
3.2 In ≤ fixed ≤ 4.8 In
Стандартная настройка
тип C
7 In ≤ fixed ≤ 10 In
Высокие настройки
тип D или K
10 In ≤ fixed ≤ 14 In
Промышленные автоматические выключатели [b]

МЭК 60947-2

Термомагнитный Ir = В фиксированной Исправлено: Im = 7 до 10 В
Регулируемый:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемый:
  • Низкая уставка: от 2 до 5 В
  • Стандартная настройка: от 5 до 10 В
Электронный Долгая задержка
0. 1 2 Для промышленного использования в стандартах МЭК не указываются значения. Вышеуказанные значения приведены только для общего пользования.

Рис. H39 - Кривая отключения термомагнитного выключателя

Ir : настройка тока отключения реле перегрузки (тепловая или с большой задержкой)
Im : настройка тока отключения реле короткого замыкания (магнитная или с короткой задержкой)
Ii : мгновенное отключение реле при коротком замыкании -текущая настройка.
Icu : отключающая способность

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

Автоматический выключатель для изоляции

Автоматический выключатель подходит для изоляции цепи, если он удовлетворяет всем условиям, предписанным для разъединителя (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте. В таком случае он упоминается как выключатель-разъединитель и помечается на передней панели символом

Circuit-breaker-symbol.svg

Все распределительные устройства Acti 9, Compact NSX и Masterpact LV серии Schneider Electric относятся к этой категории.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Характеристики отключения по току короткого замыкания выключателя низкого напряжения связаны (приблизительно) с cos φ контура тока короткого замыкания. Стандартные значения для этого отношения были установлены в некоторых стандартах

Номинальное значение отключения по току короткого замыкания в CB является наивысшим (предполагаемым) значением тока, которое CB может отключить без повреждения. Значение тока, указанное в стандартах, является среднеквадратичным значением составляющей переменного тока тока повреждения, т.е.е. переходная составляющая постоянного тока (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) предполагается равной нулю для расчета стандартизированного значения. Это номинальное значение (Icu) для промышленных ЦБ и (Icn) для ЦБ бытового типа обычно дается в среднеквадратичных значениях.

Icu (номинальная предельная отключающая способность sc) и Ics (номинальная отключающая способность sc службы) определены в МЭК 60947-2 вместе с таблицей, связывающей Ics с Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (задержка по времени) отключение), как обсуждалось в разделе «Другие характеристики выключателя».

Тесты для подтверждения номинальной s.c. Разрушающие способности ОС регулируются стандартами и включают в себя:

  • Операционные последовательности, включающие последовательность операций, то есть замыкание и размыкание при коротком замыкании
  • Смещение фазы 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 низких запаздывающих значениях cosφ значительно труднее достичь; схема с нулевым коэффициентом мощности (теоретически) является наиболее обременительным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в энергосистеме (более или менее) имеют запаздывающие коэффициенты мощности, а стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются характерными для большинства энергосистем. Как правило, чем выше уровень тока короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности контура тока короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

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

  • После последовательности времени открытия - закрытия / открытия для проверки пропускной способности Icu CB, проводятся дополнительные тесты, чтобы гарантировать, что:
    • Способность выдерживать диэлектрик
    • отключение (изоляция) производительность и
    • Тест не нарушил правильную работу защиты от перегрузки.

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

Icu cosφ
6 кА 0. 1 2 3 Установочные значения уровня тока, которые относятся к управляемым током тепловым и «мгновенным» магнитным устройствам отключения для защиты от перегрузки и короткого замыкания. ,
Характеристики кривых отключения и координации выключателя

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Кривые время-ток используются для отображения количества времени, необходимого для размыкания выключателя при заданном уровне максимального тока.

Кривые время-ток обычно отображаются на графике. Цифры вдоль горизонтальной оси кривой представляют номинальное значение непрерывного тока (In) для автоматического выключателя, цифры вдоль вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени займет размыкание выключателя: найдите текущее кратное (In) в нижней части графика. Затем нарисуйте вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую, а затем нарисуйте горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения выключателя представляет собой сумму времени срабатывания выключателя, времени размыкания, времени механической работы и времени дуги.

Кривые

разработаны с использованием предопределенных спецификаций, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия работы автоматического выключателя могут вызвать изменения в его работе.

Большинство кривых имеют информационное окно, которое определяет, к какому автоматическому выключателю применяется кривая. Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени срабатывания.

Real world circuit breaker time current curve with explinations.

Пример кривой тока реального времени выключателя с выделениями. Фото: TestGuy


Защита от перегрузки

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

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический проводник внутри выключателя отклоняется после нагревания током нагрузки, расцепления рабочего механизма и размыкания контактов.

Чем больше перегрузка, тем быстрее биметаллическая полоса нагревается и отклоняется, чтобы снять перегрузку. Это то, что известно как обратная кривая времени.

Долгосрочная функция

В электронных автоматических выключателях долговременная функция (L) имитирует воздействие теплового биметаллического элемента.Номинальная точка срабатывания, при которой электронный расцепитель воспринимает перегрузку, составляет примерно 10% от номинального значения тока. После срабатывания автоматический выключатель отключается по истечении времени, указанного в настройке длительной задержки.


Защита от короткого замыкания

В нижней части кривой время-ток отображается характеристика короткого замыкания выключателя. В термомагнитных выключателях это место срабатывания, когда сверхтоки значительной величины приводят в действие магнитную якорь внутри выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

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

Combined LSIG curve for electronic trip units.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оснащены функцией кратковременного срабатывания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед отключением при значительном перегрузке по току.Это обеспечивает выборочную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к неисправности, размыкается, оставляя другие цепи незатронутыми (см. Информацию о расположении выключателя ниже) .

Характеристика I 2 т функции функции короткого времени определяет тип задержки. I 2 t IN приведет к обратной задержке, которая напоминает временные / текущие характеристики предохранителей. Это похоже на функцию длительного времени, за исключением гораздо более быстрой задержки.I 2 t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 с или менее, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели, оснащенные блокировкой зоны при короткой задержке без удерживающего сигнала от нижестоящего устройства, будут иметь минимальную временную полосу, примененную независимо от настройки, иногда это называется максимальной безудержной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется кратковременное отключение задержки для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременным сопротивлением и отображается на кривой отключения в виде абсолютного значения тока.

относящиеся: Зональная селективная блокировка (ZSI) Основные принципы


Защита от замыкания на землю

Как и функция длительного времени, элемент замыкания на землю (G) состоит из настройки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов больше не равна, потому что ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый ТТ установлен на нейтральной шине для обнаружения этого дисбаланса.

При возникновении дисбаланса тока автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает настройку срабатывания при замыкании на землю. Если автоматический выключатель остается включенным в течение времени, указанного в задержке замыкания на землю, автоматический выключатель отключается. Защита от замыкания на землю иногда обеспечивается функцией I 2 т, которая работает по тому же принципу, что и кратковременная задержка.

Residual Ground Fault Protection Example Diagram

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

Защита от замыкания на землю требует наименьшего количества энергии для отключения автоматического выключателя, часто при значениях отключения, установленных значительно ниже уставки срабатывания при длительном срабатывании. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя необходимо отключить защиту от замыкания на землю или «убрать ее с пути», чтобы другие функции работали.

Использование испытательного комплекта производителя или переподключение входа ТТ нейтрали является предпочтительным методом тестирования первичного впрыска на низковольтном выключателе с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно, чтобы обеспечить сбалансированные вторичные токи для расцепителя. ,

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


Координация выключателя

Кривые время-ток необходимы для правильной координации выключателей. В случае неисправности должен работать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, оставляя другие цепи без изменений.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя были скоординированы таким образом, чтобы время отключения каждого автоматического выключателя превышало время отключения для нижестоящего автоматического выключателя независимо от величины повреждения.

Circuit breaker trip time coordination example.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 отключается, если перегрузка 2000A или более происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 отключается, если перегрузка сохраняется в течение 0.200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

Если происходит сбой после выключателя CB-3 , он сначала отключится и сбросит ошибку.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя также должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Например, если автоматический выключатель питает элемент оборудования с большими пусковыми токами, значение мгновенного срабатывания должно быть установлено выше значения срабатывания кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение при включении оборудования.

Связанные: Объяснение исследований по координации систем электроснабжения


Рекомендации:

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.,

Другие характеристики выключателя

Номинальное напряжение изоляции (Ui)

Это значение напряжения, к которому относятся диэлектрические испытательные напряжения (обычно более 2 Ui) и пути утечки.

Максимальное значение номинального рабочего напряжения никогда не должно превышать номинальное напряжение изоляции, т. Е. Ue ≤ Ui.

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp)

Эта характеристика выражает в пике кВ (заданной формы и полярности) значение напряжения, которое оборудование способно выдержать без сбоев в условиях испытаний.

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

Категории селективности и номинальный кратковременный выдерживаемый ток (Icw)

МЭК 60947-2 определяет два типа автоматических выключателей, определяемых их «категорией селективности»:

  • Категория селективности B содержит автоматические выключатели, обеспечивающие селективность благодаря наличию кратковременного выдерживаемого тока и соответствующей кратковременной задержке. Для этой категории выключателя производитель должен предоставить значение тока короткого замыкания (Icw), которое может выдерживаться в течение определенного времени.

Можно отложить отключение этого автоматического выключателя, если уровень тока короткого замыкания ниже, чем этот кратковременный выдерживаемый ток (Icw) (см. Рисунок h42).

Это обычно применяется к силовым выключателям открытого типа или «воздушным», а также к определенным типам тяжелых формованных корпусов. Icw - это максимальный ток, который автоматический выключатель категории B может выдерживать термически и электродинамически, без повреждения, в течение периода времени, указанного производителем.

Рис. H42 - Автоматический выключатель категории B

  • Категория селективности A включает все остальные автоматические выключатели. Эта категория автоматического выключателя не имеет преднамеренной задержки в работе «мгновенного» устройства с магнитным отключением при коротком замыкании (см. Рис. h43). Обычно автоматические выключатели в литом корпусе или модульные автоматические выключатели относятся к категории А. Эти автоматические выключатели могут обеспечивать селективность в условиях короткого замыкания другими способами.Но производитель не будет предоставлять значение Icw.

Рис. H43 - Автоматический выключатель категории A

Номинальная производительность (Icm)

Icm - это наибольшее мгновенное значение тока, которое автоматический выключатель может установить при номинальном напряжении в определенных условиях. В системах переменного тока это мгновенное пиковое значение связано с Icu (то есть с номинальным током отключения) с коэффициентом k, который зависит от коэффициента мощности (cos φ) токовой петли короткого замыкания (как показано на Рис. h44) ,

Рис. H44 - Соотношение между номинальной отключающей способностью Icu и номинальной производительной мощностью Icm при различных значениях коэффициента мощности тока короткого замыкания, как стандартизировано в МЭК 60947-2

Icu cosφ см = Ки
6 кА 0,5 1,7 х Icu
10 кА 0,3 2 х Icu
20 кА 0.25 2,1 х Icu
50 кА ≤ Icu 0,2 2,2 х Icu

Пример: Выключатель Masterpact NW08h3 имеет номинальную отключающую способность Icu 100 кА. Пиковое значение его номинальной производительной мощности Iсм будет 100 х 2,2 = 220 кА.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Ics)

Номинальная отключающая способность (Icu) или (Icn) - это максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель может успешно отключить без повреждения.Вероятность возникновения такого тока чрезвычайно мала, и в нормальных условиях токи повреждения значительно меньше номинальной отключающей способности (Icu) CB. С другой стороны, важно, чтобы высокие токи (с низкой вероятностью) были прерваны при хороших условиях, чтобы ЦБ был немедленно доступен для повторного включения после ремонта неисправной цепи. Именно по этим причинам была создана новая характеристика (Ics), выраженная в процентах от Icu, а именно: 25, 50, 75, 100% для промышленных автоматических выключателей.Стандартная последовательность испытаний выглядит следующим образом:

  • O - CO - CO [1] (в Ics)
  • Испытания, проведенные после этой последовательности, предназначены для проверки того, что ЦБ находится в хорошем состоянии и доступен для нормальной работы.

Для внутренних ЦБ Ics = k Icn. Значения коэффициента k приведены в МЭК 60898, таблица XIV.

В Европе в промышленности принято использовать коэффициент k, равный 100%, чтобы Ics = Icu.

Ограничение тока короткого замыкания

Во многих конструкциях автоматических выключателей низкого напряжения предусмотрена функция ограничения тока короткого замыкания, благодаря которой ток уменьшается и не достигает своего (в противном случае) максимального пикового значения (см. Рисунок h45).Характеристики ограничения тока этих CB представлены в виде графиков, типизированных показанными в Рисунок h46, диаграмма (а)

Способность ограничения тока короткого замыкания CB касается его способности, более или менее эффективной, предотвращать прохождение максимального предполагаемого тока короткого замыкания, позволяя протекать только ограниченному току, как показано на Рис. h45.

Рис. H45 - Перспективные и фактические токи

Производительность ограничения тока задается производителем CB в виде кривых (см. Рис. х46).

  • Диаграмма (a) показывает ограниченное пиковое значение тока, нанесенное на график относительно среднеквадратичного значения компонента переменного тока предполагаемого тока повреждения («предполагаемый» ток повреждения относится к току повреждения, который протекает, если бы CB не имел возможность ограничения тока)
  • Ограничение тока значительно снижает тепловые напряжения (пропорционально I 2 т), и это показано на графике диаграммы (b) из Рисунок h46, опять же, по сравнению со среднеквадратичным значением компонента переменного тока предполагаемый ток неисправности.
Выключатели низкого напряжения

для бытовых и аналогичных установок классифицированы в определенных стандартах (в частности, европейский стандарт EN 60 898). CB, принадлежащие к одному классу (ограничителей тока), имеют стандартизированные ограничивающие характеристики I 2 t, определенные этим классом.

В этих случаях производители обычно не предоставляют характеристические кривые производительности.

Рис. H46 - Кривые характеристик типичного выключателя с ограничением тока низкого напряжения

  • DB422413 EN.svg
  • DB422414 EN.svg

Преимущества ограничения тока

Ограничение тока уменьшает как тепловые, так и электродинамические напряжения на всех элементах цепи, через которые проходит ток, тем самым продлевая срок службы этих элементов.Кроме того, функция ограничения позволяет использовать «каскадные» методы (см. Координация между автоматическими выключателями), тем самым значительно сокращая затраты на проектирование и монтаж.

Использование токовых ограничителей дает многочисленные преимущества:

  • Лучшая консервация монтажных сетей: ограничители тока сильно ослабляют все вредные воздействия, связанные с токами короткого замыкания
  • Снижение тепловых воздействий: нагрев проводников (и, следовательно, изоляции) значительно уменьшается, поэтому срок службы кабелей соответственно увеличивается
  • Уменьшение механических воздействий: силы, вызванные электромагнитным отталкиванием, ниже, с меньшим риском деформации и возможного разрыва, чрезмерного возгорания контактов и т. Д.
  • Снижение электромагнитных помех:
    • Меньшее влияние на измерительные приборы и связанные с ними цепи, телекоммуникационные системы и т. Д.

Таким образом, эти автоматические выключатели способствуют улучшению эксплуатации:

  • Кабели и проводка
  • Сборные кабельные магистрали
  • Распределительное устройство, тем самым уменьшая старение установки

Пример

В системе с предполагаемым током короткого замыкания 150 кА среднеквадратичный выключатель Compact L ограничивает пиковый ток менее 10% от расчетного предполагаемого пикового значения, а тепловые эффекты - менее 1% от расчетного.

Каскадирование нескольких уровней распределения в установке за лимитирующим CB также приведет к значительной экономии.

Техника каскадирования позволяет, по сути, существенно сэкономить на распределительном устройстве (более низкая допустимая производительность на выходе из ограничительных шкафов CB (s)), а также проектные исследования, до 20% (в целом).

Схемы селективной защиты и каскадирование совместимы в диапазоне Compact NSX вплоть до полной отключающей способности КРУ.O представляет операцию открытия.
CO представляет операцию закрытия, за которой следует операция открытия. ,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *