Выбор автоматического выключателя для электродвигателя: Как для асинхронного двигателя выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель

Содержание

Подбираем автоматический выключатель для электродвигателя

Сейчас, автоматические выключатели (АВ) пережили огромнейший скачок в своем развитии. Никто не использует плавкие предохранители или что-то подобное ввиду их очень весомых недостатков в отличие от АВ.

При этом, количество и разнообразие устройств выросло до той степени, что очень часто нужно знать, как подобрать автоматический выключатель для электродвигателя. Для того, чтобы не ошибиться в выборе автоматического выключателя, нужно иметь представление о его основных характеристиках и, конечно же, параметрах.

Первое, это номинальный ток автомата. Это то значение, на которое рассчитан автомат для нормальной работы. Все чаще, автоматы идут с регуляторами диапазона задаваемого номинального тока. Но если вы укажите величину больше, чем допустима на автомате, сработает защита, и он не будет работать.

Второе – тип автомата. Он определяет кратковременное значение силы тока, при котором автомат сработает. Если у вас автоматический выключатель подсоединен к нужной аппаратуре, то токи, возникающие при ее включении, могут быть в десятки раз больше кратковременного значения силы тока, указанного на выключателе.

Отличным примером могут послужить электродвигатели. При их запуске кратковременная сила тока возрастает как раз в 10 раз.

Существует три основных типа выключателей автоматических по кратковременному значению силы тока:

  1. Тип В – кратковременное увеличение значения силы тока в 3-5 раз;
  2. Тип С – увеличение в 5-10 раз;
  3. Тип Д (D) – 10-50 раз;

Следующий параметр – время срабатывания. Отрезок времени, начиная с момента, когда контролируемый параметр превысил предельное значение и до момента разомкнутого состояния контактов. По времени срабатывания, автоматические выключатели делятся на:

  1. Селективные – время срабатывания – 1 секунда;
  2. Нормальные – время от 0,02 до 0.1 секунды;
  3. Быстродействующие – 0, 005 секунды.

Селективные АВ используются в цепи автоматических выключателей, поскольку имеют контакт с задержкой на размыкание. Такие АВ ставятся в начале цепи автоматов, после них идут менее мощные. При возникновении аварийной ситуации, благодаря селективности, они отключат только некоторую часть оборудования, которая подвержена угрозе, а все остальное находится в рабочем состоянии.

И последнее – отключающая способность. Для автоматических выключателей это максимальное значение, которое кратковременно присутствует в цепи, для обеспечения работы выключателя(сваривание контактов при токах больше нормы). Оно может быть в сотню раз больше обычного рабочего тока. Возникает при коротком замыкании.

Нельзя забывать и о механизмах расцепления. Их существует всего два вида:

  1. Тепловая отсечка. В данном варианте используется пластина, которая выполнена из двух разных металлов с отличными друг от друга показателями теплопроводности. Через нее протекает рабочий ток цепи. Если значение этого тока имеет номинальное или несколько меньшее значение – пластина находится в замкнутом положении.
    Но если, в течении длительного времени значение тока превысит номинальное значение – пластина нагреется, деформируется и разомкнется цепь. Тут важен факт, что ток влияет длительно и может превышать норму хоты бы на 10%.
  2. Если вам нужна защита от больших и резких скачков тока, то следует обращать внимание на электромагнитное расцепление. Тут механизм построен на основе соленоида. Задается максимальное значение, при котором должно произойти размыкание цепи. Как только оно достигается в определенный отрезок времени (скачок), соленоид «втягивается» и размыкает контакт – защита сработала.

В нашем интернет-магазине представлены разные версии автоматических выключателей АВ2М с отличными друг от друга приводами.

Зачем использовать автоматический выключатель с электродвигателем

Автоматические выключатели были разработаны для того, чтобы запускать, защищать от перегрузок, выключать и аварийно выключать электродвигатели в случае возникновения аварийной ситуации.

В любом случае, автомат послужит защитой двигателю в экстренной ситуации. К тому же, не стоит забывать, что если вы используете электродвигатели на несколько фаз, то и выключатель может «контролировать» их работу и своевременное отключение. А это очень ценно, особенно если у вас работает высоковольтное оборудование. Его покупка или ремонт обойдутся не мало, а если сработает защита, то в худшем случае заменить нужно будет только выключатель.

Потому, автоматические выключатели являются ценным оборудованием не со стороны высокой стоимости, а со стороны высокой защиты еще более дорогостоящего и ценного оборудования, не говоря уже о помещении и работниках.

Автоматические выключатели

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Выбор ВА47-29 и настройка РТИ в схеме управления асинхронным электродвигателем (2009)

Как подобрать и настроить защитную аппаратуру асинхронного двигателя?

В цепи обмоток электромотора, помимо короткого замыкания, возможен режим перегрузки, возникающий из-за:

  • обрыва фазы;
  • повышения/снижения напряжения;
  • возрастания момента на валу свыше 1,1 Мном.

Ток двигателя при перегрузке увеличивается на 20…50%, нагрев обмоток — пропорционально квадрату тока, соответственно на 40…125%. Если перегрузка кратковременна 2-3 минуты, ею можно пренебречь. Но если более продолжительна, то возрастает вероятность пробоя изоляции обмоток двигателя. Слежением за величиной перегрузки и отключением двигателя занимается тепловое реле. Время его отключения должно быть тем меньше, чем больше ток перегрузки, и пропорционально квадрату отношения величины рабочего тока к току перегрузки.

Рассмотрим типовую схему включения асинхронного электродвигателя. В нее входят: трехполюсный автоматический выключатель, контактор серии КМИ, кнопочная станция, тепловое реле серии РТИ, электродвигатель (см. Рис. 1).

Рисунок 1. Типовая схема включения асинхронного электродвигателя


При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать пропускание пускового тока двигателя:

Для двигателя 4А100S2У3 (Рном = 4,0 кВт, пном=2880 об/ мин, КПД=86,5%, CoS9=0,89, Iпуск/Iном=7,5 номинальный ток Іном=Рном/ 380.Cos9 КПД=4000/1, 73.380.0, 89Ю,865=7,9А, пусковой ток Іпуск=7,5.Іном=59,3А) при условии, что пусковой ток 59,3А меньше нижней границы диапазона тока срабатывания ЭМ расцепителя, выбираем ВА47-29 с характеристиками В20, С13 или D8.

Сопоставим выбранные выключатели. По загрузке В20/С13/ D8 соотносятся, как 0,4/0,62/1; В20 загружен на 40%, С13 — на 62%, D8 — на 99%. По тепловыделению в20/С13/ D8 соотносятся как 0,16/0,38/0,98. Мощность тепловых потерь на В20 составляет 1,7 Вт, на С13 — 4 Вт, на D8 — 10,3 Вт. Что выбрать? Вариант с меньшим тепловыделением и загрузкой!

Приведем еще пример расчета и выбора вводного автоматического выключателя ВА47-29 для электродвигателей серии АОП2 (с повышенным пусковым моментом).

При определении пускового тока принимаем его кратность для двигателей 1500 об/мин равной 7,5; для 1000 об/мин — 7, и для 750 об/мин — 6. Расчетный номинальный ток вводного автомата определяем делением пускового тока на кратность нижней границы диапазона настройки расцепителя. Для характеристик: В-3, для С — 5, для D — 10. Второе условие выбора вводного автомата: номинальный ток автомата должен быть больше номинального тока двигателя.

В результате, например, для двигателя АОП2-42-4 мощностью 5,5 кВт и частотой вращения 1440 об/мин (номинальный ток 11,7 А, пусковой ток 88 А), наиболее подходящим с точки зрения надежности будет вариант автоматического выключателя с характеристикой В 32, а не D13 или С18!

Настройка уставки теплового реле

Проведение пуско-наладочных работ предусматривает настройку тепловой защиты. Наиболее верно проводить настройку уставки теплового реле «на горячем двигателе», при установившемся температурном режиме работающего двигателя и теплового реле.

Настройка теплового реле проводится поэтапно. Перед пуском двигателя уставку ставят на максимальное значение. При установившемся температурном режиме, спустя 25…40 минут непрерывной работы при номинальном рабочем режиме, уставку плавно уменьшают до срабатывания теплового реле и отключения электродвигателя.

Слегка «загрубив» уставку, повторно запускают двигатель и проверяют правильность настройки. Если реле опять отключит двигатель, то уставку увеличивают, если не отключит — то, уменьшая уставку, снова проверяют срабатывание теплового реле во второй, и в третий раз.

Оптимальным считается вариант настройки при совпадении теплового режима окружающей среды щитового оборудования и двигателя. Например, при размещении в одном помещении.

Положительным фактором является встроенная термокомпенсация теплового реле. Но если ее нет, необходимо, в зависимости от температуры окружающей среды (лето/зима — день/ночь), проводить корректировку уставки.

Тепловые реле серии РТИ торговой марки IEK имеют термокомпенсацию. Это рычаг между эксцентриком уставки и механизмом переключения контактов, который изготовлен из биметалла.

Более сложный вариант настройки тепловой защиты двигателя — при размещении пускозащитной аппаратуры в щитовом помещении, а двигателя — на открытом воздухе. Именно в летний период при максимальной дневной температуре повышается вероятность перегрузки двигателя. В таких случаях применяют встроенную температурную защиту двигателя. В статорной обмотке двигателя (при его изготовлении) размещают позисторы (резисторы с нелинейной зависимостью сопротивления от температуры), автоматически контролирующие температурный режим обмоток и отключающих питание двигателя при достижении максимально-допустимой температуры обмотки.

Гарантией наиболее верного способа защиты от перегрузки будет правильный выбор мощности приводного двигателя. И если нормы проектирования СССР рекомендовали выбирать двигатель с загрузкой 0,75.0,9 (то есть запас составлял 10-25%), то при выборе мощности двигателя с загрузкой на половину номинала проблем с тепловой защитой будет гораздо меньше.

Итак, подведем итоги:

  • Защита силовой цепи асинхронных электродвигателей автоматическими выключателями серии ВА47-29 с заменой характеристики электромагнитного расцепителя D на В или С, снижает тепловыделение, и, соответственно, температуру в щите управления;
  • Анализ характеристик автоматических выключателей для питания электродвигателей серии АОП2 показывает, что возможна замена автоматического выключателя ВА47-29 с характеристикой D для электродвигателей мощностью до 13 кВт на В, и до 22 кВт на автоматический выключатель ВА47-29 с характеристикой С;
  • Настройку тепловой защиты двигателей необходимо проводить «на горячем двигателе» в установившемся температурном режиме двигателя и теплового реле, подбирая уставку последнего согласно вышеприведенной методике.

Подбор шкафа управления по току электродвигателя | Разное | Справка

Сайт технической поддержки

филиал ЗАО “НПО Севзапспецавтоматика”

Главная страница

Справочная информация

Разное

Подбор шкафа управления по номинальному току электродвигателя

Номинальный ток шкафа (Iном) выбирается по току управляемых электродвигателей из расчёта выполнения двух условий:

Условие 1:  Iном > Iр;

Условие 2:  Iном > Iп / Kx, где:

Iр — рабочий (номинальный) ток электродвигателя, А

Iп — пусковой ток электродвигателя, А

Кх — коэффициент время-токовой характеристики автоматического выключателя шкафа, принимающий значения:

Кх = 5    – для время-токовой характеристики “C”,

Кх = 10  – для время-токовых характеристики “D” и “МА”.

Примечание: Автоматические выключатели с характеристикой “C” в шкафах управления двигателями систем противопожарной защиты сейчас практически не используются.
Автоматические выключатели с характеристикой “МА” (без теплового расцепителя) используются в шкафах управления исполнительными механизмами систем противодымной защиты (вентиляторами и клапанами).
Автоматические выключатели с характеристикой “D” используются в шкафах управления другими двигателями систем противопожарной защиты (насосами и задвижками).

Пример:

Электродвигатель вентиляторного агрегата имеет номинальный рабочий ток (Iр) = 29,8А и кратность пускового тока (Iп / Iр) = 12
(Отсюда пусковой ток Iп = 29,8 × 12 = 357,6А).

Для управления вентилятором проектировщик уже выбрал тип шкафа, например ШК1101-ХХ-А2
(для использования в составе системы пожарной сигнализации АСПС 01-13-1310).

Необходимо подобрать для выбранного шкафа исполнение по номинальному току.

Решение:

По условию 1:  Iном > Iр;  Iном > 29,8А

В шкафах выбранного типа ШК1101-ХХ-А2 автоматические выключатели имеют время-токовую характеристику “МА” (из паспорта шкафа, раздел «характеристики электропитания»), отсюда Кх = 10

По условию 2:  Iном > Iп / Kx;  Iном > 357,6 / 10;  Iном > 35,8А.
Из условий 1 и 2 следует, что Iном > 35,8А.

Поправка на температуру окружающей среды:

Номинальный ток автоматических выключателей нормируется для температуры внутри оболочки шкафа 30°С. При повышении температуры номинальный ток выключателя снижается, и для неотключения при протекании тока близкого к номинальному необходимо использовать автоматический выключатель с номинальным током бОльшей величины.

Принимаем, что из-за работы аппаратуры температура внутри шкафа может превысить наружную на 5°С. Если максимальная температура в помещении установки шкафа управления не будет превышать 25°С, то поправку на температуру окружающей среды можно не вводить.

Для эксплуатации оборудования при температуре окружающей среды выше 25°С, при расчёте необходимо увеличивать Iном  на 1% на каждый градус Цельсия (°С) выше 25°С.

Пусть в нашем случае температура в помещении может достигать 35°С, тогда необходимо увеличить Iном  на (35 — 25) = 10%.
Отсюда  Iном > 35,8А × 1,10;   Iном > 39,4А

Примечание:На практике расчёт температурной поправки обычно заменяют использованием коэффициента запаса 15-20%.
Точный расчёт возможен только при знании температурных характеристик конкретного применяемого типа автоматического выключателя.
Для автоматических выключателей с характеристикой “МА” температурную поправку можно не делать (т.к. нет теплового расцепителя).

Выбор:

По таблице вариантов исполнения из графы номинального тока шкафа ШК1101-ХХ-А2 (также см. гл. 3 паспорта шкафа):
…, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А, … выбираем ближайшее большее значение, принимая Iном  = 40А.

Значению тока Iном  = 40А соответствует вторая цифровая группа 36 в наименовании шкафа.
Соответственно, по таблице вариантов исполнения, выбираем исполнение шкафа ШК1101-36-А2

Для автоматизации расчёта номинального тока можно воспользоваться калькулятором

Примечание: Данная методика подбора шкафов по соответствию тока вводного автомата току двигателя, не подходит для подбора шкафов со встроенным блоком питания, для управления приводами постоянного тока, и шкафов со встроенным преобразователем частоты.

Выбор автоматических выключателей для защиты электродвигателей

Автоматический выключатель (АВ) выбирают по номинальному току I н.вык выключателя и номинальному току I н.расц расцепителя.
I расц =I длт, где
I дл =I н.дв – длительный ток в линии,
I н.дв – номинальный ток двигателя,
К т – тепловой коэффициент, учитывающий условия установки АВ.
К т =1 — для установки в открытом исполнении;
К т =0,85 – для установки в закрытых шкафах.

Iдл=Iн= Р н /(Uн·√3·ηн·cosφ), (1)

гдеРн — мощность двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение электродвигателя, кВ;
ηн – КПД двигателя (без процентов),
cosφ – коэффициент мощности двигателя.
Номинальный ток асинхронного двигателя с к. з. ротором будет примерно равен его удвоенной мощности, взятой в киловаттах:
Iн≈ 2Рн(кВт)
Выбираем АВ:
Тип –
Iн.вык
Iрасц

Необходимо, чтобы выполнялось условие:
Iмгн.ср ≥ KIкр, где
Iмгн.ср — ток мгновенного срабатывания,
Iкр – максимальный кратковременный ток,
К – коэффициент, учитывающий неточность определения Iкр в линии.
К = 1,25 – для АВ с Iн > 100А;
К = 1,4 – для АВ с Iн ≤ 100А.
Iкр = Iпуск = Кi Iн, где
Кi – кратность пускового момента Кi = Iпуск/Iн.
Значения Кi берутся из таблиц.
Если условие выполняется, значит АВ выбран верно, если не выполняется, то выбирается АВ с большим значением тока расцепителя.

Приведем пример .

Условие установки АВ:

По типу двигателя выписываем из таблицы его номинальные данные:

Так как автомат устанавливается в шкафу, то Кт = 0,85, поэтому:

По току расцепителя выбираем автомат: ВА 51-25; Iн = 25 А Iрасц = 16 А;

Iмгн.ср = 10∙Iрасц = 10∙16 = 160 А

Неравенство выполняется, значит автомат выбран верно.

Выбирая автоматические выключатели для защиты двигателей, мы должны учитывать, что при пуске электродвигателя, возникает пусковой ток, превышающий в 5 — 7 раз номинального значения.

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

  • Uном. – номинальное напряжение, В;
  • Uном.сети – номинальное напряжение сети, В.
  • Iном.расц. – номинальный ток расцепителя выключателя, А;
  • Iном.дв. – номинальный ток электродвигателя, А.

Ток уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя выбирается по формуле [Л1,с. 106]:

Для приближенного расчета тока уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя, можно принять по таблице 6.1 [Л1,с. 107].

Таблица 6.1 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания отсечки автоматических выключателей, устанавливаемых в цепях электродвигателей

Автоматический выключателиь Расцепитель
А3700; А3790 Полупроводниковый РП 1,1 1,0 1,3 1,5
ВА БПР
«Электрон» РМТ 1,35 1,6
МТЗ-1 1,4 2,2
АВМ Электромагнитный 1,4 1,1 1,8
А3110; АП-50; А3700; ВА; АЕ20 1,3 2,1
А3120; А3130; А3140 1,15 1,9

Надежность срабатывания автомата при двухфазном и однофазном коротком замыкании при КЗ на выводах электродвигателя определяется коэффициентом чувствительности и рассчитывается по формуле [Л1,с. 107]:

При отсутствии значений по коэффициенту разбросу kp, рекомендуется принимать коэффициент чувствительности в пределах 1,4-1,5.

В случае если чувствительности защиты от междуфазных КЗ недостаточно, следует принять следующие меры:

  • уточнить значение Iс.о с учетом влияния сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателя;
  • выбрать другой тип АВ;
  • увеличить сечение кабеля на одну, две ступени, но не больше;
  • применить выносную релейную защиту.

При недостаточной чувствительности защиты от однофазных КЗ, следует принять следующие меры:

  • применить кабель другой конструкции с нулевой жилой, алюминиевой оболочкой;
  • проложить дополнительные зануляющие металлические связи;
  • применить АВ со встроенной защитой от однофазных КЗ;
  • применить выносную релейную защиту от однофазных КЗ, ток срабатывания данной защиты принимается 0,5-1*Iном.дв. Коэффициент чувствительности kч > 1,5, согласно ПУЭ 7-издание;

Выбор тока срабатывания для теплового и электромагнитного (комбинированного) расцепителя автоматического выключателя

Для того, чтобы защитить двигатель от перегрузки, то есть от повреждений, вызываемых длительным протеканием тока превышающего номинальный, нужно использовать тепловые и электромагнитные (комбинированные) расцепители. Номинальный ток теплового расцепителя определяется по формуле [Л1. с 109]:

Данные коэффициенты определяются для разных типов выключателя по таблице 6.2 [Л1. с 112].

Таблица 6.2 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания защиты от перегрузки автоматических выключателей

Автоматический выключателиь Расцепитель kн = kз*kр
А3700; АЕ20 Тепловой 1,15 1
А3110; АП50 1,25 1
ВА51; ВА52 1,2-1,35 1
АВМ Электромагнитный 1,1 1,1 1,2 0,5-0,7
А3700 Полупроводни- ковый РП 1,1 1,15-1,2 1,27-1,32 0,97-0,98
«Электрон» МТЗ-1, РМТ 1,1 1,15-1,35 1,27-1,49 0,75
ВА БПР 1,1 1,08-1,2 1,19-1,32 0,97-0,98

Общая формула по определению тока теплового расцепителя, имеет следующий вид:

Время срабатывания защиты от перегрузки выбирается из условия, что защита не будет срабатывать при пуске и самозапуске двигателя [Л1. с 112]:

Продолжительность пуска для двигателей с тяжёлыми условиями пуска, составляет более 5 – 10 сек, например для двигателей центрифуг, дробилок, шаровых мельниц и т.д и для двигателей с лёгкими условиями пуска равным 0,5 – 2 с, например для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Проверка чувствительности при однофазных КЗ

Данную проверку нужно выполнять, если для отключения однофазных КЗ используется защита от перегрузки. В настоящее время ПУЭ 7-издание п. 1.7.79 предъявляет требования, чтобы время отключение выключателя тока однофазного КЗ не превышало 0,4 с.

1. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

Как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля, мощности

Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.

Основные критерии выбора

Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.

  1. Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
  2. Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:
  3. Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током автомата нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Как Вы знаете, при включении мощных электроприборов пусковой ток может быть значительно Выше номинального (вплоть до 12 кратного значения). Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата. На сегодняшний день для бытового применения могут использоваться классы B, C и D. Для дома и квартиры лучше всего выбрать устройство класса B, если в кухне установлена газовая плита и нет мощных потребителей электроэнергии. Если установлена электроплита либо мощный электрический котел, лучше подобрать подходящий автомат класса C. Ну и если у Вас в частном доме задействованы электродвигатели большой мощности, необходимо осуществить выбор коммутационного аппарата с маркировкой «D».
  4. Селективность. Данный термин подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Тут уже нужно немного вникнуть в логическую цепочку и выбрать номиналы автоматических выключателей согласно обслуживающей линии. Вершину так называемого разветвления должен занимать вводной автомат, номинал которого не должен превышать максимально допустимую нагрузку на электропроводку, исходя из сечения провода. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех остальных, нижестоящих автоматических выключателей в щитке. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.
  5. Количество полюсов. Еще один, не менее важный критерий выбора, с которым, как правило, возникает меньше всего вопросов. Итак, для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбрать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую бытовую технику (к примеру, стиральную машину, водонагреватель, кондиционер) нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если у Вас в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат. Ну и для защиты двигателя от сверхтоков нужно выбрать трехполюсный автомат на 380 Вольт.
  6. Завод изготовитель. Очень важно правильно выбрать фирму автомата, иначе при покупке подделки далеко не факт, что указанные выше параметры по факту являются такими же. В результате, при токе КЗ электромагнитный расцепитель может не сработать и как следствие – пожар в доме. Чтобы такого не произошло рекомендуется осуществлять подбор коммутационных аппаратов и другой автоматики только от качественных фирм. Рейтинг лучших производителей автоматических выключателей мы предоставили в соответствующей статье!

Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:

Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?

Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!

Недопустимые ошибки при покупке

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


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

 

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

Рекомендуем прочитать:

Выбор максимальной токовой защиты линий

Решение

Так как температура воздуха в помещении равна +25° С, то поправочный коэффициент Кп=1 и при выборе сечений проводов и кабелей по условию нагревания следует руководствоваться (4-17) и (4-18).

Линия к электродвигателю 1.
Выбираем комбинированный расцепитель автоматического выключателя А3124 по условию длительного тока линии, равного в данном случае номинальному току электродвигателя 1 ((см. табл. 4-51).
При выборе расцепителя, встроенного в закрытый шкаф автоматического выключателя, необходимо учесть поправочный коэффициент порядка 0,85. Учитывая сказанное, выбираем расцепитель автоматического выключателя по условию длительного тока линии из соотношения


По паспортным данным выбираем комбинированный расцепитель с номинальным током 100 а и током мгновенного срабатывания 800 а.
Проверяем невозможность ложного срабатывания автоматического выключателя при пуске двигателя 1 по (4-13):


 

Для линии к электродвигателю в невзрывоопасном помещении сечение выбирается по номинальному току двигателя из (4-17) с последующей проверкой по (4-18), исходя из условия защиты сети только от к. з.
Расчетное значение допустимого тока линии получается равным:


 

По таблице подбираем трехжильный провод с алюминиевыми жилами марки АПРТО сечением 35 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 75 а.
Проверяем соответствие выбранного сечения провода аппарату токовой защиты. Так как автоматические выключатели серии А3100 не имеют регулирования тока уставки, кратность допустимого тока линии должна определяться по отношению к номинальному току расцепителя, равному в нашем случае Iз=100 а. По табл. 4-50 находим значение Кз для сетей, не требующих защиты от перегрузки для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой

Подставив числовые значения в соотношение (4-18)

видим, что требуемое условие не выполняется.
Останавливаемся на сечении провода 50 мм2, для которого условие (4-18) выполняется:

105 а>100 а.

 

Для остальных линий результаты расчета сведены в табл. 4-52 и ниже даются пояснения, связанные с особенностями каждой из них.

Линии к электродвигателю 3.
Линия к электродвигателю 3 имеет следующие особенности. Двигатель 3 установлен во взрывоопасном помещении класса ВIа, в связи с чем:
1)за расчетный ток при выборе сечения линии принимается номинальный ток двигателя, увеличенный в 1,25 раза;
2)во взрывоопасном помещении класса ВIа не разрешается применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами, следовательно линия от магнитного пускателя до электродвигателя должна быть выполнена проводом с медными жилами (марки ПРТО).

Линия к электродвигателю 4.
Сечение провода ПРТО от магнитного пускателя до двигателя 4 принято равным 2,5 мм2, так как меньшее сечение для силовых сетей во взрывоопасных помещениях не допускается.

Линия к электродвигателям 5 и 6.
Расчетный ток линии определяется суммой токов двигателей 5 и 6.

Магистральная линия.
Длительная расчетная токовая нагрузка линии по условию примера определяется суммой токов всех электродвигателей, за исключением тока одного из электродвигателей 1 или 2:

Кратковременная токовая нагрузка определяется по (4-9) из условия пуска двигателя 3, у которого толчок пускового тока наибольший:

Выбираем электромагнитный расцепитель автоматического выключателя АВ-4С по условию длительного тока линии:


 

Выбираем максимальный расцепитель с номинальным током 200 а. Уставку тока срабатывания принимаем на шкале зависимой от тока характеристики 250 а и на шкале не зависимой от тока характеристики (отсечка с выдержкой времени) 1600 а.
Проверяем невозможность ложного срабатывания автоматического выключателя при пуске электродвигателя 3 по (4-13):

Определяем табличное значение допустимого длительного тока для кабеля:


 

Подбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами до 3 кв сечением 95 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 190 а.
Проверяем соответствие выбранного сечения кабеля аппарату токовой защиты. Так как автоматические выключатели серии АВ имеют регулирование тока уставки на шкале обратно зависимой от тока характеристики, кратность допустимого тока линии должна определяться по отношению к току срабатывания расцепителя в этой части характеристики, равному в нашем случае Iз=250 а. По табл. 4-50 находим значение Кз для сетей, не требующих защиты от перегрузки, для тока срабатывания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой:

Кз = 0,66

 

Подставив числовые значения в (4-18):


 

найдем, что требуемое условие выполняется.

Выбор автоматического выключателя по параметрам сети, подключенной нагрузке (мощности), по току, по сечению провода. Конструктивные элементы и особенности эксплуатации автоматов.

Старая версия статьи здесь

Автоматические выключатели одновременно выполняют функции защиты и управления: защищают кабели, провода, электрические сети и потребителей от перегрузки и короткого замыкания (сверхтоков короткого замыкания), а также обеспечивают нормальный режим протекания электротока в цепи и осуществляют управление участками электроцепей.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления, бывают однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные.

Автоматы имеют защитные (спусковые) устройства двух типов: тепловое реле с выдержкой времени для защиты от перегрузки и электромагнитное реле для защиты от короткого замыкания.

Основные конструктивные узлы автоматических выключателей: главная контактная система, дугогасительная система, привод, расцепляющее устройство, расцепители и вспомогательные контакты. Расцепители представляют собой реле прямого действия, служащее для отключения автоматического выключателя (без выдержки времени или с выдержкой) через механизм свободного расцепления, который в свою очередь состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин.

 


Только правильно выбранный автоматический выключатель сможет защитить Вас и сработает в случае аварии или при опасной нагрузке на вашу электропроводку. Неверный выбор может привести к пожару или поражению электрическим током.

Не рекомендуется применять «автомат» с видимыми повреждениями корпуса, а также устанавливать автоматические выключатели с завышенным номинальным током срабатывания. Нужно выбирать автоматический выключатель строго под параметры вашей электропроводки и потребителей, только известных производителей и желательно в специализированных магазинах.

Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать ток. Автоматический выключатель также должен отключить напряжение при коротком замыкании.

Характеристики срабатывания (отключения) и эксплуатации установлены в европейских стандартах на автоматические выключатели: DIN VDE 0641 часть 11/8.92, EN 60 898, IEC 898 (DIN – Немецкий промышленный стандарт, VDE – Технические правила Общества немецких электриков, EN – Европейский стандарт, IEC – Международная электротехническая комиссия) и в российском стандарте ГОСТ Р 50345-99.

Согласно данным стандартам защитные устройства могут быть трех характеристик срабатывания:

    • Автоматический выключатель с характеристикой срабатывания B рекомендуется применять преимущественно для защиты оборудования, кабелей и цепей в жилых домах (как правило, цепи освещения и розеток)
    • Автоматический выключатель с характеристикой срабатывания C рекомендуется применять  для защиты оборудования, кабелей и цепей в жилых домах (цепи освещения и розеток), а также для защиты цепей с потребителями, обладающими большим пусковым током (группы ламп, электродвигатели и т.д.)
    • Автоматические выключатели с характеристикой срабатывания D преимущественно применяются для защиты кабелей и цепей с потребителями с очень большим пусковым током (сварочные трансформаторы, электродвигатели и т.д.)

Стоит отметить, что подавляющее большинство автоматов на российском рынке предлагается с характеристикой С, с характеристикой B продаются как правило автоматы на малые токи, остальные поставляются в основном под заказ.

 


Согласно стандарту DIN VDE 0100 часть 430/11.91 и его приложений (для устройств защиты кабелей и электрических цепей от перегрузки), защита от чрезмерного нагрева (тепловая защита) в случае перегрузки обеспечивается, если выполняются следующие условия:

    • Потребляемый ток цепи должен быть меньше или равным номинальному току автоматического выключателя, который в свою очередь должен быть не больше, чем максимально допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля (Ib<=In<=Iz)
    • Номинальный ток срабатывания автоматического выключателя (для защиты от перегрузки по току) должен быть примерно в 1,5 раза меньше, чем максимально допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля (In<=1,45*Iz)

где Ib – потребляемый ток цепи, нагрузка
Iz – допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля
In – номинальный или заданный ток устройств защиты от чрезмерного тока

Определить максимальный ток, который выдерживает проводка можно с помощью программы по выбору сечения провода по нагреву и потерям напряжения или по таблицам ПУЭ (Правил устройства электроустановок).

 

 
Характеристики срабатывания автоматических выключателей B и C согласно DIN VDE 0641 и D согласно IEC 947-2

 

Параметры срабатывания линейных защитных автоматов согласно DIN VDE 0641 и IEC 60 898

 

 Характеристика срабатывания  Тепловое реле  Электромагнитное реле
 Малый испытательный ток  Большой испытательный ток  Время срабатывания  Удерживание  Срабатывание Время срабатывания
 B  1,13*In    > 1час  3*In   > 0,1 с
   1,45*In  < 1час    5*In < 0,1 с
 C  1,13*In    > 1час  5*In   > 0,1 с
   1,45*In  < 1час    10*In < 0,1 с
 D  1,13*In    > 1час  10*In   > 0,1 с
   1,45*In  < 1час    20*In < 0,1 с

 

То есть при перегрузке до 13% номинального тока, автоматический выключатель должен отключиться не ранее, чем через час (т.е. выдерживать перегрузку 13% минимум в течение часа), а при перегрузке до 45%, тепловое реле должно отключить «автомат» в течение часа.

Трехкратную перегрузку автоматический выключатель с характеристикой B должен как минимум выдерживать 0,1 секунду, а при пятикратной перегрузке встроенное электромагнитное реле должно отключить автоматический выключатель менее чем за 0,1 секунду.

Из всего этого видно, что номинальный ток выбранного Вами автоматического выключателя, как минимум, не должен превышать допустимых токовых нагрузок для Вашей электропроводки, поэтому, приобретая автоматические выключатели, будьте внимательны с выбором тока. Если Вам продавец советует выбрать автоматический выключатель с током не менее 25А, чтобы при включенном холодильнике, обогревателе, стиральной машине и т.п. его не выбивало, то помните, что в большинстве квартир проводка выполнена из алюминия сечением 2.5 мм2, а такой провод выдерживает максимум 24А. В этом случае единственным разумным решением будет не включать одновременно, например, микроволновую печь и электрочайник или стиральную машину, а не заменять автомат 16А на 25А. Не забывайте, что автоматический выключатель должен выполнять свое основное предназначение — защищать Вашу сеть от перегрузок.

Аналогичным образом подбирается и номинальный ток для дифференциального автомата (так как он объединяет в себе УЗО и автоматический выключатель) — выбор дифференциального автоматического выключателя.

При использовании в цепи постоянного тока характеристики срабатывания теплового расцепителя остаются теми же, что и в сетях переменного напряжения. А характеристики максимального испытательного тока электромагнитного расцепителя изменятся.

Значения максимального испытательного тока электромагнитного расцепителя.

 

 

 

Характеристика выключения

B

C

D

АС/50 Гц (переменный ток)

DC (постоянный ток)

АС/50 Гц (переменный ток)

DC (постоянный ток)

АС/50 Гц (переменный ток)

Минимальный испытательный ток

3,0*In

3,0*In

5*In

5*In

10*In

Максимальный испытательный ток

5,0*In

7,5*In

10*In

15*In

20*In


Допустимая нагрузка на автоматические выключатели
, установленные в ряд один за другим

Поправочный коэффициент (K) в случае взаимного теплового влияния автоматических выключателей, установленных рядом друг с другом, при расчетной нагрузке.

 Число автоматических выключателей  Коэффициент К
 1  1
 2…3  0,95
 4…5  0,9
 ≥6  0,85


Влияние окружающей температуры на тепловое срабатывание автоматического выключателя (приведенные в столбце 30°С токи соответствуют номинальным токам автоматического выключателя, так как при этой температуре задается режим срабатывания). В таблице приведены уточненные значения расчетного тока в зависимости от окружающей температуры.

 

In (А) 30°С 35°С 40°С 45°С 50°С 55°С 60°С
0,5 0,5 0,47 0,45 0,4 0,38
1 1 0,95 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
2 2 1,9 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3
3 3 2,8 2,5 2,4 2,3 2,1 1,9
4 4 3,7 3,5 3,3 3 2,8 2,5
6 6 5,6 5,3 5 4,6 4,2 3,8
10 10 9,4 8,8 8 7,5 7 6,4
16 16 15 14 13 12 11 10
20 20 18,5 17,5 16,5 15 14 13
25 25 23,5 22 20,5 19 17,5 16
32 32 30 28 26 24 22 20
40 40 37,5 35 33 30 28 25
50 50 47 44 41 38 335 32
63 63 59 55 51 48 44 40

 

См. каталог:
Модульные устройства коммутации и управления HAGER
Автоматические выключатели, УЗО и дифф. автоматы Hager
Линейные защитные автоматы — для защиты кабелей и проводов
Автоматические выключатели Hager HMF на токи 80-125А
Автоматические выключатели SASSIN
Автоматы дифференциальные SASSIN серии C45L, C45N

Статьи по теме:

Выбор устройства защитного отключения (УЗО)
Выбор дифференциального автомата
Проведение электромонтажных работ


Внимание! При полном или частичном копировании материалов данной статьи или другой информации с сайта www.electromirbel.ru, обязательно наличиеактивной ссылки, ведущей на главную страницу www.electromirbel.ru или на страницу с копируемым материалом. Гиперссылка не должна быть запрещена к индексации поисковыми системами (например, с помощью тегов noindex, nofollow и т.д.)!!!


© ООО «Электромир», 2010.

Расчеты двигателей

Часть 1: Двигатели и ответвления цепей

Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей
Motor Calculations — Part 1 .

Лучшим методом обеспечения максимальной токовой защиты для большинства цепей является использование автоматического выключателя, сочетающего защиту от перегрузки по току с защитой от короткого замыкания и замыкания на землю.Однако обычно это не лучший выбор для двигателей. За редкими исключениями, наилучшим методом обеспечения максимальной токовой защиты в этих случаях является отделение устройств защиты от перегрузки от устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ( Рис. 1 ).

Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели, защищают двигатель, оборудование управления двигателем и проводники параллельной цепи от перегрузки двигателя и, как следствие, чрезмерного нагрева (430.31). Они не обеспечивают защиты от коротких замыканий или токов замыкания на землю.Это работа выключателей ответвлений и фидеров, которые не обеспечивают защиту двигателя от перегрузки. Такая компоновка отличает расчеты двигателя от расчетов, используемых для других типов нагрузок. Давайте посмотрим, как применять ст. 430, начиная с мотора.

Защита от перегрузки. Устройства защиты двигателя от перегрузки часто встроены в пускатель двигателя. Но вы можете использовать отдельное устройство защиты от перегрузки, такое как двухэлементный предохранитель, который обычно находится рядом с пускателем двигателя, а не с выключателем питания.

Рис. 1. Защита от перегрузки по току обычно достигается путем отделения защиты от перегрузки от устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю.

Если вы используете предохранители, вы должны предоставить по одному на каждый незаземленный провод (430,36 и 430,55). Таким образом, для трехфазного двигателя требуется три предохранителя. Имейте в виду, что эти устройства находятся на стороне нагрузки в ответвленной цепи и не обеспечивают защиты от короткого замыкания или замыкания на землю.

Двигатели мощностью более 1 л.с. без встроенной тепловой защиты и двигатели мощностью 1 л.с. или менее, которые запускаются автоматически [430.32 (C)] должен иметь устройство защиты от перегрузки, размер которого соответствует номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке [430,6 (A)]. Размер устройств защиты от перегрузки не должен превышать требований 430.32. Двигатели с номинальным коэффициентом эксплуатации (SF) на паспортной табличке (SF) 1,15 или более должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

Рис. 2. При работе с двигателями с коэффициентом эксплуатации 1,15 или выше размер устройства защиты от перегрузки не должен превышать 125% от номинала двигателя, указанного на паспортной табличке.

Давайте посмотрим на Рис. 2 и проработаем пример расчета.

Пример № 1 : Предположим, вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В с эксплуатационным коэффициентом 1,16, если номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке, составляет 28 А?

(а) 25А
(в) 35А
(б) 30А
(г) 40А

Размер защиты от перегрузки должен соответствовать номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке [430,6 (A), 430.32 (А) (1) и 430,55].

Также необходимо учитывать еще один фактор: превышение температуры на паспортной табличке. Для двигателей с номиналом превышения температуры, указанным на паспортной табличке, не более 40 ° C, размер устройства защиты от перегрузки не должен превышать 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке. Таким образом, 28A × 1,25 = 35A [240,6 (A)]

Рис. 3. Определите размер устройства защиты двигателя от перегрузки с номинальным значением превышения температуры 40 ° C или менее, указанным на паспортной табличке, при не более 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

Давайте посмотрим на рис.3 и проработайте другой пример задачи.

Пример № 2 : Опять же, предположим, что вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для 3-фазного двигателя мощностью 50 л.с., 460 В с повышением температуры до 39 ° C и номинальным током на паспортной табличке двигателя 60 А (FLA)?

(а) 40A
(в) 60A
(б) 50A
(г) 70A

Размер защиты от перегрузки соответствует номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке, а не номинальному току полной нагрузки двигателя (FLC).Таким образом, 60А × 1,25 = 75А. Защита от перегрузки не должна превышать 75A, поэтому вам необходимо использовать двухэлементный предохранитель на 70A [240,6 (A) и 430,32 (A) (1)].

Двигатели, которые не имеют номинального эксплуатационного фактора 1,15 или выше или рейтинга превышения температуры 40 ° C и менее, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 115% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке (430,37).

Рис. 4. См. Таблицу 310.16 при выборе проводника подходящего размера для обслуживания одиночного двигателя.

Расчет проводов ответвительной цепи. Проводники ответвленной цепи, обслуживающие один двигатель, должны иметь допустимую нагрузку не менее 125% от FLC двигателя, как указано в таблицах с 430.147 по 430.150 [430,6 (A)]. Вы должны выбрать размер проводника из Таблицы 310.16 в соответствии с номинальной температурой клемм (60 ° C или 75 ° C) оборудования [110,14 (C)]. Давайте подкрепим эту концепцию, проработав пример расчета. См. Рис. 4 .

Пример № 3 : Провод THHN какого сечения вам нужен для однофазного двигателя мощностью 2 л.с., 230 В?

(a) 14 AWG
(c) 10 AWG
(b) 12 AWG
(d) 8 AWG

Давайте рассмотрим решение:

Шаг 1: Размер проводника не менее 125% двигателя FLC

Шаг 2: Таблица 430.148 показан FLC мощностью 2 л.с., 230 В, однофазный, как 12A

.

Шаг 3: 12A × 1,25 = 15A

Шаг 4: Согласно таблице 310.16, вам необходимо использовать 14 AWG THHN с номиналом 20 А при 60 ° C

Минимальный размер проводника, разрешенный NEC для проводки в зданиях, — 14 AWG [310,5]. Однако местные нормы и правила и многие промышленные предприятия требуют, чтобы провод сечением 12 AWG использовался как наименьший провод ответвления. Таким образом, в этом примере вам может потребоваться использовать 12 AWG вместо 14 AWG.

Инжир.5. Устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю предназначены для быстрого нарастания тока, кратковременных событий. С другой стороны, устройства защиты от перегрузки предназначены для длительных ситуаций с низкой скоростью тока.

Защита параллельных цепей от коротких замыканий и замыканий на землю. Устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю защищают двигатель, аппаратуру управления двигателем и проводники от коротких замыканий или замыканий на землю. Они не защищают от перегрузки (430.51) ( рис.5, ).

Устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, необходимое для цепей двигателя, не относится к типу, необходимому для персонала (210,8), фидеров (215,9 и 240,13), служб (230,95) или временной проводки для розеток (527,6).

Согласно 430.52 (C), вы должны определить размер защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для параллельной цепи двигателя — за исключением тех, которые обслуживают моментные двигатели — чтобы они не превышали процентные значения, указанные в Таблице 430.52.

Когда значение устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, которое вы найдете в таблице 430.52 не соответствует стандартному номиналу или настройке устройств защиты от сверхтоков, перечисленным в 240,6 (A), используйте устройство защиты следующего более высокого размера [430,52 (C) (1) Ex. 1].

Это заявление остановило вас? Вам это кажется неправильным? Это обычная реакция, но помните, что двигатели отличаются от других компонентов системы. Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели и предохранители, защищают двигатель и другие элементы от перегрузки. Защита от короткого замыкания и замыкания на землю не обязана выполнять эту функцию.Таким образом, увеличение размера не повредит защите. Занижение размера предотвратит запуск двигателя.

Используйте следующий двухэтапный процесс, чтобы определить, какой процент из таблицы 430.52 следует использовать для определения размера устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвленной цепи двигателя.

Шаг 1: Найдите тип двигателя в Табл. 430.52.

Шаг 2: Выберите процентное значение из Таблицы 430.52 в соответствии с типом устройства защиты, например, без выдержки времени (одноразовый), двухэлементный предохранитель или автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.Не забудьте при необходимости использовать устройство защиты следующего более высокого размера.

Давайте посмотрим, понятна ли вам эта концепция, с помощью короткой викторины. Какое из следующих утверждений верно? Используйте Таблицу 430.52, чтобы найти числа.

  1. Защита параллельной цепи от короткого замыкания (плавкий предохранитель без выдержки времени) для однофазного двигателя мощностью 3 л.с., 115 В, не должна превышать 110 А.

  2. Защита от короткого замыкания в параллельной цепи (двухэлементный предохранитель) для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В, не должна превышать 50 А.

  3. Защита параллельной цепи от короткого замыкания (автоматический выключатель) для трехфазного синхронного двигателя мощностью 25 л.с., 460 В, не должна превышать 70 А.

Давайте рассмотрим каждый вопрос индивидуально. Мы будем ссылаться на 430.53 (C) (1) Ex. 1 и в таблице 430.52.

  1. Согласно таблице 430.148, 34A × 3,00 = 102A. Следующий размер — 110А. Так что это правда.

  2. Согласно таблице 430,148, 28A × 1,75 = 49A. Следующий размер — 50А. Так что это тоже правда.

  3. Согласно таблице 430.150, 26A × 2,50 = 65A. Следующий размер — 70А. Это тоже правда.

Помните следующие важные принципы:

  • Размер проводов должен быть равен 125% FLC двигателя [430,22 (A)].

  • Вы должны рассчитать перегрузку не более чем от 115% до 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке, в зависимости от условий [430.32 (A) (1)].

  • Размер устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю должен составлять от 150% до 300% FLC двигателя [Таблица 430.52].

Если вы сложите все три из них вместе, вы увидите, что допустимая нагрузка проводника ответвленной цепи (125%) и устройство защиты от короткого замыкания на землю (от 150% до 300%) не связаны между собой.

Этот последний пример должен помочь вам понять, обращали ли вы внимание.

Рис. 6. Хотя этот пример может беспокоить некоторых людей, проводники THHN 14 AWG и двигатель защищены от перегрузки по току с помощью устройства защиты от перегрузки 16A и устройства защиты от короткого замыкания 40A.

Пример № 4 : Верно ли какое-либо из следующих утверждений для двигателя мощностью 1 л.с., 120 В, номинальный ток на паспортной табличке 14 А? См. Рис. 6 .

(a) Проводники ответвленной цепи могут иметь диаметр 14 AWG THHN.

(b) Защита от перегрузки от 16,1 А.

(c) Для защиты от короткого замыкания и замыкания на землю разрешается использовать автоматический выключатель на 40 А.

(d) Все это правда.

Просматривая каждую из них, вы можете увидеть:

(a) Сечение проводников соответствует 430.22 (А): 16А × 1,25 = 20А; Для таблицы 310.16 требуется 14 AWG при 60 ° C.

(b) Согласно 430,32 (A) (1), защита от перегрузки имеет следующие параметры: 14A (заводская табличка) × 1,15 = 16,1A.

(c) Защита от короткого замыкания и замыкания на землю определяется на основе 430,52 (C) (1): 16A × 2,50 = 40A автоматического выключателя.

Следовательно, все три утверждения верны.

Устройство защиты от перегрузки 16 А защищает проводники 14 AWG от перегрузки по току, а устройство защиты от короткого замыкания 40 А защищает их от короткого замыкания.Этот пример иллюстрирует иногда сбивающий с толку факт, что при расчете двигателя вы фактически рассчитываете защиту от перегрузки по току и защиты от короткого замыкания отдельно.

Расчеты двигателя долгое время были источником путаницы и ошибок для многих. Понимание того, что отличает эти расчеты, должно помочь вам каждый раз правильно выполнять расчеты двигателя. В следующем месяце мы рассмотрим определение размеров фидеров двигателей в Части 2.

Как выбрать предохранитель или автоматический выключатель для группы двигателей в одной ответвленной цепи согласно NEC

Чтобы выбрать подходящий предохранитель или автоматический выключатель для установок групповых двигателей, вы должны применить особые правила Национального электрического кодекса (NEC) для установок групповых двигателей.Это относится к одиночному автоматическому выключателю или предохранителю для группы двигателей в параллельной цепи, что является одной защитой от короткого замыкания на входе в установке группового двигателя.

двигатель в той же ответвленной цепи

См. Разделы 430-53C и 430-53D NEC (Национальный электротехнический кодекс) для правильного выбора допустимой токовой нагрузки проводника. Это относится к одиночному автоматическому выключателю или предохранителю для группы двигателей в параллельной цепи, что является одной защитой от короткого замыкания на входе в установке группового двигателя.

Расчет номинала автоматического выключателя для группы двигателей

Пример -1
Восемь двигателей с размерами, указанными в таблице, устанавливаются на конвейерную систему. Используются предохранители с выдержкой времени.

Количество двигателей Мощность (л.с.) Напряжение Ампер полной нагрузки (FLA)
1 5 460 7,6
4.8
5 2 460 3,4

В соответствии с разделом 430-52 NEC, разделом 430-53 и таблицей 430-152 предохранители с выдержкой времени должны иметь следующие размеры :
175% FLA для самого большого двигателя + сумма FLA для всех остальных двигателей
⇒ (1,75 x 7,6) + (2 x 4,8) + (5 x 3,4) = 39,9 A.

NEC 430-52 позволяет использовать следующий по величине предохранитель стандартного размера, который в данном случае составляет 40 А. Если ложное срабатывание является проблемой при выборе этого предохранителя, NEC разрешает использовать вместо него 225% наибольшего номинального тока двигателя. 175% при расчете размера.В этом случае расчет выглядит следующим образом (следующий по величине стандартный номинал предохранителя в данном случае составляет 45 А):
(2,25 x 7,6) + (2 x 4,8) + (5 x 3,4) = 43,7 A

Пример -2

Количество двигателей Мощность (л.с.) Напряжение FLA- Ампер полной нагрузки
2 10 460 14
1 760
2 3 460 4.8
5 2 460 3,4

В соответствии с разделом 430-52 NEC, разделом 430-53 и таблицей 430-152 NEC, автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени должен иметь размеры следующим образом (следующий по величине автоматический выключатель стандартного размера с обратнозависимой выдержкой времени составляет 90 А):
250% FLA для самого большого двигателя + сумма FLA для всех остальных двигателей
⇒ (2,5 x 14) + 14 +7,6 + (2 x 4,8 ) + (5 x 3,4) = 83,2 А

Если ложное срабатывание является проблемой, NEC допускает размеры автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, которые «ни в коем случае не должны превышать 400% для токов полной нагрузки 100 ампер или меньше, или 300% для тока полной нагрузки более 100 ампер. .В этом случае расчет выглядит следующим образом (следующий по величине стандартный автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени в данном случае составляет 110 А):
(4,0 x 14) + 14 +7,6 + (2 x 4,8) + (5 x 3,4 ) = 104,2 А

двигатель в параллельной цепи

Дополнительная литература

6 принципов выбора автоматического выключателя

Автоматические выключатели можно разделить на автоматические выключатели распределительного типа, автоматические выключатели с защитой двигателя, автоматические выключатели с бытовой защитой, автоматические выключатели утечки и т. Д.в зависимости от их использования. В соответствии с их различными характеристиками защиты, эта статья знакомит с тем, как выбрать подходящий автоматический выключатель, чтобы выбрать автоматический выключатель, который используется в качестве основы.

1. Требования к выбору тока и напряжения:

  • Номинальное напряжение выключателя ≥ номинальное напряжение линии;
  • Номинальный ток автоматического выключателя ≥ расчетного тока нагрузки линии;
  • номинальный ток расцепителя автоматического выключателя ≥ расчетный ток нагрузки линии;
  • Предельная отключающая способность автоматического выключателя ≥ максимального тока короткого замыкания в линии;
  • Автоматический выключатель мгновенного (или с короткой задержкой) срабатывания устанавливает ток с однофазным током короткого замыкания на землю в конце линии не менее 1.25 раз;
  • Номинальное напряжение расцепителя минимального напряжения автоматического выключателя равно номинальному напряжению линии.

2. Выбор автоматических выключателей для распределения электроэнергии.

Автоматические выключатели для распределения обычно используются в сетях низкого напряжения специально для распределения электроэнергии, включая автоматические выключатели источника питания и выключатели нагрузки ответвления. При выборе этого типа автоматического выключателя обратите особое внимание на следующие принципы выбора:

  • Допустимая допустимая токовая нагрузка линии не меньше установленного значения рабочего тока с длительной задержкой автоматического выключателя.Если используются провод и кабель, значение уставки рабочего тока с длительной задержкой автоматического выключателя может составлять 80% от допустимой допустимой токовой нагрузки провода и кабеля.
  • Время пуска двигателя с наибольшим пусковым током в цепи не более чем в 3 раза превышает время возврата установленного значения тока срабатывания с длительной задержкой. 3) Значение уставки мгновенного тока I1: I1 = 1,1 (Ijx + klkIedm). Среди них: kl — коэффициент воздействия пускового тока двигателя, обычно kl = 1.7 ~ 2; Iedm — максимальный номинальный ток двигателя.

3. Выбор автоматического выключателя защиты двигателя.

Двигатели обладают двумя характеристиками: во-первых, пусковой ток обычно в несколько раз превышает номинальный; во-вторых, он обладает определенной перегрузочной способностью. Поэтому, выбирая автоматический выключатель для защиты двигателя, мы должны обращать внимание на эти две характеристики двигателя. Для обеспечения надежной работы двигателя при выборе автоматического выключателя следует обратить внимание на следующие моменты:

  • Определите значение уставки рабочего тока с длительной задержкой выключателя с номинальным током двигателя.
  • Возвращаемое время 6-кратной уставки тока с длительной задержкой срабатывания автоматического выключателя> фактического времени пуска двигателя. 3) Мгновенное значение уставки рабочего тока автоматического выключателя: двигатель клетки должен в 8-15 раз превышать номинальный ток расцепителя; ток двигателя обмотки должен быть в 3-6 раз больше номинального тока расцепителя.

4. Подбор бытовых автоматов защиты.

В бытовых источниках питания автоматические выключатели обычно используются в качестве выключателей защиты основного источника питания или выключателей защиты ответвлений.В случае короткого замыкания или перегрузки в цепи или бытовых приборах автоматический выключатель может автоматически отключиться и отключить подачу питания, тем самым эффективно защищая это оборудование от повреждений и сокращая аварии до минимального диапазона.

В семействе однополюсный (1P) обычно используется для защиты ответвлений; двухполюсный (т. е. 2-полюсный) автоматический выключатель используется для защиты основного источника питания. Важно выбрать номинальную мощность и ток автоматического выключателя в семействе, потому что, если номинальный ток автоматического выключателя будет выбран слишком большим, в цепи или бытовых приборах произойдет короткое замыкание или перегрузка, автоматический выключатель не сможет автоматически сработать. и отключили питание.Если выбранное значение слишком мало, автоматический выключатель легко часто срабатывает, вызывая ненужные перебои в подаче электроэнергии, влияя на нормальный срок службы и вызывая ненужные проблемы.

Как правило, общие характеристики автоматических выключателей различаются номинальным током, в основном 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А, 80А, 100А и т.д .; Обычным домашним хозяйствам следует обратить внимание при выборе или проверке общего значения общего тока нагрузки. Следующие пункты:

  • Значение тока каждой ветви

а.Мощность напрямую делится на напряжение, указанное на паспортной табличке чисто резистивной нагрузки.

Формула I = мощность / 200в;

Например, лампа мощностью 200 Вт, ток ответвления I = 200 Вт / 220 = 0,9 А

К устройствам с резистивной нагрузкой относятся лампочки, электрические обогреватели, электрические вентиляторы, электрические сковороды, электрические обогреватели, электрические утюги, электрические одеяла, электрические рисоварки, пылесосы, электрические водонагреватели, кондиционеры и т. Д.

б. Расчет индуктивной нагрузки немного сложнее, следует учитывать потребляемую мощность, а при конкретном расчете также следует учитывать коэффициент мощности.Чтобы облегчить оценку, я привожу простой метод расчета. Для обычных индуктивных нагрузок укажите мощность, рассчитанную на основе нагрузки. Например, укажите, что ток ответвления люминесцентной лампы мощностью 200 Вт составляет I = 200 Вт / 220 В = 0,9 А, что удваивается до 0,9 * 2 = 1,8 А (на 1,5 А больше, чем точное расчетное значение, на 0,3 А больше).

К устройствам восприятия относятся телевизоры, стиральные машины, люминесцентные лампы, холодильники и люминесцентные лампы.

  • Полный ток нагрузки складывается из тока каждой ветви

Зная ток ответвления и полный ток, вы можете выбрать характеристики автоматического выключателя и главного выключателя или проверить, соответствуют ли технические характеристики разработанных электрических компонентов требованиям безопасности; для обеспечения безопасности и надежности номинальный рабочий ток электрических компонентов, как правило, должен более чем в 2 раза превышать требуемый максимальный ток нагрузки; Кроме того, при выборе электрических компонентов следует также учитывать возможность увеличения электрической нагрузки в будущем, чтобы оставить запас для будущего спроса.

5. Выбор автоматического выключателя утечки

Автоматические выключатели утечки обычно делятся на два полюса, три полюса и четыре полюса, которые используются в разных цепях. Только правильный выбор и использование могут сыграть свою роль, поэтому обратите внимание на следующие пять пунктов при выборе автоматического выключателя утечки:

  • Номинальный ток расцепителя перегрузки ≥ максимального тока нагрузки цепи;
  • Предельная отключающая способность автоматического выключателя ≥ цепи * максимальный ток короткого замыкания;
  • Ток утечки, который должен быть защищен цепью, должен быть ≤ указанного тока защиты от утечки автоматического выключателя
  • .
  • Нормальное рабочее напряжение и ток линейного оборудования ≤ номинальное напряжение и ток автоматического выключателя;
  • Он имеет короткое время отклика на прерывание, что может защитить линию и оборудование.

Иногда сложно судить, стоит ли выбирать четырехполюсный автоматический выключатель в приложении. Вот принципы, которым необходимо следовать при выборе четырехполюсного автоматического выключателя. Четырехполюсный автоматический выключатель следует выбирать в следующих ситуациях:

  • Согласно положениям IEC465.1.5, автоматический выключатель преобразования между обычным источником питания и резервным генератором;
  • Автоматический выключатель с двойным преобразованием мощности и защитой от утечки должен иметь четырехполюсный автоматический выключатель.Два выключателя верхнего уровня имеют защиту от утечки, а автоматический выключатель преобразования мощности нижнего уровня;
  • Автоматический выключатель источника питания между двумя разными системами заземления;
  • Автоматический выключатель подвода питания системы ТТ;
  • Когда в системе IT есть середина Автоматический выключатель, используемый при протяжке нейтрального провода.

В следующих случаях, как правило, нет необходимости использовать четырехполюсный автоматический выключатель или использование четырехполюсного выключателя запрещено:

  • Системы TN-S и TN-C-S обычно не требуют оснащения четырехполюсными автоматическими выключателями;
  • Четырехполюсные автоматические выключатели строго запрещены в системах TN-C.

6. Меры предосторожности при использовании после выбора автоматического выключателя

После выбора автоматического выключателя обратите внимание на следующее во время использования: характеристики защиты от утечки, перегрузки и короткого замыкания автоматического выключателя устанавливаются производителем и не могут быть отрегулированы по желанию во время использования, чтобы не повлиять на производительность; После того, как цепь подключена, следует проверить правильность подключения. Это можно проверить по кнопке тестирования. После того, как автоматический выключатель отключился из-за короткого замыкания, необходимо проверить контакты.Если главный контакт сильно обгорел или имел ямы, его нужно отремонтировать; если автоматический выключатель не может быть сломан, это означает, что автоматический выключатель или цепь неисправны и нуждаются в ремонте; После того, как устройство защиты от утечки введено в действие, по истечении определенного периода времени пользователь должен проверить, нормально ли работает автоматический выключатель, с помощью кнопки проверки; проводка нагрузки автоматического выключателя утечки должна проходить через конец нагрузки автоматического выключателя, и ни одна фазная или нейтральная линия нагрузки не должна выходить из строя.После срабатывания автоматического выключателя утечки произойдет искусственная «утечка», из-за которой автоматический выключатель не включится и вызовет «неправильное срабатывание». Четырехполюсный автоматический выключатель утечки должен быть подключен к нейтральной линии, чтобы электронная цепь работала нормально; Функция кнопки проверки заключается в проверке рабочего состояния автоматического выключателя после его новой установки или работы в течение определенного периода времени, когда он включен и находится под напряжением. Нажмите кнопку тестирования, автоматический выключатель может быть сломан, показывая, что он работает нормально и может использоваться постоянно; Для более эффективной защиты цепи и оборудования автоматический выключатель утечки можно использовать вместе с предохранителем.Когда автоматический выключатель выходит из строя из-за неисправности в защищаемой цепи, рукоятка управления находится в положении срабатывания. После выяснения причины и устранения неисправности сначала нужно потянуть вниз ручку управления, чтобы рабочий механизм «снова застегнул» перед тем, как можно будет выполнить операцию закрытия.

Консультации — Инженер по подбору | Основы защиты цепи двигателя

Цели обучения

  • Изучите разницу между электрической перегрузкой и перегрузкой по току.
  • Знайте, как выбрать устройство защиты двигателя от перегрузки.
  • Просмотрите, как выбрать устройство максимальной токовой защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для цепей двигателя
  • Поймите, как правильно выбрать сечение проводов для двигателей.

NFPA 70: Статья 430 Национального электротехнического кодекса охватывает двигатели, включая их защиту от перегрузки, защиту от короткого замыкания и замыкания на землю, проводники, цепи управления, контроллеры, центры управления двигателями, средства отключения, системы привода с регулируемой скоростью (также известные как частотно-регулируемые приводы). ) и заземление.Эта статья основана на выпуске NEC 2017 года.

Часть III статьи 430 касается защиты двигателя и его цепи от перегрузки. Важно защитить электродвигатели, оборудование управления электродвигателями и проводники параллельных цепей электродвигателя от перегрузок электродвигателя и чрезмерного нагрева. Также очень важно, чтобы двигатель мог запускаться и работать по назначению.

NEC заявляет, что положения статьи 430 части III не должны применяться к цепям двигателей с номинальным напряжением более 1000 вольт. В этой статье рассматриваются типичные двигатели с напряжением ниже 1000 вольт.

Перегрузка двигателя в зависимости от перегрузки по току

Важно понимать разницу между перегрузкой и перегрузкой по току.

Перегрузка по току — это когда ток превышает номинальный ток двигателя или допустимую нагрузку на его проводники. Это может быть из-за перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.

Перегрузка — это когда работа двигателя с превышением его нормальной номинальной полной нагрузки сохраняется в течение достаточно долгого времени, что может вызвать повреждение или перегрев двигателя. Короткое замыкание или замыкание на землю не считается состоянием перегрузки.Защита от перегрузки защищает двигатель от возгорания.

Защита двигателя от перегрузки не предназначена или может быть не в состоянии остановить токи короткого замыкания или токи замыкания на землю. Неисправность не является перегрузкой, как указано в определениях статьи 100 NEC. Однако перегрузка считается перегрузкой по току.

Короткое замыкание — это непреднамеренное электрическое соединение между любыми двумя нормально токоведущими проводниками электрической цепи, например, между фазой и нейтралью или между фазой и линией.

Замыкание на землю — это непреднамеренное электрически проводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи и обычно не токоведущими проводниками, металлическими дорожками качения или кожухами оборудования или землей. Во время замыкания на землю на металлических частях могут присутствовать опасные напряжения до тех пор, пока не сработает устройство защиты от перегрузки по току, такое как предохранитель или автоматический выключатель.

NEC также заявляет, что положения не требуют защиты двигателя от перегрузки, если потеря мощности может привести к потенциальной опасности для жизни, например, с пожарным насосом.

Защита двигателя от перегрузки

Ток полной нагрузки двигателя используется для определения защиты от перегрузки. Этот FLA указан на паспортной табличке оборудования. Примеры устройств защиты от перегрузки включают предохранители и автоматические выключатели, а также пускатели двигателей с реле (ами) перегрузки или твердотельный контроллер / пускатель двигателя.

NEC 430.32 состояний для двигателей непрерывного режима с коэффициентом эксплуатации 1,15 или более на паспортной табличке или с превышением температуры на паспортной табличке 40 ° C должно иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке (FLA). .

Двигатели, работающие в непрерывном режиме, обычно имеют продолжительную нагрузку, при которой ток FLA достигается в течение трех часов или более.

Типичной защитой от перегрузки могут быть предохранители или автоматические выключатели, если они применяются должным образом. При выборе устройства защиты от перегрузки, если в результате расчетов получается нестандартный номинальный ток для автоматического выключателя или предохранителя, инженер должен использовать следующий меньший размер. Стандартные размеры предохранителей и автоматических выключателей можно найти в NEC 240,6 (A).

Все остальные двигатели, кроме двигателей с заводской табличкой 1.15 или более или с превышением температуры на паспортной табличке на 40 ° C, устройство защиты от перегрузки должно иметь размер не более 115% от номинальной мощности двигателя.

Пример расчета размера устройства защиты двигателя от перегрузки:

Паспортная табличка двигателя имеет коэффициент использования 1,15 и номинальный ток 24,5 ампер.

NEC заявляет, что это устройство защиты от перегрузки должно быть рассчитано не более чем на 125% от FLA двигателя для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1,15 или более.

24,5 ампер x 1,25 = 30,625 ампер

Используйте устройство защиты от перегрузки с номиналом 30 ампер, потому что номинальное значение не может превышать 125% от FLA.Это устройство защиты от перегрузки может быть предохранителем или автоматическим выключателем.

Рис. 1: Освещение приемной зоны спортивного института Джеймсон Крейн Университета штата Огайо управляется по отдельной цепи. Предоставлено: Metro CD Engineering

Максимальная токовая защита двигателя

Часть IV статьи 430 NEC перечисляет требования к максимальной токовой защите двигателя. Это включает в себя защиту от короткого замыкания и замыкания на землю для двигателя, оборудования управления двигателем и проводов.

Статья 430.52 устанавливает требование, чтобы устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в параллельной цепи двигателя могло выдерживать пусковой ток двигателя. Обычно, когда напряжение сначала подается на асинхронный двигатель, требуется большой пусковой пусковой ток. Когда двигатель начинает достигать номинальной скорости, ток двигателя достигает значения FLA.

Таблица 430.52 в NEC предоставляет максимальные номинальные значения или настройки устройств защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и замыкания на землю.В таблице перечислены типы двигателей (однофазные, многофазные двигатели переменного тока, кроме двигателей с фазным ротором, с короткозамкнутым ротором — кроме энергоэффективных двигателей конструкции B, синхронные, с фазным ротором и постоянного тока / постоянного напряжения). В таблице также указано для каждого типа двигателя процентное значение тока полной нагрузки для различных устройств защиты от замыканий на землю и защиты от замыканий на землю: плавкие предохранители без выдержки времени, двухэлементные предохранители (с выдержкой времени), автоматический выключатель мгновенного срабатывания и автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.

В этом примере расчета показано, как подобрать устройство защиты двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю.

Определите размер обратного выключателя и сечение проводника для однофазного двигателя мощностью 5 лошадиных сил, 230 В, с клеммами 75 ° C.

Сначала перейдите к Таблице 430.52 и найдите строку с «однофазными двигателями». Затем перейдите к столбцу «прерыватель с обратнозависимой выдержкой времени». Там вы найдете «250», что означает «250% от тока полной нагрузки».

Инженер-электрик может не иметь доступа к паспортной табличке двигателя на этапе проектирования, чтобы определить FLA для двигателя. Для определения FLA необходимо связаться с производителем.Если FLA по-прежнему недоступен, инженер должен обратиться к таблице 430.248 NEC, в которой указан ток полной нагрузки в амперах для однофазных двигателей. Например: 5 лошадиных сил при 230 вольт — это 28 ампер.

28 ампер x 2,50 (это 250% тока полной нагрузки из таблицы 430.52) = 70 ампер.

Автоматический выключатель на 70 ампер стандартного размера, поэтому он подходит для устройства максимальной защиты от перегрузки по току для этого двигателя мощностью 5 лошадиных сил.

Если расчет для защитного устройства не соответствует стандартному номиналу автоматического выключателя, то можно использовать устройство защиты от перегрузки по току следующего более высокого уровня.Это объяснение можно найти в Статье 430.52 (C) (1) Исключение 1. Обратитесь к этой статье в NEC для дальнейших исключений.

Минимальный размер проводов двигателя определен статьей 430.22. Это означает, что проводники для одного двигателя рассчитаны на ток полной нагрузки не менее 125% от указанного в таблице, а не на ток, указанный на паспортной табличке.

Из таблицы 430.248 используйте значения 28 ампер, полученные выше.

28 ампер x 1,25 (125% от полной нагрузки) = 35 ампер.

Используйте NEC Table 310.15 (b) (16), чтобы найти правильный размер проводника для меди, 75 ° C, тип THWN. Для 35 ампер это размер проводника 10 AWG.

Обратите внимание, что максимальная токовая защита устройства составляет 70 ампер, а сечение проводников — # 10 AWG. В этом примере максимальная токовая защита для цепи двигателя может быть больше допустимой допустимой нагрузки проводов. Это то, с чем часто сталкиваются многие инженеры. Идея состоит в том, чтобы сечение проводника соответствовало размеру устройства защиты от сверхтока.NEC позволяет устройству защиты от перегрузки по току превышать номинал проводов, чтобы учесть пусковой ток двигателя.

NEC позволяет использовать одно устройство максимальной токовой защиты от перегрузки двигателя, короткого замыкания в ответвлении двигателя и замыканий на землю. Статья 430.55 «Комбинированная защита от перегрузки по току» гласит, что одиночное устройство защиты от перегрузки по току должно соответствовать требованиям статьи 430.32.

ЧРП и системы регулируемых приводов

ЧРП

— это тип системы привода с регулируемой скоростью.ЧРП становятся все более распространенными на коммерческих и промышленных объектах. Частотно-регулируемые приводы могут обеспечить экономию энергии по сравнению с двигателями с постоянной скоростью.

NEC Статья 430 Часть X касается систем привода с регулируемой скоростью. Большинство частотно-регулируемых приводов имеют собственное устройство защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю.

Если частотно-регулируемый привод не имеет собственного защитного устройства, то для определения номинальных характеристик этих устройств следует использовать NEC 430.32 и 430.52.

Цепь защиты освещения

NEC считает, что освещение является постоянной нагрузкой.Это нагрузка, при которой максимальный ток составляет три часа или более.

Статья 410 NEC касается освещения. Однако в статье 210.19 рассматривается размер световодов, поскольку большинство осветительных приборов работают непрерывно в течение трех часов или более. 210,9 (A) (1) — для ответвленной цепи освещения не более 600 вольт. 210.19 (A) (1) (a) указывает, что когда параллельная цепь обеспечивает постоянную нагрузку, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен составлять не менее 125% от продолжительной нагрузки.

Например, инженер-электрик проектирует освещение для нового учреждения спортивной медицины. Инженер определяет количество встраиваемых светодиодных осветительных приборов в зоне приема и ожидания, которые могут быть подключены к автоматическому выключателю на 120 вольт и 20 ампер, который не на 100% полностью рассчитан.

Автоматический выключатель со 100% номинальной мощностью может выдерживать ток, указанный в его номинале, для длительных нагрузок. Типичный автоматический выключатель рассчитан на 80% тока, указанного на выключателе для длительных нагрузок.Например, типичный автоматический выключатель на 20 ампер (не полностью рассчитанный на 100%) может выдерживать постоянные нагрузки 16 ампер, что составляет 80% от 20 ампер.

Управление декоративными осветительными приборами должно осуществляться по отдельной цепи (см. Рисунок 1). Осветительные приборы следует оставлять включенными непрерывно примерно на 16 часов каждый день. Каждая встраиваемая банка светильника на открытой офисной территории составляет 28 Вт.

В статье 210.19 (A) (1) (a)

NEC указано, что длительные нагрузки должны иметь размеры проводников параллельной цепи не менее 125% от продолжительной нагрузки.Если ответвленная цепь имеет постоянные нагрузки или любую комбинацию непрерывных и прерывистых нагрузок, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен иметь допустимую нагрузку не менее прерывистой нагрузки плюс 125% продолжительной нагрузки.

Расчет: Типовой автоматический выключатель на 20 А рассчитан на 16 А. При постоянной световой нагрузке 16 ампер / 1,25 (125%) = 12,8 ампер. Это означает, что для осветительных нагрузок в этой цепи доступно 12,8 А.

28 Вт необходимо преобразовать в вольт-амперы для этого расчета.Светодиодные источники света обычно имеют коэффициент мощности от 0,65 до 0,95. Для этого расчета мы будем использовать коэффициент мощности 0,85.

28 Вт / 0,85 = 32,9 вольт-ампер; это означает, что каждый встраиваемый светодиодный осветительный прибор потребляет 32,9 вольта.

Для определения максимального количества этих светодиодных осветительных приборов, разрешенных в цепи:

120 вольт x 12,8 ампер = 1536 вольт-ампер; это максимально допустимый ток в цепи.

1536 вольт-ампер / 32,9 вольт-ампер = 46.7 светодиодных светильников; 46 светильников — это максимальное количество встраиваемых светодиодных светильников в этой цепи.

Одна проблема, о которой инженеры-электрики могут не знать, — это пусковой ток для светодиодных источников света. Когда светодиодные источники света включены, может возникнуть большой бросок тока. Этот большой пусковой ток может привести к срабатыванию автоматического выключателя или срабатыванию предохранителя. Инженер должен определить, может ли пусковой ток и его продолжительность отключить автоматический выключатель.

В спецификации источника света СИД может быть указано что-то вроде этого: «Для защиты от пускового тока следует использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания или автоматический выключатель типа C / D.Типичный автоматический выключатель типа C имеет минимальную уставку срабатывания, в 5-10 раз превышающую номинальный ток. Типичный автоматический выключатель типа D имеет минимальную уставку отключения, в 10-20 раз превышающую номинальный ток.

NEC Статья 411 содержит низковольтные системы освещения. Это для систем освещения, работающих от напряжения не более 30 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока. Обычные низковольтные системы включают в себя некоторое освещение дорожек и распространены в коммерческих зданиях, музеях, ландшафтном дизайне и т.д.

Низковольтные системы освещения обычно имеют источник питания, осветительные приборы и другое сопутствующее оборудование, такое как дорожка для освещения дорожки.

В статье 411.7 NEC

говорится, что низковольтные системы освещения могут питаться от ответвленной цепи с максимальным током 20 А.

Защита электродвигателей и систем освещения входит в компетенцию NEC. Двигатели могут использоваться в системах жизнеобеспечения, таких как лифты, системы дымоудаления и т. Д. Системы освещения могут включать аварийное освещение для выхода людей из здания.

NEC Статья 430 касается двигателей. Инженер-электрик должен правильно рассчитать устройство защиты от перегрузки и устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для двигателя.

Статья 410 NEC касается освещения. Освещение считается постоянной нагрузкой, и это необходимо учитывать при проектировании защиты цепи

.

Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

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

Выбор автоматического выключателя

Выбор CB производится по:

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

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

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

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

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

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

Рис. H47 — Температура окружающей среды

Некомпенсированные термомагнитные расцепители

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

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

Пример

Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?

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

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

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

Компенсированные термомагнитные расцепители

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

Например:

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

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

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

iC60 (МЭК 60947-2)

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

Рейтинг Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
1 1,16 1,14 1,12 1,1 1.08 1.06 1,04 1.02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2,11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4,11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
6 7,31 7,16 7,01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5,22
10 11.7 11,5 11,3 11,1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12,4 12,1 11,8
16 18.6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19,6 19,2 18,7 18,3
25 28.5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23,1
32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32,7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
40 46.4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53,4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
63 74.9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

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

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

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

Электронные расцепители

Электронные расцепители очень стабильны при изменении температурных уровней.

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

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

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

Тип выдвижения Masterpact МТЗ2 Н1 — х2 — х3 — х4 -L1 -х20
08 10 12 16 20 [а] 20 [b]
Температура окружающей среды (° C)
Спереди или сзади по горизонтали 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60 1900
65 18:30 1950
70 1520 1750 1900
Задняя вертикальная 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60
65
70
  1. ^ Тип: h2 / h3 / h4
  2. ^ Тип: L1

Выбор порога срабатывания мгновенного или кратковременного срабатывания

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

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

Тип Расцепитель Приложения
Низкое значение

тип B

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

тип C

  • Защита цепей: общий случай
Высокая установка

тип D или K

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

типа МА

  • Защита двигателей с помощью контакторов и защита от перегрузки

Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

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

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

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

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

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

Этот метод известен как «каскадирование» (см. «Координация между автоматическими выключателями»).

Автоматические выключатели для IT-систем

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

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

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

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

Правила некоторых стран могут добавлять дополнительные требования.

Рис. H52 — Ситуация двойного замыкания на землю

Выбор автоматических выключателей в качестве главных вводов и фидеров

Установка с питанием от одного трансформатора

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

Пример

(см. рис. х53)

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

В трансформаторе = 360 А

Isc (3 фазы) = 9 кА

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

Рис. H53 — Пример трансформатора на подстанции потребителя

Установка с питанием от нескольких трансформаторов параллельно

(см. рис. х54)

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

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

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

Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

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

1. фазовый сдвиг напряжений, от первичной к вторичной, должен быть одинаковым во всех параллельных устройствах.

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

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

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

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

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

Пример

(см. рисунок h55)

Выбор автоматического выключателя для режима CBM

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

Выбор автоматического выключателя для режима CBP

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

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

Эти автоматические выключатели обладают следующими преимуществами:

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

Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

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

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

Выбор выключателей фидера и конечного контура

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

Использование таблицы G42

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

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

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

Детальный расчет уровня тока короткого замыкания

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

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

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

  • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойного замыкания
  • Номинальное значение отключения по току короткого замыкания: 2-полюсный выключатель фаза-нейтраль должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного короткого замыкания
  • Защита от непрямого прикосновения: эта защита предоставляется в соответствии с правилами для схем IT

Пошаговое руководство по выбору автоматического выключателя

При выборе автоматического выключателя следует учитывать несколько различных критериев, включая напряжение, частоту, отключающую способность, номинальный постоянный ток, необычные условия эксплуатации и тестирование продукта.Эта статья даст пошаговый обзор выбора подходящего автоматического выключателя для вашего конкретного применения.

Номинальное напряжение

Общее номинальное напряжение рассчитывается на основе максимального напряжения, которое может быть приложено ко всем оконечным портам, типа распределения и того, как автоматический выключатель напрямую интегрирован в систему. Важно выбрать автоматический выключатель с достаточной допустимой нагрузкой для конечного применения.

Частота

Автоматические выключатели до 600 ампер могут применяться на частотах 50-120 Гц. Частоты выше 120 Гц приведут к снижению номинальных характеристик выключателя. Во время высокочастотных проектов вихревые токи и потери в стали вызывают больший нагрев компонентов теплового расцепителя, что требует снижения номинальных характеристик или специальной калибровки выключателя. Общая величина снижения мощности зависит от номинального тока, размера корпуса, а также от частоты тока.Общее практическое правило заключается в том, что чем выше номинальный ток в корпусе определенного размера, тем больше требуется снижение номинальных характеристик.

Все выключатели с более высоким номиналом свыше 600 ампер содержат биметаллические элементы с трансформаторным нагревом и подходят для работы в сети переменного тока с частотой не более 60 Гц. Для приложений с минимальной частотой переменного тока 50 Гц обычно доступна специальная калибровка. Полупроводниковые выключатели предварительно откалиброваны для приложений с частотой 50 или 60 Гц. Если вы делаете проект дизельного генератора, частота будет 50 Гц или 60 Гц. Лучше всего заранее проконсультироваться с подрядчиком по электротехнике, чтобы убедиться, что меры по калибровке приняты, прежде чем приступать к проекту с частотой 50 Гц.

Максимальная отключающая способность

Рейтинг отключения обычно принимается как наибольшая величина тока короткого замыкания, которую выключатель может отключить, не вызывая сбоя системы. Определение максимального значения тока короткого замыкания, подаваемого системой, можно рассчитать в любой момент времени. Одно безошибочное правило, которое необходимо соблюдать при установке правильного автоматического выключателя, заключается в том, что отключающая способность выключателя должна быть равной или большей, чем величина тока короткого замыкания, которая может быть доставлена ​​в той точке системы, где установлен выключатель.Несоблюдение правильного значения отключающей способности приведет к повреждению выключателя.

Постоянный ток

Что касается номинального продолжительного тока, автоматические выключатели в литом корпусе имеют номинал в амперах при определенной температуре окружающей среды. Этот номинальный ток представляет собой постоянный ток, который прерыватель будет проводить при температуре окружающей среды, при которой он был откалиброван. Общее практическое правило для производителей автоматических выключателей — калибровать свои стандартные выключатели на 104 ° F.

Номинальный ток для любого стандартного приложения зависит исключительно от типа нагрузки и рабочего цикла. Номинальный ток регулируется Национальным электротехническим кодексом (NEC) и является основным источником информации о циклах нагрузки в подрядной электротехнической отрасли. Например, для осветительных и фидерных цепей обычно требуется автоматический выключатель, номинал которого соответствует допустимой нагрузке на проводник. Чтобы найти различные стандартные номинальные токи выключателя для проводов разного диаметра и допустимые нагрузки, обратитесь к таблице 210 NEC.24.

Нетипичные условия эксплуатации

При выборе автоматического выключателя очень важно учитывать местоположение конечного пользователя. Каждый выключатель индивидуален, и некоторые из них лучше подходят для более жестких условий эксплуатации. Ниже приведены несколько сценариев, которые следует учитывать при определении того, какой автоматический выключатель использовать:

Высокая температура окружающей среды: Если стандартные термомагнитные выключатели применяются при температурах, превышающих 104 ° F, параметры выключателя должны быть снижены или откалиброваны в соответствии с окружающей средой.В течение многих лет все выключатели были откалиброваны на 77 ° F, а это означало, что все выключатели, температура которых превышала эту температуру, должны были быть снижены. Реально большинство вольеров было около 104 ° F; Для таких ситуаций использовался обычный специальный выключатель. В середине 1960-х годов промышленные стандарты были изменены, чтобы все стандартные выключатели калибровались с учетом температуры 104 ° F.

Коррозия и влага: В средах с постоянной влажностью для гидромолотов рекомендуется специальная обработка влаги.Эта обработка помогает противостоять плесени и / или грибку, которые могут вызвать коррозию устройства. В условиях повышенной влажности лучшим решением является использование обогревателей в корпусе. Если возможно, выключатели следует удалять из агрессивных зон. Если это нецелесообразно, доступны специальные выключатели, устойчивые к коррозии.

Высокая вероятность удара: Если автоматический выключатель будет установлен в зоне с высокой вероятностью механического удара, необходимо установить специальное противоударное устройство.Противоударные устройства состоят из инерционного противовеса над центральной стойкой, который удерживает переключающую штангу в защелкивании в нормальных условиях удара. Этот груз должен быть установлен таким образом, чтобы он не препятствовал работе тепловых или магнитных расцепителей при сценариях перегрузки или короткого замыкания. Военно-морской флот США является крупнейшим конечным пользователем молотов с высокой ударопрочностью, которые требуются на всех боевых кораблях.

Высота: В районах, где высота превышает 6000 футов, автоматические выключатели должны быть снижены в соответствии с допустимой нагрузкой по току, напряжением и отключающей способностью.На высоте более тонкий воздух не отводит тепло от токоведущих компонентов, а также более плотный воздух, находящийся на более низких высотах. Помимо перегрева, более разреженный воздух также предотвращает накопление диэлектрического заряда, достаточно быстрого, чтобы выдерживать те же уровни напряжения, которые возникают при нормальном атмосферном давлении. Проблемы с высотой также могут снизить номинальные характеристики большинства используемых генераторов и другого оборудования для выработки электроэнергии. Перед покупкой лучше всего поговорить со специалистом в области энергетики.

Положение покоя: По большей части выключатели могут быть установлены в любом положении, горизонтально или вертикально, без воздействия на механизмы отключения или отключающую способность.В районах с сильным ветром обязательно иметь выключатель в кожухе (большинство агрегатов поставляется закрытым) на поверхности, которая немного колеблется от ветра. Когда автоматический выключатель прикреплен к негибкой поверхности, существует вероятность разрыва цепи при воздействии сильного ветра.

Техническое обслуживание и тестирование

При выборе автоматического выключателя пользователь должен решить, покупать ли устройство, прошедшее испытания UL (Underwriters Laboratories), или нет.Для обеспечения общего качества рекомендуется приобретать автоматические выключатели, прошедшие испытания UL. Имейте в виду, что продукты, не прошедшие испытания UL, не гарантируют правильную калибровку выключателя. Все низковольтные автоматические выключатели в литом корпусе, внесенные в список UL, проходят испытания в соответствии со стандартом UL 489, который разделен на две категории: заводские испытания и полевые испытания.

Заводские испытания UL: Все стандартные автоматические выключатели в литом корпусе UL проходят обширные производственные и калибровочные испытания в соответствии со стандартом UL 489.Автоматические выключатели, сертифицированные UL, содержат откалиброванные системы с заводскими пломбами. Неповрежденная пломба гарантирует, что выключатель правильно откалиброван и не подвергался взлому, модификации и что продукт будет работать в соответствии со спецификациями UL. Если пломба сломана, гарантия UL аннулируется, как и любые другие гарантии.

Полевые испытания: Это нормальное явление, когда данные, полученные в полевых условиях, отличаются от опубликованной информации. Многие пользователи не понимают, являются ли полевые данные некорректными или опубликованная информация не синхронизирована с их конкретной моделью.Разница в данных заключается в том, что условия испытаний на заводе значительно различаются по сравнению с полевыми. Заводские испытания предназначены для получения стабильных результатов. Температура, высота, климат-контроль и использование испытательного оборудования, разработанного специально для тестируемого продукта, — все это влияет на результат. Публикация NEMA AB4-1996 — выдающееся руководство по испытаниям в полевых условиях. Руководство дает пользователю лучший вариант того, какие результаты являются нормальными для полевых испытаний. Некоторые выключатели поставляются со своими собственными инструкциями по тестированию.Если инструкции отсутствуют, обратитесь в надежную компанию по обслуживанию автоматических выключателей.

Техническое обслуживание: По большей части выключатели в литом корпусе имеют исключительную надежность, в основном благодаря тому, что блоки закрыты. Кожух сводит к минимуму воздействие грязи, влаги, плесени, пыли, других сред и несанкционированного доступа. Частью надлежащего технического обслуживания является обеспечение того, чтобы все клеммные соединения и расцепители были затянуты с надлежащим крутящим моментом, установленным производителем.Со временем эти соединения ослабнут, и их потребуется подтянуть. Автоматические выключатели также необходимо регулярно чистить. Неправильно очищенные проводники, неправильные проводники, используемые для клемм, и незакрепленные выводы — все это условия, которые могут вызвать чрезмерный нагрев и ослабление выключателя. Для выключателей с ручным управлением требуется только, чтобы их контакты были чистыми и чтобы рычаги работали свободно. Для автоматических выключателей, которые не используются на регулярной основе, требуется прерывистый запуск выключателя для обновления систем.

