Tpo-gefest.ru

ТПО Гефест
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И РАСЦЕПИТЕЛИ

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И РАСЦЕПИТЕЛИ

Характеристики автомата защиты

Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит без выдержки времени и обеспечивает защиту от сверхтоков короткого замыкания.

Тепловой расцепитель имеет интегральную зависимость времени срабатывания от токовой нагрузки. Это обусловлено применением биметаллического элемента, нагреваемого проходящей токовой нагрузкой.

Чем больше значение токовой величины, тем быстрее происходит тепловой изгиб биметалла, освобождение защёлки и, соответственно, отключение автомата. Тепловой расцепитель защищает объект от перегрузки.

Основные принципы автоматической защиты электрических цепей и электрооборудования заключаются в следующем.

Элементы автоматической защиты АВ не обладают возможностью гибкой настройки параметров срабатывания, как УРЗА. Поэтому для обеспечения защиты нагрузки различного свойства применяют автоматические выключатели, имеющие разную зависимость времени срабатывания от токовой величины. Эта зависимость называется время – токовой характеристикой (ВТХ) автоматического выключателя.

В соответствии с ГОСТ Р 50345 – 2010 время – токовые характеристики автоматов делятся на три типа – B, C, D. Наиболее наглядно сравнительные характеристики автоматов защиты демонстрируют графики ВТХ. По горизонтальной оси графиков отложены значения кратности тока, то есть, отношение фактического тока к номиналу автомата, по вертикальной – время отключения.

ГОСТ регламентирует порядок проведения испытаний по проверке время – токовых характеристик защитного автомата. Проверка отключающей характеристики осуществляется на пяти значениях испытательного тока.

Первые три применяемые в ходе испытаний токовые значения предназначены для проверки срабатывания тепловых расцепителей. Одно из них является величиной нерасцепления, два других – токами расцепления. Два последних испытания проводятся для проверки отключающей способности мгновенного электромагнитного расцепителя.

Пояснения работы АВ

Индуктивная катушка, включённая последовательно между клеммами автомата, при прохождении через неё большого тока, работает как магнит, воздействуя на защёлку, освобождающую пружинный механизм контактной группы, тем самым размыкая электрическую цепь, предохраняя линию от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

Читайте так же:
Время токовая характеристика автоматического выключателя ае 2046

Казалось бы, всё просто: превышена нагрузка – сработала защита. Но в момент включения электроприборов, их пусковой ток может превышать номинальное значение в несколько раз. Напрашивается решение – поставить электромагнитный выключатель, выдерживающий наибольшие стартовые нагрузки.

Но проводники в сетях рассчитаны на номинальный рабочий ток. Они способны выдерживать кратковременные перегрузки без какого-либо вреда, что неверно при продолжительных перегрузках, в этом случае провод разогреется до температуры возгорания изоляции, а выключатель так и не выключит напряжение, пока жилы не замкнутся между собой.

Тепловой расцепитель

Дорогостоящим решением может стать увеличение поперечного сечения кабеля до значений пусковых токов.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя (рис.2)

Но есть более дешёвый способ уберечь линии от возгораний, давая им работать в режиме импульсных перегрузок. Этот принцип реализован в тепловом расцепителе – биметаллической пластине, дугообразной формы, способной выдерживать большие токи, по мере нагревания менять свои геометрические параметры распрямляясь, тем самим, надавливая на спусковой механизм отключающего устройства.

Поскольку на нагревание нужно время, то выключение происходит не сразу, а по истечении некоторого периода времени, которого должно хватить на возвращение силы тока от стартового до рабочего значения, при котором количества теплоты выделяется меньше и его недостаточно для выпрямления биметаллической пластины, – отключение не происходит.

Время-токовые характеристики

При коротком замыкании, из-за большего, чем у обычных проводников сопротивления, данная пластина моментально разогреется до температуры плавления, и не успеет сработать. Поэтому, последовательно устанавливают электромагнитный выключатель, который реагируя на КЗ, практически моментально обрывает цепь, защищая линии, электроприборы и биметаллическую пластину.

Ток его срабатывания (отсечки) I всегда выше номинального, указанного на устройстве. Отношение I к номинальному, коэффициент k= I/ In называют время-токовой характеристикой, в зависимости от предназначения автомата, обозначаемой на корпусе перед номинальный током, в виде латинских букв (см. рис. 3):

  • А, k= 1,3. Используется для протяжённых линий, питания электронных устройств, пусковые перегрузки почти отсутствуют.
  • В, k=5. Предназначен для питания электроосветительных сетей, не имеющих больших стартовых токов.
  • С, k=10. Самый распространённый в быту подвид автоматических выключателей. Первоначальные нагрузки умеренные.
  • D, k=25. Выдерживает большие импульсы тока, предназначен для обслуживания электродвигателей с тяжёлым запуском.
Читайте так же:
Бокс для автоматического выключателя с замком

Применение в одной сети, последовательно включённых автоматов с разными характеристиками позволяет создать селективную защиту, при которой нештатная ситуация на линии не будет вызывать отключения главного вводного автомата.

График срабатывания автоматического выключателя с разными типами время токовых характеристик (рис.3)

Указанные коэффициенты означают, что при I= k* In автомат сработает практически моментально, благодаря электромагнитному выключателю. Если ток в диапазоне: In < I < k* In, то время отключения зависит от:

  • температуры окружающей среды;
  • температуры самого автомата;
  • наличия рядом других работающих модульных выключателей;
  • погрешности самого устройства.

Существуют графики зависимости времени выключения от k= I/ In для каждой категории. Две линии указывают диапазон возможного времени отключения, нижняя – для горячего устройства, верхняя для холодного. Теперь ясно, почему в жару автомат срабатывает быстрее.

Примеры время-токовых характеристик

Допустим, случилась пятикратная перегрузка выключателя типа С: I= 5* In.(см. рис.4) В горячем, прогретом долгой работой состоянии, автомат отключится за время от 0,02 до 1,1секунды с помощью нагревающейся биметаллической пластины. Вертикаль показывает диапазон возможного значения времени срабатывания.

Время-токовая характеристика при 5-ти кратной перегрузке (рис.4)

Прямая линия графика, уходящая вправо, показывает быстродействие электромеханической защиты при большей ступени перегрузки. Кривая, уходящая влево и вверх, показывает, какое время нужно на нагревание биметаллической пластины, чтобы она сработала при k<5.

При двукратном превышении номинала, отключение произойдёт через 10 секунд максимум (рис.5), если в полтора раза превысить ток, то потребуется приблизительно 40с.

Время-токовая характеристика при 2-х кратной перегрузке (рис.5)

Из графика понятно, что при k=1,13 автомат не сработает практически никогда (рис .6). Этот нюанс называют условным током не отключения, его нужно учитывать при практических расчётах.

Время-токовая характеристика при 1,13 кратной перегрузке (рис.6)

Читайте так же:
Выключатели с задержкой времени для вентиляторов

Для холодного устройства алгоритм определения тот же. Заметно, что время выключения больше, для той же пятикратной нагрузки будет уже около тридцати секунд. Чтобы устройство сработало в том же периоде, что и в горячем состоянии, нужна уже десятикратная перегрузка.

Это крайние значения, для температуры среды в +30° С. На практике реальное время будет в этих пределах, в зависимости от температурного коэффициента kt окружающего воздуха и коэффициента kn, учитывающего тепловыделение других работающих рядом автоматов.

На графиках видно, как они изменяются в зависимости от температуры и количества устройств на дин рейке.

Маркировка автомата

Исходя из этого, для расчетов нужно использовать скорректированный, по температурным показателям номинальный ток In°t = In* kn* kt.

Маркировка автоматического выключателя

На корпусе указывается номинальное напряжение, тип, ток, серия, логотип производителя. Важно не спутать: указанный ток КЗ (например: 4,5кА), – это не значение отсечки, а кратковременная перегрузка, которую может выдержать автомат. Наиболее надёжной и износостойкой является продукция от АВВ, Legrand, Siemens, Schneider.

Для каждой характеристики существует свой график зависимости времени срабатывания от кратности номинального тока.

Разберем детально график время токовой характеристики С.

На графике изображены две линии с закрашенной областью между ними – это диапазон срабатывания автоматического выключателя. Для характеристики C, зона срабатывания мгновенного расцепителя ограничена 5 – 10 величинами номинального тока автомата. На данном графике, при кратности тока 5In (In- номинальный ток), автомат отключится в диапазоне 0,015 – 8 секунд, а при кратности тока 10In – менее чем за 0,02 секунды. Достигнув значения 1,13In – автомат проработает не менее 1 часа. Это значение называется током условного не отключения. При значении 1,45In (ток условного отключения) – автомат сработает в диапазоне от, приблизительно, 1,5 минут до 60 минут.

Читайте так же:
Выключатель нагрузки 125а шнайдер

Диапазоны срабатывания мгновенного расцепителя для разных время токовых характеристик:

  • B – 3In – 5In
  • С – 5In — 10In
  • D – 10In – 20In
Выбор автомата по время токовой характеристике для домашней электросети

В каких случаях применяются автоматические выключатели с той или иной время токовой характеристикой:

  • Если в квартире или доме не подразумевается использования большого количества приборов со значительными пусковыми токами, то можно ограничиться автоматами типа B.
  • Для квартиры или дома, в котором будет работать большое количество бытовой электротехники со значительными пусковыми токами (кондиционеры, бойлер, стиральная машина, газоразрядные лампы и др.), необходимо использовать автоматические выключатели с характеристикой С.
  • Автоматы с характеристикой D применяют в производственных помещениях для защиты цепей с высокими пусковыми токами.

Для защиты электропроводки в обычной городской квартире, на групповые линии достаточно установить автоматические выключатели с характеристикой B, а в качестве вводного использовать автомат с характеристикой C.

Какое сечение кабеля, каким автоматом защищать?

Как видно из графиков, автомат отключится сразу, только при достижении диапазона токов мгновенного расцепления, а в диапазоне 1,13In – 1,45In может проработать достаточно долго.

Для того чтобы понять, какой кабель, каким автоматом защищать, определим токи условного не расцепления и условного расцепления для автоматов различного номинала.

Для каждого сечения кабеля известны длительно допустимые токи, т.е. токи при которых кабель может работать длительное время без последствий. Превышение этого показателя приводит к его перегреву и повреждению изоляции. Значения длительно допустимых токов для различных кабелей указаны в ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Выпишем допустимые токи для кабелей различных сечений:

  • 1,5 кв. мм – 19A
  • 2,5 кв. мм – 25А
  • 4 кв. мм – 35А
  • 6 кв. мм – 42А
  • 10 кв. мм – 55А
  • 16 кв. мм – 75А
Читайте так же:
Автоматические выключатели abb категории

Главная задача, при подборе автомата для защиты кабеля, не допустить протекания через него тока, который превышает длительно допустимый.

Исходя из имеющихся данных, подберем автоматические выключатели для различных сечений кабеля:

  • кабель 1,5 кв. мм – автомат 10A
  • кабель 2,5 кв. мм – автомат 16А
  • кабель 4 кв. мм – автомат 20А, 25А (допустимо)
  • кабель 6 кв. мм – автомат 25А, 32А (допустимо)
  • кабель 10 кв. мм – автомат 40А
  • кабель 16 кв. мм – автомат 50А
Заключение

Время токовая характеристика – это важный параметр, который необходимо учитывать при выборе автоматических выключателей.

  • автоматический выключатель не срабатывает сразу после превышения его номинального тока;
  • в диапазоне до 1,45 номинального тока, он способен проработать около 1 часа;
  • до достижения тока условного не расцепления (1,13 In) автомат не отключится;
  • сразу отключится только при достижении токов мгновенного расцепления.

Помните, что от правильного выбора автоматического выключателя зависит безопасность электропроводки в вашей квартире или доме.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector