Характеристика срабатывания автоматического выключателя
В электропроводке квартиры или дома обязательно имеется элемент, который называется автоматическим выключателем, или, чаще, автоматом.
Такой прибор предназначен для автоматической защиты электрической сети от неприятностей, которые могут возникнуть при перегрузке или коротком замыкании. Кроме того, с его помощью можно вручную включать и выключать электрическую цепь.
Особенности внутреннего устройства автоматического выключателя
Существует много различных конструкций автоматов, которые предназначены для защиты электросетей как индивидуальных квартир или домов, так и промышленных предприятий или торговых залов.
Автоматические выключатели определяются номинальным током и группой. В зависимости от этих характеристик автоматы защиты делятся на 3 группы – В, С и D. В бытовых электросетях обычно используются устройства типа С, в которых ток мгновенного выключения лежит в пределах от 5 до 10 значений номинального тока. Далее будут рассмотрены автоматы типа С модульного вида.
В состав автомата защиты от короткого замыкания входят и перегрузки электросети следующие блоки:
- корпус;
- механизм управления;
- устройство коммутации;
- расцепители;
- дугогасительная камера.
Корпус устройства представляет собой пластмассовую коробку, размеры которой стандартизированы. На передней стороне имеется рычаг для включения и выключения автомата, сзади имеется защелка для крепления на DIN-планке, а сверху и снизу – клеммы для подключения проводов.
Устройство коммутации – это набор силовых и вспомогательных контактов. Эти контакты могут быть подвижными или неподвижными.
Расцепители — устройства, предназначенные для размыкания электроцепи в случае, если ток в цепи превышает заданные значения. В автомате имеются электромагнитный и тепловой расцепители. Электромагнитный — это катушка индуктивности с металлическим сердечником, связанным системой рычагов с подвижным силовым контактом автомата. В тепловом — используется биметаллическая пластина, которая под действием протекающего по ней тока изгибается и через рычаги воздействует на подвижной контакт автомата.
Перед эксплуатацией устройства необходимо сделать проверку действия расцепителей автоматических выключателей.
Для ослабления воздействия дуги, которая возникает при размыкании силовых контактов, в автомате предусмотрена специальная камера, состоящая из металлических пластин. Электрическая дуга, попадающая в эту камеру, разбивается пластинами на несколько частей и гасится.
Принцип работы автомата при перегрузке
Состоящая из двух слоев металлов биметаллическая пластина при прохождении через нее тока нагревается. Под действием тепла эта пластина изгибается, воздействует на подвижный контакт автомата и размыкает цепь. Перед тем, как выбрать выключатель автоматический, необходимо определиться с нагрузкой и типом проводки, для которой устанавливается защита. В результате этого обозначается требуемая полюсность автомата.
Величина тока срабатывания теплового расцеплителя обычно больше номинального тока автоматического выключателя на 13-45%. Эта величина может меняться с помощью регулировочного винта при заводской регулировке в довольно широких пределах. Временная задержка выключения автомата при перегрузке необходима для того, чтобы не было лишних отключений при непродолжительном увеличении тока, что, например, бывает при пуске электродвигателя.
Действие устройства при коротком замыкании цепи
При появлении в цепи короткого замыкания происходит быстрое и резкое увеличение тока во всей сети, в том числе — в катушке электромагнитного расцепителя. Под действием резко возросшего электромагнитного поля происходит втягивание сердечника внутрь катушки. Находящийся на сердечнике рычаг воздействует на подвижный силовой контакт, отключает его от неподвижного контакта и размыкает электрическую цепь.
Воздействие токов короткого замыкания может пагубно сказаться на состоянии подключенных приборов, проводки и даже вызвать пожар. Для уменьшения воздействия таких токов время срабатывания расцепителя должно быть минимальным. Современные автоматы при воздействии токов короткого замыкания срабатывают за время не более 0,02 секунды.
Повторное включение автомата — что необходимо сделать?
При срабатывании автомата из-за перегрузки повторное включение цепи возможно только после остывания биметаллической пластины. В этом случае перед тем, как повторно включить автоматический выключатель, необходимо проанализировать нагрузку цепи и постараться ее уменьшить путем отключения лишних приборов.
Перед повторным включением цепи после срабатывания автомата по короткому замыканию необходимо попытаться найти причину этого явления и устранить ее.Например, путем отключения всех потребителей электроэнергии можно проверить на короткое замыкание саму электропроводку. Затем проверить потребителей электричества и найти виновника короткого замыкания.
Подключение диодной ленты подразумевает использование блока питания на 12 Вольт, который можно купить или собрать самостоятельно. Как с помощью LED освещения украсить свой автомобиль — отдельная статья.
Выводы:
- Для защиты электрической цепи от перегрузки и короткого замыкания применяется автоматический выключатель.
- В автомате размыкание цепи при перегрузке тепловым расцепителем осуществляется с временной задержкой, а при коротком замыкании — электромагнитным расцепителем мгновенно.
- Перед повторным включением после срабатывания автомата по перегрузке необходимо уменьшить число потребителей.
- Перед повторным включением после срабатывания автомата по короткому замыканию необходимо вначале устранить причину короткого замыкания.
Принцип работы электрического автомата на видео
A, B, C и D
Изображенная на графике время-токовая характеристика автоматического выключателя C, описывает защитное отключение автомата с кривой типа C. Характеристика C отличается от других характеристик тем, что отключение по перегрузке происходит в пределах 5-х — 10-и кратных превышений рабочего тока над номинальным для автомата током, что позволяет применять автомат с характеристикой C как для бытовых целей, при подключении авктивных (не реактивных) нагрузок, так и в производственных, при подключении автоматов для защиты цепей, питающих электроприборы с реактивной составляющей нагрузки.
При кратковременных превышениях тока в пределах 5-10 раз, срабатывание происходит за период от 20 милисекунд до десяти секунд, что позволяет запускать некоторые электродвигатели с невысокими превышениями пусковых токов над рабочими.
Характеристика C теплового расцепителя автоматического выключателя
Верхняя часть графика время-токовой характеристики C, та, что выше чем 0,015 секунд, относится к рабте теплового расцепителя. Тепловой расцепитель отключает автомат при оносительно небольших и относительно продолжительных увеличениях тока, через расцепитель автомата протекающих. в соответствии с относительно плавно изменяющимся током в защищаемой линии. Тепловой расцепитель является инерционным и достаточно медленно действующим расцепителем, основанным на нагреве биметаллической пластины вследствии протекания по ней электрического тока. При нагреве пластины, она, в связи с разными коэффициентами теплового расширения разных металлов ее составляющих, изгибается и механически сбрасывает защелку взведенного механизма расцепления автомата, после чего, механизм, за счет накопленной при взведении автомата механической энергии пружины, расцепляет контактную пару и отключает автомат.Характеристика C электромагнитного расцепителя автоматического выключателя
Нижняя часть графика время-токовой характеристики C описывает работу электромагнитного расцепителя, характеризуемого высокой, измеряемой в милисекундах, скоростью срабатывания при высоких токах протекающих через катушку расцепителя.Являясь значительно более быстродействующим, чем тепловой, электромагнитный расцепитель предотвращает необратимые изменения, связанные с нагревом от протеканием сверхтока короткого замыкания, в автомате, защищаемой автоматом линии проводки и в подключенных к проводке электроприборах, за счет быстрого размыкания контактной пары автомата механическим воздействием сердечника на спусковой механизм расцепления автоматического выключателя. Скорость отключения автомата при токах короткого замыкания исчисляется в милисекундах, что не позволяет проводникам в защищаемой цепи значительно нагреться, даже при высоких токах, и выйти из строя.
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта .
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей .
Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса
Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.
Самая главная характеристика автоматического выключателя — номинальный ток . Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.
Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.
skupaem-auto.ru
Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель (далее по тексту — автомат) протекает допустимый электрический ток. Однако, если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.
Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автоматического выключателя зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой токовой характеристики автомата, благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.
Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.
При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5 А. Автомат стоит на 10 А, и при значении 12 А он должен отключиться. Что в таком случае делать? Если, например поставить автомат номиналом на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время-токовая характеристика».
Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой
Как известно, основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель. Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ (Коротком замыкании), благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться разогрева теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.
Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время-токовой характеристикой автоматического выключателя.
Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот, они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику.
Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:
· — B — от 3 до 5хIn;
· — C — от 5 до 10хIn;
· — D — от 10 до 20хIn.
Что означают цифры указанные выше?
Приведем небольшой пример: допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).
В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.
Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ.
Согласитесь, логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.
Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
На рисунках пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.
Что показано на графике время-токовой характеристики
На примере 16-и Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.
На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.
Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).
Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 60 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 60 сек.
На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.При прохождении через автомат С16 тока 5хIn (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).
Если через автомат будет протекать ток равный 10хIn, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.
К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.
Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома
В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С.
www.consultelectro.ru
Характеристика D автоматических выключателей
К наиболее важным факторам при выборе защиты электроприборов относится тип времятоковой характеристики автоматического выключателя, то есть зависимости времени расцепления от кратности тока перегрузки. Автоматы с одним и тем же номиналом подразделяют на несколько категорий, для того чтобы устройства не срабатывали каждый раз при кратковременном скачке тока в цепи. Модульные автоматы с характеристикой D (CHINT NB1-63H 1P 1A 10кА, DZ47-60 1P 32A 4.5kA, NB1-63 3P 4A 6кА) используются преимущественно на производстве и рекомендованы только для эксплуатации в сетях с большим пусковым током (электродвигателях, насосах, сварочных аппаратах, подъемных механизмах, трансформаторах).
К выключателям с характеристикой D российский ГОСТ Р 50345-99 выдвигает следующее требование: расцепляющее устройство в автомате должно срабатывать при силе тока мгновенного расцепления в диапазоне от 10 до 20 номиналов (при температуре окружающей среды +30°С). По мере увеличения силы проходящего через автоматический выключатель тока время срабатывания сокращается, и расцепление устройства происходит быстрее. Таким образом, в случае прохождения через выключатель типа D тока, значение которого достигло десяти номинальных токов, цепь устройства разомкнет за 0,1 секунды и более. Это не касается высокого пускового тока: автоматы характеристики D не срабатывают при запуске двигателя, даже в случае десятикратного возрастания пускового тока на время менее 1 секунды. Однако при возрастании тока на двадцать номиналов электромагнитный расцепитель сработает быстрее, чем за 0,1 секунды.
Диапазон перегрузочной способности магнитного расцепителя в автоматах типа D превышает способность автоматических выключателей типа B и C. Для выключателей с характеристикой D характерна пониженная чувствительность при коротком замыкании, и поэтому их нередко используют в качестве вводных для увеличения возможности селективности (избирательного отключения) с нижестоящими автоматами при токах короткого замыкания.
Маркировка характеристики автомата нанесена на корпусе прибора, она характеризует кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу выключателя. Возьмем, к примеру, автоматический выключатель с маркировкой «D40»: номинальный ток, протекающий через автомат в рабочем режиме, равен 40 ампер, а электромагнитное реле сработает от короткого замыкания при величине тока в 10 значений от номинала (или 400 ампер) и гарантировано сработает при величине тока в 20 значений от номинального тока (или 800 ампер). Условный ток нерасцепления в аппаратах с характеристикой D равен 1,13 номинала, то есть при данном значении тока тепловой расцепитель автомата может оставаться неразомкнутым в течение часа.
chint-electric.ru
Информация | Характеристика автоматических выключателей
Характеристика срабатывания размыкающих устройств автоматических выключателей зависит от типа подключаемой нагрузки.
Различают несколько характеристик отключения выключателей (А, В, С, D, К, Z).
Автоматические выключатели с характеристикой типа А предназначены для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
характеристика отключения тип A
Автоматические выключателе с характеристикой типа В рекомендуется использовать для осветительных сетей общего назначения.
характеристика отключения тип B
Автоматические выключатели с характеристикой отключения типа С служат для размыкания осветительных цепей и установок с умеренными пусковыми токами (двигатели и трансформаторы).
При этом у выключателей с характеристикой типа С перегрузочная способность магнитного размыкателя вдвое выше по сравнению с выключателями с характеристикой типа B.
характеристика отключения тип C
В цепях с активно-индуктивной нагрузкой, а также для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами предлагается использовать выключатели с характеристикой типа D.
характеристика отключения тип D
Для подключения индуктивной нагрузки рекомендуется использовать автоматические выключатели с характеристикой типа К.
характеристика отключения тип K
Если в качестве нагрузки используются электронные устройства, их подключение лучше производить через автоматические выключатели с характеристикой типа Z.
характеристика отключения тип Z
electro.narod.ru
Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей и зачем они нужны?
Любому автоматическому выключателю необходимо время на срабатывание. Оно может быть составлять сотые доли секунды, а может и несколько минут. Все зависит от тока, который будет протекать через автоматический выключатель. Если правильно выбрали кабель и автомат, то можете не бояться, что при повышенном токе изоляция на ваших проводах не расплавится, например за 30 секунд, которые необходимы, чтобы автоматический выключатель сработал от определенной перегрузки.
Есть такие интересные время-токовые характеристики автоматических выключателей – это такие красивые графики кривых зависимости времени срабатывания от величины тока. Они на автоматах обозначаются буквами B, C и D.
Эти буковки стоят перед значением номинала автомата. Ниже представлены обычные графики, по которым можно определить, через какое время нагрузка будет обесточена при повышенном токе или его скачке. В школу ходили? С графиками работать умеете? Тогда сразу разберетесь. По вертикальной оси стоит время в секундах. По горизонтальной шкале стоит отношение протекающего по проводам тока к номинальному току автомата I/In.
Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей и зачем они нужны?
Чем же различаются время-токовые характеристики автоматических выключателей «B», «C» и «D»? Все просто! Они различаются в значении величины отношения протекающего тока к номинальному току I/In.
| № пп | Время-токовая характеристика автоматического выключателя | Отношение протекающего тока к номинальному току I/In |
| 1 | B | 3-5 |
| 2 | C | 5-10 |
| 3 | D | 10-20 |
Если все равно остались вопросы, то идем дальше разбираться вместе. Буду приводить все на конкретных примерах, так как это будет более понятно, чем если буду объяснять «на пальцах».
Допустим, есть у нас автоматический выключатель номиналом 10А с характеристикой В. Мы выбрали на 10А, так как проще будет считать, и они часто используются в быту.
Например, произошло ЧП. Жена попросила повесить ковер, а Вы когда сверлили, попали в провод, идущий от распредкоробки. Бабах! Вокруг тишина и темно. Здесь Вы просто сверлом закоротили жилы провода, и произошло короткое замыкание. Было такое? Признаюсь, что у меня в молодости такое было.
В данной ситуации автоматические выключатели с характеристикой В срабатывают практически мгновенно, когда ток в сети превысит значение номинала автомата в 3-5 раз. В нашем случае это ток лежит в пределах 30-50 ампер. Конечно при коротком замыкании ток увеличивается в сотни раз, но автомату с характеристикой В достаточно 3-5 кратного увеличения. Здесь приходит в действие электромагнитный расцепитель.
Смотрим графики ниже и видим, что при токе 50А автомат сработает через 0,01 секунду. Это получается отсюда. Ток при КЗ делим на номинальный ток автомата, т.е. 50А/10А=5. Теперь на горизонтальной шкале находим цифру 5 и ведем условную линию (на рисунке она выделена красным) вертикально вверх до пересечения с кривой. Ставим точку и от нее ведем условную горизонтальную линию до оси времени. У нас получилось ориентировочно 0,01 секунда. Аналогично при перегрузке сети током 15А у нас отношение составило 1,5 и время задержки на срабатывание составит 30 секунд. Здесь автомат отключится благодаря работе теплового расцепителя. Если сечение провода рассчитано правильно, то его изоляция таким током и за это время не успеет расплавиться. Вы защищены.
Выше мы рассмотрели нижнюю кривую, но на картинке их можно выделить 3 шт. Зачем все это? Давайте разберемся. Эти кривые предназначены для разных состояний автоматических выключателей: «холодного» (верхняя кривая) и «горячего» (нижняя кривая), а сам график составлен для температуры окружающей среды +30С. По пунктирной линии рассчитывается время отключения для автоматом номиналом не выше 32А.
Для холодного состояния автоматического выключателя с характеристикой В для вышеописанного примера, время задержки на срабатывание составит при токе 50А – 0,04 сек. и при токе 15А – 4000 сек. (примерно 67 мин.). На рисунке выше это показано синим цветом.
Еще учтите, что автоматы стоят в разных местах – в квартире, в подъезде, на улице и т.д. Например, зимой дома температура +25, в подъезде +16, на улице -25. Соответственно температура элементов расцепителя разная и ему нужно разное время, чтобы прогреться и заставить автомат сработать.
Еще здесь существуют поправочный коэффициент. Чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток через себя будет пропускать автомат и наоборот. При одной и той же нагрузке в жарких и в холодных помещениях один и тот же автомат будет срабатывать при разных значениях тока. Это колебания не значительные и этот вопрос становится актуальным, когда автоматический выключатель сильно нагружен и работает на пределе своего номинала. Стоит повыситься окружающей температуре, как он сможет отключить нагрузку. Часто такой вопрос встает летом в жарких помещениях.
Теперь скажу несколько слов про время-токовые характеристики автоматических выключателей C и D. Суть их заключается в том, что все графики характеристик сдвинуты вправо, т.е. таким образом, увеличивается время их срабатывания. Автомат с характеристикой C при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 5-10 раз. Автомат с характеристикой D при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 10-20 раз.
Из графиков получаем (смотрим ниже). Для автоматического автомата на 10А характеристики C время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 0,02 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 27 сек. и при токе 15А примерно 5000 сек. (83 мин.).
Для автоматического автомата на 10А характеристики D (смотрим графики ниже) время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 1,5 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 30 сек. и при токе 15А примерно 6000 сек. (100 мин.).
Вот видите какая разница в значениях времени при перегрузке автоматов. Это тоже нужно знать и учитывать при их выборе.
Как правило, для квартир используют автоматические выключатели с характеристикой B, а на производстве — C и D. Хотя очень часто можно встретить в этажных щитках автоматы с параметром C. Еще автоматы с параметром B в продаже редко встречаются.
Также учтите, что каждый автомат может пропускать через себя ток больший номинального в 1,13 раз. Это видно из графика. Видите на горизонтальной оси значение 1,13 и если вести условную линию вертикально вверх, то она никогда не пересечет кривую времени. Следовательно, автомат при таком токе не сработает. Поэтому выбирайте кабель большего сечения, т.е. с запасом. Лучше перестрахуйтесь.
Смотрите для каких автоматических выключателей какой соответствует ток не отключения. Это тоже учитывайте при выборе автоматического выключателя по номиналу и кабеля.
| № пп | Номинал автоматических выключателей, А | Условный ток не отключения автоматических выключателей, А |
| 1 | 10 | 11,3 |
| 2 | 16 | 18,08 |
| 3 | 20 | 22,6 |
| 4 | 25 | 28,25 |
Например, для нагрузки, потребляющей ток 25А вы выбрали кабель сечением 2,5мм2. Тут жена собралась готовить обед, попутно пить чай, размораживать мясо в микроволновке и еще принесла на кухню фен (который вы не учитывали в своих расчётах), чтобы волосы посушить. Таким образом, вместо 25А вы можете получить в сети 28А, и автомат тут не сработает, так как он сработает при токе 25А*1,13=28,25А. Из таблицы видно, что для такого тока уже нужен провод сечением минимум 3 мм2. Но у нас провод сечением 2,5 мм2 и поэтому он будет греться и плавиться изоляция.
Да еще возьмите на заметку, что многие производители лукавят при производстве кабеля. Делают его по ТУ (техническим условиям), при которых уменьшают сечение кабеля. Я придерживаюсь такого мнения в выборе кабеля и автоматических выключателей, что лучше все брать с разумным запасом, чем предполагаемая нагрузка.
Не забываем улыбаться:
А не пойти ли мне поработать? — подумал электрик.
И не пошел …
sam-sebe-electric.ru
Основные характеристики автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок
Основными характеристиками автоматического выключателя являются:
- номинальное напряжение Ue;
- номинальный ток In;
- диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки Ir [1] или Irth [1] и защиты от короткого замыкания
Im [1] ; - отключающая способность при коротком замыкании (Icu – для промышленных автоматических выключателей и Icn – для бытовых автоматических выключателей).
Номинальное рабочее напряжение (Ue)
Это то напряжение, при котором данный выключатель работает в нормальных условиях.
Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие импульсным перенапряжениям (см. подраздел Другие характеристики автоматического выключателя).
Номинальный ток (In)
Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных значений максимальной температуры токоведущих частей.
Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40 °C, оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50 °C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60 °C – лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.
Уменьшение номинального тока автоматического выключателя производится путем уменьшения уставки его теплового реле. Использование электронного расцепителя, который может работать при высоких температурах, обеспечивают возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уставками по току) при окружающей температуре 60 °С
или даже 70 °С.
Примечание: в автоматических выключателях, соответствующих стандарту МЭК 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный длительный ток.
Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок
Автоматическому выключателю, который может быть оборудован расцепителями, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению расцепителя с наивысшим уровнем уставки по току отключения.
Пример:
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными расцепителями с номинальными токами от 150 до 630 А. В таком случае номинальный ток данного автоматического выключателя составит 630 А.
Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)
За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Iв, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. Практические значения для схемы защиты).
Термореле обычно регулируются в диапазоне 0,7-1,0 In, но в случае использования электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет 0,4-1,0 In.
Пример (рис. h40):
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения:
Ir = 400 x 0,9 = 360 А.
Примечание: для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In.
Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.
Рис. h40: Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)
Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)
Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:
- для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например МЭК 60898;
- для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности МЭК 60947-2.
Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. h41, h42 и h43).
| Тип расцепителя | Защита от перегрузки | Защита от короткого замыкания | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Бытовые автоматические выключатели (МЭК 60898) | Термомагнитный (комбинирован.) | Ir = In | Нижняя уставка Тип B 3 In ≤ Im ≤ 5 In | Стандартная уставка Тип C 5 In ≤ Im ≤ 10 In | Верхняя уставка Тип D 10 In ≤ Im ≤ 20 In [2] |
| Модульные промышленные авт. выключатели [3] | Термомагнитный (комбинирован.) | Ir = In (не регулируется) | Нижняя уставка Тип B или Z 3,2 In ≤ постоянная ≤ 4,8 In | Стандартная уставка Тип C 7 In ≤ постоянная ≤ 10 In | Верхняя уставка Тип D или K 10 In ≤ постоянная ≤ 14 In |
| Промышленные автоматические выключатели (МЭК 60947-2) [3] | Термомагнитный (комбинирован.) | Ir = In (не регул.) | Постоянная: Im = 7 — 10 In | ||
| Регулируется: 0,7 In ≤ Ir ≤ In | |||||
| Регулируемая: — нижняя уставка: 2 — 5 In | |||||
| Электронный | Большая выдержка времени 0,4 In ≤ Ir ≤ In | Короткая выдержка времени, регулируемая: 1,5 Ir ≤ Im ≤ 10 Ir | |||
[2] 50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).
[3] Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами МЭК. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.
Рис. h41: Диапазоны токов отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для низковольтных автоматических выключателей
Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя
Ir: уставка по току отключения при перегрузке (тепловое реле или реле с большой выдержкой времени)
Im: уставка по току отключения при коротком замыкании (магнитное реле или реле с малой выдержкой времени)
Ii: уставка расцепителя мгновенного действия по току отключения при коротком замыкании
Icu: отключающая способность
Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя
Гарантированное разъединение
Автоматический выключатель пригоден для гарантированного разъединения цепи, если он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к разъединителю (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте (см. Функции низковольтной аппаратуры: изолирование (отключение)). В таком случае его называют автоматическим выключателем-разъединителем и на его фронтальной поверхности наносят маркировку в виде символа
К этой категории относятся все низковольтные коммутационные аппараты компании Schneider Electric: Multi 9, Compact NS и Masterpact.
Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)
Отключающая способность низковольтного автоматического выключателя связана с коэффициентом мощности (cos φ) поврежденного участка цепи. В ряде стандартов приводятся типовые значения такого соотношения. |
Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.
Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.
Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:
- коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании;
- фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.
На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.
В таблице, приведенной на рис. h44 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.
- после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:
— электрическая прочность изоляции;
— разъединяющая способность;
— правильное срабатывание защиты от перегрузки.
| Icu | cosφ |
|---|---|
| 6 kA < Icu ≤ 10 kA | 0,5 |
| 10 kA < Icu ≤ 20 kA | 0,3 |
| 20 kA < Icu ≤ 50 kA | 0,25 |
| 50 kA < Icu | 0,2 |
Рис. h44: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)
Примечания
[1] Величины уставок, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.
ru.electrical-installation.org