Выключатель автоматический технические характеристики: Технические характеристики автоматических выключателей

Разное

Содержание

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 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

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.

Использованная литература

  • Нейман Л.Р., Демирчян К.С. «Теоретические основы электротехники» 1981
  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

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.

виды приборов, классы, технические характеристики

Автоматы электрические — удобные и практичные средства, которые позволяют защитить электрооборудование и пользователя от внезапных коротких замыканий. Что они собой представляют, какая есть классификация, как их выбрать, какие есть типы автоматических выключателей? Об этом и другом далее.

Общие характеристики

Автоматический электрический выключатель является коммутационным устройством, которое пропускает через свою структуру ток, имеющий номинальную силу. Во время необходимости делает отключение цепи, к примеру, при коротком замыкании или при повышении потребляемой мощности. В настоящее время есть однофазный, двухфазный и трехфазный прибор, отвечая на вопрос, какие существуют автоматы электрические разновидности. Отличаются они друг от друга числом тех элементов, которые разъединяют ток.

Как выглядит

Предназначен аппарат, для того чтобы защищать электрическую цепь, чтобы не происходили перегрузки и токи с коротким замыканием. Его можно многократно использовать. Срабатывает он стабильно всегда.

Обратите внимание! Главный параметр электроавтомата — число пропускания номинального тока, токовой энергии, которая нужна, чтобы нормально работали бытовые электрические приборы. В частном доме и городской квартире ставится автомат на 6-63 ампера. Специалистами рекомендуется разбитие электросети в домашних условиях на пару контурах и установку каждого на собственный выключатель.

Предохранение электрооборудования от сверхтока как основное предназначение

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

  • однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
  • токоограничивающим и нетокоограничивающим;
  • выкатным и стационарным;
  • селективным и неселективным;
  • ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть.

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Как выбрать

Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.

Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования.

Определение мощности автомата

Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.

Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались.

Таблица мощности бытовых приборов и инструментов

Расчет номинальной мощности автомата

Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.

Вычисление номинального тока

Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.

Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения.

Таблица сечения проводника

Определение время-токовой характеристики

Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.

Таблица пускового тока

Особенности маркировки

На каждом автомате прописываются все характеристики. Имеет на своем корпусе маркировки нагрузки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе.

Популярные производители

Сегодня лучшие автоматические выключатели выпускает компания марки АВВ, Legrand, Schneider Electric, General Electric, CHINT Electric и DEKraft.

Бренд Legrand

В целом, электрические автоматические выключатели — профессиональное оборудование, благодаря которому можно минимизировать риски при отключении света и коротком замыкании. Имеют классификацию по числу полюсов, время-токовому параметру, номинальному току, отключающей способности. Выбрать несложно, принимая во внимание мощность, номинальный ток, токовую характеристику и маркировку. Как правило, пользователи рекомендуют останавливать свой выбор на популярных брендах.

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


Электрика »
Электрооборудование »
Защита оборудования »
Автоматический выключатель »
Характеристики


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 — Руководство по устройству электроустановок

Основными характеристиками автоматического выключателя являются:

  • номинальное напряжение Ue;
  • номинальный ток In;
  • диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки Ir [1] или Irth [1] и защиты от короткого замыкания
    Im [1] ;
  • отключающая способность при коротком замыкании (Icu – для промышленных автоматических выключателей и Icn – для бытовых автоматических выключателей).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это то напряжение, при котором данный выключатель работает в нормальных условиях.

Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие импульсным перенапряжениям (см. подраздел Другие характеристики автоматического выключателя).

Номинальный ток (In)

Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных значений максимальной температуры токоведущих частей.

Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40 °C, оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50 °C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60 °C – лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.

Уменьшение номинального тока автоматического выключателя производится путем уменьшения уставки его теплового реле. Использование электронного расцепителя, который может работать при высоких температурах, обеспечивают возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уставками по току) при окружающей температуре 60 °С
или даже 70 °С.

Примечание: в автоматических выключателях, соответствующих стандарту МЭК 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный длительный ток.

Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок

Автоматическому выключателю, который может быть оборудован расцепителями, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению расцепителя с наивысшим уровнем уставки по току отключения.

Пример:
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными расцепителями с номинальными токами от 150 до 630 А. В таком случае номинальный ток данного автоматического выключателя составит 630 А.

Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)

За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Iв, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. Практические значения для схемы защиты).

Термореле обычно регулируются в диапазоне 0,7-1,0 In, но в случае использования электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет 0,4-1,0 In.

Пример (рис. h40):
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения:
Ir = 400 x 0,9 = 360 А.

Примечание: для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In.
Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.

Рис. h40: Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)

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

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

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

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

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

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

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

[2] 50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).

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

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

Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя

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

Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя

Гарантированное разъединение

Автоматический выключатель пригоден для гарантированного разъединения цепи, если он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к разъединителю (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте (см. Функции низковольтной аппаратуры: изолирование (отключение)). В таком случае его называют автоматическим выключателем-разъединителем и на его фронтальной поверхности наносят маркировку в виде символа

К этой категории относятся все низковольтные коммутационные аппараты компании Schneider Electric: Multi 9, Compact NS и Masterpact.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Примечания

[1] Величины уставок, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.zh:断路器的基本特性

Выключатель автоматический: как выбрать — 9 схем

Со времен далекой молодости после окончания института в памяти запечатлелась картинка: я у друга в однокомнатной квартире. Мы сидим за шахматами. Его молодая жена шьет рядом.

По комнате бодро ходит малыш. Ему еще нет годика: познает мир. В левой руке какая-то погремушка, в правой — женская шпилька от волос.

И вдруг — ужас! На наших глазах он вставляет эту проволоку в розетку, получает удар током. Мышцы ног мгновенно реагируют: прыжок от стенки метра на полтора. Мальчик падает.

Из розетки вырывается пламя и дым. Знаете, чем все закончилось? Пацан отделался легким испугом, а алюминиевая проводка от розетки до распределительной коробки выгорела полностью. Свет не отключился.

Защиты от короткого замыкания не сработали: автомат заклинило, но пожара не было. Огонь просто погас внутри бетонной стены после того, как отгорел провод. Шпилька успела привариться к контакту розетки.

Вот я и решил написать подробную инструкцию, что такое выключатель автоматический: как выбрать его модуль за 9 шагов поэтапно. Будете выполнять — избавитесь от многих неприятностей.

Содержание статьи

Автоматический выключатель: принцип работы и устройство в картинках

Основное назначение автомата — ликвидировать аварийные ситуации в подключенных токовых цепях. Они бывают двух видов:

  1. Короткие замыкания (КЗ) или “коротец”, как их называют на жаргоне электриков.
  2. Перегрузки.

КЗ возникают за счет подключения к цепям действующего напряжения электрических цепочек с минимальным сопротивлением, которые создают громадные токи, зависящие от мощности питающих источников.

Токи коротких замыканий могут прожигать не только изоляцию воздушной среды во время ее ионизации, но и плавить металл проводки, вызывать
пожар, причинять другие беды.

На принципе управления токов коротких замыканий работают многочисленные сварочные аппараты, люди успешно пользуются ими. Но, внезапно появляющиеся КЗ наносят огромный вред.

Перегрузки опасны тем, что незаметно создают перегрев изоляции, повреждают ее. За счет возникших в ней дефектов появляются опасные токи утечек, которые способны выявить и ликвидировать только УЗО.

Перегрузки тоже являются частой причиной пожаров оборудования.

Конструкция автоматического выключателя состоит из двух раздельных модулей, каждый из которых работает, реагируя преимущественно на КЗ или перегрузку. Это:

  1. Электромагнитная отсечка.
  2. Тепловой расцепитель.

Простая кинематическая схема показывает устройство автоматического выключателя и принцип его работы.

Электрический ток протекает от сети к нагрузке сквозь замкнутые главные контакты и катушку соленоида отключения. Тепловое воздействие воспринимается биметаллической пластиной, а силовое — сердечником электромагнита.

Биметалл или сердечник в критической ситуации бьют по поворотному рычагу, выколачивая его из зацепления с защелкой, удерживающей главный контакт во включенном состоянии. Под действием сильной отключающей пружины он быстро размыкает электрическую цепь.

Конструктивно все производители реализуют этот принцип по своим разработкам. Поэтому они немного отличаются на всех моделях. Но, общее представление внутреннего устройства дает следующая картинка.

Принцип работы электромагнита расцепителя отсечки двумя словами

Когда по обмотке протекает ток, то в ее сердечнике, служащей магнитопроводом, создается магнитное поле.

Если сила тока достигает критической величины, то магнитная энергия выстреливает сердечник, преодолевая натяжение удерживающей пружины. Тогда боек выбивает защелку.

Современный электромагнитный расцепитель имеет небольшие габариты, подключается гибкими проводниками к контактам.

Электромагнитный расцепитель

Тепловой расцепитель автоматического выключателя: насколько просто работает

Конструкция состоит из двух соединенных пластин: сталь и латунь. У них разное линейное расширение: зависимость от температуры. При нагреве биметалл изгибается в одну сторону, а охлаждении — противоположно.

Тепловой расцепитель

Ток проходит по закрепленной на биметаллической пластине обмотке. Во время перегрузки или КЗ биметалл воздействует на поворотный механизм, а тот — отключает автомат, обесточивая подключенные потребители.

Выключатель автоматический: как выбрать по науке и жить в безопасности

Огромное количество производителей и обширный ассортимент их автоматов, предназначенных для разных условий эксплуатации, усложняют выбор их приобретения.

При покупке следует использовать только научный подход, не полагаясь на мнение даже знакомых электриков. С этой целью все ведущие заводы наносят маркировку прямо на корпусе модуля автомата. Привожу пример для Legrand.

Выбирать модуль выключателя автоматического нужно минимум по 9 характеристикам:

  1. значению действующего напряжения и форме тока;
  2. числу полюсов;
  3. величине номинального тока защищаемой цепи;
  4. времятоковой характеристике;
  5. мощности нагрузки;
  6. предельной коммутационной способности;
  7. классу токоограничения;
  8. селективности действия;
  9. степени защита корпуса IP.

Вам придется учесть их действие комплексно.

Смотрим напряжение автоматического выключателя: начальный
шаг

Сразу надо обращать внимание на условия надежной работы модуля. Дело в том, что подобные защиты могут создаваться для универсальной работы в цепях постоянного или/и переменного тока.

Примером может служить известная серия советских и российских защит, выпускаемая как автоматический выключатель АП-50.

У них бывает разный уровень напряжения. Он не всегда может подойти для надежной работы в конкретной проводке. Надо проверять внимательно.

Отдельные модули могут быть созданы только для эксплуатации в цепях переменного тока.

Число полюсов автоматического выключателя: шаг №2

Бытовые автоматы изготавливают для работы в однофазной или трехфазной цепи. На защите ввода при аварии они снимают потенциалы фаз и нуля, полностью обесточивая питающую схему.

У отходящих же линий отключается только потенциал фазы, а ноль остается в работе. Этого вполне достаточно для ликвидации аварии и создания более простой схемы подключения.

Шаг 3: выбор автоматического выключателя по току — скрытые секреты

Важно: температура окружающей среды сильно влияет на время срабатывания защиты. Все проверки и расчет проводят при +30 градусах. Реальные условия требуют учета температурных коэффициентов.

Нормальная работа автомата требует учитывать 4 значения тока:

  1. Номинальной величины.
  2. Условного нерасцепления.
  3. Условного расцепления.
  4. Длительно допустимого.

Величина номинального тока пишется Iн (In). Она указывается на корпусе, используется как базовое значение для выбора, работы и проверок защиты. Такая нагрузка должна длительно проходить через замкнутые контакты без их отключения.

Током условного нерасцепления называют величину I=1,13×Iн. При такой нагрузке защита не должна отключаться за время меньшее, чем 1 час с номиналом до 63 А и 2 часа — более мощным.

Характеристика условного тока расцепления определяет величину, которая надежно разрывает превышенную нагрузку.

Длительно допустимая величина тока введена для учета температурного состояния проводки без ее чрезмерного нагрева с учетом характеристик токопроводящей способности: вида металла и поперечного сечения.

Все эти величины я привел наглядным графиком для меди.
Можете им воспользоваться при расчете проекта новой проводки. Данные брал из
справочников, а электрическими проверками не занимался.

Если кто-то возьмется за эту работу, то результаты
обязательно опубликую. А проверять надо, ибо с длительно допустимыми токами в
медном проводе 4 и 6 квадрата просматривается интересная закономерность.

С алюминием не стал возиться: в быту он опасен. Тем пользователям, кому интересен этот вопрос, предлагаю сравнить его характеристики с медью по следующей таблице.

Выбор автоматического выключателя при проектировании проводки необходимо проводить по характеристике его номинального тока. Этот анализ осуществляют последовательно за 3 приема:

  1. Расчет тока линии по нагрузке подключенных потребителей.
  2. Выбор номинала модульной защиты по ближайшему значению стандартного ряда величин токов.
  3. Подбор сечений проводников под действующие токовые нагрузки.

Каждая из трех составляющих важна. Допущенные ошибки исправлять сложно. Поэтому каждый этап следует повторно проверять.

Одиночные или групповые потребители, как и однофазная или трехфазная схема питания накладывают свои особенности на расчет тока подключенной линии по собственным формулам. Это наиболее сложная часть анализа.

Шаг 4: времятоковая характеристика выключателя — основа правильного выбора типа конструкции

Нагрузки электрической сети носят случайный либо закономерный
характер. Они всегда меняются при подключении потребителей.

Лампы накаливания и ТЭНы с резистивными сопротивлениями не дают такие эффекты, как включение индуктивных устройств: электродвигателей, дросселей, трансформаторов. Кабельные линии обладают емкостным сопротивлением.

Любое включение прибора связано с созданием апериодических
составляющих, формирующих переходные процессы. Они характеризуются различными бросками токов.

Конструкция автоматического выключателя должна учитывать эти
явления и обеспечивать нормальное электроснабжение потребителей в любой
сложной, изменчивой ситуации.

Под эти требования технически сложно создать простой и надежный автоматический выключатель с универсальным набором возможностей.
Электротехническая наука пошла по другому пути: разделение нагрузок по типам реактивных составляющих и создание модулей защит под каждую.

С этой целью используется времятоковая характеристика выключателя, имеющая 3 типа: B, C и D. Они имеют разные параметры отстроек защиты от токов переходных процессов.

На графике по оси абсцисс приведено отношение тока действующей нагрузки к номинальной величине, а ординат — время отключения в
секундах и их долях.

Тип B применяется для потребителей с характерной резистивной нагрузкой: обогреватели, цепи освещения, протяженные линии электропитания.

Тип C используется для смешанных схем с розеточными группами и потребителями, создающими умеренные нагрузки при включении электродвигателей.

Тип D выбирают для потребителей не бытового назначения: силовые трансформаторы и нагрузки с повышенными токами при пусках оборудования.

Если использовать тип B автоматического выключателя для
дома, то он может ложно срабатывать при включениях стиральной или посудомоечной машины, электрических насосов, мощных пылесосов.

Автомат типа D просто не среагирует на опасность, когда она не достигнет величины его уставки, но потребует защиты оборудования от броска тока.

Автоматические выключатели типа С по своим характеристикам лучше всего приспособлены для работы в домашней проводке. Но их настройку все равно необходимо проверять качественно.

Выбор автоматического выключателя по мощности — шаг №5: нужно ли его делать?

Именно вопросу выбора автоматов по мощности нагрузки уделяют много внимания авторы статей для интернет. Поэтому я решил тоже высказать свое
мнение. А ваша задача: учесть или высказаться против.

Вся хитрость в том, что электрические характеристики любых бытовых приборов указываются в ваттах, а защиты маркируются амперами. Никаких
других секретов здесь больше нет.

Блогеры просто переводят нагрузку, выраженную мощностью, через напряжение бытовой сети в ток. Делают это посредством новых таблиц, схем, калькуляторов.

Я предлагаю отказаться от этой идеи, а модуль защиты рассчитывать по току номинальной величины с учетом вольтамперной характеристики. Будет меньше ошибок, да и искать их станет проще. Понимаю, что выбор остается за вами.

Шаг 6: предельная коммутационная способность — критическая характеристика модуля защиты

Исходим из того, что в природе нет контактов, способных выдерживать любые нагрузки. У них всегда есть предел, выше которого они просто сгорают.

Эту величину производитель определяет экспериментально и показывает цифрой внутри прямоугольника.

Обычно модули создаются под токи КЗ до 4,5 либо 6 или 10 килоампер. Когда автомат имеет отличия предельной коммутационной способности (ПКС) для цепей переменного и постоянного тока, то они указываются отдельно. Причем каждой величине приписывается свой символ: « ~ », « — », « ~/- ».

Это значение в принципе зависит от технического состояния электропроводки — ее сопротивления. Оно закладывается в проект, зависит от многих факторов:

  • протяженности магистралей;
  • сечения и качества токопроводящих жил;
  • количества и состояния соединительных контактов;
  • удаленности от питающей трансформаторной подстанции;
  • условий технического обслуживания.

Из практики:

  • У старых зданий с ветхой алюминиевой проводкой ПКС составляет 4500 ампер.
  • Медная электропроводка обеспечивает токи КЗ 6 килоампер.
  • Когда потребитель находится близко от трансформаторной подстанции, то автоматы надо ставить на 10кА.

Если не выполнить выбор автомата по предельной коммутационной способности, то его контакты от аварийного тока могут привариться. Тогда отключения не произойдет, а вся подключенная нагрузка выгорит.

Шаг 7: классы токоограничения автоматического выключателя — в чем суть характеристики

Скорость отключения короткого замыкания напрямую влияет на
безопасность оборудования, а модули защит работают не одинаково. Показатели быстродействия позволяют подбирать автоматы, работающие в щадящем или экстремальном режиме оборудования.

Для наглядности действия рассмотрим их срабатывание на примере длительности одного периода напряжения синусоиды тока или напряжения (обозначается Т).

В него входят две полуволны гармоники. Для стандартной частоты 50 герц время прохождения периода составляет 20 миллисекунд (мс).

Максимальное значение тока или его амплитуда достигается при четверти периода или половине полупериода. На графике я показал усредненные временные показатели трех классов токоограничения: 1, 2 и 3.

Класс №1 самый продолжительный, а значит экстремальный. Его время чуть превышает 10 мс. Для наглядности показано как Т/2. На корпусе автомата его просто не обозначают.

Класс №2 занимает промежуточное время по скорости. Такая защита должна отработать за время 6÷10 мс. На графике усреднено как 1/2(Т/2).

Класс №3 самый быстрый и экономный со временем срабатывания 2,5÷6 мс, что я обозначил как 1/3(Т/2).

Классы токоограничения 2 и 3 маркируются на корпусе под прямоугольником ПКС квадратиком с соответствующей цифрой.

Шаг 8: селективность автомата — залог качественного отключения аварии

Смысл выбора этого параметра заключается в избирательной способности защиты правильно локализовать короткое замыкание или перегруз и оставить в работе исправное оборудование.

Поясняю на простом примере квартирной проводки.

Любая розетка по разным причинам может стать источником короткого замыкания. Аварию может отключить автомат №3 квартирного щитка, №2 —
подъездный или №3 — домовой.

Однако обесточивать этаж либо подъезд /дом имеет смысл только при отказе выключателя №3, используя эту функцию как резервную. В первую
очередь надежно должны срабатывать квартирные защиты.

Поэтому они настраиваются на более быстрое срабатывание или меньшие уставки тока при наладке. Предусмотреть эту возможность следует во
время выбора конструкции.

Иногда возникают затруднения с настройкой избирательности на вводном автомате. Для таких случаев можно приобрести специальный селективный
автоматический выключатель.

Его конструкция имеет механизм, обеспечивающий два пути протекания тока: основной и дополнительный для теплового расцепителя со своими
связанными силовыми контактами.

Резистор селективности внутри дополнительного канала задерживает срабатывание своего контакта на уставку избирательности. А основной канал работает как обычный.

Общее отключение защиты происходит после разрыва контактов обоих каналов, что также способен выполнить электромагнит отсечки.

Подобный механизм может быть полезен владельцам частных домов или коттеджей, хотя в большинстве случаев селективность можно обеспечить выбором характеристик быстродействия и настройкой токовых уставок обычных модулей.

Проверка селективности срабатывания защит должна обязательно проводиться до ввода их в эксплуатацию и периодически при эксплуатации.

Заключительный шаг №9: степени защиты корпуса для помещений повышенной влажности

Обычно автоматы устанавливают в квартирном или ином щитке, защищенном от проникновения воды и посторонних предметов. Но иногда их приходится включать на мобильное оборудование или удлинители.

Когда такими приборами пользуются во влажных помещениях, то следует обращать внимание на техническую способность корпуса работать в опасной
среде.

Она маркируется индексом IP с цифрами, обозначающими степень защиты. На обычных автоматах достаточно обозначения IP20. Ее показывают в сопроводительной документации.

Во всем предшествующем материале я намеренно не рекламирую ни одного производителя автоматов. Советую выбирать модуль защиты по техническим характеристикам, реально проверяя их на стендах. Бренд — хорошая вещь, но испытания важнее.

Программа Электрик 7.8 или способ компьютерного расчета автомата

На сайте электротехнических программ можно бесплатно скачать и установить на свой компьютер доступный калькулятор расчета. Адрес я показал картинкой.

Загрузка, инсталляция и работа описаны отдельной статьей. Я проверил несколько функций этой программы. Работает нормально. Результат вычислений усредненный.
Можете использовать.

Вам придется учесть 2 фактора:

  1. Сайт работает на бесплатном конструкторе и забит навязчивой рекламой.
  2. Автор не берет на себя ответственность за конечный результат вычислений. Его вам придется проверять вручную.

В целом программа подойдет начинающим электрикам для создания первоначальной схемы своего проекта.

Ошибки электриков не только начинающих в работе защит

Выбрать выключатель автоматический правильно по техническим характеристикам — еще не значит, что он будет надежно отключать случайно возникшую неисправность.

К такому выводу я пришел на работе, занимаясь многочисленной проверкой этих защит на специализированных стендах. Поэтому еще раз рекомендую приобретенный автомат до ввода в эксплуатацию подвергать жестким испытаниям от реальной нагрузки и замерять временные характеристики.

Ошибка электрика №1: проверка петля фаза-ноль не выполнена

Суть этого теста состоит в том, что ток короткого замыкания, который должен почувствовать и отключить автомат, банально по закону Ома зависит от сопротивления подключенной в него цепи.

Другими словами, длина проводов от автомата до розетки и дальше к включенному в нее потребителю может снизить ток короткого замыкания до
такого предела, когда уставка для срабатывания защиты окажется выше: выключатель не сработает.

Эта возможность проверяется специальными приборами.

Ее следует обязательно выполнять.

Ошибка электрика №2: плохой монтаж проводки обученной бригадой

Когда писал эту статью у меня в квартире пропал свет и надолго. Старенький макбук работает девятый год, аккумулятор уже изъят…

Под окном увидел аварийную машину электриков ЖКХ. Спустился вниз по лестнице спросить, что случилось. Подъездный щит вскрыт. Бригада 3
человека: пожилой монтер, производитель среднего возраста и молодой
руководитель работ после института с бумагами.

Один работает, два стоят и наблюдают. Присоединился, стал третьим. Мне сказали, что перемычка на нулевой провод греется и ее будут менять. Я это и так понял. Там алюминиевая жила где-то примерно на 6 квадрат (оценил взглядом).

Монтер ее заменил и подключил на скрутку. Да, на скрутку, причем длиной не более 4 см. Я говорю: халява, сэр! На меня устремилось 3 пары
глаз и последовал вопрос: ты кто такой? Отвечаю: релейщик с 330.

Двое ничего не поняли, а парень с института посмотрел с уважением. Попытка объяснить ошибку встретила психологический отпор со стороны
самоуверенного монтера.

Мне, увидев такую работу, пришлось сразу идти в магазин и покупать реле контроля напряжения, хотя планировал его установку позже. Здание то старое.

Обрыв нуля трехфазной сети за счет отгорания скрутки гарантирован, а ловить 380 вольт вместо 220 в своей квартире нет желания.

Тем людям, кто любит смотреть видео, рекомендую к просмотру ролик владельца elektrik-sam.info. Он тоже доступно объясняет все про выключатель автоматический: как выбрать его правильно.

Тема немного сложная и у вас могут остаться вопросы. Задавайте их в разделе комментариев. Я обязательно отвечу.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель (АВ) является одним из наиболее распространенных устройств релейной защиты и автоматики.

автоматические выключателиавтоматические выключатели

Использование автоматических выключателей в электрических сетях преследует сразу несколько целей, основными из которых являются:

  1. Обеспечение возможности ручного включения или отключения определенных участков низковольтной электрической сети.
  2. Защита от токов коротких замыканий.
  3. Защита электрической цепи от перегрузок, которые вызваны длительным превышением током своего номинального значения.
  4. Защита от снижения или полного пропадания напряжения питающей сети.
  5. Выключатели, рассчитанные на работу с постоянным напряжением, реагируют при изменении током своего направления.

Важно! Автоматический выключатель не предназначен для использования его для постоянного размыкания и замыкания цепи. Большое количество коммутаций, особенно под нагрузкой, через некоторое время приведет к износу и выходу из строя контактов устройства.

Требования, предъявляемые к АВ

Перед тем как выбрать автоматический выключатель для собственной квартиры следует ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к этим устройствам. Существует несколько ГОСТов, которыми определяются такие требования. К основным руководящим документам относятся: ГОСТ Р 50345-99, ГОСТ Р МЭК 60898-2-2006, ГОСТ Р 50030.2-99.

Маркировка автоматических выключателей, наносимая на корпус каждого изделия, содержит сведения об основных его технических характеристиках.

требования к автоматическим выключателямтребования к автоматическим выключателям

Основными показателями, которым должны соответствовать все виды автоматов, согласно требованиям ГОСТов, являются:

  1. Способность токоведущей цепи устройства пропускать через себя номинальный ток в течение неограниченного времени. Это требование в равной мере относится к небольшим автоматам на 6А, обеспечивающих защиту осветительных цепей, так и к более мощным устройствам, имеющих номинальный ток 63 или 40А, которые могут быть установлены на входном электрическом щите.
  2. Способность автоматического выключателя без снижения работоспособности отключать цепь при возникновении в ней токов коротких замыканий.
  3. Тип времятоковой характеристики выключателя, который должен соответствовать потребностям подключаемых к нему потребителей.
  4. Возможность самодиагностики отключающего механизма, обеспечиваемая электронным блоком защиты.
  5. Небольшие габаритные размеры и вес устройства. Этот параметр чрезвычайно важен при установке изделия в небольших распределительных коробках или электрических щитках.
  6. Низкое тепловыделение при прохождении номинальных токов, а также токов КЗ. Этот параметр является важным с точки зрения обеспечения пожарной безопасности.
  7. Малое время отключения цепи при возникновении токов КЗ.
  8. Селективность защиты. Этим качеством обладают не все виды выключателей (как правило, селективность защиты могут обеспечивать автоматы с номинальным током 40А, а также 63, 80, 100А и выше). Селективные автоматы имеют дополнительный путь прохождения тока, оборудованный собственными контактами. Этот дополнительный контур позволяет реагировать на изменения в конструкции электрической сети, происходящие в результате срабатывания нижестоящих менее мощных выключателей. Использование этого принципа позволяет добиться отключения только тех участков проводки, в которых возникла аварийная ситуация.
  9. Электрическая безопасность пользователей.

Для проверки соответствия параметров устройства требованиям ГОСТа выполняется прогрузка автоматических выключателей. Для этого используется специальное оборудование, позволяющее получить экспериментальные данные о таких характеристиках, как номинальный ток, время отключения основных контактов, а также ток срабатывания защиты. Прогрузка автоматических выключателей не является одноразовой процедурой, периодичность ее выполнения определяется заводом-изготовителем.

Конструкция АВ

Основными элементами конструкции автоматического выключателя являются:

  1. Рычаг управления. Его верхнее положение соответствует включенному состоянию основных контактов АВ, нижнее, соответственно, — выключенному состоянию.
  2. Клеммы для подсоединения проводов. В большинстве моделей АВ верхняя клемма служит для подведения электроэнергии, а нижняя – для подключения потребителей.
  3. Подвижный контакт.
  4. Неподвижный контакт.
  5. Тепловой расцепитель. Включает в себя биметаллическую пластину.
  6. Регулировочный винт.
  7. Электромагнитный расцепитель (катушка с толкателем и механизмом расцепления).
  8. Дугогасительная камера.
  9. Корпус. Изготавливается из диэлектрического материала. Размер и степень защиты корпуса от пыли и влаги зависит от вида и назначения АВ. На переднюю часть изделия наносятся обозначения, отображающие его основные технические характеристики. Задняя часть оснащена креплением, позволяющим устанавливать автоматический выключатель на DIN-рейку.

Конструкция автоматического выключателя может быть рассмотрена на примере модели ВА47 – 63 с номинальным током 16А.

конструкция автоматического выключателяконструкция автоматического выключателя

Выключатели ВА-47 – 63 имеют достаточно обширный модельный ряд. Для облегчения выбора необходимой модели, из которого приняты следующие обозначения:

  1. ВА – автоматический выключатель.
  2. 47 – 63 – номер серии изделия.
  3. После общего обозначения используются две цифры и буква, указывающие на количество полюсов, номинальный ток и тип характеристики выключателя.

Принцип работы

Способность изделия ВА47 — 63 реагировать на действие тока короткого замыкания обеспечивается электромагнитным расцепителем. Принцип его работы основан на явлении электромагнитной индукции. Большой ток, протекая по обмотке соленоида, приводит в движение его сердечник, воздействующий на механизм размыкания контактов. Вполне естественно, что чем больше значение проходящего через основные контакты ВА47 — 63 тока, тем быстрее срабатывает такой расцепитель.

Тепловой расцепитель размыкает электрическую цепь при длительном протекании по ней тока, превышающего номинальное значение 16А. Биметаллическая пластина, которая является основной частью теплового расцепителя, способна изгибаться при прохождении через нее тока определенной величины. Искривляясь, пластина приводит в действие механическую часть устройства, которая размыкает силовые контакты. Время срабатывания ВА47 — 63 в этом случае существенно зависит от величины протекаемого через него тока.

Для многих моделей автоматических выключателей необходимым условием является способность работы с перегрузкой в течение некоторого времени. Благодаря наличию регулировочного винта имеется возможность настроить параметры выключателя в соответствии с требованиями потребителей, такие настройки выполняются в заводских условиях. После срабатывания теплового расцепителя повторное включение АВ может быть выполнено только спустя некоторое время, необходимое для остывания биметаллической пластины.

Размыкание контактов расцепителя сопровождается возникновением электрической дуги. В процессе ее горения происходит разрушение контактов выключателя. Особенно большую опасность дуга составляет для мощных выключателей, расчитаных на токи 63, 100А или выше. Для того чтобы снизить негативное влияние дуги и продлить срок службы устройства используется дугогасительная камера, в которой электрическая дуга дробится и подавляется. Этот процесс сопровождается выделением газов, которые выводятся из корпуса автомата через специальное отверстие.

принцип работы автоматапринцип работы автомата

В разных моделях автоматических выключателей могут использоваться различные принципы подавления электрической дуги. Наиболее популярными техническими решениями при этом являются:

  1. Использование дополнительных контактов расцепителя, которые выполнены из специального сплава. Эти контакты размыкаются позже основных, принимая на себя действие электрической дуги.
  2. Использование дугогасительных решеток.
  3. Использование эффекта перекатывания контактов расцепителя. При этом горение дуги осуществляется только на определенном их участке, который выполняется из особенно прочных и жароустойчивых материалов.
  4. Использование «двойного разрыва». Является одним из наиболее перспективных технических решений, активно применяемых в современных моделях автоматических выключателей.

Классификация

Чтобы правильно подобрать вводной однополюсный АВ для использования в электрической проводке квартиры следует учитывать такие его параметры, как номинальный и максимальный токи, время срабатывания, габаритные размеры, а также цену устройства и репутацию его производителя. Основные характеристики отражаются на корпусе устройства в виде соответствующего обозначения.

В зависимости от времени срабатывания различают следующие типы автоматических выключателей:

  1. Быстродействующие. Как правило, такими характеристиками обладают выключатели постоянного тока (время срабатывания меньше 0,008 с). Требования к этим устройствам описаны в ГОСТ 2585—81.
  2. Нормального быстродействия (0,02 – 0,005 с).
  3. Пониженного быстродействия (время срабатывания больше 0,02 с).
  4. Селективный автоматический выключатель.

По количеству независимых электрических линий, отключаемых одним механизмом расцепления, автоматы могут быть разделены на одно-, двух-, трех- и четырехполюсные. Трехполюсный автоматический выключатель получил широкое распространение в низковольтных трехфазных сетях. Для организации надежной защиты однофазных сетей, а также цепей постоянного тока может быть использован двухполюсный выключатель.

В зависимости от назначения, автоматический выключатель может иметь различное значение номинального тока и тип времятоковой характеристики. В настоящее время ГОСТом установлены следующие номиналы автоматических выключателей по току:

  1. До 25 А. Такие выключатели применяются для защиты бытовой электропроводки. Устройства на 3А и 6А используются в основном для защиты цепей освещения. Автоматы на 6А, 10А или 16А могут применяться для отдельного подключения более мощных потребителей.
  2. Автоматы на 32А, 40А и 50А используются в качестве вводных устройств.
  3. Выключатели с номинальным током выше 63 А (100А, 160А) представляют собой трехполюсные устройства, предназначенные для установки их в трехфазных сетях.

Тип времятоковой характеристики указывается на корпусе изделия в виде буквенного обозначения и показывает, для какого вида нагрузки подходит данный тип автомата.

времятоковые характеристикивремятоковые характеристики

Тип В. Характеристику этого типа имеет автоматический выключатель света с небольшим номинальным током (3А и 6А).

Тип С. Такие автоматы являются наиболее популярными. Их установка рекомендуется при обустройстве домашней электрической проводки, в которой могут присутствовать одновременно осветительные приборы (3 – 6А), а также маломощные двигатели или трансформаторы (до 40А). В качестве примера можно привести автоматы АВВ S231 С 16А или АЕ246М на 40А.

разные автоматические выключателиразные автоматические выключатели

Автоматические выключатели производства АВВ (Германия):

Однополюсный автомат АВВ S201 С3 3А

Двухполюсный автомат АВВ Sh302-С6 6А

АВВ S231 С 16А

Как и прочие изделия торговой марки АВВ, устройства автоматической защиты отличаются высокой надежностью и качеством изготовления.

Тип D. Выключатели, обладающие подобной времятоковой характеристикой, используются для подключения трехфазных электродвигателей с большими пусковыми токами, а также другой индуктивной нагрузки.

Особенности выбора и установки

При выборе автоматического выключателя следует в первую очередь обратить внимание на следующие его характеристики.

Номинальное напряжение

Зависит от напряжения электрической сети (220 или 380 В).

Номинальный ток

Чрезвычайно важный параметр, который определяется суммарной мощностью всех подключаемых через автомат устройств. Для того чтобы рассчитать необходимый номинальный ток, нужно общую мощность потребителей разделить на напряжение электрической сети. После этого следует подобрать ближайшее большее значение номинального тока из стандартного ряда, определенного ГОСТом.

Важно! Устанавливать автоматические выключатели, номинальный ток которых значительно превышает общий ток сети, не рекомендуется, поскольку такое решение в существенной степени снизит уровень электробезопасности системы.

Максимальный ток короткого замыкания

Согласно ГОСТу, этот параметр характеризует предельную коммутационную способность выключателя. Значение максимального тока наносится на корпус устройства в виде цифры, показывающей, какой максимальный ток в амперах или килоамперах способен отключить такой автомат. Необходимая отключающая способность автоматического выключателя определяется путем проведения достаточно сложных математических расчетов или измерений сопротивления петли фаза-нуль. На практике к таким действиям прибегают редко, гораздо чаще пользуются  приблизительной классификацией автоматических выключателей по максимальному току КЗ:

  1. 4500 А. Этот вид устройств подходит для установки в частных квартирах или домах (АВВ Sh301L). В большинстве случаев максимальный ток короткого замыкания в подобных электрических сетях не превышает 1000 А.
  2. 6000 А. (Например, АВВ Sh300). Выключатели этого вида применяются для подключения мощных потребителей.
  3. 10000 А и выше. К таким устройствам относятся мощные трехфазные автоматы (АВВ серии T7). Такие устройства применяются в большинстве случаев для использования их в качестве вводных выключателей. При этом существует определенный риск возникновения короткого замыкания в непосредственной близости от вводного электрического щитка. Такая ситуация способна вызвать появления больших токов КЗ.

Селективность системы защиты

Селективность системы означает ее избирательность, то есть способность автоматически отключать только поврежденные элементы, в которых возникают ненормальные режимы работы. Для обеспечения этого качества автоматы, имеющие небольшой номинальный ток (3А или 6А) и расположенные ближе к нагрузке по схеме электроснабжения, должны иметь меньшее время срабатывания, чем у вводных выключателей (номинальный ток которых составляет 40А – 100А).

Наиболее распространенные серии отечественных и зарубежных моделей АВ

Одной из наиболее востребованных на рынке серий автоматических выключателей, представленных зарубежными производителями, является серия c60n.

Особенности автоматических выключателей c60n:

автоматический выключатель c60nавтоматический выключатель c60n

  1. Автоматы c60n соответствуют требованиям отечественных и международных стандартов.
  2. Устройства c60n предназначены для работы в однофазных и трехфазных сетях.
  3. Автоматы c60n имеют широкий ряд мощностей, в который входят изделия с номинальным током от 0,5 до 125А.
  4. В зависимости от назначения, автоматы c60n могут иметь от одного до четырех полюсов.
  5. В отличие от большинства аналогичных устройств, автоматы c60n имеют однозначную индикацию состояния.
  6. Времятоковые характеристики устройств c60n могут иметь тип В, С и D.
  7. Отключающая способность до 20 кА (в зависимости от типа автомата с маркировкой c60n).
  8. Максимальная отключающая способность автоматов c60n составляет 6 кА.

К наиболее популярным типам отечественных автоматических выключателей относятся устройства серии ае, к которым относятся устройства типа ае 2036, ае 2043, ае 2046, а также ае 2056.

автомат типа ае2056автомат типа ае2056

Особенности выключателей серии ае:

  1. Автоматы ае используются в трехфазных сетях переменного тока.
  2. Основной функцией автоматов типа ае является защита таких потребителей, как асинхронные электродвигатели.
  3. Выключатели серии ае предоставляют большой выбор параметров отключения, к которым относится величина уставки по току срабатывания. Например, для автомата ае с номинальным значением тока 40А и уставкой 12, ток срабатывания будет равен 40Х12=480 А.
  4. Максимальная коммутационная способность автоматов ае 2046М – 4500А.

Установка выключателя

Выбор автоматического выключателя для установки в собственной квартире является важной задачей. Приобретать подобные изделия нужно в специализированных магазинах, при этом стоит обращать внимание на продукцию проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей. К наиболее известным компаниям, производящим электрооборудование, относится Schneider Electric, АВВ, IEK, Legrand.

Проверка автоматических выключателей непосредственно в магазине может быть выполнена с использованием обыкновенного тестера. Для этого следует проверить сопротивление между верхней и нижней клеммами его полюсов во включенном состоянии устройства.

Для того чтобы отличить подделку от оригинального изделия надежных производителей следует внимательно осмотреть корпус автомата, обращая внимание на качество его изготовления. Маркировка автоматических выключателей наносится машиной, поэтому все обозначения отличаются высокой четкостью и точным расположением.

установка автоматаустановка автомата

Установка автоматических выключателей на входе в квартиру представляет собой достаточно простую операцию, которая включает в себя всего несколько действий:

  1. Выбор устройства по размерам и техническим характеристикам.
  2. Отключение напряжения на вышестоящем распределительном щитке.
  3. Установка выключателя на DIN-рейку.
  4. Подключение входящего фазного провода (или проводов в случае установки трехфазной модели АВ) к верхним клеммам выключателя.
  5. Подключение фазного провода, питающего нагрузку, к нижней клемме устройства.
  6. Включение питания от вышестоящего автомата.
  7. Подключение нагрузки и проверка работоспособности установленного выключателя.

Правильный выбор автоматического выключателя позволяет надежно защитить электроустановки от возникающих в них аварийных режимов, а также добиться необходимого уровня электробезопасности при эксплуатации и обслуживании домашней электрической проводки.

Основные характеристики выключателя

Основные характеристики автоматического выключателя:

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

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

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

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

Номинальный ток (In)

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

Пример

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

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

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

Типоразмер рамы

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

Пример

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

Уставка тока срабатывания реле перегрузки (Irth или Ir)

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

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

Пример

(см. рис. h37)

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

Ir = 400 x 0,9 = 360 А

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

Ir = In = 20 А.

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

Уставка тока срабатывания реле короткого замыкания (Im)

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

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

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

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

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

IEC 60947-2

Термомагнитный Ir = фиксированный Фиксированное: Im = от 7 до 10 дюймов
Регулируемый:
0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемый:

  • Низкое значение: от 2 до 5 дюймов
  • Стандартная настройка: от 5 до 10 дюймов
Электронный Длительная задержка
0. 1 2 Для промышленного использования стандарты IEC не определяют значения. Вышеуказанные значения даны только как общеупотребительные.

Рис. H39 — Кривая отключения термомагнитного выключателя

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

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

Автоматический выключатель с изоляцией

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

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

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

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

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

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

Испытания для подтверждения номинального напряжения Отключающая способность автоматических выключателей регулируется стандартами и включает:

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

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

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

  • После последовательности включения — выдержки времени — замыкания / размыкания для проверки емкости Icu выключателя проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что:
    • Устойчивость к диэлектрику
    • Отключение (изоляция) исполнения и
    • Тест не повлиял на правильную работу защиты от перегрузки.

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

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

.

Прочие характеристики выключателя

Номинальное напряжение изоляции (Ui)

Это значение напряжения, к которому относятся испытательное напряжение диэлектрика (обычно больше 2 Ui) и длина пути утечки.

Максимальное значение номинального рабочего напряжения никогда не должно превышать номинального напряжения изоляции, то есть Ue ≤ Ui.

Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (Uimp)

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

Обычно для промышленных автоматических 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 включает автоматические выключатели, обеспечивающие селективность за счет номинального кратковременного выдерживаемого тока и соответствующей кратковременной задержки. Для этой категории выключателей производитель должен указать значение тока короткого замыкания (Icw), которое может выдерживаться в течение определенного времени.

Можно отсрочить срабатывание автоматического выключателя этого типа, если уровень тока короткого замыкания ниже, чем этот номинальный кратковременный выдерживаемый ток (Icw) (см. Рисунок h42).

Обычно применяется к силовым выключателям открытого типа или «воздушным» автоматическим выключателям, а также к некоторым типам сверхмощных выключателей в литом корпусе. Icw — это максимальный ток, который автоматический выключатель категории B может выдержать термически и электродинамически без повреждений в течение периода времени, указанного производителем.

Рис. H42 — Автоматический выключатель категории B

  • Категория селективности A включает все остальные автоматические выключатели. Автоматические выключатели этой категории не имеют преднамеренной задержки срабатывания «мгновенного» магнитного расцепителя короткого замыкания (см. , рисунок 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 предоставляет значение Icw.

Рис. H43 — Автоматический выключатель категории A

Номинальная включающая способность (Iсм)

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

Рис.h44 — Соотношение между номинальной отключающей способностью Icu и номинальной включающей способностью Icm при различных значениях коэффициента мощности тока короткого замыкания, как стандартизовано в IEC 60947-2

Icu cosφ Icm = kIcu
6 кА 0,5 1,7 x Icu
10 кА 0,3 2 x Icu
20 кА 0.25 2,1 x Icu
50 кА ≤ Icu 0,2 2,2 x Icu

Пример: Выключатель Masterpact NW08h3 имеет номинальную отключающую способность Icu, равную 100 кА. Пиковое значение его номинальной включающей способности Icm будет 100 x 2,2 = 220 кА.

Номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании (Ics)

Номинальная отключающая способность (Icu) или (Icn) — это максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель может успешно прервать без повреждения.Вероятность возникновения такого тока чрезвычайно мала, и в нормальных условиях токи короткого замыкания значительно меньше номинальной отключающей способности (Icu) выключателя. С другой стороны, важно, чтобы высокие токи (с малой вероятностью) прерывались в хороших условиях, чтобы выключатель был немедленно доступен для АПВ 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 следующая:

  • O — CO — CO [1] (при Ics)
  • Тесты, выполняемые в этой последовательности, предназначены для проверки того, что выключатель находится в хорошем состоянии и доступен для нормальной работы.

Для внутренних выключателей Ics = k Icn. Значения коэффициента k приведены в таблице XIV стандарта IEC 60898.

В Европе в промышленности используется коэффициент k, равный 100%, так что Ics = Icu.

Ограничение тока короткого замыкания

Многие конструкции низковольтных автоматических выключателей имеют возможность ограничения тока короткого замыкания, в результате чего ток уменьшается и предотвращается достижение его (в противном случае) максимального пикового значения (см. , рисунок h45).Характеристики ограничения тока этих выключателей представлены в виде графиков, типичных для которых показан на рис. Рисунок h46, диаграмма (a).

Способность автоматического выключателя ограничивать ток короткого замыкания касается его способности, более или менее эффективной, предотвращать прохождение максимального ожидаемого тока короткого замыкания, позволяя протекать только ограниченному количеству тока, как показано на Рис. h45.

Рис. H45 — Ожидаемые и фактические токи

Характеристики ограничения тока указаны производителем выключателя в виде кривых (см. Рис. х46).

  • Диаграмма (a) показывает ограниченное пиковое значение тока в зависимости от действующего значения переменного тока предполагаемого тока короткого замыкания («предполагаемый» ток короткого замыкания относится к току замыкания, который протекал бы, если бы выключатель не имел токоограничивающая способность)
  • Ограничение тока значительно снижает термические напряжения (пропорционально I 2 t), что показано кривой на диаграмме (b) из Рисунок h46, опять же, в зависимости от действующего значения переменной составляющей переменного тока предполагаемый ток короткого замыкания.

Автоматические выключатели низкого напряжения для бытовых и аналогичных установок классифицируются в соответствии с определенными стандартами (особенно европейским стандартом EN 60 898). Автоматические выключатели, принадлежащие к одному классу (ограничителей тока), имеют стандартизованные ограничивающие пропускные характеристики I 2 t, определенные этим классом.

В этих случаях производители обычно не предоставляют характеристические кривые производительности.

Рис. H46 — Рабочие характеристики типичного выключателя с ограничением тока низкого напряжения

Преимущества ограничения тока

Ограничение тока снижает тепловые и электродинамические нагрузки на все элементы 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»), что значительно снижает затраты на проектирование и установку.

Использование токоограничивающих выключателей дает множество преимуществ:

  • Лучшая консервация монтажных сетей: ограничивающие ток выключатели сильно ослабляют все вредные воздействия, связанные с токами короткого замыкания
  • Снижение теплового воздействия: значительно снижается нагрев проводников (и, следовательно, изоляции), соответственно увеличивается срок службы кабелей
  • Снижение механических воздействий: силы из-за электромагнитного отталкивания ниже, с меньшим риском деформации и возможного разрыва, чрезмерного обгорания контактов и т. Д.
  • Снижение воздействия электромагнитных помех:
    • Меньшее влияние на измерительные приборы и связанные с ними цепи, телекоммуникационные системы и т. Д.

Таким образом, эти автоматические выключатели способствуют более эффективному использованию:

  • Кабели и проводка
  • Сборные системы кабельных каналов
  • Распределительное устройство, что снижает старение установки

Пример

В системе с ожидаемым током короткого замыкания 150 кА (действ.) Автоматический выключатель Compact L ограничивает пиковый ток до менее 10% от расчетного ожидаемого пикового значения, а тепловые эффекты — до менее 1% от рассчитанного.

Каскадирование нескольких уровней распределения в установке после ограничивающего выключателя также приведет к значительной экономии.

Метод каскадирования позволяет, по сути, существенно сэкономить на распределительных устройствах (более низкая допустимая производительность после ограничивающего автоматического выключателя) и проектных исследованиях до 20% (в целом).

Схемы селективной защиты и каскадирование совместимы в линейке Compact NSX вплоть до полной отключающей способности распределительного устройства при коротком замыкании.O представляет собой операцию открытия.
CO представляет собой операцию закрытия, за которой следует операция открытия.

.

Различные типы автоматических выключателей и их применение

В мире электротехники и электроники есть много случаев, когда случаются неудачи. Это приведет к серьезным повреждениям зданий, офисов, домов, школ, промышленных предприятий и т. Д. Неверно доверять напряжению и току, хотя меры безопасности приняты. Как только автоматические выключатели установлены, они будут контролировать внезапное повышение напряжения и тока. Поможет от любой аварии. Автоматические выключатели подобны сердцу электрической системы.Существуют различные типы автоматических выключателей, в которых они устанавливаются в зависимости от номинальной мощности системы. В быту используется другой тип автоматического выключателя, а в промышленности используется другой тип автоматического выключателя. Давайте подробно обсудим различные типы автоматических выключателей и их важность.

Что такое автоматический выключатель?

Электрический выключатель — это коммутационное устройство, которое может работать автоматически или вручную для защиты и управления системой электроснабжения.В современной энергосистеме конструкция автоматического выключателя была изменена в зависимости от больших токов и предотвращения возникновения дуги во время работы.

Circuit Breaker Circuit Breaker Автоматический выключатель

Электроэнергия, которая поступает в дома, офисы, школы, предприятия или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь. Те линии, которые подключены к электростанции, образующие на одном конце, называются горячим проводом, а другие линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец.Когда электрический заряд протекает между этими двумя линиями, между ними возникает потенциал. Для всей цепи подключение нагрузок (приборов) обеспечивает сопротивление потоку заряда, и вся электрическая система внутри дома или промышленных предприятий будет работать без сбоев.

Они работают без сбоев, пока приборы обладают достаточным сопротивлением и не вызывают перегрузки по току или напряжению. Причины нагрева проводов — это слишком большой заряд, протекающий через цепь, короткое замыкание или внезапное подключение горячего конца провода к заземляющему проводу, что приведет к нагреву проводов и возникновению пожара.Автоматический выключатель предотвратит такие ситуации, которые просто отключат оставшуюся цепь.

Различные типы автоматических выключателей

Различные типы высоковольтных автоматических выключателей, включая следующие

    Воздушный выключатель

  • SF6 автоматический выключатель
  • Вакуумный автоматический выключатель
  • Масляный выключатель
  • Воздушный выключатель

Воздушный автоматический выключатель

Этот автоматический выключатель работает в воздухе; закалочная среда — дуга при атмосферном давлении.Во многих странах воздушный выключатель заменяется масляным выключателем. О масляном выключателе мы поговорим позже в статье. Таким образом, ACB по-прежнему является предпочтительным выбором для использования воздушного выключателя до 15 кВ. Это потому что; масляный автоматический выключатель может загореться при работе с напряжением 15 В

Два типа воздушных автоматических выключателей:

  • Обычный воздушный автоматический выключатель
  • Воздушный автоматический выключатель
Обычный воздушный автоматический выключатель

Обычный воздушный автоматический выключатель также называется Автоматический выключатель перекрестного взрыва.При этом автоматический выключатель снабжен камерой, окружающей контакты. Эта камера известна как дугогасительная камера.

Plain Air Circuit Breaker Plain Air Circuit Breaker Пневматический автоматический выключатель

Эта дуга создается для возбуждения в ней. В достижении охлаждения воздушного выключателя поможет дугогасительная камера. Из огнеупорного материала, дуга желоб выполнен. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую ​​форму, чтобы дуга не возникала в непосредственной близости. Он войдет в канал намотки, выступающий на стенке дугогасительной камеры.

Дугогасительная камера будет иметь множество небольших отсеков и множество разделенных металлических пластин.Здесь каждый из небольших отсеков действует как мини-дугогасительная камера, а металлическая разделительная пластина действует как дугоделители. Все напряжения дуги будут выше, чем напряжение системы, когда дуга разделится на серию дуг. Это предпочтительно только для приложений с низким напряжением.

Пневматический выключатель

Пневматический выключатель применяется для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и более. Пневматические выключатели бывают двух типов:

  • Осевой взрывной выключатель
  • Осевой взрыватель со скользящим подвижным контактом .
Осевой абразивоструйный молот

В аксиальном абразивоструйном аппарате подвижный контакт осевого абразивоструйного выключателя будет находиться в контакте. Отверстие форсунки закреплено на контакте прерывателя в нормально замкнутом состоянии. Неисправность возникает, когда в камеру вводится высокое давление. Напряжения достаточно, чтобы поддерживать воздух под высоким давлением, проходящий через отверстие сопла.

Axial Blast Circuit breaker Axial Blast Circuit breaker Прерыватель цепи осевого дутья

Преимущества химического стакана шлейфа дутья
  • Он используется там, где требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги.
  • Не подвержен возгоранию.
  • Маленький размер.
  • Требуется меньше обслуживания.
  • Гашение дуги намного быстрее
  • Скорость выключателя намного выше.
  • Длительность дуги одинакова для всех значений тока.
Недостатки пневмовыключателя
  • Требуется дополнительное обслуживание.
  • Воздух обладает относительно низкими характеристиками гашения дуги.
  • Он содержит воздушный компрессор большой мощности.
  • Из места соединения воздуховодов возможна утечка давления воздуха.
  • Существует вероятность быстрого увеличения тока повторного зажигания и прерывания напряжения.
Применение и применение воздушного выключателя
  • Он используется для защиты установок, электрических машин, трансформаторов, конденсаторов и генераторов
  • Воздушный выключатель также используется в системе распределения электроэнергии и заземления около 15 кВ
  • Также используется в приложениях с низким и высоким током и напряжением.

SF6 Автоматический выключатель

В выключателе SF6 токоведущие контакты работают в газообразном гексафториде серы, известном как выключатель SF6. Это отличные изоляционные свойства и высокая электроотрицательность. Можно понять это, высокое сродство к поглощающему свободному электрону. Отрицательный ион образуется при столкновении свободного электрона с молекулой газа SF6; он поглощается этой молекулой газа. Два разных способа присоединения электрона к молекулам газа SF6:

SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F

SF6 Circuit Breaker SF6 Circuit Breaker SF6 Автоматический выключатель

Образующиеся отрицательные ионы будут намного тяжелее чем свободный электрон.Следовательно, по сравнению с другими обычными газами общая подвижность заряженных частиц в газе SF6 намного меньше. Подвижность заряженных частиц в основном отвечает за прохождение тока через газ. Следовательно, для более тяжелых и менее подвижных заряженных частиц в газе SF6 он приобретает очень высокую диэлектрическую прочность. У этого газа хорошие свойства теплопередачи из-за низкой газовой вязкости. SF6 в 100 раз более эффективен для гашения дуги, чем воздушный выключатель. Он используется в системах электроснабжения как среднего, так и высокого напряжения от 33 кВ до 800 кВ.

Типы элегазовых выключателей
  • Одинарный выключатель элегазовый выключатель до 220
  • Два выключателя элегазовый выключатель до 400
  • Четыре выключателя элегазовый выключатель до 715 В

Вакуумный выключатель

A Вакуумный выключатель — это цепь, в которой для гашения дуги используется вакуум. Он имеет характер восстановления диэлектрика, отличное прерывание и может отключать высокочастотный ток, возникающий из-за нестабильности дуги, наложенной на ток сетевой частоты.

Vacuum Circuit Breaker Vacuum Circuit Breaker Вакуумный автоматический выключатель

Принцип работы VCB будет иметь два контакта, называемых электродами, которые остаются замкнутыми при нормальных рабочих условиях. Предположим, что при возникновении неисправности в какой-либо части системы включается катушка отключения автоматического выключателя и, наконец, контакт разъединяется.

Моментные контакты выключателя размыкаются в вакууме, т. Е. От 10-7 до 10-5 Торр между контактами образуется дуга за счет ионизации паров металлов контактов.Здесь дуга быстро гаснет, это происходит потому, что электроны, пары металлов и ионы, образующиеся во время дуги, быстро конденсируются на поверхности контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению диэлектрической прочности.

Преимущества
  • VCB надежны, компактны и долговечны.
  • Они могут отключать любой ток повреждения.
  • Пожарной опасности не будет.
  • Не возникает шума
  • Обладает более высокой диэлектрической прочностью.
  • Требуется меньше энергии для управления.

Масляный автоматический выключатель

В этой схеме используется масло выключателя, но предпочтительнее минеральное масло. Он действует лучше изолирующими свойствами, чем воздух. Подвижный контакт и неподвижный контакт погружены в изолирующее масло. Когда происходит разделение тока, то несущие контакты в масле, дуга в автоматическом выключателе инициируется в момент разъединения контактов, и из-за этого дуга в масле испаряется и разлагается в газообразном водороде и, наконец, создает пузырек водорода вокруг дуги.

Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг дуги предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигнет нулевого пересечения цикла. OCB — самый старый тип автоматических выключателей.

Различные типы масляного автоматического выключателя
  • Масляный автоматический выключатель
  • Минимальный масляный автоматический выключатель
Масляный автоматический выключатель (BOCB)

В BOCB масло используется для дуги в гасящей среде, а также для изоляционной среды между заземляющими частями выключателя и токоведущими контактами.Используется то же трансформаторное изоляционное масло.

Принцип работы BOCB гласит, что при разделении токоведущих контактов в масле между разделенными контактами возникает дуга. Возникшая дуга будет производить вокруг дуги быстрорастущий пузырь газа. Подвижные контакты отойдут от неподвижного контакта дуги, в результате чего сопротивление дуги возрастет. Здесь повышенное сопротивление вызовет снижение температуры. Следовательно, уменьшенное образование газов окружает дугу.

BOCB Circuit breaker BOCB Circuit breaker Автоматический выключатель BOB

Когда ток проходит через нулевой уровень, происходит гашение дуги в BOCB. В полностью герметичном сосуде пузырек газа заключен внутри масла. Масло будет окружать пузырек под высоким давлением, в результате чего вокруг дуги образуется сильно сжатый газ. При повышении давления также увеличивается деионизация газа, что приводит к гашению дуги. Газообразный водород поможет в охлаждении гашения дуги в масляном выключателе.

Преимущества
  • Хорошие охлаждающие свойства из-за разложения
  • Масло имеет высокую диэлектрическую прочность
  • Оно действует как изолятор между землей и токоведущими частями.
  • Используемое здесь масло поглощает энергию дуги при разложении.
Недостатки
  • Не допускает высокой скорости прерывания.
  • Требуется длительное время горения дуги.
Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла

Это автоматический выключатель, в котором в качестве среды прерывания используется масло.Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла помещает прерыватель в изолирующую камеру под напряжением под напряжением. Но в камере прерывания есть изоляционный материал. Он требует меньшего количества масла, поэтому его называют выключателем с минимальным количеством масла.

Minimum Oil Circuit Breaker Minimum Oil Circuit Breaker Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла

Преимущества
  • Он требует меньше обслуживания.
  • Подходит как для автоматического режима, так и для ручного.
  • Требуется меньшая площадь
  • Стоимость отключающей способности в МВА также меньше.
Недостатки
  • Масло портится из-за карбонизации.
  • Существует вероятность взрыва и возгорания.
  • Поскольку в нем меньше масла, карбонизация увеличивается.
  • Удалить газы из пространства между контактами очень сложно.

В этой статье были кратко рассмотрены различные типы автоматических выключателей, то есть воздушный выключатель, элегазовый выключатель, вакуумный автоматический выключатель и масляный выключатель, чтобы понять основную концепцию этих автоматических выключателей.Обсуждается их подразделение, преимущества и недостатки. Мы очень четко обсудили каждую концепцию. Если вы не поняли какую-либо из тем, или чувствуете, что какая-либо информация отсутствует или для реализации каких-либо электрических проектов для студентов инженерных специальностей, пожалуйста, не стесняйтесь комментировать в разделе ниже.

Фото:

.

Характеристики кривых срабатывания автоматического выключателя и координация

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Время-токовые кривые используются, чтобы показать количество времени, необходимое автоматическому выключателю для отключения при заданном уровне перегрузки по току.

Время-текущие кривые обычно отображаются в виде графика журнала. Цифры вдоль горизонтальной оси кривой представляют номинальный постоянный ток (In) для автоматического выключателя, цифры по вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения: найдите текущее значение, кратное (In), внизу графика. Затем проведите вертикальную линию до точки, в которой она пересекает кривую, а затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения автоматического выключателя — это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механической срабатывания и времени возникновения дуги.

Кривые

разработаны с использованием заранее определенных характеристик, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия эксплуатации автоматического выключателя могут вызвать отклонения в его характеристиках.

У большинства кривых есть информационное окно, в котором будет указано, к какому выключателю применяется кривая. Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени поездки.

Real world circuit breaker time current curve with explinations.

Пример реальной кривой тока времени автоматического выключателя с основными моментами. Фото: TestGuy


Защита от перегрузки

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

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический проводник внутри автоматического выключателя отклоняется после нагревания током нагрузки, разблокируя рабочий механизм и размыкая контакты.

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

Долговременная функция

В электронных автоматических выключателях функция длительного действия (L) имитирует эффект термического биметаллического элемента.Номинальная точка срабатывания, в которой электронный расцепитель определяет перегрузку, составляет примерно 10% от выбранного номинального тока. После срабатывания автоматический выключатель сработает по истечении времени, указанного в настройке длительной задержки.


Защита от короткого замыкания

Нижняя часть кривой время-ток отображает реакцию автоматического выключателя на короткое замыкание. В термомагнитных выключателях место срабатывания при значительных сверхтоков приводит в действие магнитный якорь внутри автоматического выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

В электронных автоматических выключателях функция мгновенного действия (I) имитирует магнитную характеристику термомагнитного выключателя. Это достигается за счет микропроцессора, который много раз в секунду берет выборки из формы волны переменного тока для вычисления истинного среднеквадратичного значения тока нагрузки. Мгновенное отключение происходит без преднамеренной задержки по времени.

Combined LSIG curve for electronic trip units.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оснащены функцией короткого замыкания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед срабатыванием при значительной перегрузке по току.Это обеспечивает выборочную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к месту повреждения, отключается, не затрагивая другие цепи (см. Координацию автоматического выключателя ниже) .

I 2 t характеристика кратковременной функции определяет тип задержки. I 2 t IN приведет к обратнозависимой задержке, которая напоминает временные / токовые характеристики предохранителей. Это похоже на функцию долгого времени, за исключением гораздо более быстрой задержки.I 2 t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 секунды или меньше, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели

, оборудованные блокировкой зон по короткой задержке без сигнала ограничения от нижестоящего устройства, будут иметь минимальный временной диапазон, применяемый независимо от настройки, это иногда называют максимальной неограниченной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется блокировка с кратковременной задержкой для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременной стойкостью и отображается на кривой срабатывания в виде абсолютного значения в амперах.

Связанные: Основные принципы селективной блокировки зон (ZSI)


Защита от замыканий на землю

Как и функция длительного действия, элемент защиты от замыкания на землю (G) состоит из установки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов перестает быть равной, поскольку ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый трансформатор тока устанавливается на нейтральную шину для обнаружения этого дисбаланса.

Когда возникает дисбаланс тока, автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает уставку срабатывания замыкания на землю. Если выключатель остается включенным в течение времени, заданного задержкой замыкания на землю, автоматический выключатель сработает. Защита от замыкания на землю иногда поставляется с функцией I 2 t, 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 со значениями отключения, установленными значительно ниже уставки срабатывания длительного срабатывания. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя защиту от замыкания на землю необходимо отключить или «убрать с дороги» для срабатывания других функций.

Использование испытательного комплекта изготовителя или изменение проводки входа трансформатора тока нейтрали является предпочтительным методом испытания первичной инжекции на выключателе низкого напряжения с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно для обеспечения сбалансированных вторичных токов на расцепитель. .

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


Координация автоматического выключателя

Время-токовые кривые необходимы для правильного согласования автоматических выключателей. В случае неисправности должен срабатывать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, не затрагивая другие цепи.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя скоординированы таким образом, что время отключения каждого выключателя больше, чем время отключения выключателя (ей), расположенного ниже по цепи, независимо от величины повреждения.

Circuit breaker trip time coordination example.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 настроен на отключение, если перегрузка 2000A или выше происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 сработает, если перегрузка сохраняется в течение 0,200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

Если отказ происходит после выключателя CB-3 , он срабатывает первым и сбрасывает неисправность.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Если автоматический выключатель питает часть оборудования, например, с большими пусковыми токами, значение мгновенного срабатывания должно быть выше, чем значение кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение, когда оборудование находится под напряжением.

Связано: Объяснение исследований по координации электроэнергетической системы


Артикул:

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать..

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *