Времятоковые характеристики автоматических выключателей

Времятоковые характеристики автоматических выключателей

Чтобы защитить электрические сети, а также подключенное к ним оборудование от токов, которые превышают допустимые номинальные значения, используются автоматические выключатели (АВ), которые, благодаря встроенным в них тепловым и электромагнитным расцепителям, размыкают цепь и обесточивают линию. Срабатывание автоматического выключателя может быть обусловлено токами перегрузки, которые возникают из-за того, что суммарная мощность подключенной нагрузки превышает допустимые значения или токами короткого замыкания.
Время, которое необходимо чтобы обесточить электрическую цепь может занимать от нескольких долей секунды до нескольких минут и зависит от номинального тока автоматического выключателя, его время токовых характеристик (ВТХ), а также типа сработавшего расцепителя.

Токовременная характеристика автоматического выключателя характеризует зависимость промежутка времени, которое требуется для срабатывания устройства, от кратности фактического тока, протекающего через АВ к номинальному току выключателя.

Автоматические выключатели выпускаются нескольких классов. Наиболее часто используются устройства таких классов:

• B – обесточивают сеть, когда фактическая величина тока превышает номинальный ток АВ в 3-5 раз;
• C – срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз;
• D — отключает подачу электроэнергии, если кратность фактического и номинального тока колеблется от 10 до 20.

Токовременные характеристики указываются на корпусе устройства вместе с номинальным током.

Защита электрических цепей и подключенной к ни нагрузки от токов большой величины, вызванных коротким замыканием осуществляется при помощи электромагнитного расцепителя. Вне зависимости от класса, к которому относится устройство, время, нужное чтобы обесточить цепь исчисляется долями секунды.
Срабатывание АВ из-за возникновения перегрузок в сети происходит благодаря тепловому расцепителю (биметаллической пластине) и занимает более длительный промежуток времени.

Для каждого автоматического выключателя, вне зависимости от класса, существуют такие характеристики, как «условный ток нерасцепления» и «условный ток расцепления».
«Условный ток нерасцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,13 раз. При таком значении фактического тока устройство не обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.
«Условный ток расцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,45 раза. При таком значении фактического тока устройство обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.

Существуют специальные графики, по которым можно определить время отключения автоматических выключателей в зависимости от кратности превышения фактического тока над номинальным для устройств каждого класса.

Также на скорость отключения в большой степени влияет состояние автоматического выключателя. Для каждого устройства существует понятие «холодное» состояние, присущее выключателям через которые нагрузка была только что включена и «горячее» состояние, для АВ находившихся в работе некоторый промежуток времени.
На графике ВТХ нижняя кривая соответствует горячему» состоянию автоматического выключателя, а верхняя – «холодному» состоянию. Соответственно для АВ находящемуся в эксплуатации потребуется меньше времени для обесточивания сети, чем устройству, к которому только что подключили нагрузку.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И РАСЦЕПИТЕЛИ

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

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

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

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

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

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

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

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

ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели с характеристикой типа B, C, D.

При такой кратности испытываются технические характеристики срабатывания автоматических выключателей всех трёх типов – B, C и D. Токовая нагрузка одновременно пропускается через все полюса выключателя. Критерии отсутствия расцепления одинаковы для всех типов характеристик.

Срабатывание защиты коммутационных аппаратов, имеющих номинальное значение до 63 ампер включительно не должно происходить при проведении технического испытания в течение часа.

Для защитных автоматов номиналом более 63 ампер, срабатывания расцепителя не должно быть в течение двух часов. Начинается испытание при холодном состоянии автомата. Холодным принято считать температуру автомата 30°С.

В таком режиме также испытываются автоматические выключатели всех трёх видов. К этому испытанию переходят непосредственно после технической проверки током нерасцепления. Ток повышают плавно в течение 5 секунд до величины 1,45*In. Критерии срабатывания расцепителя также одинаковы для защитных коммутационных аппаратов всех технических характеристик.

Автоматические выключатели с номинальными значениями до 63 ампер включительно должны отключиться в течение времени менее одного часа, аппараты номиналом более 63 А – менее чем за 2 часа.

Данное испытание характеристики расцепителя воздушного выключателя начинают с холодного состояния. Нагрузка должна проходить по всем трём полюсам АВ. Технические критерии расцепления следующие. Отключение защитного коммутационного аппарата с номиналом до 32 ампер включительно происходит более чем за секунду и менее чем за 60 секунд.

Время срабатывания защиты АВ номиналом более 32 ампер лежит в диапазоне от 1 секунды до 120 секунд.

ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели с технической характеристикой типа B.

Целью данной токовой прогрузки является проверка мгновенного электромагнитного расцепителя. Время срабатывания автоматических выключателей любых номиналов, имеющих ВТХ типа B не должно превышать 0,1 секунды.

Токовой нагрузке должны подвергаться все три полюса. Нагрузка расцепления подаётся толчком путём включения вспомогательного выключателя.

Токовая проверка пятикратным номиналом также рассчитана на мгновенный расцепитель. Технические условия проведения этого вида испытания такие же, как у предыдущего. АВ холодный, ток подаётся сторонним коммутатором. Автоматическое срабатывание расцепителя должно занимать не более 0,1 секунды.

Автоматические выключатели с технической характеристикой типа C и D.

АВ имеющие ВТХ вида C испытываются 5 – кратным и 10 – кратным током, автоматы с ВТХ D – 10 – кратным и 20 – кратным токами. Время отключения во всех случаях не должно быть более 0,1 секунды. В отдельных случаях АВ типа D могут быть подвергнуты техническим испытаниям 50 – кратным током.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ХАРАКТЕРИСТИКИ

Как видно из описания время – токовых характеристических параметров, к наиболее чувствительным аппаратам относятся АВ, обладающие ВТХ класса B, далее в порядке снижения чувствительности следуют типы C и D.

При выборе автоматических выключателей ВТХ исходят из технического характера защищаемой нагрузки. Процедура выбора выполняется при проектировании электрической части объекта. Выбираемый автомат всегда должен быть чувствительным настолько, насколько это возможно по условиям отстройки от максимальных токовых значений рабочего режима.

Отключающая техническая характеристика автоматического выключателя типа B больше всего подходит для защиты нагрузки, в составе которой отсутствуют электродвигатели с большими значениями пусковых моментов.

• осветительная, электронагревательная аппаратура;
• электродвигатели небольшой мощности с лёгким пуском, например воздушные маломощные вентиляторы.

Характеристика C применяется, когда требуется защитить нагрузку с двигателями средней мощности, имеющими заметные пусковые токи.

Характеристика D предназначена для подключения мощных электродвигателей с большими пусковыми моментами.

Часто встречаются технические рекомендации по выбору автоматических коммутационных аппаратов, в которых указывается, что тип B применяется в быту, тип C – в быту и на производстве, тип D – только на производстве. На самом деле защитный коммутационный аппарат выбирается не по назначению нагрузки, а по наличию и величине пусковых токов.

Разумеется, в частном доме вряд ли найдётся много мощных электродвигателей с тяжёлым пуском, требующих защитного коммутационного аппарата класса D, и на производстве существует много участков, где нагрузку составляет только освещение и компьютерная техника.

На таких участках следует применять самые чувствительные автоматы. Вообще, всякое загрубление органов защиты должно быть технически оправданным.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Выбор автоматического выключателя

Автоматический выключатель должен соответствовать требованиям, предъявляемым к нему в каждом конкретном случае, поэтому для успешного выбора модели нужно знать параметры защищаемой электропроводки, подключаемых к ней нагрузок и главные характеристики электропитания.

Основываясь на этих данных и необходимых параметрах защиты, можно выбрать нужные автоматы для реализации схемы электрощита и системы токовой защиты в целом. Так как схема может быть достаточно сложной и не только состоять из нескольких ступеней защиты, но и иметь несколько вводных и отходящих линий, то для выбора выключателей в то или иное место нужно также учитывать указанные выше параметры смежных автоматов и других аппаратов защиты установленных до и после выбираемого автомата.

Чтобы выбрать подходящий автоматический выключатель, нужно обратить внимание на следующие характеристики:

Номинальное напряжение Ue (B)

Это максимальное допустимое значение напряжения в условиях нормальной работы. При меньших величинах напряжения отдельные характеристики могут изменяться или, в некоторых случаях, улучшаться (например отключающая способность).

Номинальное напряжение изоляции Ui (кB)

Установленное изготовителем значение напряжения, характеризующее максимальное номинальное напряжение выключателя. Максимальное номинальное напряжение ни в коем случае не должно превышать номинальное напряжение изоляции.

Номинальное импульсное напряжение Uimp (кВ)

Номинальное импульсное напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое автомат способен выдержать без ущерба.

Номинальный ток In (А)

Это наибольший ток, который автомат может проводить неограниченное долгое время при температуре окружающего воздуха 40°С по ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается.

Предельный ток короткого замыкания

Эта характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого автоматический выключатель способен разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так же её называют предельная коммутационная способность (ПКС). Иначе говоря, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту при возникновении и гашении дуги при размыкании контактов. Токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер и указываются на маркировке модели.

Параметр, напрямую влияющий на безопасность, надежность и долговечность электропроводки. Он заключается в отключении питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимума. Благодаря этому изоляция не подвергается повышенному нагреву при коротких замыканиях, тем самым снижая риск возникновения возгорания. Класс токоограничения — это время от момента начала размыкания силовых контактов автоматического выключателя до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере. Существует три класса токоограничения: 1, 2, 3. Самый высокий класс — 3. Время гашения дуги автомата этого класса происходит за 2,5…6 мс , 2-го класса — 6…10 мс, 1 класса — за время более 10 мс. Данная характеристика указывается под значением предельной коммутационной способности в черном квадрате. Автоматы с токоограничением 1-го класса не маркируются.

Данная характеристика определяет максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, одновременное отключение которых происходит при аварийной ситуации (превышение значения номинального тока и кривой отключения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей.

Номинальная отключающая способность Icu (кА)

Это способность автомата отключить защищаемый участок при возникновения в нем тока короткого замыкания, не превышающем величины предельной коммутационной способности. Если ток будет превышать её, то защита линии и способность автомата отключиться не гарантируется. Если автомат выбран по номинальной отключающей способности, то он может обеспечить защиту от тока короткого замыкания несколько раз.

Это характеристика зависимости времени отключения от протекаемого тока. Иначе её еще называют токо-временная характеристика. Выбор должен осуществляться в соответствии с типом Вашей системы, так как требования по защите всегда различны. Существует несколько типов кривых, самые популярные из них это типы B, C, и D: 1. Кривая B предназначена в основном для защиты генераторов, пиковых бросков тока нет. Расцепление от 3 до 5 номинальных токов. 2. Кривая C необходима для защиты цепей в случаях общего применения. Расцепление от 5 до 10 номинальных токов. 3. Кривая D требуется для защиты цепей с высоким пусковым током (трансформаторов и двигателей). Расцепление от 10 до 20 номинальных токов.

Степень защиты — IP

Степень защиты автоматического выключателя от неблагоприятных воздействий окружающей среды характеризуется международным стандартом IP и обозначается двумя цифрами, например IP20. Более подробно об этой важной характеристике Вы можете узнать в статье Что такое класс защиты IP

Что обозначает маркировка выключателя?

На фото изображена маркировка однополюсного автоматическиго выключателя фирмы Siemens. На его примере рассмотрим типичные обозначения данного ряда устройств: 5SY61 MCB — полное название модели, С 10 — кривая отключения типа С и номинальный ток 10 А, 230-400V — номинальное напряжение. Схемы показывают 2 рабочих положения автомата: I — цепь замкнута ( положение 1), O — цепь разомкнута (положение 2). Ниже слева от индикатора включения представлена предельная коммутационная способность (ток короткого замыкания) — 6000 А, под ней расположен класс токоограничения — 3. Подробное описание всех этих параметров приведено выше.

Зная эти характеристики можно без труда подобрать нужную модель. На нашем сайте представлен широкий ассортимент автоматических выключателей и вся необходимая информация о них. Задавайте все интересующие Вас вопросы через форму «Помощь онлайн», и Вам обязательно помогут с выбором. Удачных приобретений!

Характеристики автоматических выключателей

Каждый автоматический выключатель характеризуется набором описаний и отличительных свойств, которые свидетельствуют о его функциональных возможностях. Характеризуются выключатели по техническим и эксплуатационным параметрам. В ассортименте нашей компании есть устройства любой мощности. Автоматические выключатели пользуются особым спросом.

Различают следующие эксплуатационные характеристики выключателей:

• вариации крепления автоматов;
• степень защиты, которую создаёт корпус;
• способы, по которым присоединяются проводники;
• категория размещения;
• климатическое исполнение.

Существует три вариации подсоединения проводников:

• провода или кабели, которые оконцованы кабельными наконечниками;
• проводники с жилой, очищенной от изоляции;
• подсоединение электротехнических медных шин с вилочным или штыревым присоединением.

Присоединение в свою очередь бывает заднее и переднее. Более удобное в эксплуатации переднее присоединение.

По техническим признакам отличают такие характеристики:

• ток мгновенного расщепления;
• ПКС — предельная коммутационная способность;
• номинальный ток;
• времятоковая характеристика;
• селективность или категория применения;
• габаритные размеры;
• количество полюсов.

Автоматическому выключателю присуще наличие тока, который способствует возникновению мгновенного расщепления главной контактной пары. У модульных и силовых выключателей указывается разная мгновенная защита:

• у силовых выключателей значение тока выражается числом кратным номинальному току или задано в амперах;
• у модульных, согласно ГОСТ Р 50345-99, устанавливается защитная характеристика: А, B, C, D, Z,K.

Под ПКС подразумевают то значение, при котором выключатель в состоянии развести контактную пару и далее пропускать номинальный ток продолжительное время. Если ПКС превышается, он сгорает и не может отключить ток. Происходит сваривание контактной пары, после того как в механике автомата становится недостаточно запасённой силы.

Номинальным током называется такой ток, который обеспечивает длительную работу выключателя и при котором не происходит активация защитного срабатывания. Автомат прекратит снабжать сеть, если происходит превышение тока, который указывается в маркировке.

Разновидности номинального тока:

• автоматического выключателя (на его проведение просчитываются токопропускающие элементы);
• теплового расцепителя, (не вызывается срабатывание и происходит настройка расцепляющего устройства).

Номинальным током будем называть номинальный ток теплового расцепителя. Относительно значения номинального тока просчитывают критические точки, при которых расцепители вызывают размыкание контактов. Чтобы выбрать автоматический выключатель, необходимо знать какой номинальный ток в сети.

В зависимости от потребляемой мощности высчитывают номинальный ток сети.

Времятоковая характеристика автомата показывает степень чувствительности выключателя к срабатыванию отключения. Другими словами, количество времени требуемое для протекания тока, который незначительно превышает номинальный до того момента когда сработает отключение. По латинской букве, обозначают тип времятоковой характеристики.

Следующая характеристика это селективность, которая делится на две категории: А и В.

• А – выключатели, которые не обеспечивают селективность;
• В – созданные для того, чтобы обеспечить селективность.

Для того, чтобы коммутационный аппарат занял выделенное для него пространство при монтаже, предварительно следует узнать его габаритные размеры.

Кроме того, выключатели выпускают на один, два, три и четыре полюса. Наиболее актуальной полюсность является для модульных автоматов. Для получения ответов на возникшие вопросы обращайтесь к нам по тел. (044) 337-03-34, (099) 091-35-02. Наши специалисты помогут выбрать вам лучший вариант. Вы можете написать нам и мы сами свяжемся с вами.