Как всегда, лучше проконсультироваться с сертифицированным электриком, чтобы точно определить, какой тип автоматического выключателя подходит для вашего генератора. Факторы, влияющие на безопасную и правильную работу электрогенератора и автоматического выключателя, варьируются от объекта к объекту, и только лицензированный профессионал может подобрать правильное оборудование.

Ссылка: Matulic, Darko. «Автоматические выключатели» стр. 171-173 Электроэнергетика на месте, 4-е издание .Бока-Ратон, Флорида: Ассоциация электрических генерирующих систем, 2006.

Выбор правильного автоматического выключателя и его типа

Автоматический выключатель — это устройство защиты энергосистемы, которое может замыкать или размыкать цепь

Автоматический выключатель срабатывает в условиях неисправности и изолирует неисправную часть цепи от остальной, размыкая цепь. Эта операция выполняется автоматически с помощью реле вместе с автоматическим выключателем.

Следует отметить, что автоматические выключатели также могут управляться вручную, а также могут работать в нормальных условиях. Следовательно, автоматические выключатели также являются полезными коммутационными устройствами, которые используются для включения или отключения цепи в нормальных условиях.

Рабочий механизм:

В общем смысле автоматический выключатель состоит из двух электродов или контактов, которые при нормальных условиях остаются в контакте друг с другом, позволяя течь току.Но в случае неисправности контакты размыкаются или размыкаются, что приводит к разрыву цепи и предотвращению прохождения тока повреждения.

Размыкание контактов достигается включением катушки отключения автоматического выключателя, которая заставляет контакты двигаться, как показано на рисунке. Также важно знать, что катушка отключения находится под напряжением от реле, поэтому в основном реле сигнализирует выключателю о срабатывании.

Эти контакты также можно размыкать вручную, например, во время обслуживания или переключения.

Мы только что выпустили нашу серию видеоблогов Power Systems Engineering Vlog , и прямо сейчас у нас есть для вас много интересного. Первые 50 участников, которые присоединятся к нашему сообществу видеоблогов, получат 75% скидку . Предложение действительно до 15 мая -го . Чего ты ждешь? Зарегистрируйтесь сейчас.

Явления дуги:

Каждый раз, когда происходит короткое замыкание, через контакты автоматических выключателей проходит чрезвычайно высокий ток.Когда эти контакты начинают размыкаться, площадь контакта уменьшается, а сила тока быстро увеличивается. Это вызывает быстрый нагрев и ионизацию окружающего материала. Эта ионизированная среда, таким образом, действует как путь прохождения тока, задерживая разрыв цепи.

Это может привести к повреждению системы, а выделяемое тепло может повредить сам выключатель. Разность потенциалов между контактами довольно мала, но достаточна для поддержания дуги.

Методы гашения дуги:

Эту дугу необходимо устранить для успешного отключения и отключения цепи.Следовательно, это основной фактор при определении типа и размера автоматического выключателя, который будет использоваться в различных приложениях. Для этого у нас есть два метода гашения дуги.

1. Метод высокого сопротивления:

В этом методе сопротивление дуги увеличивается со временем и увеличивается до тех пор, пока значение тока не упадет до уровня, недостаточного для поддержания дуги. Недостатком являются огромные потери энергии и тепла, рассеиваемого в дуге.

2.Метод низкого сопротивления или нулевого тока:

Этот метод используется для систем переменного тока и наиболее широко используется. Весь синусоидальный ток и напряжения проходят через нулевые точки в каждом полупериоде. Сопротивление поддерживается на низком уровне до тех пор, пока не произойдет переход через нуль, где дуга гаснет естественным образом, после перехода через ноль гасящая среда предотвращает повторное возникновение дуги.

Самый быстрый на сегодняшний день автоматический выключатель может погасить дугу за 2 цикла, в то время как наиболее распространенными средами, используемыми для гашения дуги, являются воздух, масло, гексафторид серы SF6 и вакуум.

Категории автоматических выключателей:

Автоматические выключатели можно разделить на категории согласно соответствующему уровню напряжения системы. Поэтому их можно разделить на выключатели низкого, среднего и высокого напряжения.

Автоматические выключатели низкого напряжения:

Эти выключатели используются для напряжений до 600 В и делятся на 3 типа.

1. Литой корпус (MCCBS):

Они используются для токов от 20 до 2500 ампер и часто используются для включения или выключения цепи.Они помещены в герметичный корпус, поэтому не подлежат ремонту и обычно применяются в распределительных щитах и ​​щитах.

Следует отметить, что MCCBS следует тестировать в соответствии со стандартами UL489 и NEMA AB-1.

2. Силовой выключатель:

Силовые выключатели

имеют номинальные токи от 800 до 6000 ампер. Они используются для защиты генератора и двигателя. Силовые выключатели монтируются в металлических корпусах для распределительных устройств низкого напряжения и должны быть испытаны в соответствии с ANSI C37.13 и UL1066.

3. Изолированный корпус (ICCBS):

ICCBS по сути такие же, как автоматические выключатели в литом корпусе. Однако они включают в себя двухступенчатый механизм закрытия с накоплением энергии. Зарядная рукоятка или двигатель заряжает пружину, которая затем отпускается кнопкой или соленоидом, чтобы окончательно закрыть прерыватель. Обычно они имеют размеры от 800 до 4000 ампер. Обычно они имеют типоразмер от 800 до 4000 ампер и используются в MCC или в качестве главного выключателя в распределительном щите.ICCB также проходят испытания в соответствии со стандартами UL489 и NEMA AB-1

.

Автоматические выключатели среднего и высокого напряжения:

Выключатели

MV используются для систем от 600 В до 69 кВ, а высоковольтные выключатели применяются в системах с напряжением более 69 кВ. Тип среды, находящейся внутри этих автоматических выключателей, используется для их классификации. Они следующие:

1. Масляные автоматические выключатели:

Главные контакты погружены в масло, которое действует как ионизирующая среда.Масло обладает высокой диэлектрической прочностью, чтобы выдерживать напряжение на контактах. Дуга разлагает масло на газы, которые обладают отличными охлаждающими свойствами для гашения дуги. Однако масло, как и газообразный водород, легко воспламеняется, поэтому существует риск возгорания. Эти гидромолоты также требуют своевременного осмотра и замены масла. OCB используются напряжением до 11кВ.

2. Воздушные автоматические выключатели:

В этих автоматических выключателях в качестве средства гашения дуги используется струя воздуха под высоким давлением.

Воздушный поток охлаждает дугу и отталкивает продукты дуги в атмосферу, что приводит к гашению дуги.

Воздушные автоматические выключатели в настоящее время в основном заменяют масляные автоматические выключатели, поскольку они не связаны с пожарной опасностью. Они также компактны и имеют меньшее время дуги. В большинстве систем высокого напряжения выше 110 кВ используются воздушные выключатели.

3. SF6 Автоматические выключатели:

Гексафторид серы (SF6) представляет собой инертный изолирующий газ, который используется в качестве среды для гашения дуги.Он обладает превосходными характеристиками гашения дуги, поскольку SF6 имеет тенденцию поглощать свободные электроны, поэтому дуга быстро изолируется из-за потери проводящих электронов. Также существуют автоматические выключатели F6 на напряжение до 115 кВ и 230 кВ с временем отключения менее 3 циклов. . Однако эти автоматические выключатели очень дороги.

4. Вакуумные силовые выключатели:

В этих выключателях вакуум используется в качестве среды для гашения дуги.Он предлагает самые сильные изоляционные свойства, чем любой другой материал. Следовательно, как только в этом автоматическом выключателе возникает дуга, она немедленно гаснет. Они используются в системах от 22 кВ до 66 кВ.

Обзор типов автоматических выключателей

:

Важные параметры при выборе автоматических выключателей:

Отключающая способность / KA: это максимальный ток, при котором автоматический выключатель рассчитан на безопасное прерывание при определенном напряжении.

Мгновенное срабатывание: Настройки, при которых автоматический выключатель срабатывает немедленно, без какой-либо преднамеренной задержки. Все MCCBS и ICB имеют настройки мгновенного отключения, а для PCBS это необязательно.

Настройки короткого замыкания: Автоматический выключатель должен оставаться замкнутым в течение некоторого времени в диапазоне высоких токов короткого замыкания. Это важный фактор в достижении избирательной координации автоматических выключателей.

Настройки длительного времени: Это настройка автоматического выключателя для определения продолжительности времени, в течение которого может протекать определенный ток перегрузки перед отключением. (для значений тока меньше кратковременного или мгновенного срабатывания).

Непрерывный ток: Это ток, который устройство выдерживает без отключения или перегрева.

Размер кадра: Размер кадра указывает физический размер выключателя, а также максимальный продолжительный ток, который он может выдерживать.

Номинальное напряжение в кВ: Указывает на максимальное напряжение системы, которое может выдержать автоматический выключатель.

Номинальная кВА или МВА: Важной характеристикой автоматического выключателя является его отключающая или отключающая способность. Это максимальный ток, который автоматический выключатель способен отключать при заданном напряжении и в определенных условиях, например: фактор силы.

Вычисляется по следующей формуле:

Рейтинг МВА (отключающая способность) =

√3 x Напряжение системы x ток SC 10 6

знак равно

√3 x V L x I F 10 6

МВА

Где I F = номинальный ток отключения в амперах.

Выбор автоматического выключателя в соответствии с его применением / отключающим устройством:

Это тип MCCB, предназначенный для защиты двигателей. Они содержат регулируемый магнитный расцепитель, который можно настроить для отключения двигателя в случае неисправности. Эта конфигурация может быть выполнена в соответствии с типом двигателя. Следует отметить, что пусковой ток не рассматривается как неисправность и может пройти.

Твердотельное отключение:

Эти отключающие устройства оснащены силовой электроникой и программируемым программным обеспечением.Они намного быстрее и надежнее традиционных автоматических выключателей и требуют относительно меньшего обслуживания.

Они также имеют дополнительные функции отключения, такие как длительное, кратковременное, мгновенное отключение и отключение при падении на землю.

Термомагнитный:

Эти расцепители состоят из биметаллической термопласты, которая контролирует работу автоматического выключателя. Перегрев, вызванный высоким током короткого замыкания, приведет к срабатыванию биметаллической ленты для отключения автоматического выключателя, задержка будет зависеть от величины тока короткого замыкания.В основном они используются для защиты нашей системы от перегрузок.

Эти расцепители доступны как в автоматических выключателях, так и на печатных платах и ​​обеспечивают мгновенное отключение, в то время как установка короткого времени 30 циклов также может быть достигнута для печатных плат с использованием только тепловых устройств.

MCCB, ICCB или печатные платы? Какой выбрать?

В целом все автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузки по току. Выбор автоматических выключателей в литом корпусе, автоматических выключателей с изолированным корпусом и силовых выключателей в системе обычно зависит от предполагаемого применения, требуемых стандартов проектирования и технических характеристик.

Инженер должен учитывать параметры, обсужденные выше, такие как кратковременный рейтинг, отключающая способность, размер кадра и т. Д., Чтобы определить, подходит ли устройство для обеспечения защиты, а также координации и селективности.

Автоматические выключатели и автоматические выключатели

имеют наивысшую отключающую способность наряду с мгновенным отключением, поэтому нашей системе не требуется выдерживать высокие токи при любой временной задержке. В то время как печатные платы имеют высокую отключающую способность, дополнительные настройки мгновенного срабатывания, но модели с наивысшим кратковременным рейтингом.

Эксплуатационные требования, такие как выдвижной монтаж, потребуют печатных плат, в то время как для фиксированного монтажа потребуется MCCBS или ICCBS. Экономические преимущества всегда важны, поэтому выбирается лучший компромисс между номинальными характеристиками, размером корпуса и стоимостью. MCCBS и ICCBS относительно дешевле, чем печатные платы.

Окончательно , мы можем согласиться с тем, что автоматические выключатели являются неотъемлемой частью системы электроснабжения, и их правильное применение очень важно. Наряду с основами и принципами работы автоматических выключателей инженер должен также знать, как правильно выбирать автоматические выключатели в соответствии с их использованием.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *