Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам

Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам

Для обеспечения надежной защиты кабеля с помощью автоматического выключателя нужно учитывать некоторые особенности работы этого устройства и провести правильный подбор. Дело в том, что ток (In), который указан в маркировке автомата, на самом деле является рабочим током, и его превышение в определенном диапазоне не вызывает немедленного отключения сети.

Номиналы автоматов

Номиналы автоматов для защиты кабеля электропроводки

Например, если маркировка С25, то это означает, что ток силой 25А может течь по этой цепи неограниченное время. Если превышение будет до 13% (28,5А), то отключение может наступить более чем через час работы, до 45% (36,25А) – менее часа. Для гарантированной защиты сети важно, чтобы повышенный ток не превышал допустимый ток в кабеле.

Такой алгоритм работы автомата, с одной стороны, снизит вероятность ложного срабатывания, но с другой – требует более обдуманно подойти к выбору автомата.

Правильный выбор автоматического выключателя – задача не простая, но от ее решения зависит безопасная эксплуатация дома или квартиры и уменьшение материальных затрат.

Параметры

Номинальный ток (In)

Автоматические выключатели имеют стандартизованный ряд номинальных токов, это отражено в ГОСТ Р 50345–99, данные сведены в таблицу. Это длительные токи, текущие через автомат и не вызывающие его отключения. По таблице можно подобрать номинальный ток автоматического выключателя. В ней приведен стандартный ряд номинальных токов (In) для автоматов, применяемых в России.

Стандартизированный ряд номинальных токов (In) для автоматов

Номинальный ток А
0.511.622.53456,3 (или 6)
810162531,5 (или 32)405063
80100125160200250320400500630
8001000160020002500400050006300

Однако на время отключения оказывает влияние температура окружающей среды и способ монтажа выключателя. Так, повышение температуры воздуха в месте установки автомата вызывает сокращение этого периода, понижение – удлиняет. Одиночно установленный выключатель имеет более длительный период, а установленный в группе – сокращенный, из-за влияния соседних автоматов.

Приведенная ниже таблица отражает информацию о токах, приводящих к отключению в длительной перспективе, она позволит выбрать необходимый номинал. Это нормируемые токи по ГОСТУ.

Нормируемые токи по ГОСТУ для выбора номинала автомата

Характе-
ристика
срабаты-
вания автоматов
типа
B, C, D
Номинал автомата
6A10A13A16A20A25A32A40A50A
Отклю-
чение
НЕ РАНЬШЕ,
чем 1 час (1,13*In)
6,78 A11,3 A14,69 A18,08 A22,6 A28,25 A36,16 A45,2 A56,5 A
Отклю-
чение
НЕ БОЛЬШЕ,
чем 1 час (1,45*In)
8,7 A14,5 A18,85 A23,2 A29 A36,25 A46,4 A58 A72,5 A

По приведенной таблице можно сделать выбор автомата по току отключения. Например, известно, что кабель в открытой проводке с медной жилой сечением 4 мм 2 имеет допустимый ток 30А (т. 1.3.4-1.3.8. ПУЭ). Находим в таблице ближайший меньший ток отключения, это – 29А, значит, нам нужен автомат С20. Если выбрать автомат с номинальным током С25, то длительно протекающий ток в кабеле составит 36,25А, время отключение автомата может достигать 1 часа. За это время кабель может нагреться до значительной температуры, что вызовет оплавление изоляции. Если повторение такой ситуации не исключено, то это обязательно приведет к аварии.

Также невозможно без сложных измерений точно определить, при каком токе нагрузки сработает тот или иной конкретный экземпляр, но существует коридор, в котором гарантированно сработает любой экземпляр этого номинала.

Время-токовые характеристики

Эти характеристики представлены в виде графика, по которому можно довольно точно определить ток и время, когда произойдет гарантированное отключение устройства.

Графики

Графики для определения времени отключения автомата

Например, можно узнать, через какой промежуток времени произойдет отключение автомата типа С, если через него протекает ток в полтора раза больше номинального, т. е. I/In=1,5. Проводим на графике вертикальную линию так, чтобы она пересекла область значений и от точек пересечения этой прямой с голубой зоной проводим горизонтальные линии до оси Y.

На оси Y видим время: минимальное – 50 сек., максимальное – в районе 6 мин. Значит, при двойном превышении тока этот кабель будет работать под такой нагрузкой до 6 мин.

Для определения токов отключения для других типов, B или D, следует провести горизонтальные линии до оси Y от соответствующих областей.

При коротком замыкании автоматы работают очень надежно, отключая сеть менее чем через 0,1 сек, за такой промежуток времени кабель не успевает заметно нагреться.

Если произошло аварийное отключение, не спешите включать автомат, сначала отключите мощные приборы, особенно нагревательные: утюг, кипятильник, электроплиту, микроволновку и т. д. Включайте автомат спустя 5–10 мин., если произошло повторное отключение, то лучше вызвать специалиста.

Кабели ГОСТ 31996–2012

При выборе автомата необходимо учитывать характеристики кабелей. Важнейшей является допустимый ток (Iдоп). Она показывает, при каком максимальном токе кабель может работать на протяжении всего срока службы. Данная таблица из ПУЭсодержит сведения о допустимых токах кабеля в зависимости от материала и условий прокладки кабелей.

Допустимые токи для кабеля в зависимости от материалов

Открытая проводкаСече-
ние
кабе-
ля,
мм2
Закрытая проводка
МедьАлюминийМедьАлюминий
Ток АМощ-
ность,
квт
Ток АМощ-
ность,
квт
Ток АМощ-
ность,
квт
Ток АМощ-
ность,
квт
220 В380 В220 В380 В220 В380 В220 В380 В
112.40.5
153.30.75
173.76.411435.3
2358.71.5153.35.7
265.79.8214.67.92194.17.21435.3
306.611245.29.12.5214.67.9163.56
41915327124275.910214.67.9
501119398.5146347.412265.79.8
80173060132210501119388.314
100223875162816801730551220
14030531052339251002238651424
17037641302849351302951751628

Из этой таблицы можно найти необходимое сечение кабеля и допустимый ток в зависимости от условий прокладки проводки, открытая или зарытая. Например, мощность всех приборов в квартире 9 квт. Для открытой однофазной медной проводки сечение провода 4 мм 2 , ток 41А, для закрытой – ближайшее большее значение мощности 11 квт, сечение 10 мм 2 , ток 50А. Ближайший меньший номинал автоматического выключателя –32А.

Если существует сомнение в качестве электропроводки, то лучше проявить осторожность и выбрать автомат номиналом меньше, чем значение в таблице.

Квартирная сеть имеет разветвленную структуру: в каждой ветви будет протекать ток разной силы, поэтому провода имеют различное сечение. Если поставить один автомат только на входе, то он не сможет защитить отдельные участки проводки от перегрузки. Если всю сеть проложить кабелем одного сечения, то это неоправданные денежные затраты. Лучшим выходом будет установка на каждом участке автомата на соответствующий ток. На рисунке приведена примерная структура.

Схема

Установка автоматов на соответствующий ток

На рисунке четко видно нагрузку на каждом участке и сечение провода. Установив соответствующие автоматы, можно надежно защитить всю сеть от короткого замыкания или перегрузки. Кроме того, в любой момент имеется возможность выбрать и отключить тот или иной участок, сохранив работоспособность остальной сети.

При использовании в быту мощных асинхронных двигателей, особенно 3-фазных, например, электроинструментов, желательно их включать через отдельный автомат, так как они имеют большой пусковой ток, и при работе через общий автомат может произойти отключение сети даже при штатной работе оборудования.

Выбор сечения. Видео

Про выбор сечения кабеля и номинала автомата подробно можно узнать из этого видео.

Если выбор автоматического выключателя проводится для существующей сети, то в первую очередь надо знать сечение проводки, и уже по ней делать выбор. Если сеть еще не прокладывалась, то надо начинать с подсчета возможной нагрузки с учетом всех бытовых приборов, которые планируется подключать. Проводка служит при правильной эксплуатации 20-30 лет, за это время, скорее всего, в быту появятся новые приборы, поэтому следует предусмотреть запас по мощности процентов 20.

Характеристики Автоматических Выключателей.
Выбор Электрического автомата.

Тема — Характеристики автоматических выключателей. Выбор электрического автомата.

При выборе и покупке электрических автоматов, на какие характеристики автоматических выключателей в первую очередь Вам нужно обратить внимание? Для того, что бы правильно сделать электрическую защиту систем, устройств, кабелей, проводов, людей от аварий и несчастных случаев при возникновении перегрузки, короткого замыкания или запредельного повышения и понижения сетевого напряжения, не лишним будет знать — какими основными характеристиками обладает автоматический выключатель: При выборе и покупке электрических автоматов, на какие характеристики автоматических выключателей в первую очередь Вам нужно обратить внимание? Для того, что бы правильно сделать электрическую защиту систем, устройств, кабелей, проводов, людей от аварий и несчастных случаев при возникновении перегрузки, короткого замыкания или запредельного повышения и понижения сетевого напряжения, не лишним будет знать — какими основными характеристиками обладает автоматический выключатель:

1» Характеристики автоматических выключателей по номинальному напряжению

Здесь подразумевается напряжение переменного либо постоянного электрического тока, который протекает через конкретное электротехническое устройство защиты и допустимого для номинальных основных характеристик электрического автомата.

Характеристики автоматических выключателей, что указываются на устройстве защиты, говорят о такой силе переменного или постоянного тока, протекание которого не приводит к его срабатыванию. Срабатывание (выключение) автомата происходит тогда, когда величина тока оказывается больше номинального значения указанного на устройстве (как правило, оно равно 1,05. 1,2 Iнр). Необходимая величина средне допустимого рабочего тока магнитного, теплового или полупроводникового расцепителя подбирается исходя из стандартного ряда выпускаемого производителями автоматов, но не должно превышать номинального значения тока защиты.


2» Характеристики автоматических выключателей по числу полюсов

Для однофазных электрических сетей обычно применяют:

а) 1-полюсные автоматы (в сетях с категорией ТТ и TN-C)

б) 1-полюсные с нейтральным полюсом

в) 2-полюсные (обычно для сетей IT)

г) 2-полюсные автоматы (специальные) (используют в сетях TN-S)

В случае трёхфазной электрической сети требуются другие характеристики автоматических выключателей (касательно количества полюсов на автомате):

а) 3-полюсные (в электрических сетях TT, IT, TN-C)

б) 3-полюсные с полюсом нейтрали

в) 4-полюсные (применяют в электрических сетях TN-S)

3» Характеристики электрических автоматов по максимальному току

В характеристиках автоматических выключателей под номинальным электрическим током (Iн) понимается максимальное значение переменного либо постоянного тока, что длительно может идти через электрический автомат без особых отклонений от рабочей нормы при эксплуатации устройства. Номинальный ток в характеристиках автоматов, если сравнивать с максимальным рабочим электрическим током, обязательно должен быть большим или же равным. Номинальные значения токов электрических автоматических выключателей выбираются приближенными к токам номинала.

Нормированные токи: 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 10, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5.


4» Характеристики автоматических выключателей по току короткого замыкания

При выборе автоматов также следует учитывать величины тока короткого замыкания. Это нужно для того, что бы работать на значениях электрического тока, не приводящего к обгоранию контактов внутри автоматического выключателя. Даже в случае короткого замыкания самих выводов автомата разрыв электрической цепи обязательно должен произойти. В технических характеристиках автоматических выключателей (нормированных) установка по электрическому току отключения в шкале значений токов короткого замыкания предполагает такую величину тока, что совершает быстрое отключение автомата.

В характеристиках электрических автоматов по току короткого замыкания нормальным током отключения устройства защиты должен быть равным номинальному значению тока КЗ на местах работы выключателя. Для характеристик автоматических выключателей в DIN-стандартах, работа по току отключения в диапазоне токов короткого замыкания представлена в буквенных обозначениях (В, С, D, К, L) с привязкой к току расцепителя Iнр.

Выбор силового выключателя 6 кВ

Элегазовый силовой выключатель 6(10) кВ типа LF1

Рассмотрим пример выбора выключателя в сети 6(10) кВ. В нашем случае, нужно выбрать элегазовый выключатель 6 кВ, типа LF (фирмы Schneider Electric), который будет установлен в ячейку КРУ-6 кВ типа Mcset (фирмы Schneider Electric) для питания силового трансформатора типа Minera (фирмы Schneider Electric) мощностью 2500 кВА.

Выбирать выключатель, мы должны из условий: — номинальное напряжение Uуст ≤ Uном;

1. Рассматривая каталожные данные на элегазовые выключатели серии LF и предварительно выбираем выключатель типа LF1 на напряжение 6 кВ, Uуст=6 кВ ≤ Uном=6кВ (условие выполняется);

Электрические характеристики выключателя типа LF

  • номинальный ток Iрасч < Iном;

2. Рассчитываем расчетный ток:

Расчетный ток трансформатора

Выбранный выключатель соответсвуют: Iном.=630 А > Iрасч =240,8 А;

3. Проверяем выключатель по отключающей способности.

Согласно ГОСТа 687-78E отключающая способность выключателя представлена тремя показателями:

  • номинальным током отключения Iоткл.;
  • допустимым относительным содержанием апериодической составляющей тока βном;
  • нормированные параметры восстанавливающего напряжения.

3.1 Определяем номинальный ток отключения Iоткл. и βном отнесенные к времени τ — времени отключения выключателя, равно:

τ = tзmin + tc.в = 0,01 + 0,048 = 0,058 (сек)

  • tзmin=0,01 сек. – минимальное время действия релейной защиты (в данном случае, быстродействующей защитой является токовая отсечка (ТО));
  • tc.в – собственное время отключения выключателя (согласно каталожных данных на выключатель LF1 равно 48 мс или 0,048 сек)

3.2 Номинальный ток отключения Iоткл., находим по каталогу: Iоткл.=25 кА.

3.3 Рассчитываем апериодическую состовляющую тока короткого замыкания:

Апериодическая состовляющяя тока короткого замыкания

где: Iп.о=7,625 кА – расчетный ток короткого замыкания на шинах 6 кВ.
Постоянную времени Та выбираем из таблицы 1, согласно таблицы для распределительных сетей напряжением 6-10 кВ Та=0,01.

Таблица 1 — Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента

Значение постоянной времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания и ударного коэффициента

3.4 Определяем апериодическую составляющую в отключении тока при времени τ=0,058 сек.

Апериодическая составляющая в отключении тока при времени

где: βном- допустимое относительное содержание апериодической состовляющей, опеределяем по кривой βном=f(τ) приведенном в ГОСТе 687-78E либо можно найти по каталогам.

Допустимое относительное содержание апериодической составляющей

Рис.1 — Допустимое относительное содержание апериодической составляющей

Если βном ≤ 0,2, то следует принимать равный нулю.

3.5 Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания:

тепловой импульс

  • tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,01+0,07=0,08 сек.
  • tр.з. – время действия основной защиты (токовая отсечка) трансформатора, равное 0,01 сек.
  • tо.в – полное время отключения выключателя LF1 выбирается из каталога, равное 0,07 сек.

3.6 Проверяем на электродинамическую стойкость по условию:

iу=20,553 кА ≤ iпр.с=64 кА (условие выполняется) где:
iу=20,553 кА – расчетный ударный ток КЗ;
iпр.с= 64 кА – ток динамической стойкости, выбирается из каталога.

3.7 Определим предельный термический ток термической стойкости, исходя из каталога: При этом должно выполнятся условие:

тепловой импульс

  • Iтер. = 25 кА — предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу;
  • tтер= 3 сек. — длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталога.

Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 2

№ п/пРасчетные данныеКаталожные данныеУсловие выбораПримечание
Выключатель LF1
1Uуст=6 кВUном=6 кВUуст ≤ Uномусловие выполняется
2Iрасч=240,8 АIном=630 АIрасч< Iномусловие выполняется
3Iп.о=7,625 кАIоткл=25 кАIп.о ≤ Iотклусловие выполняется
4условие выполняется
5iу=20,553 кАiпр.с= 64 кАiу ≤ iпр.сусловие выполняется
6условие выполняется

1. ГОСТ 687-78E — Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 кВ
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
3. Рожкова Л.Д. и Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. − 3-е изд., перераб. и доп. − М., Энергоатомиздат, 1987.

Испытания и измерения выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки представляет собой упрощенный выключатель, предназначенный для включения и отключения токов нагрузки. Для отключения токов перегрузок и коротких замыканий к выключателю могут последовательно подключаться силовые плавкие предохранители с кварцевым заполнением. Предохранители могут быть установлены сверху или снизу выключателя нагрузки. Выключатели нагрузки могут быть снабжены заземляющими ножами. Они заземляют верхние или нижние выводные контакты выключателя и устанавливаются соответственно сверху или снизу выключателя. При наличии предохранителей ножи заземления могут быть установлены за предохранителями.

До начала испытаний необходимо выполнить следующие организационно-технические мероприятия:

  • изучить проектную, техническую и заводскую документацию с целью выявления возможных отклонений проектных решений от требований ПУЭ, ПЭЭП и др. нормативно-технических документов;
  • проверить соответствие паспортных данных выключателя, привода, предохранителей, трансформаторов тока и аппаратов вторичной цепи проектной и заводской документации, рабочему напряжению сети и рабочему току линии, напряжению и роду источника оперативного тока;
  • произвести внешний осмотр оборудования и проверить выполнение электромонтажных работ с целью определения готовности к проведению испытаний.

Все обнаруженные дефекты и недостатки должны быть устранены до начала испытаний.

Нормы приемо-сдаточных испытаний выключателей нагрузки.

Объем приемо-сдаточных испытаний выключателей нагрузки.

В соответствии с требованиями ПУЭ полностью собранный и отрегулированный выключатель нагрузки испытывается в следующем объеме:

  1. Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
  2. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
    • а) изоляции включателей нагрузки;
    • б) изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
  3. Измерение сопротивления постоянному току:
    • а) контактов выключателя;
    • б) обмоток электромагнитов управления.
  4. Проверка действия механизма свободного расцепления.
  5. Проверка срабатывания привода при пониженном напряжения.
  6. Испытание выключателя нагрузки многократным опробованием.
  7. Испытание предохранителей.

Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Производится мегаомметром на напряжение 500 — 1000 В со всеми присоединенными аппаратами (катушки проводов, контакторы, реле, приборы, вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения и т.п.). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

а) Изоляция выключателя нагрузки. Испытательное напряжение принимается в соответствии с нормами. Продолжительность испытания — 1 мин.

Для проведения испытаний необходимо:

  • включить выключатель нагрузки;
  • силовой кабель отсоединить, жилы закоротить и соединить с "землей";
  • вторичные обмотки трансформаторов тока заземлить.

Испытательное напряжение поочередно прикладывают к каждой фазе выключателя, а другие две фазы при этом закорачиваются и соединяются с "землей".

б) Изоляция вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.

Производится совместно с присоединенными вторичными цепями испытательным напряжением 1 кВ промышленной частоты в течение 1 мин.

Измерение сопротивления постоянному току.

а) Контактов выключателя. Измерение производится для токоведушей системы полюса выключателя и каждой рабочей пары контактов.

В первом случае, после включения выключателя нагрузки, микроомметр подключается к токоведущим шинам до и после выключателя и производится замер сопротивления для каждой фазы.

Во втором случае, после включения выключателя нагрузки, микроомметр подключается непосредственно к подвижному и неподвижному главным контактам каждого полюса выключателя.

Знание переходного сопротивления контактов не должно превышать заводских данных.

б) Обмоток электромагнитов управления. Значение сопротивления обмоток постоянному току должно соответствовать заводским данным.

Проверка действия механизма свободного расцепления.

Производиться в двух-трех промежуточных положениях на участке хода включения выключателя от момента замыкания первичной цепи до полного его включения. Действие механизма свободного расцепления проверяют при медленном включении выключателя и подаче команды на отключение в одном из промежуточных положений и во включенном состоянии. Во всех случаях выключатель нагрузки должен надежно отключаться без задержек и заеданий.

При наличии предохранителей производится опробывание отключения выключателя при перегорании предохранителей 3-х кратным воздействии на рычажную систему блокконтактов отключающей катушки. При этом выключатель нагрузки также должен надежно отключаться.

Проверка срабатывания привода при пониженном напряжении.

Измерение производится без тока в первичной цепи выключателя нагрузки для определения значений напряжения на зажимах электромагнитов привода, при которых выключатели сохраняют работоспособность, т. е. выполняют операции включения и отключения от начала до конца.

Напряжение срабатывания электромагнитов привода выключателя измеряют по схемам, приведенным на рис. 1.

Рис. 1. Схемы проверки напряжения срабатывания электромагнитов привода выключателя нагрузки.

а — на переменном оперативном токе; б — на постоянном оперативном токе.

Надежная работа выключателей нагрузки должна обеспечиваться при подаче 80 ÷110% номинального напряжения на зажимы электромагнита включения электропривода и при подаче 65÷120% номинального напряжения на зажимы электромагнита отключения электропривода.

Испытание выключателя нагрузки многократным опробованием.

Многократное опробывание выключателей нагрузки производится при напряжении на зажимах электромагнитов:

  1. Выключения — 110, 100, 80(85)% номинального и минимального напряжения срабатывания.
  2. Отключения — 120, 100, 65% номинального и минимального напряжения срабатывания.

Количество операций при повышенном и пониженном напряжении должно быть 3 ÷5, а при номинальном напряжении — 10. Кроме того, выключатели следует подвергнуть 3 ÷5 кратному опробованию в цикле В-О (без выдержки времени), а выключатели, предназначенные для работы в режиме АПВ, также 2-3 кратному опробованию в циклах О-В и О-В-О. Работа включателя в сложных циклах должна проверяться при номинальном и пониженном до 80(85%) номинального напряжения на зажимах электромагнитов приводов.

Испытание включателей нагрузки многократных опробованием рекомендуется проводить по схеме, приведенной на рис. 2.

Рис. 2. Схема испытания выключателя нагрузки многократным опробованием.

Испытание предохранителей.

Приемосдаточные испытания предохранителей напряжением выше 1 кВ испытываются в следующем объеме:

а) Испытание опорной изоляции предохранителей повышенным напряжением промышленной частоты. Испытательное напряжение опорной изоляции предохранителей для выключателей с номинальным напряжением 6 кВ устанавливается 32 кВ, для выключателей с номинальным напряжением 10 кВ — 42 кВ.

Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин. Испытание опорной изоляции предохранителей повышенным напряжением про мышленной частоты может производиться совместно с испытанием изоляторов ошиновочной ячейки.

б) Проверка целости плавких вставок и токоограничивающих резисторов и соответствия их проектных данным. Плавкие вставки и токоограничивающие сопротивления должны быть калиброванными, не иметь обрывов и соответствовать проект
ным данным.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — контактный коммутационный аппарат, способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного времени и отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как короткое замыкание .

История изобретения

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Роль в электрической цепи

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от сверхтока. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования.

Классификация

Классификация по ГОСТ

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

  • По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока. Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи для главных цепей выключателя выбирают из ряда: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1 000; 1 600; 2 500; 2000; 4 000; 6 300 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей выключателей: 1 500; 3 000; 3 200 А. Номинальные токи максимальных расцепителей тока выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Допускаются номинальные токи максимальных расцепителей тока: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1 200; 1 500; 2000; 3 000; 3 200 А
  • По конструкции: воздушный автоматический выключатель (англ. Air Circuit Breaker, сокращенно АСВ) от 800 А до 6 300 А, выключатель в литом корпусе (с англ. — «МССВ») от 10 А до 2500 А, модульные автоматические выключатели (с англ. — «МСВ») от 0,5 А до 125 А.
  • По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трёхполюсные; четырёхполюсные.
  • Поналичию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.
  • По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.
  • По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.
  • По наличию свободных контактов («блок-контактов») для вторичных цепей: с контактами; без контактов.
  • По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние — с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).
  • По виду установки: выкатные с втычными контактами; стационарные.
  • По виду исполнения отсечки: селективные, неселективные.
  • По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.
  • По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки (в соответствии с требованиями ГОСТ 14255).

Селективный автоматический выключатель

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 с) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка»). Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при к. з.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (расцепители), вспомогательные контакты (необязательно).

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства — щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой — применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1 000—10 000 А.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и т. п.).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями.

Расцепители

Расцепители — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при КЗ, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

  • Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты).
  • Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя.

Отключение

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о < 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения Іу.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Характеристики

Ток мгновенного расцепления

Диаграмма отключения модульных автоматических выключателей разных производителей (закрашена область токов мгновенного расцепления)

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п.5.3.5), бытовые автоматические выключатели переменного тока делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

  • тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток) (применяется для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность)
  • тип C: свыше 5·In до 10·In включительно (применяется для защиты розеточных групп или линий с потребителями с умеренными пусковыми токами)
  • тип D: свыше 10·In до 20·In включительно (применяетс для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами)

Промышленные автоматические выключатели могут быть следующих типов:

  • тип L: свыше 8·In
  • тип Z: свыше 4·In
  • тип K: свыше 12·In

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In).

У АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2.

Испытание автоматических выключателей

Характеристики выключателей проверяют в ходе типовых испытаний (стойкость маркировки; надежность винтов, токопроводящих частей и соединений; надежность выводов для внешних проводников; защита от электрических ударов; электроизоляционные устройства; превышение температуры (28-суточное испытание); характеристика расцепления; механическая и коммутационная износостойкость; короткое замыкание; стойкость против механических толчков и ударов; термостойкость; стойкость против аномального нагрева и огня; коррозиеустойчивость).

Варианты исполнения

Модульный автоматический выключатель

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время, чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение производится рычажком, провода подсоединяются к винтовым клеммам. Защелка фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный и неподвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового или электромагнитного. Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Стандартная высота расположения выключателей
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector