Vitasvet-led.ru

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

Защита цепей постоянного тока автоматическими выключателями

Автоматические выключатели на постоянный ток (ВА на постоянный ток)

Вернуться к статьям

На протяжении всего периода своей деятельности завод «Контактор» (бренд Группы Legrand c 2007 года) разрабатывал и производил автоматические выключатели постоянного тока для нужд советской, а далее уже и российской промышленности. Накоплен очень богатый практический опыт разработки и производства, учитывающий специфику эксплуатации электрооборудования в горнодобывающей, химической, топливной промышленности, металлургии и машиностроении, энергетике и станкостроении, там, где используются энергоустановки постоянного тока. В настоящее время на постоянный ток производится широкий ассортимент выключателей серий Электрон М, А3790, А3790У, ВА50-41, ВА50-43, ВА51-39, ВА04-36 и разъединителей типа РЕ19, а также разработанных в 2019 и 2021 годах современных выключателей серий ВА57-39 и ВА57-35М. Данная продукция стабильно занимает существенную долю объема выпускаемой предприятием продукции, так как остаётся востребованной в традиционных отраслях применения и является перспективной для применения в инновационных отраслях, например, таких как альтернативная энергетика.

Где применяются энергоустановки постоянного тока?

Сегодня, несмотря на повсеместное применение электроприборов и энергоустановок переменного тока в быту и промышленности, в ряде областей наблюдается развитие технологий и реализация проектов с энергоустановками, работающими на постоянном токе. Они применяются там, где нет необходимости преобразования напряжения в более низкое или высокое, а необходима эффективная работа на высоких мощностях за счет отсутствия на постоянном токе реактивной составляющей, т.е. вся мощность, выработанная генератором/источником, потребляется нагрузкой за вычетом потерь в проводах, а также практически отсутствуют помехи и паразитные гармоники в сети. Постоянный ток распространяется по всей площади проводника, что позволяет осуществлять коммутацию силовых и сигнальных цепей на большом расстоянии, например в шахтах. Поэтому во многих случаях технически и экономически более целесообразно, а также более безопасно применять энергоустановки и машины, работающие на постоянном токе.

Энергоустановки, приборы и машины, работающие на постоянном токе, независимо от использования их внутри здания или на локальной территории, имеют простое управление, унификацию, а также повышенную безопасность по сравнению с аналогичными устройствами, работающими на переменном токе. Например, на нефтяных платформах и крупных морских судах, где требования к безопасности и эффективности оборудования повышенные, питание многих приводов происходит через единую сеть постоянного тока. К сферам, где активно применяется постоянный ток, относятся такие отрасли, как альтернативная энергетика (солнечные батареи, ветроэнергетические установки, энергоемкие инновационные топливные элементы и т.п.), морские суда, медицина, химическая и угольная промышленность, металлургия.

Развитие вышеперечисленных областей применения определяет современную потребность в специальных устройствах коммутации и защиты для цепей постоянного тока.

Зачем нужны автоматические выключатели на постоянный ток?

Коммутация в цепях постоянного тока и особенно процесс размыкания электрической цепи имеет свою специфику в зависимости от рода тока.

Переменный ток меняет свое направление и периодически имеет нулевое мгновенное значение, что способствует скорейшему гашению электрической дуги, возникающей между силовыми контактами. Направление постоянного тока не меняется, что существенно затрудняет гашение электрической дуги. Поэтому для автоматических выключателей, предназначенных для применения в электрических цепях постоянного тока, требуются специальные конструктивные решения, позволяющие эффективно гасить дугу, сохранять работоспособность после большого количества коммутаций и срабатываний, т.е. обеспечивать безопасность и надёжность!

Линейки автоматических выключателей на постоянный ток от «Контактора», особенности и преимущества

Основными представителями устройств защиты для работы в цепях постоянного тока являются линейки автоматических выключателей ВА57-35М, ВА57-39, ВА50-41 и ВА50-43 в DC-исполнении.

Выключатели постоянного тока ВА57-35М DC и ВА57-39 DC выпускаются в литом корпусе и выполняют функции защиты от перегрузки и короткого замыкания. Выключатель ВА57-35М DC имеет ряд номинальных токов теплового расцепителя от 80 до 250 А с уставками электромагнитного расцепителя от 800 до 2500 А. ВА57-39 DC имеет ряд номинальных токов теплового расцепителя от 250 до 630 А с уставками электромагнитного расцепителя от 1250 до 5000 А.

На номинальные токи от 250 до 2000 А применяются выключатели серий ВА50-41 и ВА50-43 с вариантами: без защиты, с электромагнитным и/или электронным расцепителями. Электронный блок для защиты выключателей постоянного тока обеспечивает регулировку уставки номинального тока от 0,63 до 1,0 номинального тока выключателя, уставки по времени срабатывания защиты от перегрузки при токе 5 крат от номинального в пределах от 4 до 16 с, уставки по току защиты от короткого замыкания от 2 до 6 крат от номинального тока, уставки по времени срабатывания защиты от короткого замыкания от 0,1 до 0,3 с или от 0,2 до 0,6 с.

Также стоит отметить, что существует возможность быстрой замены выключателей без переделки ячеек постоянного тока с выключателями ВА04-36, ВА51-39, А3790, Электрон М, что позволяет сэкономить на стоимости переделки ячеек, а также повысить возможности защиты всей системы энергоснабжения.

Конструкция выключателей постоянного тока унифицирована с конструкцией выключателей переменного тока

Аппараты постоянного и переменного тока в рамках одной серии имеют одинаковые габаритные, установочные и присоединительные размеры. Унификация деталей и сборочных единиц составляет примерно 80-90%, что позволяет упростить изготовление выключателей.

При этом специфика работы выключателей на постоянном токе учитывается при разработке и испытаниях, благодаря собственному аккредитованному испытательному центру с возможностью испытаний на постоянном токе.

Дополнительные функции

Установка независимого расцепителя и расцепителя минимального напряжения обеспечивает у ВА на постоянный ток появление дополнительных функций. Вспомогательные контакты позволяют получать от автоматических выключателей сигналы состояния, использующиеся в системах управления и контроля.

Читать еще:  Как протянуть провод для выключателя

Автоматические выключатели на постоянный ток от завода «Контактор» многие годы применяются для различных отраслей промышленности. Выбор автоматических выключателей обусловлен спецификой работы энергоустановок постоянного тока, а также надёжностью и удобством эксплуатации. В производстве каждого аппарата использован огромный опыт завода «Контактор» в части разработки и испытаний в собственном испытательном центре.

Защита цепей постоянного тока автоматическими выключателями

Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.

У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи:

1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток;

2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения.

При этом высокие токи можно поделить на две категории:

1) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них);

2) сверхтоки короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку.

Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.

С токами перегрузки все сложнее. Такой ток ненамного отличается от номинального, в течение какого-то времени он может протекать по цепи совершенно без последствий. Поэтому нет необходимости отключать такой ток мгновенно, тем более что он мог и возникнуть очень кратковременно. Ситуация отягощается тем, что каждая сеть имеет свой предельный ток перегрузки. И даже не один.

Устройство автоматического выключателя

Есть целый ряд токов, для каждого из которых теоретически можно определить свое максимальное время отключения сети, составляющее от нескольких секунд до десятков минут. Но и ложные срабатывания тоже необходимо исключить: если ток для сети безвреден, то отключение не должно происходить ни через минуту, ни через час – вообще никогда.

Получается, что уставку срабатывания защиты от перегрузок необходимо регулировать под конкретную нагрузку, изменять ее диапазоны. И, разумеется, перед установкой аппарата защиты от перегрузок его необходимо прогружать и проверять.

Итак, в современных «автоматах» есть три вида расцепителей: механический – для ручного включения и выключения, электромагнитный (соленоидный) – для отключения токов короткого замыкания, ну и самый сложный – тепловой для защиты от перегрузок. Именно характеристика теплового и электромагнитного расцепителей и является характеристикой автоматического выключателя, которая обозначается латинской буквой на корпусе перед числом, обозначающим токовый номинал аппарата.

Эта характеристика означает:

а) диапазон срабатывания защиты от перегрузок, обусловленный параметрами встроенной биметаллической пластины, изгибающейся и разрывающей цепь при протекающем через нее большом электрическом токе. Точная настройка достигается за счет регулировочного винта, поджимающего эту самую пластину;

б) диапазон срабатывания максимально-токовой защиты, обусловленный параметрами встроенного соленоида.

Время-токовая характеристика автоматичсекого выключателя

Ниже перечислим характеристики модульных автоматических выключателей, расскажем о том, чем они отличаются друг от друга и для чего предназначены автоматы, имеющие их. Все характеристики представляют собой зависимости между током нагрузки и временем отключения на этом токе.

1) Характеристика MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.

2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,3 от номинального. При этом время отключения составит около часа. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три раза, гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды.

Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.

3) Характеристика В. Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный не в два, а в три и более раз. Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при пятикратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока.

Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.

4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Читать еще:  Схема подключения дистанционный выключатель массы 12в

Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.

Характеристики автоматических выключателей B, C и D

5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной перегрузке по току.

Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз.

Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.

7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.

Применяются автоматы Z только для подключения электронных устройств.

Ранее ЭлектроВести писали, что в ближайшие пять лет на ТЭЦ-5 и ТЭЦ-6 заменят 25 масляных выключателей по типу того, что стал причиной возгорания 27 июля на ТЭЦ-5, приведшего к обесточиванию ряда районов Киева.

Выключатель постоянного тока CBI D-250 (250 A, 80 В)

КУПИТЬ В 1 КЛИК

Автоматический защитный выключатель серии «D». Серия предназначена для защиты цепей постоянного тока с протеканием тока в обоих направлениях (не имеет полюсовки).

Автоматический защитный выключатель серии «D». Серия предназначена для защиты цепей постоянного тока с протеканием тока в обоих направлениях (не имеет полюсовки).

Батарейные автоматические выключатели до 100 А на полюс (DC), max. 500 А (6 полюсов), напряжение 80 В постоянного тока . Эти автоматы служат достойной заменой автоматических выключателей ETA, Xantrex и OutBack. Это относится как к габаритам, так и ценовой политике. Особо популярны у установщиков солнечных панелей, ветрогенераторов и производителей источников бесперебойного питания. Диапазон рабочих температур очень широк: от -55°С до +85°С . Температура окружающей среды не оказывает влияния на работу автомата. Существует 20 различных параметров по которым можно сконфигурировать автоматический выключатель под свои задачи.

  • Модель D2AAW13NASK250BXXXXXXXBCVAXZX
  • Максимальный ток 250 А.
  • Максимальное напряжение постоянного тока: 80 В
  • Запаздывание срабатывания: долговременное (см. дополнительный рисунок — токо-временная характеристика, кривая AS)
  • Допуск на импульс: 8*In
  • Количество полюсов: 3
  • Монтаж: передний на прямоугольное отверстие
  • Магнитно-гидравлическая технология
  • Принцип работы не зависит от температуры
  • До 6 полюсов (для 250 А — 3 полюса, т.е. строенный автомат)
  • Сертифицирован по: cULus,VDE, CE, ГОСТ-Р и УкрТЕСТ
  • Номинальный ток до 250 А
  • Вспомогательный контакт, устройство аварийного размыкания
  • Широкий набор компоновочных материалов, цепей, токо-временных характеристик
  • Дополнительно: три положения тумблера
  • Двухцветный индикатор тумблера
  • Параллельные цепи переменного и постоянного тока;
  • Распределительные сети постоянного тока предприятий связи;
  • Устройства бесперебойного питания;
  • Передвижные электрогенераторы;
  • Устройства стабилизации питания;
  • Оборудование для альтернативного энергоснабжения;
  • Системы управления освещением;
  • Солнечные батареи (есть модели до 500 А DC).
  • Автоматический выключатель всегда выдерживает 100 % номинального тока, независимо от температуры окружающей среды и разряженности воздуха;
  • Автоматический выключатель всегда расцепляется при 125 % номинального тока, независимо от температуры окружающей среды;
  • Возможность немедленного повторного включения после расцепления;
  • Возможны любые значения номинального тока с шагом 0,02 А;
  • Возможен широкий диапазон времен задержки;
  • Не требуется коррекция автоматических выключателей CBI при монтаже нескольких устройств в ряд;
  • Сравнительно малые размеры CBI-устройств;
  • Отсутствие эффекта усталости металла устройства под влиянием тока или температурных колебаний;
  • Незначительное падение напряжения на устройстве, незначительное нагревание;
  • Точка отключения определяется только по току и не зависит от температуры окружающей среды.

Как опции возможны различные виды тумблера: как стандартный, так и кнопочный, различная маркировка, дополнительный контакт с нужными характеристиками, различные характеристики срабатывания — от мгновенного до 20-ти кратного превышения. Не чувствительны к полярности. Автоматические выключатели CBI серии D являются лучшим предложением на рынке из-за своей цены и прекрасного качества. Комплектующие для телеккомуникаций являются одним из основных направлений CBI-electric.

Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции

Автоматические выключатели, их ещё называют «пакетники», или просто автоматы это основное средство защиты от КЗ и перегрузок. Обычные бытовые автоматические выключатели с защитой от КЗ и тепловой защитой по превышению тока я использую с самого начала создания своей ветро-солнечной электростанции. Это наверно единственный доступный способ обеспечить защиту от короткого замыкания аккумуляторов, сберечь проводку в случае ЧП и потребителей.

Читать еще:  Зависимость нагрузки автоматического выключателя

И до сих пор много людей кто смотрит мои видео если видят обычные автоматы в моей электростанции то сразу пишут что нельзя использовать такие автоматы, нужно специальные для постоянного тока или предохранители. Слишком большая дуга на постоянном токе при расцеплении контактов сожжёт автомат. Пишут что большие потери на таких автоматах. В общем я решил подробно описать всё как есть с подкреплением опытом и цифрами.

В данной статье я буду говорить именно про автоматы с обозначением «C», это самые распространённые автоматы, именно они находятся в большинстве электрощитов и продаются в магазинах. Ниже на фотоавтоматы в моей солнечной электростанции, это развязка на 12V.

Краткие характеристики автоматических выключателей класса «C»:

Характеристика С-автоматов. Автоматы «С» отличаются большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами с обозначением «В» и «А». Ток моментального срабатывания электромагнитного расцепителя автомата происходит при токах в 5-10 раз больше тока указанного на автомате. Например автомат на 50А сработает мгновенно при токах 250-500А. А автомат на 10А сработает мгновенно при токах 50-100А. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-ти кратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Электромагнитный расцепитель призван спасать от короткого замыкания и срабатывает по току, а на каком напряжении по сути не важно. На практике я проверял автоматы на 10А, и при токе 12А автомат срабатывал в первый раз течении 30-40 минут, далее уже нагретый гораздо быстрее.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) работает по температуре, и чем выше ток тем выше нагрев пластины, и быстрее время срабатывания. При токе протекающим через автомат равным его номиналу автомат должен сработать в течении часа в зависимости от температуры. Это защита если например включено слишком много приборов в линии, чтобы не перегревались провода и не оплавилась изоляция. При двойном превышении тока автомат должен сработать в течении минуты, чем он больше нагревается тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Вот такие характеристики автоматов класса «C», особенность это большая перегрузочная способность чтобы автоматы не выбивало при запуске нагрузок с большими пусковыми токами. Но если чтото не так то они вполне справляются с задачей защитить электропроводку.

Использование автоматов переменного тока на постоянном токе

Конструктивно автоматы переменного тока ничем не отличаются от автоматов постоянного тока, и я считаю что это просто маркетинговых ход чтобы продавать автоматы дороже, ведь за обозначение DC ценник сразу умножается в 10 раз. Даже в промышленности в цепях постоянного тока используют и обычные автоматы.

Главный аргумент противников таких автоматов это типа большая и мощная дуга на постоянном токе, которая спалит автомат и он может типа загореться и пр. Они говорят что на переменном токе дуга сама гаснет при переходе через ноль. Но если посмотреть видео где зажигают дугу на постоянном токе 220В и переменном 220В, то разницы никакой. Да и как тогда раньше варили сварщики от сварочных аппаратов переменного тока если дуга типа гаснет при переходе через ноль. Они бы не смогли её зажечь так как она бы постоянно гасла, но дуга стабильная и электроды прекрасно горят также как и на постоянном токе. Ниже видео по этому поводу.

Я сам пробовал много раз замыкать автоматы на 12В АКБ, и автоматы прекрасно срабатывают, и никакая другая ничего не палит, пробовал и на 24 вольта АКБ замыкать автоматический выключатель.

По поводу потерь на автоматах они конечно есть, но не такие большие как про них рассказывают. Например при токе 26А потери на двойном автомате на 50А около 0.02, это общее 0.04В*26=1.04 ватт. Гораздо больше потери в проводах при недостаточном сечении или при длине более пять метров.

Я думаю что автоматы надо ставить обязательно, и не в коем случае не подключать инверторы и контроллеры напрямую к аккумуляторам, да и другие устройства. Бывает так что в таких устройствах выгорают входные транзисторы, и хорошо если они просто сгорят с небольшим дымком, но бывает так что при сгорании расплавляются и замыкают контакты кристалла транзистора, и получается Короткое Замыкание, и тогда может не выдержать уже провод, и начаться горение проводов, и внутренностей инвертора или контроллера.

У меня пока небыло таких случаев, и не было больших коротких замыканий. Но был случай когда замкнул маленький DC/DC преобразователь с 12 до 5 вольт. Он был подключён тонким проводом сечением 1.5кв через автомат на 10А, и при замыкании автомат не сразу сработал так как ток КЗ был небольшой. Провод успел немного оплавится, но автомат сработал быстро и спас от возгорания провода и больших проблем.

Также гдето читал что у человека начал гореть инвертор, который был прикручен толстым кабелем к аккумулятору на клеммы и оторвать руками кабель было нельзя. Пришлось срочно искать топор и рубить кабель, и пока искали топор инвертор продолжал гореть. А если бы в этот момент никого рядом не оказалось, или не успели бы и начался пожар.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector