Ivalt.ru

И-Вольт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Градация токов выключателей автоматических

Кривые отключения модульных автоматов

Разберемся что такое «кривая отключения» и зачем её нужно учитывать при выборе автомата.

Характеристики автоматических выключателей (кривые отключения) обозначаются буквами MA, Z, К, D, B, C. В Российских стандартах приводятся требования только для характеристик B, C и D, при эксплуатации квалифицированным персоналом (ГОСТ Р 50345). В случаях эксплуатации не квалифицированным персоналом требований не предусмотрено (ГОСТ Р 51327). Согласно европейских норм значения токов отключения расходятся в зависимости места эксплуатации (сертификата). Для автоматических выключателей, допускающих эксплуатацию в сетях переменного и постоянного тока, кривые пересчитываются при использовании в сети постоянного тока. Уточняйте значения кривых отключения выбранных автоматов для проведения точных расчетов.


График кривой отключения

На графике кривой отключения показана зависимость времени отключения автоматического выключателя (вертикальная ось) от протекающего через него тока (горизонтальная ось). График разделён двумя линиями, которые определяют разброс времени срабатывания тепловой и электромагнитной защит. Кривые отключения автоматических выключателей состоят из двух частей:
— зона срабатывания защиты от перегрузок (тепловой расцепитель);
— зона срабатывания защиты от коротких замыканий (электромагнитный расцепитель).

Характеристики срабатывания (отключения) и эксплуатации установлены в российских и международных стандартах на автоматические выключатели:
— DIN VDE 0641 часть 11/8.92 (DIN немецкий промышленный стандарт, VDE технические правила общества немецких электриков);
— EN 60898, EN 60947 (EN европейский стандарт);
— IEC 60898, IEC 60947 (IEC международная электротехническая комиссия);
— ГОСТ Р 50345 (ГОСТ Р государственный стандарт Российской Федерации)

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя

ГОСТ Р 50345
IEC/EN 60898
ГОСТ Р 51327
IEC/EN 60947

Применяются в осветительных электросетях общего назначения, а также, для защиты потребителей преимущественно с активной нагрузкой и протяжённых линий. Рекомендуются для установки в отходящих линиях для обеспечения селективности с вышестоящими автоматами.

Применяются в цепях общего назначения: цепи освещения, бытового и промышленного назначения. Автоматы с кривой отключения «С» являются самыми распространёнными.

Применяются в цепях, в которых в качестве нагрузки используются электрические двигатели со значительными пусковыми токами или частыми запусками, а также электрические цепи с активно-индуктивной нагрузкой.

Кривые отключения
На графиках указаны предельные значения срабатывания автоматических выключателей при коротком замыкании в зависимости от кривой отключения.

Основные характеристики автоматических выключателей

1. Номинальное рабочее напряжение Ue (В) – значение напряжения на которое рассчитан выключатель, и которому соответствуют другие параметры выключателя. Обычно выражается как напряжение между фазами. Указанное напряжение означает максимальное допустимое значение в течение длительного времени. При меньших напряжениях отдельные характеристики могут изменяться и даже улучшаться, например отключающая способность.

2. Номинальное напряжение изоляции UI (кВ)

Характеризует изоляционные свойства аппарата, определяется в ходе его испытаний высоким напряжением (импульсным и промышленной частоты).

3. Номинальное импульсное напряжение UImp (кВ)

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое может выдержать аппарат без повреждений.

4. Номинальный длительный ток выключателя IU (А) (номинальный токвыключателя) – значение тока, которое выключатель может проводить неограниченное время (недели, месяцы или даже годы). Это наибольший ток, который автоматический выключатель может проводить в продолжительном режиме при температуре окружающего воздуха 40°С по стандарту ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по стандарту ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается. Обычно номинальный ток выключателя равен наибольшему значению номинального тока защитного расцепителя, предусмотренного для данной конструкции выключателя. Данный параметр используется для определения типоразмера автоматического выключателя.

5. Номинальный ток In (А) – значение тока, характеризующее защитный расцепитель, установленный на автоматический выключатель. Именно этот ток соотносится с номинальным (расчетным) током нагрузки, защищаемой автоматическим выключателем.

6. Номинальная одноразовая предельная коммутационная способность выключателя (ОПКС) Icu (кА) при коротком замыкании (предельная отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить

Это наибольший ток короткого замыкания, который автоматический выключатель способен отключить при заданном напряжении и коэффициенте мощности. Испытания на IcU проводятся по схеме О – t – ВО, где О – отключение, t – выдержка времени, ВО – включение с последующим автоматическим отключением.

Читать еще:  Регулировка выключателя стоп сигнала ваз 2109

В ходе испытания контролируются изоляционные свойства автоматического выключателя, которые не должны снижаться ниже допустимого предела. Ток, при котором автоматический выключатель сохраняет свои изоляционные свойства и способность к отключению в соответствии с требованиями стандарта, обозначается Icn.

7. Номинальная рабочая предельная коммутационная способность (ПКС) Ics, % (рабочая отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить в определенном тестовом цикле.

Это величина выражается в % от IcU : 25% (только для категории А), 50%, 75% или 100%. Автоматический выключатель должен нормально работать после неоднократного отключения тока Ics при испытании в последовательности О–ВО–ВО.

На автоматические выключатели часто наносят два значения отключающей способности. Это объясняется тем, что в разных стандартах используются разные условия испытаний:

– стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) для аппаратов бытового и аналогичного назначения, где при неквалифицированном обращении возможно неоднократное включение неисправной цепи. Наибольшая отключающая способность (в А) указывается в прямоугольнике без указания единицы измерения.

— 10 кA – стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) для всех применений, где требуется определенная квалификация обслуживающего персонала. В этом случае наибольшая отключающая способность указывается с единицей измерения (кA).

Значение отключающей способности должно соотносится с величиной тока КЗ в месте установки самого АВ и должны выполняться следующие условия Icu > Iк , Ics > Iк.

8. Номинальная наибольшая включающая способность Icm (кА, пиковое значение) – максимальное ожидаемое значение тока, при котором автоматический выключатель обязан включиться. При переменном токе это значение должно быть не ниже, чем его номинальная предельная отключающая способность, умноженная на коэффициент «n». В соответствующей таблице (табл. 2 ГОСТ Р 50030.2) представлены значения коэффициента «n».

Номинальный кратковременно выдерживаемый ток должен быть не ниже 12 In или 5 кА (использовать большее значение) для АВ с номинальным током до 2500А и не ниже 30кА — для АВ с номинальным током выше 2500А.

Примечание. Категории применения автоматических выключателей

Категория А. Выключатели, не предназначенные специально для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть без заданной кратковременной выдержки времени, предусматриваемой для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания, а поэтому без номинального кратковременного выдерживаемого тока.

Категория В. Выключатели, специально предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть с заданной кратковременной выдержкой времени (которая может быть регулируемой). Такие выключатели обязаны иметь в качестве характеристики номинальный кратковременно выдерживаемый сквозной ток Icw.

Стандарты, регламентирующие технические характеристики

Основные технические характеристики регламентируются следующими стандартами на автоматические выключатели:

1. Стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) определяет требования к аппаратам бытового и аналогичного назначения, а также ко всем случаям, когда потребители устройств не обладают достаточной квалификацией. Стандарт применяется к аппаратам, имеющим максимальные значения: номинального тока 125 А, ОПКС не более 25 000 А и номинального рабочего напряжения 440 В. Уставка теплового расцепителя составляет от 1,05 до 1,3 In. Стандарт определяет диапазоны токов для мгновенных расцепителей типов В (от 3 In до 5 In), С (от 5 In до 10 In) и D (от 10 In до 50 In). Аппараты, соответствующие стандарту IEC 60898 в диапазоне соответствующих характеристик, могут также использоваться в промышленных установках.

2. Стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) определяет требования к аппаратам промышленного применения, обслуживаемых квалифицированным персоналом. У этого класса аппаратов возможно регулирование всех характеристик (Ir , Im и т.д.). Для Ir=In срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,13 до 1,45 In.

Время отключения автоматических выключателей

Полное время отключения автоматического выключателя включает в себя собственное время отключения и время гашения дуги. Продолжительность гашения дуги зависит от эффективности работы дугогасительного устройства.

Читать еще:  Высоковольтные выключатели наружной установки
Рис. 2.12. Классификация автоматических выключателей по полному времени отключения: а) – быстродействующий, б) – нормальный, в) – селективный; 1 – момент короткого замыкания, 2 – начало воздействия на расцепляющее устройство, 3 –начало расхождения контактов; tс– собственное время отключения выключателя, tг– время гашения дуги, tco– время срабатывания отсечки – уставка времени для обеспечения селективности, Iраб– рабочий ток сети, Ico– ток срабатывания отсечки (уставка), Iк– установившееся значение тока короткого замыкания

По полному времени автоматические выключатели условно классифицируют следующим образом:

а) токоограничивающие выключатели – отключают токи короткого замыкания в первый полупериод после возникновения тока короткого замыкания, то есть со временем меньше 0,01с.

б) нормальные быстродействующие выключатели – отключают токи короткого замыкания в течение 0,02 – 0,1с;

в) селективные выключатели – это такие АВ, где создаётся специальная выдержка времени после получения импульса на срабатывание. Предназначены для обеспечения селективности защиты.

Номинальные токи автоматических выключателей

Основной характеристикой автоматических средств защиты являются номинальные токи автоматических выключателей. Этот параметр отображается на корпусе прибора вместе с торговой маркой производителя и серийным номером. Данная величина представляет собой максимальное значение тока в амперах. Время протекания тока через автомат может быть бесконечно долгим, без отключения защищаемой цепи. Если же номинальная величина превышена, происходит срабатывание автомата и размыкание защищаемой цепи.

  1. Параметры автоматов
  2. Время-токовая характеристика
  3. Выбор автоматического выключателя

Параметры автоматов

Основные значения номинальных токов стандартизированы и представляют собой следующий ряд значений: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 и 100 ампер. Данные величины точно соответствуют своему значению, когда окружающая автоматы температура не превышает 30 градусов. Если температура увеличивается, то соответствующий номинальный ток будет понижаться.

Это может произойти при установке в электрощите сразу нескольких устройств на очень близком расстоянии между собой. Происходит взаимный нагрев, в результате которого снижается величина коммутируемого электротока. Для того, чтобы учесть эту погрешность, допускается применение специальных поправочных коэффициентов.

При подключении в сеть сразу нескольких потребителей, на короткое время могут возникнуть пусковые токи, неоднократно превышающие номинальный ток автоматического выключателя. Во избежание самопроизвольных отключений в такие моменты, практикуется использование автоматов с различными время-токовыми характеристиками.

Время-токовая характеристика

Рассматривая номинальные токи автоматов, нельзя забывать и о время-токовой характеристике их срабатывания. Здесь находятся в зависимости время отключения цепи и силы тока, протекающего через нее. Фактически протекающий электроток соотносится с номинальным и показывает во сколько раз превышает его. То есть, при одинаковом токе, отключение может происходить по-разному.

Существует несколько типов автоматических выключателей, в зависимости от время-токовых характеристик. Каждый тип показывает, во сколько раз он превышает значение тока. От этого зависит и область применения того или иного типа автоматических выключателей.

В некоторых моделях устройств существует маркировка С, означающая возможность максимально быстрого расцепления. Данная характеристика автоматов представляет собой график, где по горизонтали указывается номинальный ток, а по вертикали – время срабатывания устройства.

Выбор автоматического выключателя

Номиналы автоматических выключателей

Маркировка автоматических выключателей

Селективность автоматических выключателей

Монтаж и эксплуатация автоматических выключателей

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Ток расцепителя автоматического выключателя

Расцепители автоматического выключателя

В любом автоматическом выключателе есть важная составная часть устройства: расцепитель, который служит для размыкания или замыкания коммутационного устройства. По сути расцепитель размыкает контакты автомата при появлении сверхтоков, снижении напряжения. ГОСТ Р 50030.1 (5) определяет понятие расцепителя, как «Устройство, механически связанное с контактным коммутационным аппаратом, которое освобождает удерживающие приспособления и тем самым допускает размыкание или замыкание коммутационного аппарата». Стандарт МЭК 61992‑1 (6) дополняет данное определение расцепителя автоматического выключателя – расцепитель может состоять из механических, электронных или электромагнитных компонентов; относится к любому устройству с механическим действием, которые применяется для расцепляющего оперирования в случае, когда во входной цепи встречаются определенные условия; в автомате может быть несколько расцепителей.

Читать еще:  Каталог розеток выключателей abb

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов, существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения, независимые, полупроводниковые, механические.

Сверхтоки – увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки – сверхток в функциональной сети.

Ток короткого замыкания – сверхток, появляющийся в результате замыкания двух составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость в силу простой конструкции. Но нужно обратить внимание и на недостатки – работа теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные срабатывания.

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит. Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов. Основной недостаток – довольно высокая стоимость, а также чувствительность расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно, не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации, однако создает магнитное поле.

Ток расцепителя автоматического выключателя

Ток расцепителя автоматического выключателя имеет конкретное значение (номинал), означающий величину тока, при котором автомат разомкнет цепь. Ток в тепловом расцепителе всегда равен или меньше номинального тока автоматического выключателя. При любом превышении токовой нагрузки на расцепитель будет происходить отключения автомата. При этом время, через которое произойдет размыкание контактов, зависит от времени протекания тока превышенной нагрузки. Время отключения теплового расцепителя можно рассчитать, используя время-токовые характеристики.

Ток электромагнитного расцепителя отключает автомат мгновенно при превышении номинального тока автоматического выключателя, чаще всего это происходит при коротком замыкании. Перед КЗ в сети очень быстро нарастает величина тока, которую учитывает устройство электромагнитного расцепителя, в результате происходит очень быстрое воздействие на механизм расцепления. Скорость срабатывания в этом случае составляет доли секунды.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector