Eng Ru
Отправить письмо

Выбор автоматических выключателей защиты. Токовременные характеристики автоматов


Время-токовые характеристики автоматов. | ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Сегодня продолжу рассказывать про автоматические выключатели в свете измерения сопротивления петли «фаза-нуль».

В последней статье посвященной измерению сопротивления петли «фаза-ноль» я обмолвился о время-токовых характеристиках автоматических выключателей. Сегодня приведу для примера такие характеристики для автомата типа ВА47-29:

Prot00083

Prot00084

Prot0008400001

Для каждого автоматического выключателя такая характеристика своя. Обычно она приводится в паспорте на автомат в том виде как показано на рисунке. Т.е. имеется некоторый разброс в параметрах. Как можно заметить разброс этот достаточно большой.

— для характеристики «В» ток отсечки (ток электромагнитного расцепителя) может находиться в интервале от 3Iн до 5Iн;

— для характеристики «С» — от 5Iн до 10Iн;

— для характеристики «D» — от 10Iн до 14Iн.

Значит, измеренный или рассчитанный нами ток короткого замыкания для конкретной линии может, как удовлетворять параметрам автоматического выключателя (быть достаточным для его отключения), так и не удовлетворять.

Реальную же характеристику зависимости времени срабатывания автоматического выключателя от протекающего через него тока для каждого конкретного автомата можно получить только путем проведения проверки параметров этого автомата.

Но многие лаборатории не имеют оборудования для испытания автоматических выключателей. и соответственно, у них нет такого вида работ. Поступают просто. Для проверки соответствия автоматического выключателя параметрам линии ( возможному току короткого замыкания) используют верхнее значение тока отсечки, т.е. для характеристики «С» это 10Iн. Такой подход вполне оправдан, т.к. автомат наверняка отключится при токе большем большего возможного тока срабатывания расцепителя, но в ряде случаев не достаточно достоверен. Потому что если измеренный ток короткого замыкания меньше 10Iн, то, разумеется при исправном состоянии проводов линии, необходима замена автоматического выключателя на подходящий. Хотя при проведении проверки автоматического выключателя может выясниться. что ток срабатывания его составляет, например, 7Iн и в этом случае уже при измеренном нами токе короткого замыкания автомат должен уверенно отключаться, т.е. замена автомата не требовалась.

Вернемся к время-токовой характеристике. Допустим, мы провели проверку автомата и по измеренным параметрам получили его индивидуальную характеристику ( отображена зеленой линией на рисунке).

Prot0008400002

Что она нам дает?

Согласно ПУЭ п.1.7.79 время автоматического отключения питания в системе TN не должно превышать значения 0,4с при фазном напряжении 220В , но в цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5с.

Таким образом, имеем две точки на характеристике 0,4с и 5с. В зависимости от места установки автоматического выключателя определяем, какая точка нужна нам и находим в этой точке ток срабатывания (отключения) автоматического выключателя.

Из полученной нами характеристики (зеленая линия) видно, автомат отключится за 0,4с при семикратном от номинального токе, а за 5 с при токе 4,5Iн.

Еще раз отвечу на частый вопрос: Зачем измерять сопротивление петли «фаза-нуль»?

Зная сопротивление петли «фаза-нуль» какой-то цепи (линии), можно найти ток короткого замыкания, который в этой линии может развиться. А зная этот ток, можно ответить на вопрос: сработает ли установленный в этой линии автоматический выключатель и за какое время.

Вот на сегодня и все. Если возникли вопросы, спрашивайте.

elektrolaboratoriy.ru

Время — токовые характеристики автоматов

2017-11-23 Статьи  

Время-токовая характеристика автоматического выключателя — это показатель, определяющий время срабатывания защитного устройства в зависимости от величины протекающего через него тока по отношению к номинальному току устройства.

Правильный выбор автомата по время-токовой характеристике позволяет избежать ложных срабатываний при подключении в сеть нагрузки, имеющей высокие пусковые токи. Например это происходит при подключении в сеть электродвигателя, который имеет большой пусковой ток, превышающий номинальный в 3-8 раз. Этого тока будет достаточно чтобы отключился автомат, имеющий характеристику срабатывания не предназначенную для такого типа нагрузок.

Также при правильном подборе автоматических выключателей по их время-токовым характеристикам соблюдается селективность (избирательность), то есть при повреждении какого-либо участка цепи сработает только тот автоматический выключатель, который обеспечивает защиту именно этого участка, а остальные автоматы не отключатся.

Я думаю все обращали внимание на буквенное обозначение рядом с номинальным током на корпусе модульного автоматического выключателя. Так вот эти буквы и указывают время-токовую характеристику, то есть чувствительность автомата.

vax1

Чаще всего встречаются автоматы с характеристиками B, C и D. Это стандартные типы характеристик, указанные в ГОСТ Р 50345-99. Кроме этих типов существуют еще типы A, K и Z, но встречаются они гораздо реже, а в жилых зданиях так и вовсе не используются. Различные типы рекомендовано использовать следующим образом:

  • А — Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
  • B — Для осветительных и розеточных групп общего назначения
  • C — Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
  • D — Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
  • K — Для индуктивных нагрузок
  • Z — Для электронных устройств

Время срабатывания электромагнитного расцепителя для каждой из характеристик выражается в значении величины протекающего тока по отношению к номинальному. Так для B это значение составляет от 3·In до 5·In (In — номинальный ток), то есть его расцепитель сработает при токе, превышающем номинальный в 3-5 раз. Для С пределы составляют уже от 5·In до 10·In, а для D — от 10·In до 20·In. Рассмотрим графики, отображающие время-токовые характеристики для типов B, C и D.

График время- токовой характеристики

График время-токовой характеристики B

График время- токовой характеристики

График время- токовой характеристики C

График время- токовой характеристики

График время- токовой характеристики D

На оси Х отображается значение, показывающее отношение протекающего тока по отношению к номинальному (I/In). На оси Y — время срабатывания в секундах. График для каждой из кривой характеристик разделен на две линии, показывающие время срабатывания электромагнитной защиты (нижняя линия), отвечающей за отключение при коротких замыканиях и тепловой защиты (верхняя линия), отвечающей за отключение от перегрузок.

Верхняя кривая показывает холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирной линией показана верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

Так например если смотреть график для время-токовой характеристики С автоматический выключатель 16 А при токе 80 А (5·In) должен отключиться в горячем состоянии за 0,02 сек. В холодном состоянии при таком же токе автомат отключится за 11 сек. (если номинал автомата меньше или равен 32 A), если больше 32 А — то отключение произойдет через 25 сек. Если предел отключения будет равен 10·In, то в горячем состоянии отключение произойдет через 0,01 сек, а в холодном — за 0,03 сек.

Таким образом, график время-токовой характеристики позволяет определить правильно автоматический выключатель для конкретных условий эксплуатации. Теперь осталось только разобраться какие типы автоматов предпочтительно использовать в быту.

Понятно, что для городской квартиры, где нагрузка активная либо слабоиндуктивная, выбирать необходимо либо категорию B либо С. По тепловой защите временной интервал срабатывания B и С будет одинаковым, отличаться будет только время срабатывания электромагнитного расцепителя. Раньше повсеместно использовались автоматы с характеристикой С, да и по сей день в магазинах в основном продают именно этот тип, а про другие типы как-то забывают. Однако в настоящее время рекомендуется для линий освещения и розеточных групп применять тип B, имеющий большую чувствительность, а в качестве вводного автомата использовать С. Таким образом будет соблюдаться селективность и при аварийной ситуации отключаться будет именно групповой автомат, а не вводной, тем самым не будет обесточиваться полностью вся квартира.

electric-blogger.ru

Выбор автоматических выключателей по основным параметрам сети. Критерий выбора автомата

выбор автоматических выключателейВ прошлом, для защиты электропроводки и электрооборудования в быту от таких ненормальных режимах работы как перегрузка или короткое замыкание применялись электрические пробки, как правило, из керамики. Конструкция этих устройств достаточно проста.

Недостатком этих устройств является то, что при перегорании предохранителя, вопросами о выборе плавкой вставки для него ни кто не занимался. В последствии пробка могла не сработать в нужный момент, что не редко являлось причиной многих пожаров.

В нынешнее время на замену старым пробкам пришли автоматические выключатели (АВ), которые имеют много преимуществ и более надежны в эксплуатации по сравнению с пробками. Конструктивно АВ представляет собой модуль с двумя контактами вход/выход и кнопкой включения (однополюсный автомат).

Рабочий механизм автоматического выключателя находится в закрытом пластмассовом корпусе. В задней части автомат имеет специальную защелку, благодаря которой его можно надежно зафиксировать на DIN-рейку при подключении в электрощите.

Выбор автоматических выключателей является ответственной задачей, к которой нужно отнестись серьезно. В условиях возникновения аварийных ситуаций правильно выбранный автомат является гарантией защиты не только вашего оборудования, но и вашей жизни.

Автоматический выключатель – это коммутационный аппарат предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи в момент возникновения коротких замыканий или перегрузок.На схемах обозначаются буквами АВ либо QF (европейский стандарт).

Критерий выбора автоматических выключателей

Основными показателями на которые ссылаются при выборе автоматов являются :

  • • количество полюсов;
  • • номинальное напряжение;
  • • максимальный рабочий ток;
  • • отключающая способность (ток короткого замыкания).

1#. Количество полюсов

Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные (сети с системой заземления нейтрали TN-S). В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.

2#. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата napriajenie2 должно быть равным или большим номинальному напряжению сети napriajenie3 :

номинальное напряжение автоматического выключателя

3#. Максимальный рабочий ток

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) toknom был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току tokmax который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

номинальный ток автоматического выключателяЧтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети (например для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключатся через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.).Величину тока из полученной мощности можно найти двумя способами: методом сопоставления или по формуле.

Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. С помощью такого варианта сопоставления можно найти ток через известную мощность. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А. Для более точного нахождения тока можно воспользоваться известной формулой:

формула однофазного токаДля бытовых электроприборов cosf.

4#. Отключающая способность

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток который автомат способен отключить tokotkl был больше тока короткого замыкания tokkz в точке установки аппарата:отключающая способность автоматаНоминальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

При выборе автоматов промышленного назначения их дополнительно проверяют на:

• электродинамическую стойкость:   электродинамическая стойкость автомата

• термическую стойкость:   термическая стойкость автомата

Автоматические выключатели выпускаются с такой шкалой номинальных токов: 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А.

В жилых секторах (дома, квартиры) как правило устанавливают двухполюсные автоматы с номиналом в 16 или 25 А и током отключения 3 кА.

Похожие материалы на сайте:

electricvdome.ru

Автоматические выключатели

МегаПредмет 

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Автоматический выключатель (АВ) – одно из самых распространенных современных коммутационных устройств, использующихся для защиты электрической цепи. Все автоматические выключатели предназначены для защиты электроустановок от сверхтоков, протекающих в цепи в нормальном и аварийном режимах работы. Основные разновидности АВ предназначены для защиты цепи от токов КЗ и токов перегрузки.

Коротким замыканием (КЗ) называется соединение токоведущих частей электроаппарата между собой или на корпус оборудования, соединенный с землей.

Причиной возникновения КЗ является электрическое повреждение цепи: ухудшение сопротивления изоляции во влажной или химически активной среде, при недопустимом перегреве изоляции, механические воздействия, ошибочные воздействия персонала при обслуживании и ремонте и т. Д.

Как видно из самого названия процесса, при КЗ путь тока укорачивается, т. Е. он идет, минуя сопротивление нагрузки, поэтому может увеличиться до недопустимых величин, если питание электроаппарата не отключится под действием защиты.

Ток КЗ оказывает электродинамическое воздействие на аппараты и проводники, когда их детали могут деформироваться под действием механических сил, возникающих при больших токах.

Термическое действие ТКЗ заключается в перегреве аппаратов и проводов.

Ток перегрузки – ток, превышающий номинальный ток (обозначается как In) электроаппарата, в электрически не поврежденной цепи.

Ток перегрузки возникает, к примеру, если на вал электродвигателя прикладывается слишком большая физическая нагрузка. Из-за этого токи, протекающие в обмотках электродвигателя, повышаются, что приводит к перегреву обмоток и выходу электродвигателя из строя.

 

Рис.1

Автоматический выключатель состоит из следующих основных элементов – механизма управления (взвода, расцепления) (1), подвижного и неподвижного силовых контакта (2), дугогасительной камеры (3), теплового (4) и/или электромагнитного (5) расцепителя, устройства для подключения внешних проводников (6). Все эти элементы заключены в корпус из материала, не поддерживающего горение (7). Указанные основные элементы в том или ином виде обязательно присутствуют в любом АВ. В устройстве панельных АВ часто применена кнопка «Тест», она предназначена для проверки работоспособности механизма расцепления. На рис.1 показано устройство АВ на примере модульного автоматического выключателя.

Помимо основных элементов в АВ могут применяться дополнительные элементы (аксессуары, дополнительные сборочные единицы) – независимый расцепитель (реле дистанционного отключения, дистанционный расцепитель), расцепитель минимального (максимального) напряжения, дополнительные и сигнальные контакты, специальные механизмы подключения внешних проводников и т.д.

Механизм управления является важной и ответственной частью АВ, от него зависит безотказность и долговечность работы этого защитного прибора. Чем проще механизм управления, и чем меньше в нем составных частей, тем он надежнее. На надежность этого узла влияют также материалы, из которых он изготовлен. Если в производстве механизма управления использованы по большей части изделия из пластика, соответственно, меньше себестоимость самого АВ, однако это повышает вероятность выхода механизма управления из строя.

Места соприкосновения силовых контактов во время срабатывания АВ подвергаются воздействию горящей дуги, поэтому должны быть сделаны из специального серебросодержащего сплава. Это дорогой материал, поэтому некоторые недобросовестные производители экономят на данных компонентах, за счет чего уменьшают стоимость изделия, но вместе с тем - сильно уменьшают его надежность.

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты цепи от сверхтоков КЗ. Это электромагнитная катушка с сердечником, сердечник связан с механизмом управления. Принцип действия его заключается в том, что при работе АВ в пределах значения номинального тока магнитное поле, возникающее в этой катушке, недостаточно для того, чтобы привести в действие сердечник. Однако при возникновении в цепи сверхтоков КЗ магнитное поле приводит в действие сердечник, который воздействует на механизм управления, в результате чего происходит размыкание силовых контактов АВ.

Так как в режиме КЗ токи, протекающие в цепи, в несколько раз (зачастую – в десятки или сотни раз) превышают номинальный ток, то при размыкании силовых контактов между ними начинает гореть электрическая дуга (высокотемпературный газ, обладающий повышенной, по сравнению с обычным воздухом, электрической проводимостью). Горение дуги внутри АВ крайне вредно, так как это может привести к оплавлению самих силовых контактов и повреждению корпуса и механизма АВ. Помимо этого, пока происходит горение электрической дуги внутри АВ, цепь остается по сути замкнутой (дуга обладает собственной проводимостью), то есть сверхтоки в электрической цепи продолжают протекать, а это уже может привести к возгоранию электрической проводки и повреждению подключенного оборудования.

 

1 – электромагнитная катушка

2 – механизм управления

3 – силовой контакт

4 – движение электрической дуги

5 – дугогасительная камера

6 – путь протекания тока короткого замыкания

 

Рис.2

 

Для того чтобы разрушить электрическую дугу, применяется дугогасительная камера. Принцип действия ее заключается в том, что по мере размыкания силовых контактов, возникающая дуга «стекает» («соскальзывает») с них в сторону дугогасительной камеры, где «разбивается» о массивные металлические ребра: то есть вместо одной длинной дуги между ребрами камеры оказываются несколько более коротких отрезков дуги. Эти более короткие отрезки дуги обладают гораздо меньшей энергией, поэтому быстро гаснут, не причиняя большого вреда. Возникающие в результате горения дуги горячие газы в виде «выхлопа» выходят через специальные отверстия из АВ.

Важными составляющими дугогасительной камеры являются металлические ребра. Количество ребер, толщина и конфигурация металла, из которого они изготовлены, влияют на их способность разрушать электрическую дугу.

Процессы, протекающие в АВ в режиме короткого замыкания, схематически показаны на рис.2 на примере модульного автоматического выключателя.

Если в цепи долгое время протекают токи, не намного превышающие номинальный ток, то такой режим работы называют перегрузкой, а протекающие при этом сверхтоки – токами перегрузки. Работа в таком режиме опасна из-за перегрева как электроустановки, так и электрической проводки. Поэтому для защиты электроустановок от таких сверхтоков применяют тепловой расцепитель (расцепитель перегрузки).

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину - отрезок соединенных между собой пластин металла, обладающих разным коэффициентом теплового расширения. Электрический ток, проходящий длительное время через биметаллическую пластину приводит к ее нагреву. При нагреве происходит изгибание пластины в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения. Конец биметаллической пластины при изгибе приводит в действие механизм управления и происходит размыкание силовых контактов АВ. Поперечное сечение и длина биметаллической пластины, а также ее положение относительно механизма управления подбирается и регулируется таким образом, что при протекании номинального тока изгиб ее не достаточен для того, чтобы привести в действие механизм управления. Однако при превышении In приводится в действие механизм размыкания.

Помимо АВ, в которых тепловой расцепитель отрегулирован производителем, существует множество серий АВ с регулируемым тепловым расцепителем. Диапазон регулировки тепловых расцепителей большинства таких АВ составляет 0,7 – 1,15*In.

Процессы, протекающие в АВ в режиме перегрузки, схематически показаны на рис.3 на примере модульного автоматического выключателя.

 

 

1 – винт точной настройки биметаллической пластины

2 – биметаллическая пластина

3 – механизм управления

4 – силовые контакты

5 – путь протекания тока перегрузки

 

Рис.3

 

Так как номинальный ток АВ рассчитывается при определенной температуре окружающей среды, следует учитывать, что при изменении температуры, соответственно, изменяются и характеристики отключения самого АВ. Производители АВ в технических каталогах приводят специальные графики зависимости значения In от температуры окружающей среды и графики взаимного влияния АВ, установленных рядом друг с другом.

Токовременной характеристикой (кривой отключения)называется зависимость времени срабатывания защитного устройства от тока, протекающего в цепи. Эта характеристика применима к таким защитным устройствам, как автоматические выключатели и плавкие предохранители, и является обязательной характеристикой для всех АВ, не зависимо от внешних размеров, типа крепления и номинального тока.

Обозначение токовременной характеристики для модульных АВ принято производить при помощи букв латинского алфавита, для остальных АВ эта характеристика указывается как кратность номинальному току, либо фиксированное значение

В соответствии с международными и европейскими стандартами (EN, МЭК), модульные автоматические выключатели (MCBs – Mini Circuit Breakers) подразделяются на несколько групп.

Каждой группе присвоена буква латинского алфавита. Во избежание путаницы с обозначением силы тока – ампер (А), маркировка начинается с буквы B.

Диапазон значений тока, при которых происходит срабатывание АВ, а также сфера применения АВ c такими характеристиками следующие:

 

Виды модульных АВ:

B –от 3 до 5 In – Бытовое/Коммерческое с ограниченным коммутационным перенапряжением;

C –от 5 до 10 In - Бытовое/Коммерческое/Промышленные здания с люминесцентными светильниками, малыми двигателями, индуктивными токами;

D –от 10 до 20 In - Двигатели, Трансформаторы, Рентгеновские установки, Промышленное сварочное оборудование

 

Ниже представлен пример диаграммы срабатывания, отображающей характеристики срабатывания (кривые отключения) B, C и D модульных автоматических выключателей одного из зарубежных производителей (Рис.4):

 

 

Рис.4 Диаграмма токовременных характеристик срабатывания

 

По вертикальной оси на графике указано время задержки срабатывания АВ в секундах, по горизонтальной оси – кратность значения номинального тока, при котором происходит срабатывание АВ.

Из графика следует, что модульный АВ с характеристикой B гарантированно сработает и отключит цепь не более чем через 1 сек при достижении током в цепи значения около 5*In. Чем меньше сверхток, протекающий через АВ, тем больше времени понадобится, чтобы АВ сработал.

 

Автоматические выключатели, не относящиеся к модульным, также имеют разные характеристики срабатывания.Производители таких АВ приводят графики с диаграммами срабатывания и таблицы значений токов расцепителей в своих технических каталогах.

 

Если для модульных АВ токовременная характеристика обозначается как кратность номинальному току или как буквенное латинское обозначение, то для силовых АВ панельного крепления эта характеристика может указываться и как кратность In, и как численное значение тока отсечки (к примеру для АВ с In=250А может быть указан ток отсечки 2500А или указано значение Iотс. = 10*In, что означает мгновенное срабатывание АВ при достижении тока в цепи в 2500А).

 

Ток отсечки – это сверхток, при котором АВ должен сработать мгновенно (меньше чем за 1 сек).

 

Отключающей способностью (коммутационной способностью) защитного устройства называют его способность выдерживать предельные токи короткого замыкания без дальнейшей потери работоспособности. По-другому говоря, если через защитный электроаппарат пройдет ток КЗ, превышающий указанную для него отключающую способность, производитель не гарантирует, что данный электроаппарат будет способен в дальнейшем выполнять свои защитные функции.

 

Различают сервисную и предельную отключающую способность. Согласно МЭК 898 – EN 60898:

Ics– сервисная отключающая способность, это значение тока КЗ, протекающего через защитное устройство в нормальных условиях.

Icu– предельная отключающая способность (ПКС), это максимальное допустимое для данного АВ значение тока КЗ, протекающего через него в экстремальных условиях.

Значение Icu должно быть указано на корпусе АВ. Допускается указание этого значения как в амперах А, так и в килоамперах кА.

 

Достаточно важными параметрами для АВ являются механическая и электрическая износостойкость.

Механическая износостойкость – количество циклов включения и выключения АВ через механизм управления без нагрузки.

Электрическая износостойкость – количество циклов включения/выключения АВ, находящегося под нагрузкой, и выключения в результате срабатывания расцепителей при сверхтоках.

Чем выше показатели механической и электрической износостойкость АВ, при прочих равных условиях, тем он надежнее и дороже.

 

megapredmet.ru

Автоматический выключатель - что это такое? Типы и классы автоматических выключателей

Цепи электропроводки в промышленных и бытовых помещениях обязательно включают в свой состав не один автоматический выключатель. Этот элемент обеспечивает безопасную эксплуатацию не только электросетей, но и зданий, сооружений в целом.

Устройство защитного отключения — автоматический выключатель

Необходимость

В случае короткого замыкания или превышения допустимых токовых нагрузок он автоматически размыкает цепь. Отключение нагрузки предотвращает возгорание изоляции кабелей и распространение пожара, выхода из строя дорогостоящего оборудования, травмирования людей.

Существует много типов автоматических выключателей, они отличаются по мощности тепловых и токовых нагрузок, по габаритам, конструктивному исполнению и другим признакам. На бытовом уровне большинство используемых типов автоматических выключателей имеют общие принципы срабатывания и одинаковый набор составных элементов.

Даже формы корпусов, отверстия и отдельные элементы крепления приведены к общему стандарту. Любой тип низковольтного автоматического выключателя, который используется в административных зданиях, квартирах, частных домах, легко устанавливается на стандартные элементы крепления распределительных щитов. Рассмотрим часто применяемый в быту тип модульного автоматического выключателя марки ДЕК серия ВА.

Панель выключателя АВ

Конструктивные особенности

Автоматический выключатель типа ВА построен на модульной основе, это позволяет использовать его в однофазной и трехфазной, одно- и многополюсной сетях. Для защиты однофазной сети нужен однополюсный автоматический выключатель: один модуль, чего вполне достаточно.

Электроустановки, работающие от трехфазной сети, защищаются трехполюсными автоматами защиты от трех модулей, по одному на каждую фазу. В этом случае автоматические выключатели собираются в единый блок.

Для синхронного срабатывания всей группы автоматов при превышении допустимого порога тока на одной из фаз рычаги управления фиксируются общей планкой. Для синхронного срабатывания рычаги управления также могут фиксироваться общей пластиковой планкой.

Стандартные отверстия дают возможность установить на автоматический выключатель дополнительные устройства промышленного типа: отдельные расцепители, сигнальные контакты и другие. Устанавливаемые элементы часто используются на производственных объектах для дистанционного контроля за срабатыванием и управлением работой электроустановок.

Пластиковые корпуса типовых модулей неразборные, они имеют стандартизированные размеры. Сверху и снизу расположены клеммы для проводов с винтовым устройством зажима.

В верхней части корпуса 2 отверстия:

  1. для отвода скопившихся газов от нагрева;
  2. для доступа к винту регулировки порога срабатывания, биметаллического элемента тепловой защиты.

Корпус автомата: вид сверху

С тыльной стороны корпуса предусмотрены пазы и зажимные элементы, позволяющие одевать и фиксировать автоматический выключатель на стандартную DIN-рейку в распределительных щитах. Такая конструкция позволяет передвигать переключатели вдоль рейки, не отключая от цепи, разделять группы, она удобна при сборке, монтажных и ремонтных работах.

Автоматический выключатель на ДИН-рейке

Как работает автомат

На примере одного модуля типа АВ рассмотрим, как работает автоматический выключатель и отдельные его элементы. Автоматическое управление срабатыванием на выключение осуществляется двумя параметрами: силой тока, проходящего через контакты выключателя, и температурой нагрева.

Для контроля значений этих параметров автоматический выключатель имеет два элемента:

  • обмотка электромагнитной катушки со стальным сердечником рассчитана на определенную силу тока;
  • биметаллические пластины откалиброваны, загибаются пропорционально величине проходящего через них тока, при превышении номинального значения оказывают механическое воздействие на расцепитель, который осуществляет контроль температурного режима.

Устройство автомата в разрезе

Подключается автоматический выключатель в разрыв цепи последовательно. На верхнюю клемму зажимается провод от источника питания, внизу крепятся провода, идущие к нагрузке.

Автоматический выключатель имеет два типа детектора и элемента расцепления, которые постоянно контролируют силу тока.

У каждого устройства свое назначение:

  • Электромагнитный расцепитель мгновенно реагирует на кратковременное значительное превышение тока номинального значения при коротком замыкании;
  • Регулируется тепловая защита, она более точная и инерционная в измерении значений тока, имеет большее время срабатывания. Это позволяет не реагировать на кратковременные незначительные превышения допустимых токовых значений. Все эти меры обеспечивают стабильную безопасную работу электроустановок.

Схема строения автоматического выключателя

Устройство расцепления и взвода

Это механическое устройство состоит из металлических пружин и пластиковых рычагов. Его задача в обычном режиме удерживать замкнутые контакты, в аварийных ситуациях, при превышении тока или температуры заданных предельных значений, разомкнуть контакты выключателя, для чего применяется автоматический или ручной режим отключения.

Электромагнитный расцепитель

Это электромагнитная катушка со свободно двигающимся металлическим сердечником. Шток сердечника при рассчитанной величине предельно допустимого тока толкает рычаги расцепляющего устройства, оно срабатывает, контакты размыкаются.

Сечение провода на катушке электромагнита и количество витков рассчитываются на многократное срабатывание. Обмотка катушки выталкивает сердечник при значительном превышении номинального тока выключателя, в случае короткого замыкания в цепи.

Электромагнитный расцепитель

Один конец катушки подключен к подвижному контакту механизма расцепления, второй – к биметаллической пластине. Соединения выполнены гибким многожильным проводом, контакты сварные, это обеспечивает надежное соединение в условиях высоких температур. Припой на паяных контактах при нагреве может расплавиться.

При превышении номинального тока в катушке электромагнита в несколько раз сердечник выталкивается. Он давит сверху на рычаг спускового механизма, происходит расцепление, подвижный контакт под действием пружины отскакивает от неподвижного контакта, они размыкаются. Усилие размыкания дублируется штоком сердечника, закрепленного на подвижном контакте.

Одновременно с давлением на спусковой рычаг сердечник оттягивает подвижный контакт.

Тепловой расцепитель

Здесь используется принцип работы теплового реле. Такой способ широко применяется для аварийных отключений электрооборудования и сигнализации в электрических цепях. В основе технологии заложены свойства биметаллической пластины. Еще в XIX веке Джоуль-Ленц отметил пропорциональность температуры на участке цепи квадрату силы тока и сопротивлению.

Используя эту зависимость и свойства биметаллов, пластины стали применять для механического замыкания и размыкания контактов. Биметаллические пластины пропорционально изменяют свою форму в зависимости от силы тока и температуры. По степени изгиба пластины можно судить о величине тока и температуре.

Биметаллические пластины: структура

У всех металлов коэффициенты теплового расширения отличаются: при нагреве пластин одного размера из разного металла до одинаковой температуры длина одной из них станет больше. Благодаря этому свойству, если скрепить эти две пластины вместе при нагреве, они начнут загибаться, при остывании – выпрямляться.

В нашем случае биметаллическая пластина находится в теплостойком изоляционном материале, обычно для этих целей одевается трубка из стекловолокна. Сверху изоляции намотан провод с высоким сопротивлением, это делается для косвенного нагрева пластины.

При прямом нагреве срок службы пластины существенно уменьшается. С увеличением тока температура пластины повышается, она загибается вверх, нажимая на спусковой рычаг механизма расцепления. В результате автоматический выключатель срабатывает, контакты размыкаются.

Искрогасительная камера

Значительную часть в корпусе модуля защиты занимает искрогаситель. В большинстве случаев автоматический выключатель срабатывает под током большой нагрузки. При прохождении тока большой силы в момент разрыва цепи между контактами возникает дуга электрического разряда.

Она имеет высокие температуры, может расплавить контакты и другие элементы автоматики. Для того чтобы этого избежать, ставят дугогаситель; его конструкция напоминает решетку из металлических пластин. В камере с пластинами дуга разрушается и гаснет, продукты горения и газы отходят через специальное отверстие.

Выбор

В частных домах можно установить четырехполюсный и трехполюсный автоматический выключатель для трехфазной сети 380 В. Чаще используются трехполюсные, двухполюсные и однополюсные для однофазной сети 220 В.

Выбирая элементы защиты, в первую очередь надо исходить из номинальных значений напряжения. Оно должно быть выше или соответствовать напряжению сети.

Одно из главных условий выбора и последующей настройки автомата защиты – отключение группы потребителя раньше, чем это сделают элементы защиты, установленные в цепи ближе к источнику подачи электроэнергии. Для этого учитываются следующие параметры.

Максимальная сила тока короткого замыкания на участке цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Модульные модели защитных автоматов выдерживают 3000А; 4500А; 6000А; 10000А, немодульные рассчитаны на большие токи короткого замыкания. Для жилых домов и квартир достаточно 4500 или 6000А.

Номинальная сила тока расцепителя выбирается немного больше допустимого тока длительной нагрузки цепи. В противном случае автоматический выключатель будет срабатывать от незначительных скачков напряжения в процессе нормального режима работы.

Нужно обязательно учитывать Iн – теплового расцепителя.

Автоматический выключатель серии АВ с номинальным током 10А будет срабатывать при токе 10х1,45(поправка на тепловой расцепитель) = 14,5 А.

Параметры расцепления имеют три класса (В;С;D), они отличаются по токовременным характеристикам срабатывания:

  • Класс В – срабатывает расцепитель при превышении номинальной силы указанной на маркировке тока в 3-5 раз. Ставят в группах освещения и розеток, обычно они реагируют на пусковые токи при включении электродвигателей.
  • Класс С – расцепитель срабатывает при превышении номинальных токов в 5-10 раз, ставится в розеточные и осветительные группы, обеспечивает защиту двигателей водяных насосов с небольшими пусковыми токами. Хорошо использовать в загородных домах и квартирах.
  • Класс D – автоматический выключатель этого класса устанавливается на производственных объектах для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами.

Обязательно учитывайте толщину и сечение проводов в цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Они должны соответствовать номинальным значениям токовой нагрузки элементов защиты. Например, при номинальном токе автомата защиты в 16А сечение кабеля должно быть не менее 2,5 кв./мм. Iн – 10А соответствует толщине кабеля 1,5 кв./мм.

Для этого есть специальные таблицы определения площади сечения кабеля по току, ПУЭ (Правила устройства электроустановок) табл. 1.3.4, 1.3.5, 1.3.6, 1.3.7, 1.3.8.

Устройство автомата. Видео

Видео  продемонстрирует устройство автоматического выключателя, что поможет с его монтажом и установкой.

Зная назначение и принципы работы, требования по установке и эксплуатации автоматических выключателей, легче сделать правильный выбор, что обеспечит стабильную, безаварийную работу бытовой техники в доме и квартире.

Оцените статью:

elquanta.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта