Vitasvet-led.ru

Витасвет Лед
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Низковольтные автоматические выключатели назначение

Низковольтные автоматические выключатели назначение

В настоящее время вряд ли возможно представить себе электроустановку, независимо от ее вида и назначения, в которой бы не использовались автоматические выключатели. Действительно, «автомат» — непременный атрибут любой электроустановки, будь-то крупное промышленное предприятие, частный дом или квартира.

Назначение автоматических выключателей. Автоматический выключатель — устройство, функция которого — защита электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания — сверхтоков. Автоматические выключатели могут быть использованы для защиты сетей с самой разной электрической нагрузкой — в осветительных, силовых, цепях с электроприводом. При нарушении нормального режима работы в электрических цепях (при возникновении в них сверхтоков), защита реализуется автоматическим отключением этих цепи.

Помимо защиты, «автоматы» могут использоваться для нечастых оперативных отключений и включений, например, когда необходимо снять напряжение на участке электрической цепи. Для постоянного подобного оперирования, автоматические выключатели применять не рекомендуется, необходимо помнить, что, все-таки любой «автомат» — коммутационный аппарат защиты и его основная функция — защита цепей от различных перегрузок.

Подключение автоматических выключателей. Согласно требованиям к аппаратам защиты, п. 3.1.6 Правил Устройства Электроустановок , «присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам». В большинстве автоматических выключателей такой контакт расположен сверху (в качестве примера, на фото представлен модульный однополюсный «автомат»). Как видно из выдержки ПУЭ, это требование носит, скорее, рекомендательный характер и связано с увеличением эффективности дугогашения. Номинальная отключающая способность автоматического выключателя при подаче питания на его неподвижный, нижний контакт никак не изменится.

Несмотря на отсутствие каких-то определенных жестких требований по поводу подключения автоматических выключателей в нормативной и сопроводительной документации, все-же лучше воспользоваться и обойтись без экспериментов, подав питание на «автомат» сверху — на его неподвижный контакт или контакты (если автоматический выключатель имеет несколько полюсов).

Этот негласный стандарт подключения автоматических выключателей, ставший сегодня, уже наверное, аксиомой при подключении «автоматов» гораздо предпочтительней в плане безопасности в их дальнейшей эксплуатации и ремонте обслуживающим персоналом.

Понятно, что квалифицированный электрик перед началом работ обязательно проверит отсутствие напряжения на выходе вводного «автомата», тем не менее, всегда лучше придерживаться привычной всем «классической» схемы подключения автоматических выключателей: питающий провод сверху, на неподвижный контакт, «отходящий» на нагрузку — снизу, на неподвижный.

По настоящему, правильный выбор устройств защиты предполагает учет всех характеристик автоматических выключателей, только в это случае можно гарантировать, действительно, надежную и качественную защиту цепей переменного тока от перегрузок и сверхтоков (коротких замыканий).

Автоматические выключатели (АВ) принято классифицировать по следующим параметрам:

  • Количество полюсов. Существуют одно- и двухполюсные АВ, используемые для защиты однофазных электрических цепей и трех- и четырехполюсные — для защиты трехфазных
  • Наличие или отсутствие токоограничения. Токоограничение в автоматах предотвращает достижение максимальных значений сверхтоков, прерывание замкнутой цепи происходит быстрее
  • Вид расцепителя. Тепловые или полупроводниковые расцепители — для защиты цепей от токов перегрузки и электромагнитные для защиты цепей при возникновении в них сверхтоков — токов коротких замыканий
  • Вид привода. Ручной или электрический, позволяющий на расстоянии производить включение и отключение АВ
  • Селективность и неселективность. В селективных АВ реализована возможность регулирования времени срабатывания в замкнутых электроцепях
  • Исполнение. Стационарное исполнение автомата предполагает их монтаж с неподвижным креплением на панели электрощите или выдвижной, с креплением в раме (установка на DIN-рейку), позволяющий перемещать сам автомат без прерывания электроцепи, что упрощает процесс обслуживания при эксплуатации и ремонта

Нормируемые технические характеристики АВ:

  • Номинальное напряжение. Величина номинального напряжения, значение которой устанавливается изготовителем АВ
  • Номинальный ток АВ. Здесь, под номинальным током следует понимать максимальное значение электрического тока, продолжительно проходящего через автоматический выключатель, не приводящее к срабатыванию автомата, при котором последний будет функционировать в пределах эксплуатационной нормы
  • Номинальный рабочий ток расцепителя(Iрн). Значение тока в электрической цепи, не вызывающее срабатывание АВ, оно происходит при превышении этого тока в цепи (1,05·Iрн-1,2·Iрн) в течении определенного промежутка времени. Существует стандартный ряд значений Iрн, из которых выбирается значение Iрн автомата, однако, оно не может быть более номинального напряжения АВ (см. выше)
  • Время срабатывания АВ при возникновении сверхтоков. Нормируется для селективных АВ и определяет время выдержки до прерывания цепи в случае достижения проходящего через автомат тока, величина которого превышает или равна току в зоне КЗ
  • Предельная коммутационная способность. Этот параметр технической характеристики применим не только к автоматам, но и к другим коммутационным устройствам, означающий максимальное значение сверхтоков в цепи, при прохождении которых через АВ, работоспособность его сохраняется
  • Уставка по току срабатывания в зоне токов КЗ. Значение токов в электрической цепи, вызывающих мгновенное срабатывание АВ и прерывание этой цепи. В нашей стране, согласно ГОСТ Р 50345-99 для АВ, выполненных по стандарту DIN, эта уставка имеет следующие обозначения:

B — ток электромагнитного расцепителя находиться в диапазоне 3-5 Iнр теплового расцепителя включительно. Их целесообразно использовать для защиты цепей, имеющих большую протяженность

C — диапазоне 5-10 Iнр теплового расцепителя включительно. Используются для защиты осветительных сетей

D — диапазоне 10-20 Iнр теплового расцепителя включительно. Применяются для защиты цепей с нагрузкой, имеющей высокие пусковые токи — электродвигатели, трансформаторы, лампы с ПРА

В качестве примера, для описания конструкции и принципа действия автоматического выключателя в этой статье был использован модульный «автомат». Вот главные элементы конструкции любого автоматического выключателя:

  • Система контактов
  • Система дугогашения
  • Тепловой и (или) электромагнитный расцепители
  • Механизм управления

Перечисленные элементы конструкции размещаются в термостойком пластиковом корпусе, состоящем их двух половин:

Система контактов. Ее функция, здесь – коммутация (замыкание и размыкание) защищаемой цепи. Представляет собой две группы контактов – подвижный, связанный с рычагом системы управления и неподвижный, вмонтированный в корпус автоматического выключателя. Быстрое размыкание цепи реализуется подпружиниванием подвижного контакта, обеспечивающим нужное усилие.

Система дугогашения. Часть конструкции автоматического выключателя, необходимая для нейтрализации (гашения) электрической дуги – результата размыкания цепи с проходящим в ней током. Состоит из параллельно друг-другу закрепленных металлических пластин, которые дробят, нейтрализуя, таким образом, электрическую дугу.

Расцепители. Элемент конструкции, приводящий в действие механизм системы подвижных контактов для расцепления (размыкания электрической цепи). По своему принципу действия, различают расцепители электромагнитные и тепловые:

тепловые расцепители представляют собой биметаллическую пластину, которая, нагреваясь под действием тока, превышающего допустимое значение, изгибается, приводя в действие механизм расцепления «автомата». На небольшие кратковременные увеличения тока в цепи этот расцепитель не реагирует, являясь инерционным

электромагнитные или мгновенные расцепители отличаются высокой скоростью срабатывания (доли секунды) и используется в автоматических выключателях для привода в действие механизм расцепления при появлении в цепи сверхтоков – токов короткого замыкания, превышающий номинальный в разы. При возникновении таких токов в электроцепи, подвижный сердечник соленоида мгновенно втягивается вместе с рычагом, запуская механизм свободного расцепления

Как видно, защита цепей от перегрузок и сверхтоков обеспечивается размыканием подвижного и неподвижного контактов автоматического выключателя механизмом расцепления, на который воздействуют расцепители; в случае перегрузок в линии – тепловые, при возникновении сверхтоков – электромагнитные.

Читать еще:  Как правильно установить трехклавишный выключатель

Механизм управления осуществляет управление «автоматом» в ручном режиме. Это рычаг (если говорить о модульных автоматических выключателях) или кнопка, имеющая связь с системой подвижных контактов. Механизм свободного расцепления реализует возможность размыкания контактов и в ручном (при помощи привода), и в автоматическом (в случае возникновения сверхтоков в защищаемой цепи) режимах

Тема № 2

ВОЗДУШНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

050718-«Электроэнергетика»

Автоматический выключатель (автомат) предназначен для коммутации и защиты низковольтных электрических цепей от сверхтоков (токов перегрузки и токов КЗ).

В системах электроснабжения промышленных предприятий низковольтные сети, т.е. сети до 1000вольт условно разбивают на 3 уровня.

На рисунке 1 приведена структура низковольтной системы электроснабжения.

Рисунок 1 – Структура низковольтной системы электроснабжения

В зависимости от положения автоматов в системе электроснабжения и номинального тока они подразделяются на три группы:

Автоматы в литом корпусе;

Автоматы на большие токи.

Модульные автоматы выпускаются на токи от 0,5 до 125А.

Предназначены для коммутации и защиты конечного потребителя. Автоматы на большие токи выпускаются на токи 630-6300А и используются в качестве вводного и секционного выключателя на подстанции, а также в цепях питания очень мощных потребителей, получающих питание непосредственно с шин трансформаторной подстанции.

Автоматы в литом корпусе занимают промежуточное положение и выпускаются на токи от 16 до 630А. Эти выключатели предназначены как для установки в цепях отдельных приемников, так и в качестве вводного автомата в промежуточных распределительных шкафах.

В зависимости от положения автоматов в системе электроснабжения и предъявляемых к ним требованиям по надежности электроснабжения автоматы делятся на 2 категории «А» и «В».

К категории «А» относятся автоматы, основное назначение которых быстрое отключение цепи при возникновении КЗ.

К категории «В» относятся автоматы, одной из главных задач которых является обеспечение надежности и бесперебойности электроснабжения. Эти автоматы устанавливаются на верхних уровнях системы электроснабжения и должны обеспечивать селективность защиты при токах КЗ, произошедших на нижних ступенях системы электроснабжения.

Такие автоматы должны в течение некоторого времени, необходимого для срабатывания защит нижестоящих автоматов и отключения места повреждения цепи, пропускать ток КЗ. Следовательно, такие автоматы должны быть термически устойчивы к токам КЗ.

В лаборатории электрических аппаратов имеются как модульные автоматы, так и автоматы в литом корпусе, включая и автоматы с электронной защитой. На рисунке 2 приведен общий вид модульного автомата

Рисунок 2 – Внешний вид модульного автомата

Стандарты на автоматические выключатели:

Стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898).

Этот стандарт определяет требования к аппаратам бытового и аналогичного назначения, а также во всех случаях, когда обслуживающий аппараты персонал не обладает достаточной квалификацией.

Стандарт применяется к аппаратам, имеющим максимальные значения: номинального тока до 125А, предельной коммутационной способности не более 25 кА и номинального рабочего напряжения 440 В. Для теплового расцепителя срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,05 до 1,3.

Стандарт определяет диапазоны токов для электромагнитных расцепителей следующих типов:

В (от 3 In до 5 ),

С (от 5 In до 10)

D (от 10 In до 50).

ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2)

Этот стандарт определяет требования к аппаратам промышленного назначения, обслуживаемым квалифицированным персоналом.

В отличие от автоматов бытового назначения, срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,13 до 1,45.

Стандартная время — токовая характеристика (защитная характеристика) модульного автомата при­ведена на рисунке 3.

Рисунок 3 Защитная характеристика модульного автомата,

Модульные автоматы предназначены для защиты потребителя от сверхтоков: от токов перегрузки и токов КЗ. Для защиты от токов перегрузки они снабжены тепловым расцепителем, а для защиты от токов КЗ электромагнитным расцепителем. На рисунке 4 приведена конструкция модульного автомата.

Рисунок 4 – Конструкция модульного автомата

Защита от перегрузки выполнена с помощью биметаллической пластины, которая при нагревании изгибается и, воздействуя на механизм свободного расцепления, отключает автомат.

Защита от КЗ выполнена в виде обмотки с ферромагнитным сердечником, который при протекании по обмотке тока КЗ намагничивается и втягивается в обмотку, воздействуя при этом на механизм свободного расцепления. Автомат отключается. Возникающая при отключении дуга гасится в дугогасительной камере. Дугогасительная камера представляет собою набор изолированных друг от друга стальных пластин, называемых часто деионной решеткой. Возникающая при отключении дуга втягивается в решетку и разбивается при этом на ряд коротких дуг. В результате значительного увеличения околокатодного напряжения дуги, она гасится уже после первого прохождения тока через нуль.

На втором уровне электроснабжения применяются автоматические выключатели в литом корпусе. Внешний вид этих выключателей приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Внешний вид автоматов в литом корпусе

Как уже отмечалось, автоматы в литом корпусе выпускаются на токи от 16 до 630А. Эти выключатели предназначены как для установки в цепях отдельных приемников, так и в качестве вводного автомата в промежуточных распределительных шкафах.

Автоматические выключатели в литом корпусе на токи до 200А имеют термомагнитный расцепитель, а при токах свыше 200А – электронный расцепитель. На рисунке 6 приведена конструкция автоматического выключателя в литом корпусе.

Рисунок 6 – Устройство автомата в литом корпусе

Поскольку при номинальных токах 200 ампер и выше автоматы, как правило, устанавливаются на высших ступенях в схемах электроснабжения, поэтому к ним помимо требования к быстродействию предъявляются еще высокие требования к обеспечению надежности и бесперебойности электроснабжения. Для обеспечения таких повышенных требований эти

автоматы снабжены следующими видами защит:

1 Защита от токов перегрузки с выдержкой времени;

2 Защита от токов КЗ с выдержкой времени;

3 Защита от токов КЗ мгновенного действия.

Защита от токов КЗ с выдержкой времени предназначена для защиты сети от КЗ на низших ступенях электроснабжения. Эта защита является резервной по отношению к основной защите, имеющейся на этих ступенях, и срабатывает только в случае их отказа. Защита от токов КЗ мгновенного действия является основной защитой и должна мгновенно отключать цепь при КЗ на той ступени электроснабжения, где установлен данный автомат.

На рисунке 7 приведена панель электронного расцепителя автоматического выключателя фирмы « Шнейдер электрик»

Рисунок 7 — Панель настройки электронного расцепителя фирмы « Шнейдер электрик

— кратность номинального тока теплового расцепителя к номинальному току выключателя;

— Задержка времени срабатывания теплового расцепителя;

— Кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя к номинальному току теплового расцепителя;

– Задержка времени срабатывания электромагнитного расцепителя

кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя мгновенного действия к номинальному току теплового расцепителя.

На рисунке 8 приведена защитная характеристика выключателя с электронной защитой фирмы « Шнейдер электрик»

Рисунок 8 – Защитная характеристика выключателя с электронной защитой фирмы « Шнейдер электрик».

В каталогах и на лицевой панели автоматов приводятся параметры, характеризующие их свойства и возможности. Учащимся, естественно, необходимо иметь представление об их назначении.

Читать еще:  Как правильно поставить выключатель макел

Характеристики автоматических выключателей

Номинальное рабочее напряжение (В).

Это максимальное напряжение, на которое рассчитан выключатель для работы в течение длительного времени. При меньших напряжениях сети отдельные характеристики могут изменяться и даже улучшаться, например, отключающая способность.

Номинальное напряжение изоляции(кВ).

Характеризует изоляционные свойства аппарата, определяется в ходе его испытаний высоким напряжением (импульсным и промышленной частоты).

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (кВ).

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение — пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое может выдержать аппарат без повреждений.

Номинальный ток In (A).

Это наибольший ток, который автоматический выключатель может проводить длительное время при температуре окружающего воздуха 40°С.

При более высокой температуре значение номинального тока уменьшается.

Номинальная предельная отключающая способность (кА).

Это наибольший ток короткого замыкания, который автоматический выключатель способен отключить при данном напряжении и коэффициенте мощности, без гарантии сохранения в дальнейшем работоспособности.

Номинальная рабочая отключающая способность .

Определяет ток КЗ, который способен отключать выключатель с сохранением своей работоспособности. Это величина, выражается обычно в процентах от тока .

Номинальный кратковременно выдерживаемый сквозной ток .

Это ток короткого замыкания, который определяет термическую устойчивость автоматического выключателя и который выключатель способен выдерживать в течение установленного времени без изменения своих характеристик. Значение обычно указывается для тока, действующего в течение 1с.

Номинальная наибольшая включающая способность .

Это максимальное значение тока КЗ (ударный ток), который аппарат способен включить без сваривания контактов.

Краткие сведения об автоматических выключателях, выпускаемых западными фирмами

Автоматические выключатели, которые предлагают сегодня на рынке Казахстана такие известные производители, как Legrand, Shneider Electric, Moeller можно, как было сказано выше, разбить на три группы.

Фирма «Legrand»

— для первой группы производит автоматические выключатели серии DMX. Выпускаются на номинальные токи 800, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000 А.

— для второй группы производит автоматические выключатели серии DPX. Выпускаются на номинальные токи: 125, 160, 250, 630, 1250, 1600.

— для третьей группы производят автоматические выключатели серии DX и LR. Выпускаются на токи от 2 и до 125 А.

Shneider Electric

— для первой группы производит автоматические выключатели серии «Masterpact» и «NW». Выпускаются на номинальные токи 630 — 6300А.

— для второй группы производит автоматические выключатели серии “Compact». Выпускаются на номинальные токи: 100 -1600 А.

— для третьей группы производит автоматические выключатели серии Multi 9. Выпускаются на токи до 125 А.

Автоматические выключатели постоянного тока: что это такое и где они применяются?

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео . Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Автоматические выключатели — как выбрать, характеристики, графики защиты

Автоматические выключатели (АВ) предназначены для включения и отключения асинхронных электродвигателей и других приемников электроэнергии, а также для защиты их от токов перегрузки и короткого замыкания.

Читать еще:  Тройной выключатель с блоком розетки

Автоматы обеспечивают одновременное отключение всех трех фаз в случае возникновения аварийных ситуаций. В рабочем режиме включение и отключение производится вручную, в аварийном режиме они отключаются автоматически электромагнитным, тепловым или электронным расцепителем.

  1. Конструкция автоматических выключателей
  2. Выбор автоматических выключателей
  3. Номинальный ток и напряжение
  4. Времятоковые защитные характеристики
  5. Защитные характеристики автоматических выключателей
  6. Времятоковые характеристики автоматических выключателей
  7. Нагрузочная характеристика автоматических выключателей

Конструкция автоматических выключателей

Важной составной частью автомата является расцепитель, который контролирует заданный параметр защищаемой сети и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автомат. Наибольшее распространение получили расцепители следующих типов:

  1. электромагнитные (для защиты от токов КЗ);
  2. тепловые (для защиты от перегрузок);
  3. комбинированные, в том числе и электронные.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки с подвижным сердечником и возвратной пружины. При протекании по катушке тока КЗ сердечник мгновенно втягивается и воздействует на отключающую рейку механизма свободного расцепления.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, соединенную последовательно с контактом. При нагревании ее током перегрузки она изгибается и воздействует на отключающую рейку механизма свободного расцепления.

Интересное видео об устройстве автоматических выключателей смотрите ниже:

Различают нетокоограничивающие и токоограничивающие автоматические выключатели.

  1. Нетокоограничивающие выключатели не ограничивают токКЗ в цепи, и он достигает максимального ожидаемого значения.
  2. Токоограничивающие выключатели ограничивают токКЗ с помощью быстрого введения в цепь дополнительного сопротивления дуги (в первый же полупериод, до того, как токКЗ значительно возрастет) и последующего быстрого отключения КЗ. При этом токКЗ не достигает ожидаемого расчетного максимального значения. Токоограничение начинается с некоторого значения тока, определяемого характеристикой токоограничения (рис.6.1).

Например, выключатели серии Compact NS (Merlin Gerin) обладают исключительной токоограничивающей способностью благодаря технологии двойного размыкания (очень быстрое разъединение контактов под действием электродинамических сил и возникновение двух последовательных напряжений дугового pазpяда с крутым волновым фронтом).

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится:

  1. по номинальному току,
  2. времятоковой характеристике срабатывания (ВТХ),
  3. отключающей способности, условиям монтажа и эксплуатации.

Правильный выбор характеристики автоматического выключателя является залогом его своевременного срабатывания.

Как правильно выбрать автоматический выключатель смотрите в видео ниже:

Номинальный ток и напряжение

Номинальным током Iн и напряжением Uн автоматического выключателя называют значения тока и напряжения, которые способны выдержать главные токоведущие части выключателя в длительном режиме. Номинальный ток расцепителя Iн.расц может отличаться от номинального тока автомата, поскольку в автомат могут быть встроены расцепители с меньшим номинальным током.

Другой, не менее важной, характеристикой автоматического выключателя является его предельная коммутационная способность (ПКС). ПКС называют максимальное значение тока КЗ, которое выключатель способен включить и отключить несколько раз, оставаясь в исправном состоянии.

Времятоковые защитные характеристики

Автоматические выключатели могут иметь следующие времятоковые защитные характеристики (ВТХ) (рис.6.2) [11]:

  1. зависимую от тока ВТХ. Такие выключатели имеют только тепловой расцепитель и применяются редко вследствие недостаточной ПКС и быстродействия;
  2. независимую от тока ВТХ. Такие выключатели имеют только токовую отсечку, выполненную с помощью электромагнитного или полупроводникового расцепителя, действующего без выдержки или с выдержкой времени;
  3. ограниченно зависимую от тока двухступенчатую ВТХ. В зоне токов перегрузки выключатель отключается с зависимой от тока выдержкой времени, в зоне токов КЗ выключатель отключается токовой отсечкой с независимой от тока заранее установленной выдержкой времени (для селективных выключателей) или без выдержки времени (для неселективных выключателей); выключатель имеет либо тепловой и электромагнитный расцепитель (комбинированный), либо двухступенчатый электромагнитный, либо полупроводниковый расцепитель;
  4. трехступенчатую защитную ВТХ. В зоне токов перегрузки выключатель отключается с зависимой от тока выдержкой времени, в зоне токов КЗ – с независимой, заранее установленной, выдержкой времени (зона селективной отсечки), а при близких КЗ – без выдержки времени (зона мгновенного срабатывания); зона мгновенного срабатывания предназначена для уменьшения длительности воздействия токов при близких КЗ. Такие выключатели имеют полупроводниковый расцепитель и применяются для защиты вводов в КТП и отходящих линий.

В соответствии со стандартами международной электротехнической комиссии (МЭК) по времятоковым характеристикам срабатывания выключатели бывают трех типов: B, C, D (рис.6.3).

Защитные характеристики автоматических выключателей

  1. зависимая;
  2. независимая;
  3. ограниченно зависимая;
  4. трехступенчатая;
    • с выдержкой времени при КЗ;
    • без выдержки времени при КЗ.

Времятоковые характеристики автоматических выключателей

t – время срабатывания электромагнитного расцепителя, k = I/Iн – кратность тока к номинальному значению.

Тип B – величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k = 3 – 6. Для бытового применения, где ток нагрузки невысокий и ток КЗ может попасть в зону работы теплового, а не электромагнитного расцепителя.

Тип C – величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k = 5 – 10. Для бытового и промышленного применения: для двигателей со временем пуска до 1 с, нагрузок с малыми индуктивными токами (холодильных машин и кондиционеров).

Тип D – величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k > 10. Применяется для мощных двигателей с затяжным временем пуска.

Рисунок — Характеристики автоматических выключателей B, C, D, Z, K и S

Тепловые расцепители, используемые в автоматических выключателях, чувствительны к нагреву от посторонних источников. В практике нередко случается, что расцепитель промежуточного полюса при номинальном режиме отключается только из-за нагрева соседних полюсов. Это приводит к ограничению области его работы и к коррекции номинального тока с учетом графика рис.6.4.

Рис.6.4. Зависимость нагрузочной способности АВ при их близком расположении: Кн = I/Iн – коэффициент нагрузки, N – количество автоматических выключателей при их размещении рядом.

Нагрузочная характеристика автоматических выключателей

Нагрузочная характеристика большинства автоматических выключателей зависит от температуры окружающей среды: при ее снижении коэффициент нагрузки увеличивается, при повышении – падает (рис.6.5). Это ограничивает возможность их использования в условиях жесткого температурного режима эксплуатации, особенно в горячих цехах или на открытом воздухе.

Разнесение функций защитных устройств на несколько независимых устройств создает массу неудобств при монтаже и эксплуатации.

Каждое из них не обладает универсальностью и подходит только к конкретному автоматическому выключателю.

Поэтому перед разработчиками остро встала проблема создания универсального устройства.

Последние поколения автоматических выключателей снабжены так называемыми электронными расцепителями, осуществляющими комплексную защиту электродвигателя и объединяющими в одном устройстве функции всех вышеперечисленных расцепителей.

Они выполнены на базе микропроцессорной техники, гарантируют высокую точность срабатывания, надежность и устойчивость к температурным режимам.

Электропитание, необходимое для правильной работы, обеспечивается непосредственно трансформаторами тока расцепителя.

Защитные расцепители состоят из трех или четырех трансформаторов тока (в зависимости от типа сети), электронного блока и механизма расцепления, который воздействует непосредственно на механизм выключателя.

Кривая срабатывания выключателя, максимально приближенная к рабочей характеристике асинхронного электродвигателя (рис.6.6), определяет следующие виды защит [19]:

  • защита от перегрузки с обратнозависимой выдержкой по времени;
  • защита от заклинивания ротора электродвигателя с определенной выдержкой времени;
  • защита от короткого замыкания с мгновенным срабатыванием.

Интересное видео о характеристиках автоматов смотрите в видео ниже:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector