Litekauto.ru

Авто Сервис
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматические выключатели и их функции

Автоматические выключатели и их функции

Автоматические выключатели совмещают в себе два назначения. Первое – коммутация силовых цепей с токами до десятков тысяч ампер, второе – защита электрооборудования от аварийных режимов перегрузок и от коротких замыканий и падения напряжения. Для их конструкций характерно наличие теплового расцепителя и дугогасящих устройств. Сам процесс отключения происходит под действием расцепителя, которые по принципу срабатывания бывают максимальными, минимальными и независимыми.

Автоматические выключатели обеспечивают безаварийную коммутацию и защиту систем, цепей, электрооборудования всевозможного назначения. Устанавливаются автоматы в щитах управления или шкафах комплектных подстанций. Монтаж производится на вертикальную и горизонтальную поверхности путем заднего/переднего, нижнего/верхнего и универсального подведения проводов, а так же на DIN-рейку.

Виды выключателей

Существует достаточно обширная классификация автоматических выключателей, которая осуществляется по многим факторам.

По функциональному назначению:

• Универсальные. Устанавливаются, как правило, в распредустройствах низкого напряжения.

• Установочные. Функциональные аналоги универсальных автоматов, но рассчитаны на установку в общедоступных местах, для чего оснащаются изоляционными кожухами.

• Быстродействующие. Предназначены для систем преобразовательных установок, рассчитаны на постоянный ток. Обеспечивают мгновенное отключение.

• Для гашения магнитного поля возбуждения синхронных электрических машин в случае возникновения режима КЗ.

• Защита от утечек на землю. Применяется для сетей с глухозаземленной нейтралью для защиты живых объектов от токов КЗ и перегрузок.

По группе электропотребителя:

• В – бытовые потребители и сети освещения.

• С – потребители общепроизводственного назначения.

• D – электрические двигатели.

По количеству полюсов:

• Однополюсные с нейтралью и без неё;

• Трехполюсные с нейтралью и без неё;

По роду тока силовой цепи:

По номинальным параметрам:

Условия выбора автоматического выключателя

Сам процесс срабатывания (отключения) происходит под действием расцепителей. Выбор автомата основывается на значениях номинального тока электрооборудования и тока расцепителя.

Для обеспечения защиты электрического оборудования от режимов перегрузок применяют расцепители максимальные электромагнитные и тепловые. Токовые характеристики выбираются из условия, что

Расцепители минимальные электромагнитного типа выбираются по условию, что

В современных конструкциях автоматических выключателей стали применяться электронные и микропроцессорные расцепители, ознакомится с ассортиментом промышленных выключателей в продаже можно на сайте http://td-energo.ru.

Основные типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели типа АЕ. Применяются для коммутации и отключения цепей переменного тока, изготавливаются одно и трехполюсными, имеют тепловые расцепители без регулировки номинального тока АЕ 1031, — однополюсные модели. АЕ 2040 и АЕ 2050М выполнены трехполюсными и рассчитаны на цепи стандартной промышленной частоты.

Автоматические выключатели типа ВА 51 и ВА 52 используются в цепях с рабочими токами в диапазоне от 16 до 630 А. Обеспечивают в номинальном режиме токовую проводимость, а в аварийных ситуациях (перегрузки, короткие замыкания, предельные понижения напряжения) – отключение. Возможно их применение для периодических оперативных отключений/включений электрических цепей. Рассчитаны использование на напряжение до 660 В переменного тока промышленной частоты и на напряжение 220 В постоянного тока.

Данный тип представлен наиболее широким списком модификаций. Самым универсальным по применению и параметрам является автоматический выключатель ВА 51-39, который проводит коммутационные переключения в цепях с токами 160/250/320/400/500/630 А при конструктивной коммутационной способности до 85 кА. Он отлично монтируется в новые и реставрационные цепи промышленных и жилых объектов, а так же в высоковольтных линиях электропередачи.

Читайте так же:
Регулировка ручного тормоза сенса

Автоматические выключатели типа ИЭК ВА используются для защиты осветительных и силовых сетей с номинальными токами до 63 А. Конструктивно рассчитаны на применение только в закрытых помещениях.

Автоматические выключатели типа А рассчитаны на напряжения в сети постоянного тока до 440 В и в сетях переменного тока до 660 В. Модификации А-3123 и А-3124 рассчитаны на сети с повышенной частотой. Модели А 3716 производятся трехполюсными с токоограничивающими тепловыми и электромагнитными расцепителями, с электромагнитным и ручным приводом, в стационарном и выдвижном варианте.

Автоматические выключатели типа «Электрон» общего промышленного назначения. Применяются для пуска асинхронных короткозамкнутых двигателей. Устанавливаются в распределительных устройствах цепей постоянного тока до 440 В, в цепях переменного тока до 660 В. Основные модификации Э-06, Э-10,Э-16, Э-40. Возможно применение при токах до 1600 А и в сетях с частотой 100 Гц.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Структура условного обозначения ВА55-41-330010-20УХЛ3 1000А:

  • ВА — выключатель автоматический
  • 55 — условное обозначение серии
  • 41 — условное обозначение номинального тока
  • 3 — число полюсов
  • 3 — количество расцепителей тока (3 — с полупроводниковым максимальным расцепителем, 4 — с полупроводниковым расцепителем для защиты от перегрузок, коротких замыканий, тока включения)
  • 00 — условное обозначение дополнительных сборочных единиц
  • 1 — Вид исполнения и тип привода (1 — стационарный с ручным приводом, 3 -стационарный с электромагнитным приводом, 5 — выдвижной с ручным дистанционным приводом, 7 — выдвижной с электромагнитным приводом)
  • 0 — отсутствие дополнительных механизмов
  • 20 — степень защиты IP20
  • УХЛ3 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1
  • 1000А — номинальный ток, А

Графики ВТХ

Для удобства производителями в паспортах на автоматические выключатели время-токовые характеристики указываются в виде графика где по оси X откладывается кратность тока электрической цепи к номинальному току автомата (I/In), а по оси Y время срабатывания расцепителя.

Для подробного рассмотрения в качестве примера возьмем график ВТХ для автоматического выключателя с характеристикой «B»

ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные ниже графики предоставлены в качестве примера. У различных производителей графики ВТХ могут отличаться (смотрите в паспорте автомата), однако они в любом случае должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и в частности значениям указанным в таблице 7 приведенной выше.

rashifrovkavtxb

Как видно график ВТХ представлен двумя кривыми: первая кривая (красная) — это характеристика автомата в так называемом «горячем» состоянии, т.е. автомата находящегося в работе, вторая (синяя) — характеристика автомата в «холодном» состоянии, т.е. автомата через который только начал протекать электрический ток.

При этом синяя кривая имеет дополнительно штриховую линию, эта линия показывает характеристику автомата (его теплового расцепителя) с номинальным током до 32 Ампер, это различие в характеристиках автоматов с номиналами до и выше 32 Ампер обусловлено тем, что в автоматах с большим номинальным током биметаллическая пластина теплового расцепителя имеет большее сечение и соответственно ей необходимо больше времени что бы разогреться.

Читайте так же:
Регулировка клапанов ej 251

Кроме того каждая кривая имеет два участка: первый — показывающий плавное изменение времени срабатывания в зависимости от тока электрической цепи является характеристикой теплового расцепителя, второй — показывающий резкое снижение времени срабатывания (при токе от 3 In в горячем состоянии и от 5 In в холодном состоянии ), является характеристикой электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

chtenievtxb

Как видно, на графике ВТХ отмечены основные значения характеристик автомата согласно ГОСТ Р 50345-2010 при 1.13In (Условный ток нерасцепления) автомат не сработает в течении 1-2 часов, а при токе в 1,45 In (Условный ток расцепления) автомат отключит цепь за время менее 50 секунд (из горячего состояния).

Как уже было сказано выше ток мгновенного расцепления определяется характеристикой срабатывания автомата, у автоматических выключателей с характеристикой «B» он составляет от 3In до 5In, при этом согласно вышеуказанному ГОСТу (таблице 7) при 3In автомат не должен сработать за время менее 0,1 секунды из холодного состояния, но должен отключиться за время менее 0,1 секунды из холодного состояния при токе в цепи 5In и как мы можем увидеть из графика выше данное условие выполняется.

Так же по время-токовой характеристике можно определить время срабатывания автомата при любых других значениях тока, например: в цепи установлен автомат с характеристикой «B» и номинальным током 16 Ампер, при работе в данной цепи произошла перегрузка и ток вырос до 32 ампер, определяем время срабатывания автомата следующим образом:

Делим ток протекающий в цепи на номинальный ток автомата 32А/16А=2

Определив что ток в цепи в два раза больше номинала автомата, т.е. составляет 2In откладываем данное значение по оси X графика и поднимая от нее условную линию вверх смотрим где она пересекается с кривыми графика:

vtxbsp2in

Как мы видим из графика при токе 32 Ампера автомат с номинальным током 16 Ампер разомкнет цепь за время менее 10 секунд — из горячего состояния и за время менее 5 минут — из холодного состояния.

Приведем примеры ВТХ автоматических выключателей всех стандартных характеристик срабатывания (B, C, D):

vtxb

vtxc

vtxd

ПРИМЕЧАНИЕ: Время-токовые характеристики согласно ГОСТ Р 50345-2010 указываются для автоматов работающих при температуре +30 +5 о C смонтированных в соответствии с определенными условиями.

Что такое селективность защиты

Селективность — это свойства автоматической защиты работать поочередно. Представьте длинную линию электропередач, в случае аварийной ситуации, короткого замыкания например, первым должен сработать самый близкий к месту аварии аппарат защиты. На примере квартиры это выглядит следующим образом. Вы засунули два гвоздя в розетку и сверху накинули третий — происходит К.З. Первым должен сработать автомат в щитке защищающий именно эту линию с розеткой, далее общий автомат на ваш щиток, а уж потом большой вводной автомат или вставки на ВРУ дома.

Читайте так же:
Регулировка зажигания митсубиси 4g15

Использование характеристики «В» в бытовом электромонтаже

Некоторые электрики, для обеспечения селективности, рекомендуют ставить автоматы с характеристикой «В». Их ход мысли следующий, если поместить на одну линию два автомата с разными характеристиками «С» и «В», но одинакого номинала, например 16А, то по логике вещей первый должен отключиться автомат «B». На практике это не совсем так.

Для начала сравним цены на автоматы с разными характеристиками:

  • Выключатель автоматический однополюсный 16А C ВА47-29 4.5кА 103 рубля
  • Выключатель автоматический однополюсный 16А В ВА47-29 4.5кА 108 рублей

разница в стоимости не сильно заметна, возьмем что то поприличнее:

  • Выключатель автоматический однополюсный 16А С S201 6кА (S201 C16) 314 рублей
  • Выключатель автоматический однополюсный 16А В S201 6кА (S201 B16) 373 рублей

разница уже существеннее и чем дороже модульное оборудование, тем заметнее становится разница. Это связано с количеством выпускаемой продукции. Посмотрите выше по тексту, я приводил типичное использование для характеристики «С» — смешанная бытовая нагрузка. Именно поэтому автоматов «С» производиться в разы больше чем остальных характеристик, что и влияет на конечную цену.

Вернемся к практическому смыслу монтажа автоматов «В» для обеспечения селективности. Графики рабочих режимов отлично показывает картинка с сайта http://ekfgroup.com (за что им большое спасибо)

селективность автоматических выключателей

В верхней части графики фактически превращаются в точку (ну по идеи должны превращаться, тут немного не корректно показано). Это зона работы тепловой защиты, жесткость биметаллической пластины настраивается винтиком внутри автомата, сами понимаете обеспечить ей селективность в столь узком диапазоне значений просто винтом очень трудно.

В нижней части графика показана работа автомата от сверх токов, все верно, гарантированное отключение автомата 500% для «В» и 1000% для «С» от номинального переменного значения тока. Запомним что значения 1000% и 500% это гарантированные цифры отключения. Однако, если обратить внимание, между автоматами есть зона где характеристики соприкасаются и может оказаться так, что попадутся два автомата у которых эти характеристики очень схожи. Какой из автоматов тогда отключится первым — большой вопрос.

Я уже упоминал что наиболее корректная работа автоматов достигается за счет проверки (прогруза, испытания) их на соответствие характеристикам — точного определения тока и времени срабатывания. Поэтому если вы не производите испытание модульной аппаратуры до монтажа, все попытки обеспечить селективность только за счет буковки на этикетке просто смешны.

Предлагаю в бытовых условиях, без испытаний, не включать в схемы модульную аппаратуру отличную от характеристики «С», это только сэкономит деньги клиентов.

Как рассчитать требуемый номинал автоматических выключателей по току

Хотя речь идет о цепях переменного тока, можно применить закон Ома для постоянного (I=P/U). Напряжение известно –

220 В. Остается лишь определить суммарную мощность всех включенных в схему потребителей и перевести полученное значение в Вт. Частное от деление и есть номинальная сила тока. Чтобы не было ложного срабатывания автомата, его ток отсечки берется чуть выше расчетного показателя.

Читайте так же:
Что означает синхронизация времени

К примеру, если общая мощность получилась 8,8 кВт (8 800 Вт), то выбирается автоматический выключатель на 10 А или 16. Здесь нужно учитывать и тип проводов, и наличие других защитных устройств (УЗО, ДИФ автомат). Небольшое увеличение номинала допускается.

Если схема предусматривает установку нескольких автоматических выключателей, то желательно приобретать изделия одного производителя.

Наверное, не стоит напоминать о том, что в современных электрических сетях возникают перегрузки, которые негативно влияют на сами сети. Поэтому для защиты устанавливаются автоматические выключатели, или как их называют в обиходе – автоматы. Именно они отключают подачу питания в сеть, если в ней произошел перегруз. Но тут встает другой вопрос, касающийся параметров этих автоматов, где выделяются два основных: номиналы автоматических выключателей по току и времятоковая характеристика. Давайте разбираться в этих показателях.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Сработал автоматический выключатель

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

Читайте так же:
Регулировка предохранительного клапан давления воды

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Характеристика автоматических выключателей классов B,C и D

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Критерии выбора

Каждая электрическая сеть, внутридомовая или внутриквартирная, индивидуальна и имеет свои особенности. Типовых решений по установке автоматических выключателей нет. При выборе устройства важно учитывать все критерии выбора, в противном случае возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические кабели обладают разветвленной структурой под названием – графа без циклов. Благодаря такому принципу построения удается оснастить защитными функциями все виды цепей.

Такой подход позволили повысить устойчивость всей системы при создании аварийной ситуации, а также упрощает процесс ликвидации поломки. Также осуществляется равномерное распределение нагрузки.

Суммарная мощность электроприборов

Максимально возможная и допустимая нагрузка на цепь наблюдается при одновременном включении всех электрических приборов в квартире. Для вычисления этого показателя достаточно просто просуммировать общую потребляемую электроэнергию за единицу времени.

Существуют линии, для которых одновременная работа всех устройств не представляется возможной. Порой дома специально оснащаются системами, которые блокируют работу мощных устройств.

Выбор сечения жил

Прежде чем устанавливать силовой электрический кабель от распределительного щитка, нужно обязательно вычислить мощность всех электроприборов. Площадь сечения любого ответвления выбирают по таблице расчета с учетом материала изготовления проводки, например, меди и алюминия.

Производители электрических кабелей к своей продукции прилагают максимально подробные справочные материалы. Если же по каким-то причинам сведения отсутствуют, нужно обратиться к данным из справочника под названием «Правила устройства электрооборудования».

Порой потребители, чтобы себя обезопасить, выбирают не минимально допустимую площадь сечения, а с небольшим запасом. Это бывает оправдано по следующим причинам:

  • Начало работы электрических приборов с мощными электродвигателями, что дает сильные стартовые токи. Этот процесс сопровождается сильной просадкой напряжения, которая может привести к серьезным поломкам в электронике стиральных машин, кондиционеров и т.д. Чем толще проводимый кабель, тем меньше будут скачки напряжения.
  • Продолжительная эксплуатация толстого кабеля, который периодически подвергается предельно допустимым нагрузкам. Прокладывать в квартире проводку заново – дело хлопотное, особенно если в комнатах уже сделан качественный ремонт.
  • Большая пропускная способность позволяет подключать к ветвям сети новые электрические приборы. Например, на кухне можно установить электрический духовой шкаф или морозильную камеру.

Номиналы автоматических выключателей по току при соблюдении всех правил установки, обслуживания и эксплуатации значительно продлевают срок службы бытовой техники и прочих электрических приборов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector