Автоматический выключатель

Автоматический выключатель

Возрастающие потребности человека приводят к усложнению обслуживающего его оборудования, как в быту, так и на производстве. По большей части эти устройства работают на электрической энергии, поэтому неполадки в сети могут привести к поломке, длительным поискам причин и комплектующих, к связанным с этим неудобствам. Поэтому любая авария в электроустановке с каждым годом становится для потребителя всё дороже. Выход один — необходимо защитное устройство, которое избавит от всех проблем и будет отличаться надёжностью, доступностью и экономичностью.

Всем этим характеристикам соответствует автоматический выключатель (автомат). Это коммутационный аппарат, механика которого способна проводить и переключать токи при обычном состоянии электросети. Кроме этого, при аварийной ситуации автомат отключает потребителей после определённого времени или после увеличения тока до назначенной величины (ток короткого замыкания). Автоматы были разработаны для предохранения электроустановок от перегрузок, токов коротких замыканий, а некоторые модели и от пониженного напряжения. Ими также можно изредка отключать и включать подачу питающего напряжения в целях оперативного управления.

Конструктивно простейший современный автоматический выключатель включает в себя диэлектрический корпус, рычаг, два контакта (подвижный и стационарный) и расцепители (магнитный и тепловой). Магнитный или мгновенный расцепитель выполнен в виде соленоида, сердечник которого разъединяет цепь при превышении указанной величины тока, втягиваясь в обмотку. Для быстрого срабатывания (доли секунды) ему необходим ток, превышающий номинальный в 2-10 раз. Тепловой расцепитель срабатывает при более длительном воздействии повышенного тока (от нескольких секунд до часа), но и ток при этом должен возрасти всего в полтора раза. Увеличенный против номинального ток повышает температуру биметаллической пластины, которая изменяет свою длину и тем самым разъединяет цепь. После её остывания автоматический выключатель вновь готов к включению.

Автоматические выключатели разделяют по следующим параметрам:
— по виду тока (постоянный, переменный или оба). Величина тока может колебаться в широких пределах: от 6,3А до 6,3 кА;
— по количеству полюсов: от одно- до четырёх полюсных;
— по токоограничению (в наличии или нет);
— по типам расцепителей (максимальный, независимый или нулевой);
— по временному интервалу: без выдержки, с задержкой не зависимой от величины тока, с обратно зависимой от тока или сочетание этих характеристик;
— по наличию коммутации вторичных цепей (есть или нет);
— по виду подключения цепей (с задним присоединением, с передним, с универсальным);
— по типу привода (ручной, пружинный, с электромагнитным двигателем или пневматическим);
— по степени герметизации корпуса для защиты от воздействия внешней среды.

Кроме этого, автоматы делятся по времени срабатывания (от подачи команды на расцепление до фактического разъединения цепи):
— нормальные. Время варьируется от 0,02 до 0,1 секунды;
— селективные. Временной промежуток можно регулировать в рамках 1 секунды;
— быстродействующие. Кроме короткого периода отключения (0,005 секунды), данные автоматы имеют токоограничивающий эффект.

Стандартный ряд номинальных токов выключателя, Ампер: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300

При выборе автоматического выключателя, помимо номинального тока, следет обращать внимание на его характеристику (ток мгновенного расцепления).
За редким исключеним, бывает три основных типа характеристики: B, C, D:
B: ток мгновенного расцепления от 3*I_n до 5*I_n включительно (где I_n — номинальный ток)
C: от 5*I_n до 10*I_n
D: от 10*I_n до 50*I_n

На рисунке ниже, приведен график зависимости времени срабатывания от тока отключения и их соответствие характеристикам B, C или D.

none Опубликована: 2011 г. 0 1
Вознаградить Я собрал 0 0

Автоматический выключатель Siemens Sirius 3RV2411-0JA10 на токи до 1 А для защиты от перегрузок и коротких замыканий трансформаторов с высокими пусковыми токами

Трехфазные клеммы ввода питания
— Подключение сверху — 3RV2925-5AB
— Подключение снизу, подключается к шине вместо выключателя — 3RV2925-5B
— Подключение сверху, для создания «пускателя типа E» — 3RV2925-5EB

Адаптеры для 60 мм сборных шин 8US

Системы ввода и распределения электропитания 3RV29

3-фазные базовые модули
— Состоит из блока ввода питания(справа или слева) и двух гнезд для установки автоматических выключателей
— Вся система может монтироваться на стандартной DIN-рейке 35мм
— Ввод питания через пружинные клеммы проводником с максимальным сечением 25 мм 2
— Базовый модуль, ввод питания слева, S00/S0 — 3RV2917-1A
— Базовый модуль, ввод питания справа, S00/S0 — 3RV2917-1E

3-фазные модули расширения
— Для расширения системы дополнительными автоматическими выключателями
— Исполенения с двумя или тремя гнездами для подключения автоматов
— Возможное расширения системы максимум до 63 А
— Модуль расширения для 2-х выключателей — 3RV2917-4A
— Модуль расширения для 3-х выключателей — 3RV2917-4B

Штекр расширения
— Для электрического соединения соседних 3-фазных модулей
— Максимальная нагрузка штекер 63 А
— Входит в комплект поставки каждого 3-фазного модуля расширения
— Код заказа — 3RV2917-5BA00

Штекер расширения с увеличенной шириной
— Назначение, функции и характеристики аналогичны стандартному штекеру
— Увеличенная ширина штекера образует промежуток 10 мм между модулями, используемый в качестве канала для прокладки проводников
— Код заказа — 3RV2917-5E

Торцевые заглушки
— Для защиты трехфазных шин на открытом конце системы
— Входит в комплект поставки с каждым базовым модулем
— Код заказа — 3RV2917-6A

Втычные штекре подключения автоматов
— Для обеспечения электрического соединения автоматических выключателей 3RV2 с 3-фазными модулями системы
— Исполнение для винтовых и пружинных зажимов автоматов
— Типоразмер S00, винтовые клеммы, код заказа 3RV2917-5CA00
— Типорамер S0, винтовые зажимы, артикул 3RV1927-5AA00
— Типоразмер S00, пружинные зажимы, код заказа 3RV2917-5AA00
— Типорамер S0, пружинные клеммы, артикул 3RV2927-5AA00

Основание для контакторов
— Для сборки фидеров нагрузки в системе
— Для контакторов типоразмеров S00, S0 с пружинными или винтовыми зажимами
— Устанока оснований на 3-фазные модули системы
— Один контактор — одно основание, сборка реверсивных и прямых пускателей
— Основания также подходят для устройств плавного пуска Siemens Sirius типоразмеров S00, S0 с винтовыми клеммами
— Код заказа — 3RV2927-7AA00

Клеммный блок подключения опциональных модульных аппаратов
— Для подключения к автоматическим выключателям Sirius 1-, 2- или 3-фазных компонентов
— Установка сбоку в гнездо модуля расширения
— Возможна установка и слева, и справа модуля, с разворотом клеммного блока на 180°, в зависимости от стороны ввода питания в систему
— Код заказа — 3RV2917-5D

Монтажная рейка
— Для устаноки 1-, 2- или 3-фазных модульных компонентов на трехфазные модули системы ввода и распределения питания
— Код заказа — 3RV1917-7B

Дверные поворотные приводы

Автоматические выключатели 3RV2 с приводами могут устанавливаться в коммутационном шкафу и включаться снаружи при помощи дверного поворотного привода:

Дверные поворотные приводы для стандартных условий
— Состоят и рукоятки, дверной поводковой муфты и штока длиной 130/330 мм(сечение 6 x 6 мм)
— Дверной поворотный привод, черный:

Дверные поворотные приводы для тяжелых условий эксплуатации
— Состоят из рукоятки, дверной поводковой муфты и штока длиной 300 мм и сечение 8×8 мм, промежуточной муфты и двух стальных уголков, к которым крепится автоматический выключатель
— Возможность использования боковых вспомогательных расцепителей или 2-полюсных блок-контактов
— Соответствие требованиям стандарта МЭК 609472 в части расцепления
— Дверной поворотный привод, серый:

Соединительные модули

Соединительные модули подключения контакторов
— Для подключения контакторов с винтовыми зажимами к автоматическим выключателя 3RV2:

Соединительные модули подключения устройств плавного пуска
— Для подключения устройств плавного пуска(УПП) с винтовыми зажимами:

Гибридные соединительные модули подключения контакторов
— Для подключения к автоматическим выключателям 3RV2 с винтовыми зажимами контакторов 3RT2 с пружинными клеммами
— типоразмер контатора и автомата S00, катушка контактора AC/DC — код заказа 3RV2911-2FA00
— типоразмер контактора и автомата S0, катушка контактора AC/DC — код заказа 3RA2921-2FA00
— при типоразмере контактора S0 и катушке AC необходимо использовать компенсатор высоты 3RA2911-1CA00

Монтажные принадлежности

Крышки
— Крышка для шкалы настроек:

Крепежные петли
— Для крепления автоматических выключателей на панели, монтажных платах
— Установка в пазы на корпусе автомата
— Требуется 2 штуки на аппарат
— Код заказа 3RV2928-0B

Принадлежности Self-Protected Combination Motor Controller(Type E)
— Соответствие стандарту UL 508: воздушний зазор 1 дюйм и путь утечки тока 2 дюйма
— Клеммынй блок типа Е — код заказа 3RV2928-1H
— Межфазные перегородки — код заказа 3RV2928-1K

Корпуса для отдельной устаноки

Пластиковые корпуса для наружной устаноки со стандартным поворотным приводом

Пластиковые корпуса для наружной устаноки с аварийным поворотным приводом

Руководство по устройству электроустановок — Автоматический выключатель

Автоматический выключатель/разъединитель выполняет все основные функции распределительного устройства, а при использовании вспомогательных элементов может обеспечивать многочисленные дополнительные функции.
Как показано на рис. H23, автоматический выключатель/разъединитель является единственным коммутационным аппаратом, способным одновременно выполнять все основные функции, необходимые в электроустановке.
Кроме того, за счет применения вспомогательных элементов, он может обеспечить широкий диапазон дополнительных функций таких как: индикация (вкл-выкл-отключение при коротком замыкании); отключение по минимальному напряжению; дистанционное управление и др. Это делает автоматический выключатель/разъединитель основным элементом распределительного устройства для любой электроустановки.

■ (С возможностью использования катушки отключения для телеуправления)

Отключение для тех. обслуживания механического оборудования

■ (С применением УЗО)

■ (С использованием катушки минмального напряжения)

■ Добавленное или встроенное

Индикация и измерение

■ (Обычно является дополнительной опцией с электронным расцепителем)

Рис. H23 Функции, выполняемые автоматическим выключателем/разъединителем

Промышленные автоматические выключатели должны соответствовать стандартам IEC 60947-1 и 60947-2 или другим эквивалентным стандартам. Бытовые автоматические выключатели должны соответствовать стандарту IEC 60898 или другому эквивалентному стандарту.

Рис. H24. Основные элементы автоматического выключателя
4.1 Стандарты и описание
Стандарты
В отношении промышленных низковольтных электроустановок должны применяться следующие существующие или готовящиеся международные стандарты:
60947-1: общие правила
60947-2: часть 2: автоматические выключатели
60947-3: часть 3: выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации с плавкими предохранителями
60947-4: часть 4: контакторы и пускатели электродвигателей
60947-5: часть 5: устройства и коммутационные аппараты для цепей управления
60947-6: часть 6: многофункциональные коммутационные устройства
60947-7: часть 7: вспомогательное оборудование
Для бытовых и аналогичных низковольтных электроустановок соответствующим стандартом является IEC 60898 или эквивалентный национальный стандарт.
Описание
На рис. H24 схематически показаны основные части низковольтного автоматического выключателя и его четыре основные функции:
узлы, осуществляющие отключение цепей, включая неподвижные и подвижные контакты и дугогасительную камеру
механизм блокировки, который разблокируется расцепителем при обнаружении аномальных условий по току.
Этот механизм также соединен с ручкой управления выключателя.
исполнительное устройство расцепляющего механизма:
или: термомагнитный (комбинированный) расцепитель, в котором биметаллическая пластина, чувствительная к изменению температуры, обнаруживает перегрузку, а электромагнитный расцепитель срабатывает при уровнях тока, характерных для условий короткого замыкания, или
электронное реле, срабатывающее от измерительных трансформаторов тока, установленных по одному на каждой фазе.
место, предусмотренное для размещения нескольких типов контактных зажимов, которые в настоящее время используются для подсоединения основных проводников силовой цепи. Бытовые автоматические выключатели (рис. H25 на следующей странице), отвечающие стандарту IEC 60898 и аналогичным национальным стандартам, выполняют функции:
изолирования цепей
защиты от сверхтоков

Некоторые из моделей могут быть адаптированы для обнаружения с высокой чувствительностью (30 мА) токов утечки на землю и отключения цепи с помощью дополнительного модуля, как показано на рис. H26, а в других моделях (RCBOs) (отвечающих стандарту IEC 61009 и более новому стандарту IEC 60947-2, Приложение B (модель CBRs)) функция обнаружения дифференциального тока встроена в конструкцию автоматического выключателя.
Рис. H25. Бытовой автоматический выключатель, обеспечивающий функции защиты от сверхтоков и изолирование цепей

Рис. H26. Бытовой автоматический выключатель, аналогичный показанному на рис. H25, но дополнительно обеспечивающий защиту от поражения током за счет добавления модуля.

Рис. H28. Пример модульной конструкции промышленного автоматического выключателя (Compact NS), обладающего различными вспомогательными функциями

Рис. H29. Примеры промышленных автоматических выключателей для тяжелых условий эксплуатации. Выключатель Masterpact обладает множеством функций автоматизации благодаря использованию модуля расцепителя Micrologic
Помимо вышеуказанных функций, установка дополнительных модулей (как показано на рис. H27) позволяет базовому автоматическому выключателю выполнять вспомогательные функции, а именно дистанционное управление и индикацию (вкл.-выкл.-отключение при коротком замыкании).

Рис. H27. Система Multi 9, состоящая из низковольтных модульных коммутационных элементов
В настоящее время на рынке имеются промышленные автоматические выключатели в литом корпусе, отвечающие стандарту IEC 60947-2, которые с помощью соединенных регулируемых модулей обеспечивают аналогичный набор вспомогательных функций в дополнение к тем, которые были описаны выше (рис. H28).
Промышленные автоматические выключатели для тяжелых условий эксплуатации, рассчитанные на большие токи и удовлетворяющие стандарту IEC 947-2, имеют много встроенных электронных функций и функций связи (рис. H29).

Кроме функций защиты, модуль Micrologic обеспечивает оптимизированные функции, такие как измерение (включая функции контроля качества электроэнергии), диагностика, связь, управление и мониторинг

Рис. H30. Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (что дает Ir = 360 А)
4.2 Основные характеристики автоматического выключателя
Основными характеристиками автоматического выключателя являются:
его номинальное напряжение Ue
его номинальный ток In
его диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки (Ir* или Irth1) и защиты от короткого замыкания (Im)1.
его отключающая способность при коротком замыкании (Icu — для промышленных автоматических выключателей и Icn — для бытовых автоматических выключателей).
Номинальное рабочее напряжение (Ue)
Это то напряжение, при котором данный выключатель предназначен работать в нормальных условиях.
Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие возмущенным условиям (см. подпункт 4.3).
Номинальный ток (In)
Это — максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.
Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40°C оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50°C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60°C — лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.
Занижение номинальных характеристик автоматического выключателя достигается за счет снижения уровня уставки его реле перегрузки по току отключения. Использование электронного отключающего устройства, предназначенного для работы при высоких температурах, обеспечивает возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уровнями уставок по току) при окружающей температуре 60°С или даже 70°С.
Примечание: В автоматических выключателях, соответствующих стандарту IEC 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный непрерывный ток.
Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок
Автоматическому выключателю, который может быть оборудован модулями отключения при сверхтоке, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению отключающего элемента с наивысшим уровнем уставки по току отключения.
Пример
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными отключающими модулями (расцепителями) с номинальными токами от 150 А до 630 А. В таком случае номинальный ток такого автоматического выключателя составит 630 А.
Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)
За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми, реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это — максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Ib, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. главу G, подпункт 1.3). Термореле обычно регулируются в диапазоне (0,7-1,0)In, но в случае использования для этой роли электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет (0,4-1,0)In.
Пример (рис. H30)
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения: Ir = 400 x 0,9 = 360 А.
Примечание: Для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In. Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.

*Величины уставки по току, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям мгновенного действия для защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)
Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:
для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например IEC 60898, а
для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности IEC 60947-2.
Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. H31, рис. H32 и рис. H33 на следующей странице).

Тема 6: Выбор автоматического выключателя?

Ответ 1: ПУЭ, раздел 1.4. А если проще:

1. Желательно, что бы автомат был с комбинированным расцепителем, т.е. имел тепловой и электромагнитный расцепители. Подавляющее большинство продаваемых ныне автоматов, такими качествами обладают.

2. Номинальное значение автомата выбирается в зависимости от нагрузки линии, которую защищает автомат. В сети 220В нагрузка мощностью в 1кВт=4,54А. В сети 380В нагрузка мощностью в 1кВт=2,63А.

3. Соответсвенно, исходя из потребляемой мощности, выбирается, на сколько ампер будет установлен автомат. При пограничном значении, т.е. если ток длительной нагрузки 9,8А, то на 10А автомат лучше не ставить, а выбрать не ступень выше.

4. На однофазную нагрузку устанавливается однополюсный автомат, на трехфазную — трехполюсный (а не три однополюсных!). Есть еще двухполюсные и четырехполюсные автоматы, но про них отдельный разговор.

5. Ну и конечно, фактор цена-качество играет роль. Совсем дешевые автоматы ставить не советую.

6. ДЛЯ СПЕЦОВ: такие понятия как селективность, отключающая способность, климатические и другие исполнения и т.п. не упоминаются. Кто желает, может продолжить.

Теория: Характеристики автоматических выключателей:

1. Номинальное напряжение – Ue – установленное изготовителем значение U, при котором обеспечивается работоспособность автоматического выключателя, особенно при КЗ.
2. Номинальное напряжение изоляции– Ui – установленное изготовителем значение U, по которому определяется величина испытательного U при испытании автоматического выключателя на электрическую прочность изоляции и расстояния утечки.
3. Номинальный ток– In – установленный изготовителем ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при указанной контрольной температуре окружающего воздуха.
4. Номинальная частота– частота, на которую рассчитан данный автоматический выключатель для обеспечения заданных характеристик.
5. Нормальная время-токовая зона (или характеристика, что не совсем правильно) – характеристика расцепления автоматического выключателя, должна обеспечивать надежную защиту проводников электрических цепей от сверхтока.
6. Стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления(при которых автоматический выключатель может расцепиться без выдержки времени): тип В – свыше 3 In до 5 In; тип С – свыше 5 In до 10 In; тип D – свыше 10 In до 50 In.
7. Номинальная отключающая способность– Iсп – установленное изготовителем значение предельной наибольшей отключающей способности Iсп автоматического выключателя, для которой предписанные условия соответственно установленному циклу испытаний не предусматривают способности автоматического выключателя проводить в течение условного времени ток, равный 0,85 тока нерасцепления. Своими словами: Ток КЗ, который автомат может отключить и при этом останется в целости и сохранности (без повреждений).
8. Рабочая отключающая способность
9. Характеристика I*I*t (ток в квадрате*t) – кривая, отражающая максимальные значения I*I*t как функцию ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации.

Ток расцепителя, ток уставки – это номинальный ток автоматического выключателя, который является наименьшим при расчете в данной цепи, но таким образом, чтобы автоматический выключатель не срабатывал при пусковых токах.

Характеристики срабатывания автоматов:

Параметры стандартной время-токовой зоны в ГОСТ Р 50345-99 установлены для контрольной температуры калибровки, равной 30 С. Для стандартной время-токовой зоны установлены следующие условные параметры: а) условное время, равное 1ч для выключателей с номинальным током до 63А включительно, и 2ч с номинальным током свыше 63А; б) условный ток нерасцепления; с) установленное значение тока, которое выключатель способен проводить за условное время без расцепления: Int = 1,13 In; д) условный ток расцепления (It) — установленное значение тока, вызывающее расцепление выключателя в пределах условного времени: It = 1,45 In.

В — срабатывание электромагнитной защиты между 3 — и 5 — кратным значением номинального тока

С — срабатывание электромагнитной защиты между 5 — и 10 — кратным значением номинального тока

D — срабатывание электромагнитной защиты между 10 — и 14 — кратным значением номинального тока

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).