Время токовая характеристика автомата: Время-токовые характеристики автоматических выключателей и предохранителей

Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Вы наверное замечали, что на корпусах модульных автоматов изображены латинские буквы: B, C или D. Так вот они обозначают время-токовую характеристику этого автомата, или другими словами, ток мгновенного расцепления.

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.3.5.17 – это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. это его электромагнитная защита.

В этом же ГОСТе Р 50345-99, п.5.3.5, говорится, что всего существует три стандартные характеристики (типы мгновенного расцепления):

• B — электромагнитный расцепитель (ЭР) срабатывает в пределах от 3 до 5-кратного тока от номинального (3·In до 5·In)
• C — (ЭР) срабатывает в пределах от 5 до 10-кратного тока от номинального (5·In до 10·In)
• D — (ЭР) срабатывает в пределах от 10 до 20-кратного тока от номинального (10·In до 20·In, но встречаются иногда и 10·In до 50·In)

In – номинальный ток автоматического выключателя.

Помимо характеристик типа В, С и D, существуют и не стандартные характеристики типа А, К и Z, но о них я расскажу Вам в следующий раз. Чтобы не пропустить выход новых статей, подписывайтесь на рассылку сайта.

Рассмотрим каждый вид характеристики более подробно на примере модульных автоматических выключателей ВМ63-1 серии OptiDin и Optima от производителя КЭАЗ (Курский Электроаппаратный завод).

 

Время-токовая характеристика типа В

Рассмотрим время-токовую характеристику В на примере автоматических выключателей ВМ63-1 от КЭАЗ. Один автомат с номинальным током 10 (А), а другой — 16 (А).

Обратите внимание, что оба автомата имеют характеристику В, что отчетливо видно по маркировке на их корпусе: В10 и В16.

Для наглядности с помощью, уже известного Вам, испытательного прибора РЕТОМ-21 проверим заявленные характеристики данных автоматов.

Но сначала несколько слов о графике.

Вот график время-токовой характеристики (сокращенно, ВТХ) типа В:

На нем показана зависимость времени отключения автоматического выключателя от протекающего через него тока. Ось Х — это кратность тока в цепи к номинальному току автомата (I/In). Ось У — время срабатывания, в секундах.

Запомните!!! Время-токовые характеристики практически всех автоматов изображаются при температуре +30°С. 

График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания зон теплового и электромагнитного расцепителей автомата. Верхняя линия — это холодное состояние, т.е. без предварительного пропускания тока через автомат, а нижняя линия — это горячее состояние автомата, который только что был в работе или сразу же после его срабатывания.

Пунктирная линия на графике — это верхняя граница (предел) для автоматов с номинальным током менее 32 (А).

1. Токи условного нерасцепления (1,13·In)

У каждого автомата есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13·In. При таком токе автомат не отключится в течение 1 часа (для автоматов с номинальным током менее 63А) и в течение 2 часов (для автоматов с номинальным током более 63А).

Точку условного нерасцепления автомата (1,13·In) всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что прямая уходит как бы в бесконечность и с нижней линией графика пересекается в точке 60-120 минут.

Например, автомат с номинальным током 10 (А). При протекании через него тока 1,13·In = 11,3 (А) его тепловой расцепитель не сработает в течение 1 часа.

Еще пример, автомат с номинальным током 16 (А). При протекании через него тока 1,13·In = 18,08 (А) его тепловой расцепитель не сработает в течение 1 часа.

Вот значения «токов условного нерасцепления» для различных номиналов:

• 10 (А) — 11,3 (А)
• 16 (А) — 18,08 (А)
• 20 (А) — 22,6 (А)
• 25 (А) — 28,25 (А)
• 32 (А) — 36,16 (А)
• 40 (А) — 45,2 (А)
• 50 (А) — 56,5 (А)

2. Токи условного расцепления (1,45·In)

Есть еще понятие, как «условный ток расцепления» автомата и он всегда равен 1,45·In. При таком токе автомат отключится за время не более 1 часа (для автоматов с номинальным током менее 63А) и за время не более 2 часов (для автоматов с номинальным током более 63А).

Кстати, точку условного расцепления автомата (1,45·In) практически всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что прямая пересекает график в двух точках: нижнюю линию в точке 40 секунд, а верхнюю — в точке 60-120 минут (в зависимости от номинала автомата).

Таким образом, автомат с номинальным током 10 (А) в течение часа, не отключаясь, может держать нагрузку порядка 14,5 (А), а автомат с номинальным током 16 (А) — порядка 23,2 (А). Но это при условии, что автоматы изначально были в холодном состоянии, в ином случае время их отключения будет находиться в пределах от 40 секунд до одного часа.

Вот значения «токов условного расцепления» для различных номиналов:

• 10 (А) — 14,5 (А)
• 16 (А) — 23,2 (А)
• 20 (А) — 29 (А)
• 25 (А) — 36,25 (А)
• 32 (А) — 46,4 (А)
• 40 (А) — 58(А)
• 50 (А) — 72,5 (А)

Вот об этом не стоит забывать при выборе сечения проводов и кабелей для электропроводки (вот Вам таблица в помощь).

Вот представьте себе, что кабель сечением 2,5 кв.мм Вы защищаете автоматом на 20 (А). Вдруг по некоторым причинам Вы перегрузили линию до 29 (А). Автомат 20 (А) может не отключаться в течение целого часа, а по кабелю будет идти ток, который в значительной мере превышает его длительно-допустимый ток (25 А). За это время кабель сильно нагреется и расплавится, что может привести к пожару или короткому замыканию. А если еще учесть то, что в последнее время производители кабельной продукции преднамеренно занижают сечения жил, то ситуация тем более усугубляется.

В принципе, выбор номиналов автоматических выключателей это отдельная тема для статьи. Я лишь привел здесь одну из наиболее распространенных ошибок. Если интересно, то почитайте мою статью, где я подробно разбирал ошибки одного горе-электрика и переделывал за ним его «творчество».

Лично я рекомендую защищать кабели следующим образом:

• 1,5 кв.мм — защищаем автоматом на 10 (А)
• 2,5 кв. мм —  защищаем автоматом на 16 (А)
• 4 кв.мм —  защищаем автоматом на 20 (А) и 25 (А)
• 6 кв.мм —  защищаем автоматом на 25 (А) и 32 (А)
• 10 кв.мм — защищаем автоматом 40 (А)
• 16 кв.мм — защищаем автоматом 50 (А)

Для удобства все данные я свел в одну таблицу:

Проверить рассмотренные автоматы на токи условного нерасцепления и условного расцепления у меня нет времени, поэтому перейдем к их дальнейшей проверке — это форсированный режим проверки при токе, равном 2,55·In.

3. Проверка теплового расцепителя при токе 2,55·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.1.2 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то он должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния (для автоматов с номинальным током менее 32А) и не более 120 секунд из холодного состояния (для автоматов с номинальным током более 32А).

На графике ниже Вы можете видеть, что нижний предел по отключению взят с небольшим запасом, т.е. не 1 секунду, а 4 секунды. На то есть право у производителей автоматов. Вот поэтому они всегда к каждому автомату прикладывают свою ВТХ, которая, естественно, что удовлетворяет всем требованиям ГОСТа Р 50345-99.

Проверим!

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 25,5 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния.

Первый раз автомат отключился за время 14,41 (сек.), а второй раз — 11,91 (сек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 40,8 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния.

Первый раз автомат отключился за время 13,51 (сек.), а второй раз — 7,89 (сек.).

Дополнительно можно проверить тепловой расцепитель, например, при двухкратном токе от номинального, но в рамках данной статьи я этого делать не буду. На сайте имеется уже достаточно статей про прогрузку различных автоматических выключателей, как бытового, так и промышленного исполнения. Вот знакомьтесь:

4. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 3·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.2.1 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 3·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Верхний предел по времени ГОСТом Р 50345-99 не определен, и у автоматов разных производителей здесь может наблюдаться не большой разброс в пределах от 1 до 10 секунд.

Странно, конечно, ведь речь идет об электромагнитном расцепителе и он должен срабатывать без выдержки времени. Но тем не менее, при токе 3·In электромагнитный расцепитель еще не срабатывает и по факту автомат отключается от теплового расцепителя. Вот именно поэтому измеренное значение петли фаза-ноль

сравнивают с током не 3·In, а с 5·In, учитывая коэффициент 1,1.

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 30 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,71 (сек.), а второй раз — 8,11 (сек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 48 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,16 (сек.), а второй раз — 6,25 (сек.).

5. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 5·In

Согласно ГОСТа Р 50345-99, п.9.10.2.1 и таблицы №6, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 10 (А) при токе 50 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 7,8 (мсек.), а второй раз — 7,7 (мсек.).

Автомат ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальным током 16 (А) при токе 80 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 8,5 (мсек.), а второй раз — 8,4 (мсек. ).

Как видите, оба автомата полностью соответствуют требованиям ГОСТа Р 50345-99 и заявленным характеристикам завода-изготовителя КЭАЗ.

Кому интересно, как проходила прогрузка автоматов, то смотрите видеоролик:

Автоматы с характеристикой В применяются для защиты распределительных и групповых цепей с большими длинами кабелей и малыми токами короткого замыкания преимущественно с активной нагрузкой, например, электрические печи, электрические нагреватели, цепи освещения.

Но почему-то в магазинах их количество всегда ограничено, т.к. по мнению продавцов наиболее распространенными являются автоматы с характеристикой С. С чего это вдруг?! Вполне логично и целесообразно для групповых линий цепей освещения и розеток применять именно автоматы с характеристикой типа В, а в качестве вводного автомата устанавливать автомат с характеристикой С (это один из вариантов). Так хоть каким-то образом будет соблюдена селективность, и при коротком замыкании где-нибудь в линии вместе с отходящим автоматом не будет отключаться вводной автомат и «гасить» всю квартиру. Но о селективности я еще расскажу Вам более подробно в другой раз.

 

Время-токовая характеристика типа С

Вот ее график:

Автоматы с характеристикой С применяются в основном для защиты трансформаторов и двигателей с малыми пусковыми токами. Также их можно использовать для питания цепей освещения. Нашли они достаточно широкое распространение в жилом фонде, хотя свое мнение об этом я высказал чуть выше.

Внимание! Более подробнее про время-токовую характеристику С читайте в моей отдельной статье.

Время-токовая характеристика типа D

График:

По графику видно следующее:

1. Токи условного нерасцепления (1,13·In) и токи условного расцепления (1,45·In), но о них я расскажу чуть ниже.

2. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то он должен отключиться за время не менее 1 секунды в горячем состоянии и не более 60 секунд в холодном состоянии (для автоматов с номинальным током менее 32А) и не более 120 секунд в холодном состоянии (для автоматов с номинальным током более 32А).

3. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

4. Если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 20·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автоматы с характеристикой D применяются в основном для защиты электрических двигателей с частыми запусками или значительными пусковыми токами (тяжелый пуск).

 

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как я уже говорил в начале статьи, все характеристики изображаются при температуре окружающего воздуха +30°С. Поэтому, чтобы узнать время отключения автоматов при других температурах, необходимо учитывать следующие поправочные коэффициенты:

1. Температурный коэффициент окружающего воздуха — Кt.

Думаю тут все понятно из графика. Чем ниже температура воздуха, тем значение коэффициента больше, а значит и увеличивается номинальный ток автомата, другими словами, его нагрузочная способность. Или, наоборот, чем жарче, тем нагрузочная способность автомата становится меньше. Ведь не зря, в жарких помещениях или летнюю жару многие замечают частые отключения автоматов, хотя нагрузка вовсе не изменялась. Ответ кроется в этом графике.

2. Коэффициент, учитывающий количество рядом установленных автоматов — Кn.

Здесь тоже никаких премудростей нет. Когда в одном ряду установлено несколько автоматов, то они передают свое тепло рядом стоящим автоматам. Этот график учитывает конвекцию тепла и выдает корректирующий коэффициент, учитывающий этот фактор.

Логика проста. Чем больше в ряду автоматов, тем больше уменьшается их нагрузочная способность.

Далее необходимо найти ток, приведенный к условиям нашего окружающего воздуха и монтажа:

In* = In · Кt · Кn

Как эти два коэффициента применить на практике?

Для этого рассмотрим пример. Щиток стоит на улице, в нем установлены 4 автомата — один вводной (ВА47-29 С40) и три групповых (ВА47-29 С16). Температура окружающего воздуха составляет -10°С.

Найдем поправочные коэффициенты для группового автомата ВА47-29 С16:

Найдем ток, приведенный к нашим условиям:

In* = In · Кt · Кn = 16 · 1,1  · 0,82 = 14,43 (А)

Таким образом, при определении времени срабатывания автомата по характеристике С кратность тока нужно брать не как отношение I/In (I/16), а как I/In* (I/14,43).

 

Заключение

Все вышесказанное в данной статье я представлю в виде общей таблицы (можете смело копировать ее и пользоваться):

Если Вы заметили, то разницей между время-токовыми характеристиками В, С и D являются только значения срабатывания электромагнитного расцепителя. По тепловой защите они работают в одних интервалах времени.

P.S. Надеюсь, что после прочтения данной статьи Вы сможете самостоятельно определять пределы времени срабатывания любых автоматических выключателей, а также правильно рассчитывать сечения проводов под номиналы автоматов.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Время — токовые характеристики автоматов

2017-11-23 Статьи  

Время-токовая характеристика автоматического выключателя — это показатель, определяющий время срабатывания защитного устройства в зависимости от величины протекающего через него тока по отношению к номинальному току устройства.

Правильный выбор автомата по время-токовой характеристике позволяет избежать ложных срабатываний при подключении в сеть нагрузки, имеющей высокие пусковые токи. Например это происходит при подключении в сеть электродвигателя, который имеет большой пусковой ток, превышающий номинальный в 3-8 раз. Этого тока будет достаточно чтобы отключился автомат, имеющий характеристику срабатывания не предназначенную для такого типа нагрузок.

Также при правильном подборе автоматических выключателей по их время-токовым характеристикам соблюдается селективность (избирательность), то есть при повреждении какого-либо участка цепи сработает только тот автоматический выключатель, который обеспечивает защиту именно этого участка, а остальные автоматы не отключатся.

Я думаю все обращали внимание на буквенное обозначение рядом с номинальным током на корпусе модульного автоматического выключателя. Так вот эти буквы и указывают время-токовую характеристику, то есть чувствительность автомата.

Чаще всего встречаются автоматы с характеристиками B, C и D. Это стандартные типы характеристик, указанные в ГОСТ Р 50345-99. Кроме этих типов существуют еще типы A, K и Z, но встречаются они гораздо реже, а в жилых зданиях так и вовсе не используются. Различные типы рекомендовано использовать следующим образом:

• А — Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
• B — Для осветительных и розеточных групп общего назначения
• C — Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
• D — Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
• K — Для индуктивных нагрузок
• Z — Для электронных устройств

Время срабатывания электромагнитного расцепителя для каждой из характеристик выражается в значении величины протекающего тока по отношению к номинальному. Так для B это значение составляет от 3·In до 5·In (In — номинальный ток), то есть его расцепитель сработает при токе, превышающем номинальный в 3-5 раз. Для С пределы составляют уже от 5·In до 10·In, а для D — от 10·In до 20·In. Рассмотрим графики, отображающие время-токовые характеристики для типов B, C и D.

График время-токовой характеристики B

График время- токовой характеристики C

График время- токовой характеристики D

На оси Х отображается значение, показывающее отношение протекающего тока по отношению к номинальному (I/In). На оси Y — время срабатывания в секундах. График для каждой из кривой характеристик разделен на две линии, показывающие время срабатывания электромагнитной защиты (нижняя линия), отвечающей за отключение при коротких замыканиях и тепловой защиты (верхняя линия), отвечающей за отключение от перегрузок.

Верхняя кривая показывает холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирной линией показана верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

Так например если смотреть график для время-токовой характеристики С автоматический выключатель 16 А при токе 80 А (5·In) должен отключиться в горячем состоянии за 0,02 сек. В холодном состоянии при таком же токе автомат отключится за 11 сек. (если номинал автомата меньше или равен 32 A), если больше 32 А — то отключение произойдет через 25 сек. Если предел отключения будет равен 10·In, то в горячем состоянии отключение произойдет через 0,01 сек, а в холодном — за 0,03 сек.

Таким образом, график время-токовой характеристики позволяет определить правильно автоматический выключатель для конкретных условий эксплуатации. Теперь осталось только разобраться какие типы автоматов предпочтительно использовать в быту.

Понятно, что для городской квартиры, где нагрузка активная либо слабоиндуктивная, выбирать необходимо либо категорию B либо С. По тепловой защите временной интервал срабатывания B и С будет одинаковым, отличаться будет только время срабатывания электромагнитного расцепителя. Раньше повсеместно использовались автоматы с характеристикой С, да и по сей день в магазинах в основном продают именно этот тип, а про другие типы как-то забывают. Однако в настоящее время рекомендуется для линий освещения и розеточных групп применять тип B, имеющий большую чувствительность, а в качестве вводного автомата использовать С. Таким образом будет соблюдаться селективность и при аварийной ситуации отключаться будет именно групповой автомат, а не вводной, тем самым не будет обесточиваться полностью вся квартира.

Что такое время токовые характеристики автоматических выключателей

При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.

Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автомата зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.

Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой автомата (так иногда называется токовая характеристика), благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.

Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.

В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.

При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.

По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5. Автомат стоит на 10 А, и от 12 его вырубит. Что в таком случае делать? Если например поставить на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.

Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время токовая характеристика».

Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой

Как известно основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.

Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.

Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ, благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться прогревания теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.

Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время токовой характеристикой автоматического выключателя.

Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время токовую характеристику.

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

• – B — от 3 до 5 ×In;
• – C — от 5 до 10 ×In;
• – D — от 10 до 20 ×In.

Что означают цифры указанные выше?

Приведу небольшой пример. Допустим, есть два автомата одинаковой мощности (равные по номинальному току) но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.

Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.

При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).

В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а какие-нибудь мощные моторы включаются нечасто, самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.

Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми АВ при КЗ.

Согласитесь логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.

Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.

Пунктирной линией обозначен предельный ток срабатывания для автоматов до 32 А.

Что показано на графике время токовой характеристики

На примере 16-Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.

Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 40 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 40 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.

При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

Если через автомат будет протекать ток равный 10×In, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.

К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С. А вот о случае короткого замыкания?.

Если дом новый, имеет хорошее состояние электросети, подстанция находится рядом, а все соединения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких величин, что его должно хватить на срабатывание даже вводного автомата.

Ток может оказаться малым при коротком замыкании, если дом является старым, а к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление петли фаза-нуль) – в таком случае автомат категории C может не сработать вообще. Поэтому единственным выходом из этой ситуации является установка автоматов с характеристикой типа В.

Следовательно, время токовая характеристика типа В является определенно более предпочтительной, в особенности в дачной или сельской местности или в старом фонде.

В быту на вводной автомат вполне целесообразно ставить именно тип С, а на автоматы групповых линий для розеток и освещения – тип В. Таким образом будет соблюдена селективность, и где-нибудь в линии при коротком замыкании вводной автомат не будет отключаться и «гасить» всю квартиру.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

Время токовая характеристика автоматического выключателя

Автоматические выключатели служат для аварийного размыкания цепи в случае превышения показателей силы тока. Они позволяют уберечь приборы от поломки или выхода из строя при недопустимых нагрузках и предотвратить возгорание.

Автоматические выключатели

Принцип действия

Принцип действия автоматического выключателя достаточно прост. В конструкцию выключатели входят два вида расцепителей: электромагнитный и тепловой. Первый – мгновенно срабатывает при сильном скачке силы тока. Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида со стальным подвижным сердечником, который удерживается пружиной. Если заданный показатель тока превышается, электромагнитное поле в катушке наводится, что приводит к втягиванию катушки. В результате срабатывает механизм сопротивления. Если режим работы стандартный, магнитное поле также наводится, но оно недостаточной силы, чтобы сопротивление пружины было преодолено.

Виды расцепителей

Второй – тепловой расцепитель имеет в своем составе биметаллическую пластину, которая рассчитана на определенную силу тока. Если протекающий ток превышает допустимые показатели, пластина из биметалла нагревается и гнется, благодаря чему также происходит расцепление электросети.

Работа автоматического выключателя основывается на этих двух расцепителях, поскольку порознь они малоэффективны.

Электромагнитный расцепитель быстро срабатывает при небольшом скачке. Но если взять во внимание, что некоторые высокопроизводительные моторы нуждаются в более сильном токе во время пуска, чем в обычном рабочем состоянии, то нет необходимости в срабатывании выключателя. В бытовых условиях такими мощными приборами являются пылесос, электрочайник, микроволновая печь. Для теплового расцепителя нужно некоторое время для нагревания и плавки пластины, которое может быть критичным для бытовых или промышленных приборов, подвергшихся высокому скачку тока. В жилом доме очень пагубным окажется влияние сильного тока на холодильник, компьютер и оргтехнику.

Строение электромагнитного расцепителя

Именно поэтому два вида расцепителя применяются в автоматических выключателях сообща, а за отрезок времени от скачка силы тока до аварийного выключения отвечает времятоковая характеристика автоматического прибора.

Типы характеристик

Времятоковая характеристика определяет взаимосвязь между нарастанием силы тока и моментом аварийного отключения посредством защитного автомата. Поскольку различные условия потребления тока в бытовых и промышленных условиях требуют различного напряжения сети, автоматы для защиты также обладают различной мощностью и характеристиками срабатывания. Автоматические выключатели выпускают с номиналами силы тока от 6 до 125 ампер. В быту же наиболее часто применяются защитные автоматы на 16 или 20 ампер. Для большого частного дома подойдет устройство в 25А. Что касается времятоковой характеристики, ее обозначают латинскими буквами на маркировке выключателя. Наиболее распространены три типа: B, C, D. Данная маркировка обозначает чувствительность электромагнитного расцепителя или же скорость мгновенного срабатывания при граничном повышении силы тока.

Диапазон срабатывания для этих трех типов следующий:

B – 3-5ХIn,

С – 5-10ХIn,

D – 10-20ХIn.

Расшифровка параметров разных типов автоматов выглядит так: если автомат рассчитан на силу тока в 20 ампер, то этот показатель умножается на данные диапазона срабатывания, и получается характеристика чувствительности автоматического выключателя.

20*(3…5) =60…100А

Таким образом, автомат типа В на 20 ампер выключится мгновенно при силе тока свыше 100 ампер. Граничным показателем для его срабатывания является 60А, а при силе тока от 60 до 100А скорость выключения будет зависеть от скорости нагревания биметаллической пластины теплового датчика.

При выборе электрического защитного автомата для дома или промышленных целей следует не только рассчитывать его мощность, исходя из потребляемого тока в помещении, но и обращать внимание на тип времятоковой характеристики.

Автоматы идентичной мощности, но разного типа времятоковой характеристики ведут себя по-разному. В ситуации, когда автомат типа В сработает с доли секунды, такой же предохранитель типа С отреагирует только через 5-7 секунд, что может негативно сказаться на приборах и электросети в целом. В жилой квартире, где много высокочувствительных приборов с малым потреблением тока, необходимо устанавливать выключатели типа В. Для больших коммерческих, полупромышленных или офисных помещений, где есть мощные приборы, можно применить автомат типа С. Тип D используется исключительно на промышленных объектах, где есть моторы с мощными пусковыми характеристиками.

Кривая времятоковой характеристики

Для описания времятоковой характеристики предохранительных автоматических выключателей часто используют график функций, где вертикально на оси ординат прописано время расцепления электросети в секундах и десятых секунд, а горизонтально на оси абсцисс обозначены показатели роста силы тока. На данном графике рост определяется делением тока в сети на номинальный ток автомата I/In.

График функции кривой времятоковой характеристики

Изображенные две кривые отвечают за показатели в холодном состоянии (сверху) и разогретом состоянии (снизу).

Дополнительная информация: Условно также нижнюю часть кривой, резко устремляющуюся вправо, считают зоной срабатывания электромагнитного расцепителя, а левую ее часть, плавно спускающуюся вниз, – зоной теплового расцепителя.

Слева от кривой размещается отрезок времени до срабатывания автоматического выключателя, а справа – после расцепления. Сама кривая представляет момент выключения. Традиционно времятоковые характеристики в виде графика функций изображаются для работы автоматов при температуре окружающей среды +30 градусов.

Если просмотреть характеристику для автомата типа В, диапазоном срабатывания которого является показатели от 3 до 5 In, то можно увидеть следующее: время отключения сети при проходящем токе в 3 In составляет 0,02 секунды в разогретом состоянии и до 35 секунд в холодном состоянии. Для автоматов мощностью свыше 32А показатель в холодном состоянии может достигать 80 секунд.

Если же проходящий ток для того же типа автомата будет равен 5In, то в горячем состоянии автомат сработает за 0,01 секунду и за 0,04 секунды в холодном.

График функции автомата типа С

Автомат типа С не сработает при токе в 3In, а при токе 5In он отключится за 0,02 секунды в разогретом и за 11 секунд в охлажденном состоянии. По этой причине не стоит устанавливать предохранители типа С в жилом доме, где бытовые приборы не рассчитаны на большое потребление тока и резкие перепады. Автомат типа В с высокой чувствительностью обеспечит надежную защиту проводки и электрооборудования. Если же в большом частном доме используется распределительный автомат, на входе можно разместить выключатель типа С правильно рассчитанной мощности, а для отдельных точек использовать автоматы типа В.

Устройство. Видео

Об особенностях устройства автоматического выключателя АВВ расскажет видео ниже.

Оцените статью:

A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

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

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

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

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

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

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

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

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

Токи короткого замыкания

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

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

На видео про селективность автоматических выключателей:

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

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

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель (АВ) – защитное электротехническое устройство, срабатывающее при коротких замыканиях или превышении допустимой нагрузки по сети. Современный рынок заполнен аппаратами немецкого (АВВ, Siemens), французского (Schneider, Legrand), японского (Terasaky), российского (IEK) производства. Они различаются между собой конструкцией, качеством и ценой. Но время токовые характеристики автоматических выключателей от разных изготовителей соответствуют действующим нормам и стандартам. Этот показатель дает возможность подобрать АВ под конкретные условия.

Что показывает время токовая характеристика

В электрических системах при возникновении аварии отключение электропитания следует производить очень быстро, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Человек неспособен достаточно быстро отреагировать. Поэтому устанавливаются автоматические выключатели.

Для энергетической сферы существует деление на системы постоянного и переменного напряжения. Оборудование классифицируется на низковольтное (до 1000 В), высоковольтное (более 1000 В). Соответственно применяются различные типы автоматов.

Во всех случаях АВ предназначен для разрывания цепи при различных токовых величинах короткого замыкания (КЗ) и перегрузках. Первые безошибочно отсекаются электромагнитным расцепителем мгновенно. Вторые протекают по цепи определенное время, без каких-либо последствий, а лишь потом сработает тепловая защита.

Современные автоматические защитные аппараты содержат три вида расцепителей:

1. механический – эта ручка предназначена для включения, выключения автомата;
2. электромагнитный – отсекает нагрузку КЗ;
3. тепловой – предохраняет электрические цепи от перегрузки.

Рабочие параметры последних двух определяют время токовые характеристики для автоматических выключателей. Которые показывают зависимость времени отключения аппарата от соотношения между протекающим по нему током и его номинальным значением. Они сложны тем, что требуют графического выражения.

Благодаря тому, что автоматы с одинаковым номиналом имеют различные характеристики срабатывания, при одном и том же токовом значении их можно применять под разные типы нагрузки. Это обеспечивает минимальное число ложных отключений и защищает от токовых перегрузок.

Получается, что время токовая характеристика (ВТХ) показывает:

1. диапазон срабатывания защиты от короткого замыкания (максимально-токовой), который определяется параметрами встроенной электромагнитной катушки;
2. диапазон срабатывания при превышении нагрузки, определяемый встроенной биметаллической пластиной.

Общий вид ВТХ можно представить нижеприведенным графиком. Цифрой 1 отмечен участок срабатывания при определенном токовом соотношении теплового расцепителя, а цифрой 2 – время реакции электромагнитного.

Общий вид время токовой характеристики АВ

Распространенные виды характеристик

Характеристики срабатывания автоматических выключателей указываются буквами латинского алфавита на их корпусе: А, B, C, D, Z, К. Они показывают на отношение уставки электромагнитного расцепителя к номинальному току данного аппарата, то есть чувствительность.

Рассмотрим их детально в таблице.

Время токовые характеристики АВ типа B, C, D представлены на рисунке.

Время токовые характеристики выключателей по типу B, C, D

У автоматических выключателей разные технические характеристики. Правильный выбор автомата по токовой нагрузке и время токовой характеристике позволяет установить защитное устройство, реагирующее на перегрузки сети должным образом. Это избавит от ложных отключений. Для домашних условий оптимальным вариантом будет использование автоматов типа В и С.

Время-токовые характеристики автоматических выключателей

Многие, наверное, замечали, что на корпусах модельных защитных выключателей указаны буквы латинского алфавита – B, C или D. Они обозначают време-токовую характеристику или ток мгновенного расцепления данного устройства.

В соответствии с пунктом 3.5.17 ГОСТа Р 50345-99, ток мгновенного расцепления – это минимальные показатели электротока, при котором устройство отключается без электромагнитной защиты, то есть без выдержки времени.

Пунктом 5.3.5 того же ГОСТа установлено, что существует три вида данной характеристики:

1.B– от 3 In до 5 In.

2.C – от 5 In до 10 In.

3.D – от 10 In до 20 In.

In– это номинальный показатель предохранительного элемента.

Рассмотрим эти виды многоцелевого расцепления на примере модульного коммутационного устройства ВА 47-29.

Время-токовая характеристика типа B

На графике приведена зависимость времени срабатывания защитного устройства от величины протекающего электротока. На оси Х указана кратность тока к номинальному электротоку коммутатора. По оси Y– время разъединение (секунд).

График имеет две линии, которые описывают разброс разъединение электромагнитного и теплового расцепителя устройства. Верхняя линия – это холодное состояние автомата после срабатывания, а нижняя – горячее.

Важно! Характеристики большинства автоматов изображаются при температуре 30 градусов по Цельсию.

На представленных характеристиках, пунктирной линией отмечен верхний предел для прибора с номинальным электротоком меньше 32 Ампер.

Анализ графика показывает:

1.Если через коммутационный прибор будет проходить электрический ток в 3 In, то максимальное время его отключения в горячем состоянии составляет 0,02 секунды. В холодном состоянии время срабатывания:

• для автоматов менее 32 А – 35 сек.;
• для автоматов более 32 А – 80 сек.

2.Если через автомат будет проходить электроток в 5 In, то максимальное время разъединения в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,04.

Автоматические выключатели вида B используются преимущественно для защиты потребителей с активным типом нагрузки – цепи освещения, электрические обогреватели и печи.

В магазинах количество подобных устройств довольно ограничено. Хотя для организации питания групп розеток и освещения целесообразно использовать именно такие рубильники, а не тип С. Именно в таком случае удастся соблюсти селективность при коротком замыкании.

Время-токовая характеристика типа C

График время-токовой характеристики вида С:

1.Если через предохранительный коммутатор будет протекать ток в 5 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии наибольшее время разъединение :

• для выключателей менее 32 А – 11 сек.;
• для выключателей более 32 А – 25 сек.

2.Если через защитное коммутационное устройство будет протекать электроток в 10 In, то максимальное время срабатывания в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,03 секунды.

Данный тип автоматов используется в основном для защиты моторов с небольшими пусковыми токами и трансформаторов. Их также можно применять для запитывания цепей освещения. Они широко используются в жилом фонде.

Время-токовая характеристика типа D

График время-токовой характеристики типа D:

1.Если через з предохранительный автомат будет протекать ток в 10 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии максимальное время срабатывания :

• для выключателей менее 32 А – 3 сек.;
• для выключателей более 32 А – 7 сек..

2.Если через защитный коммутатор будет протекать электроток в 20 In, то наибольшее время срабатывания в горячем состоянии – 0,009 секунды, а в холодном – 0,02 секунды.

Коммутаторы вида D используются для защиты двигателей с тяжелым и частым пуском.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как упоминалось в начале статьи, все характеристики предохранительных автоматов приводятся при температуре окружающей среды в 30 градусов по Цельсию. Для того, чтобы узнать время срабатывания механических коммутаторов при других температурах, следует учитывать такие поправочные коэффициенты:

1.Kt – температурный коэффициент окружающего воздуха. На графике ниже можно проанализировать его значения. Чем выше температура воздуха, тем ниже значение данного коэффициента, а значит и снижается номинальный ток выключателя, то есть его нагрузочная способности. Или, иначе, чем холодней, тем меньше нагрузочная способность. По этойпричине в жарких помещениях возможно срабатывания автоматов даже без роста нагрузки.

2.Kn– коэффициент учета количества установленных автоматов в ряд. Когда в одном ряду уставлено несколько защитных автоматов, то они передают часть своего тепла остальным выключателям. На графике ниже представлена зависимость конвекции тепла от количества автоматов. Чем больше устройств в ряду, тем меньше их нагрузочная способность.

Для того, чтобы рассчитать электроток, в соответствии с температурой окружающей среды, нужно номинальный ток механического коммутатора умножить на приведенные выше коэффициенты.

Теперь рассмотри пример использования коэффициентов на практике. Допустим, распределительный щиток установлен на улице и к нему подключено 4 автомата:

• вводной автомат типа ВА 47-29 С40 – 1 штука;
• групповой автомат типа ВА 47-20 С16 – 3 штуки.

Температура окружающей среды – минус 10 градусов по Цельсию.

Находим поправочные коэффициенты для автомата ВА 47-29 С16:

1.Kt=1,1.

2.Kn=0,82.

Рассчитываем номинальный ток:

In=16*1,1*0,82=14,43 Ампер.

Следовательно, чтобы определить предельное время отключения защитного автомата типа С нужно использовать не соотношение I/In (I/16), а I/In* (I/14,43).

Условный ток неотключение и условный ток отключения

Каждый автомат имеет условный ток неотключения, который рассчитывается как 1,13 In. При таком токе защитное устройство не сработает.

Возьмем уже знакомый нам выключатель ВА 47-29 С16. При протекании через него электротока 1,13 In=18,08 Ампер он никогда не сработает.

Также существует такое понятие, как условный ток отключения. Он всегда равняется 1,45 In. При таком токе в холодном состоянии выключатель не будет отключатся в течение часа.

Например, выключатель ВА 47-29 С16 при прохождении тока 1,45In = 23,2 Ампер в горячем состоянии отключится через 50 секунд, а в холодном – через час.

Только представьте, что автомат номинальным током в 16 Ампер сможет держать нагрузку в 23 Ампер в течение 60 минут. За это время 1,5-миллиметровый кабель может выгореть и расправится.

Характеристики кривых отключения и координации автоматического выключателя

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Время-токовые кривые используются для отображения времени, необходимого для отключения автоматического выключателя при заданном уровне перегрузки по току.

Время-текущие кривые обычно отображаются в виде графика журнала. Цифры вдоль горизонтальной оси кривой представляют номинальный постоянный ток (In) для автоматического выключателя, цифры по вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения: найдите текущее значение, кратное (In), внизу графика. Затем нарисуйте вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую, а затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения автоматического выключателя – это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механической срабатывания и времени дуги.

Кривые

разработаны с использованием заранее определенных характеристик, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия эксплуатации автоматического выключателя могут вызвать отклонения в его характеристиках.

Большинство кривых имеют информационное окно, в котором будет указано, к какому выключателю применяется кривая. Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени поездки.

Пример кривой тока времени автоматического выключателя в реальном мире с основными моментами. Фото: TestGuy

---

Защита от перегрузки

Верхняя часть кривой время-ток показывает тепловую реакцию выключателя, изогнутая линия указывает номинальную производительность выключателя.

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический провод внутри автоматического выключателя отклоняется после нагрева током нагрузки, освобождая рабочий механизм и размыкая контакты.

Чем больше перегрузка, тем быстрее биметаллическая полоса нагревается и отклоняется для устранения перегрузки. Это так называемая обратная временная кривая.

Долговременная функция

В электронных автоматических выключателях функция длительного действия (L) имитирует эффект термического биметаллического элемента.Номинальная точка срабатывания, в которой электронный расцепитель определяет перегрузку, составляет примерно 10% от выбранного номинального тока. После срабатывания автоматический выключатель сработает по истечении времени, заданного настройкой длительной задержки.

---

Защита от короткого замыкания

Нижняя часть кривой время-ток отображает реакцию автоматического выключателя на короткое замыкание. В термомагнитных выключателях место срабатывания при значительных сверхтоков приводит в действие магнитный якорь внутри автоматического выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

В электронных автоматических выключателях функция мгновенного действия (I) имитирует магнитную характеристику термомагнитного выключателя. Это достигается с помощью микропроцессора, который много раз в секунду берет выборки из формы волны переменного тока для вычисления истинного среднеквадратичного значения тока нагрузки. Мгновенное отключение происходит без преднамеренной задержки по времени.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оснащены функцией короткого замыкания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед срабатыванием значительного перегрузки по току.Это позволяет осуществлять выборочную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к месту повреждения, отключается, не затрагивая другие цепи (см. Координацию автоматического выключателя ниже) .

I ² t характеристика кратковременной функции определяет тип задержки. I ² t IN приведет к обратнозависимой задержке, которая напоминает временные / токовые характеристики предохранителей. Это похоже на функцию длительного времени, за исключением более быстрой задержки.I ² t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 секунды или меньше, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели, оборудованные блокировкой зон по короткой задержке без сигнала ограничения от нижестоящего устройства, будут иметь минимальную временную полосу, применяемую независимо от настройки, это иногда называется максимальной неограниченной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется коррекция кратковременной задержки для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременной стойкостью и отображается на кривой срабатывания как абсолютное значение в амперах.

Связанные: Основные принципы селективной блокировки зон (ZSI)

---

Защита от замыканий на землю

Как и функция защиты от замыканий на землю, элемент защиты от замыкания на землю (G) состоит из установки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов перестает быть равной, потому что ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый трансформатор тока устанавливается на нейтральную шину для обнаружения этого дисбаланса.

Когда происходит дисбаланс тока, автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает уставку срабатывания замыкания на землю. Если выключатель остается включенным в течение времени, заданного задержкой замыкания на землю, автоматический выключатель сработает. Защита от замыкания на землю иногда поставляется с функцией I ² t, которая работает по тому же принципу, что и кратковременная задержка.

Пример 4-проводной системы защиты от замыканий на землю.Фото: TestGuy.

Защита от замыкания на землю требует наименьшего количества энергии для отключения автоматического выключателя, часто со значениями отключения, установленными значительно ниже уставки срабатывания длительного срабатывания. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя защиту от замыкания на землю необходимо отключить или «убрать с дороги» для срабатывания других функций.

Использование испытательного комплекта изготовителя или изменение проводки входа трансформатора тока нейтрали является предпочтительным методом тестирования первичной инжекции на выключателе низкого напряжения с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно для обеспечения сбалансированных вторичных токов на расцепитель. .

Связано: Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности

---

Координация автоматического выключателя

Время-токовые кривые необходимы для правильного согласования автоматических выключателей. В случае неисправности должен срабатывать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, не затрагивая другие цепи.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя скоординированы таким образом, чтобы время отключения каждого выключателя было больше времени отключения выключателя (ей), расположенного ниже по цепи, независимо от величины повреждения.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 настроен на отключение, если перегрузка 2000A или выше происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 сработает, если перегрузка сохраняется в течение 0,200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

Если неисправность происходит после выключателя CB-3 , он срабатывает первым и сбрасывает неисправность.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Если автоматический выключатель питает часть оборудования с большими пусковыми токами, например, значение мгновенного срабатывания должно быть установлено выше, чем значение кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение, когда оборудование находится под напряжением.

Связано: Объяснение исследований по координации электроэнергетической системы

---

Артикул:

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Защита от перегрузки и сверхтока – базовое управление двигателем

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы послушать, как вы читаете этот раздел.

Когда двигатель запускается впервые, прежде чем вал сможет набрать скорость и начать вращаться, характеристики обмотки статора соответствуют характеристикам короткого замыкания. Таким образом, двигатель начинает потреблять очень высокие значения тока . Этот ток создает магнитное поле, которое заставляет вал двигателя вращаться, и это вращательное действие создает противо-ЭДС (CEMF), которая ограничивает ток до его нормального рабочего значения.

Первоначальное высокое значение тока называется бросок тока и может вызвать серьезные нарушения в линии и ложное срабатывание, если предохранители и автоматические выключатели не имеют соответствующих размеров.

Термин « перегрузка, » описывает умеренное и постепенное повышение значения тока в течение относительно длительного периода времени. Это вызвано чрезмерным током, потребляемым двигателем, который может в шесть раз превышать номинальный ток. Это вызвано слишком большой нагрузкой на двигатель.Системы защищены реле защиты от перегрузки . В то время как перегрузки допускаются на короткое время (обычно минуты), длительные перегрузки будут использовать тепловое воздействие, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства.

Термин « перегрузка по току » (иногда называемый коротким замыканием или замыканием на землю) описывает резкое и быстрое повышение тока за короткий период времени (доли секунды). Цепи и оборудование защищены от перегрузок по току предохранителями или автоматическими выключателями.

В этих случаях значение тока намного превышает номинальный линейный ток и действительно может быть от шести до многих сотен раз выше нормального номинального значения тока.

Существует несколько причин ситуаций перегрузки по току. Например, когда происходит замыкание на болтах – замыкание между линией и землей или между линией и линией. Это приводит к потреблению очень большого значения тока из-за обратно пропорциональной зависимости между сопротивлением цепи и потребляемым током.

Другая менее понятная причина короткого замыкания – запуск асинхронного двигателя. При первом включении трехфазного асинхронного двигателя обмотки статора имеют цепь с очень низким сопротивлением. Это потребляет очень большой пусковой ток, который неотличим от стандартного короткого замыкания, за исключением того, что он быстро падает до номинального значения тока, потребляемого двигателем. Это происходит из-за противоэлектродвижущей силы (CEMF), создаваемой вращающимся валом двигателя. Когда двигатель вращается, CEMF ограничивает ток до безопасных значений.Когда двигатель не вращается, от источника потребляется очень большой ток. Этот ток иногда называют током заторможенного ротора , и пускатели электродвигателей и устройства максимального тока должны быть рассчитаны на безопасную работу с этим значением тока.

Последствия короткого замыкания

Два основных отрицательных выхода сверхтоков:

• Тепловая энергия : высокие значения тока создают много тепла, которое может повредить оборудование и провода.Тепловая энергия может быть выражена как I ² t (ток в квадрате, умноженный на время) – чем дольше сохраняется неисправность, тем больше потенциальное тепловое повреждение.
• Механические силы : Сильные токи короткого замыкания могут создавать мощные магнитные поля и оказывать огромное магнитное напряжение на шины и оборудование, иногда деформируя их по форме и создавая другие проблемы.

Большие значения тока повреждения могут очень быстро вызвать повреждение, поэтому устройства защиты от сверхтока должны действовать очень быстро, чтобы устранить неисправность.Существует две основные категории устройств защиты от сверхтоков: предохранители и автоматические выключатели.

Предохранители

Предохранители

A Предохранитель – это простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждений из-за более высоких, чем обычно, значений неисправности. Он разработан как самое слабое звено в цепи.

Предохранитель

A – это изолированная трубка, содержащая полоску проводящего металла (плавкая вставка), которая имеет более низкую температуру плавления, чем медь или алюминий. Плавкая вставка имеет узкие резистивные сегменты, которые концентрируют ток и вызывают повышение температуры в этих точках.

При коротком замыкании элементы предохранителя сгорают всего за доли секунды. Чем выше значения тока повреждения, тем быстрее сработает предохранитель.

В ситуации перегрузки плавким элементам может пройти несколько секунд или даже минут, прежде чем тепловые воздействия вызовут плавление плавкой вставки.

Предохранители бывают двух категорий: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с выдержкой времени (тип D).

Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при запуске двигателя, поэтому мы используем предохранители с выдержкой времени, также известные как «двухэлементные предохранители».”

Общие рейтинги

Все устройства максимального тока должны работать в пределах своих номинальных значений. Три наиболее важных параметра – это напряжение, ток и отключающая способность.

Номинальное напряжение

Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны как минимум на значение напряжения цепи, которую они предназначены для защиты.

Когда предохранитель или автоматический выключатель прерывает ток короткого замыкания, он должен безопасно гасить дугу и предотвращать ее повторное возникновение.Следовательно, номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя должно быть равно или превышать напряжение системы.

Например, предохранитель, рассчитанный на 240 В RMS, будет приемлем для использования в цепи на 120 В. Однако при использовании в цепи 600 В. номинальное напряжение предохранителя будет превышено.

Режим продолжительной работы

Рейтинг продолжительной работы описывает максимальное номинальное значение среднеквадратичного значения тока, которое устройство максимального тока разработано для непрерывной работы без отключения.Вообще говоря, номинал предохранителя или выключателя ампер и не должен превышать допустимую нагрузку по току цепи, но есть исключения, такие как определенные цепи двигателя.

Отключающая способность

Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает практически до нуля Ом , вызывая протекание очень больших значений тока. Этот чрезвычайно быстрый рост тока короткого замыкания может вызвать повреждение проводов и оборудования из-за перегрева, и его необходимо как можно быстрее погасить.

Номинальная отключающая способность (IC) устройства максимального тока – это максимальный ток короткого замыкания, который устройство может отключить без ущерба для себя. Большинство автоматических выключателей и предохранителей имеют номинал IC 10 000 ампер.

Для систем, способных к большим токам замыкания, предохранители с высокой разрывной емкостью (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер с помощью гасителя дуги, такого как кварцевый песок, чтобы помочь устранить замыкание.

MCB TRIP – Каковы причины? [Объяснение классов кривой поездки 2020]

Кривые срабатывания автоматического выключателя и автоматического выключателя (B, C, D, K, Z) Кривые срабатывания

MCB используются для отображения номинального тока срабатывания автоматических выключателей.Номинальный ток срабатывания – это минимальный уровень тока, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Ток отключения должен сохраняться не менее 0,1 с, что является требованием для номинального значения.

Кривая отключения может также называться характеристикой отключения I-t. Он состоит из двух секций: секции перегрузки и секции короткого замыкания. Продолжительность отключения, необходимая для уровней токов перегрузки, отображается в разделе перегрузки, в то время как мгновенный уровень тока отключения автоматического выключателя описывается в разделе короткого замыкания.

Что такое расцепители MCB

Классы кривой срабатывания:

Кривая срабатывания, класс B

Автоматические выключатели с характеристиками этого класса мгновенно срабатывают, когда токи, протекающие через них, в 3-5 раз превышают номинальный ток. Эти автоматические выключатели используются в основном для защиты кабеля.

Кривая срабатывания, класс C

Обычно автоматические выключатели, которые демонстрируют характеристики этого класса, имеют мгновенные отключения, когда ток, протекающий через них, в 5-10 раз превышает номинальный ток.Таким образом, они подходят для бытовых и бытовых применений и электромагнитных пусковых нагрузок, требующих средних пусковых токов.

Кривая срабатывания, класс D

Автоматические выключатели

с характеристиками этого класса мгновенно срабатывают, если ток, протекающий через них, превышает номинальный ток в 10,1–20 раз. Автоматические выключатели этого класса рекомендуются для использования в индуктивных нагрузках и нагрузках двигателей с высокими пусковыми токами.

Кривая срабатывания, класс K

Автоматические выключатели с характеристиками этого класса мгновенно срабатывают, когда токи, протекающие через них, в 8–12 раз превышают номинальный ток.Эти автоматические выключатели могут использоваться для индуктивных нагрузок и нагрузок двигателя с высокими пусковыми токами.

Кривая срабатывания, класс Z

Автоматические выключатели с характеристиками этого класса мгновенно срабатывают, когда токи, протекающие через них, в 2–3 раза превышают номинальный ток. Эти MCB обычно очень чувствительны к короткому замыканию и могут использоваться для защиты высокочувствительных устройств, таких как полупроводниковые устройства.

MCB Расчеты отключения

Как рассчитать настройки отключения автоматического выключателя

• Найдите маркировку силы тока на переключателе MCB.Обычно это значение от 15 до 20. Также обратите внимание на маркировку напряжения на выключателе, это будет от 120 до 240.
• После определения номинальных значений напряжения и тока умножьте вольты на амперы. Результатом умножения будет максимальная мощность нагрузки, которую цепь может принять перед отключением.

Подробнее: MCB | Все, что вам нужно знать о миниатюрных автоматических выключателях

MCB Причины отключения

Что вызывает отключение автоматических выключателей?

1. Перегрузка цепи

Одна из основных причин отключения автоматических выключателей – это перегрузка цепи.Это происходит, когда вы пытаетесь заставить цепь давать больше электрического тока, чем ее фактическая емкость. Это приведет к перегреву цепи, что подвергнет опасности все электрические устройства, подключенные к цепи. Возьмем, к примеру, если ваш настольный компьютер подключен к цепи, которая требует 17 ампер, но теперь использует 22 ампера, тогда схема настольной компьютерной системы будет перегрета и повреждена. Автоматический выключатель отключается, чтобы предотвратить перегрев, что может даже предотвратить крупный пожар.Вы можете решить эту проблему, пытаясь перераспределить свои электрические приборы и стараясь отключать их от одних и тех же цепей, чтобы избежать перегрузки цепей. Вы даже можете отключить некоторые устройства, которые в настоящее время не используются, чтобы снизить электрическую нагрузку на автоматический выключатель.

Причины отключения MCB

2 Короткое замыкание

Это еще одна распространенная причина отключения автоматических выключателей. Короткие замыкания даже опаснее перегруженных цепей. Короткое замыкание происходит, когда «горячий» провод касается «нейтрального» провода в одной из ваших электрических розеток.Каждый раз, когда это происходит, через цепь проходит огромное количество тока, что создает огромное количество тепла, больше, чем может выдержать цепь. В этой ситуации MCB отключится, чтобы отключить цепь, чтобы предотвратить опасное происшествие, такое как пожар. Короткие замыкания могут возникать по разным причинам, например, неплотное соединение или неисправная проводка. Вы можете легко определить случай короткого замыкания по запаху гари, который обычно остается вокруг автоматического выключателя. Кроме того, вы можете заметить вокруг него черный или коричневый оттенок.

3 Скачки замыкания на землю.

Скачки при замыкании на землю очень похожи на короткие замыкания. Они случаются всякий раз, когда горячий провод соприкасается с заземляющим проводом из чистой меди или корпусом металлической розеточной коробки, который соединен с заземляющим проводом. Когда это происходит, через провод проходит больше электричества, чем может принять цепь. Автоматический выключатель отключается для защиты цепи и устройств от перегрева или возгорания. Вы можете легко определить выбросы замыкания на землю по черному или коричневому цвету вокруг автоматического выключателя.Не упускайте из виду ни одну из этих проблем всякий раз, когда вы их замечаете, потому что, поступая так, вы подвергнете себя, свою семью или соседа по комнате большой опасности. Если ваш MCB часто выезжает из строя, то пришло время известить профессионалов, которые приедут и изучат проблемы. НЕ ПЫТАЙТЕСЬ делать это самостоятельно, если у вас нет должной подготовки.

= >>> Где купить MCB

Подбор автоматического выключателя | EC&M

Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей.Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей « Размер устройства защиты от перегрузки по току ».

Один из наиболее часто задаваемых вопросов: «Как выбрать автоматический выключатель?» Часто неправильно понимаемый факт об автоматических выключателях (CB) связан с процентом нагрузки, разрешенной NEC и конструкцией выключателя, и почему они могут отличаться. Давайте исследуем оба аспекта.

CB Дизайн

Автоматический выключатель спроектирован и рассчитан на то, чтобы выдерживать 100% номинального тока в течение неопределенного периода времени в стандартных условиях испытаний.Эти условия, согласно UL 489, стандарту безопасности лабораторий Underwriters для автоматических выключателей в литом корпусе и корпусов автоматических выключателей, включают установку выключателя на открытом воздухе (т. Е. Без корпуса), где температура окружающей среды поддерживается на уровне 40 [градусов] C ( приблизительно 104 [градуса] F). В этих условиях выключатели в литом корпусе не должны срабатывать при номинальном токе.

Тем не менее, выключатель чаще всего применяется в оборудовании на 80% от его номинального тока в соответствии с NEC Sec. 384-16 (с). Если вы понимаете, почему существует это требование, вы сможете правильно применять CB.

CB Характеристические кривые срабатывания

Кривые срабатывания выключателя

показывают, сколько времени требуется для срабатывания конкретного выключателя в зависимости от уровня тока. На рис. 1 представлена ​​типичная кривая для термомагнитного выключателя. Изогнутая часть вверху показывает время, необходимое выключателю для отключения при перегрузке. Состояние перегрузки вызовет накопление тепла вокруг пути тока, внутри выключателя, а также вдоль силовых проводов. Это тепло, которое генерируется током, на самом деле вызывает отключение выключателя в этой области, а не просто величина тока.Считается, что эта часть кривой имеет обратнозависимую временную характеристику, что означает, что выключатель сработает за меньшее время при более высоких уровнях протекания тока.

Поскольку путь прохождения тока (включая как выключатель, так и проводник) реагирует на нагрев, общая рабочая температура оборудования становится фактором при выборе выключателя в корпусе.

Другие факторы, которые могут повлиять на рабочую температуру этого оборудования, включают:

• Размер и расположение корпуса;
• В одном корпусе размещено более одного токонесущего устройства;
• Уровень тока, который несет каждое устройство; и
• Условия окружающей среды в районе оборудования.

Следовательно, простая разработка автоматического выключателя на 100% номинального тока решает лишь часть проблемы. Оборудование должно быть в состоянии безопасно выдерживать тепло, выделяемое всеми источниками, без превышения температурных пределов, установленных в стандарте испытаний продукции. Оба эти фактора учитываются правилами калибровки, установленными NEC.

1996 NEC

NEC 1996 года признает, что на устройства защиты от сверхтоков будет влиять тепло в системе.Таким образом, он определяет концепцию непрерывных нагрузок и правило 80%, чтобы попытаться компенсировать влияние тепла в системе при определении размеров выключателя.

Непрерывные нагрузки. Чтобы лучше понять размерные аспекты CB, вы должны сначала четко понять концепцию непрерывных нагрузок. В ст. 100, NEC определяет непрерывную нагрузку как «нагрузку, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более». Вам очень важно понимать, что это нагрузка при максимальном токе без перебоев в течение как минимум трех часов.Офисное освещение обычно соответствует этому критерию.

Правила определения размеров NEC. П. 210-22 (c), 220-3 (a), 220-10 (b) и 384-16 (c) все относятся к правилам определения размеров для устройств защиты от сверхтоков (OCPD). Первые три указывают одно и то же требование:

.

Размер OCPD = 100% прерывистой нагрузки + 125% продолжительной нагрузки.

сек. 384-16 (c) имеет то же требование, за исключением того, что оно указано в терминах загрузки OCPD. Это правило гласит, что OCPD может быть загружен только до 80% от своего номинала для непрерывных нагрузок.Помните, что 80% – это величина, обратная 125% (0,80 = 1 [деленное на] 1,25), и поэтому правила действительно идентичны по конечному требованию.

Внимательно прочтите правило; 125% -ный размер OCPD (или 80% -ная нагрузка) применим только при постоянных нагрузках. CB и другие OCPD могут быть рассчитаны на 100% от их номинала для приложений с непостоянной нагрузкой.

устройства со 100% -ным рейтингом. NEC распознает полные сборки (включая OCPD), которые указаны для работы на 100% от их номинальных значений для продолжительных нагрузок.Это означает, что оборудование прошло дополнительные испытания, чтобы убедиться, что оно может выдерживать дополнительный нагрев, связанный с этим уровнем эксплуатации.

Автоматический выключатель со 100% номинальными характеристиками и оборудование конечного использования были испытаны для подтверждения того, что дополнительное тепло, генерируемое в условиях 100% непрерывной нагрузки, безопасно рассеивается. Другие спецификации оборудования также обусловлены необходимостью рассеивания тепла, связанного с уровнем нагрева, достигнутым во время 100% номинальных испытаний. В случаях, когда температура на клеммах проводки выключателя превышает 50 [градусов] C во время 100% номинального испытания, UL 489 требует использования изолированного провода 90 [градусов] C (рассчитанного на допустимую нагрузку 75 [градусов] C) с этими выключателями. и CB должен быть отмечен производителем как таковой.UL 489 также определяет минимальный размер корпуса и требования к вентиляции, если это необходимо для отвода тепла. CB, успешно прошедший эти дополнительные испытания, все еще не включен в список для применения со 100% -ным рейтингом для непрерывной нагрузки, если он не отмечен как таковой производителем.

Таким образом, ЦБ имеет либо стандартный рейтинг (80%), либо рейтинг 100%. Стандартный рейтинг зависит от правил NEC, которые мы только что обсудили. Автоматические выключатели со 100% -ным номиналом разрешается непрерывно нагружать с полным номиналом до тех пор, пока сборка указана в списке и проводники подключены должным образом.

Примеры размеров CB

Ниже приведены примеры правил определения размеров.

Пример 1: 50 А непрерывная нагрузка и 125 А прерывистая нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 125A) + (1,25 x 50A) = 187,5A

Следовательно, требуется OCPD на 200 А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допустимым является номинал 175А (125А + 50А).

Пример 2: Прерывистая нагрузка 300 А.

Допускается устройство на 300 А; устройство со 100% номиналом не требуется, поскольку нагрузка непостоянна.

Пример 3: 200A непрерывная нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 0A) + (1,25 x 200A) = 250A

Следовательно, нужен прибор на 250А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допускается номинальный ток 200А.

Пример 4: 16 А непрерывно и 30 А прерывисто.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 30A) + (1,25 x 16A) = 50A

Следовательно, можно выбрать устройство на 50 А.Хотя устройства со 100% -ным номиналом обычно недоступны для таких небольших размеров, допустимый номинал все равно будет 50 А (16 А + 30 А = 46 А; округлено до 50 А).

Джим Поли – менеджер по отраслевым стандартам, а Сэнди Янг – специалист по продукции для автоматических выключателей в Square D Co., Лексингтон, штат Кентукки, и Cedar Rapids, штат Айова, соответственно.

Что такое реле максимального тока? – Определение и типы

Определение: Реле максимального тока определяется как реле, которое срабатывает только тогда, когда значение тока больше, чем время установки реле .Он защищает оборудование энергосистемы от тока короткого замыкания.

В зависимости от времени срабатывания реле максимального тока подразделяется на следующие типы.

• Реле максимального тока мгновенного действия
• Реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени
• Реле максимального тока с независимой выдержкой времени
• Реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени
• Реле максимального тока с независимой выдержкой времени и обратной обратной связью
• Реле максимального тока с выдержкой времени с выдержкой времени и выдержкой времени
• Реле максимального тока мгновенного действия

Реле мгновенного максимального тока

Реле не имеет преднамеренной задержки срабатывания.Контакты реле замыкаются мгновенно, когда ток внутри реле превышает рабочее значение. Интервал времени между мгновенным значением срабатывания и замыкающими контактами реле очень меньше.

Самым значительным преимуществом реле мгновенного действия является то, что оно имеет малое время срабатывания. Он начинает работать мгновенно, когда значение тока превышает уставку реле. Это реле работает только тогда, когда полное сопротивление между источником и реле меньше указанного в секции.

Самая важная особенность реле – их скорость срабатывания. Реле защищает систему от замыкания на землю, а также используется для защиты системы от циркулирующего тока. Реле максимального тока мгновенного действия размещается в отходящем фидере.

Реле максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени

Реле срабатывает только тогда, когда величина их рабочего тока обратно пропорциональна величине включенных величин. Время срабатывания реле уменьшается с увеличением тока.Срабатывание реле зависит от величины силы тока

.

Характеристическая кривая реле показана на рисунке ниже. Реле не будет работать, если значение тока меньше заданного значения. Реле используется для защиты распределительных линий. Реле обратного времени бывает трех типов.

Реле обратного заданного минимального времени

Реле, время срабатывания которого приблизительно пропорционально току повреждения, известно как реле IDMT.Время срабатывания реле поддерживается путем регулировки настройки выдержки времени. В реле IDMT используется электромагнитный сердечник, потому что он может легко насыщаться током, имеющим большую величину, чем ток срабатывания. Реле используется для защиты распределительной линии.

Очень инверсное реле

Обратная характеристика реле больше, чем IDMT. Такой тип реле используется в фидерах и на протяженных линиях электропередачи. Реле используется там, где величина тока короткого замыкания быстро падает из-за большого расстояния от источника.Он используется для определения тока повреждения, не зависящего от места повреждения.

Чрезвычайно инверсное реле

Характеристическое время реле чрезвычайно велико по сравнению с IDMT и очень инверсным реле. Это реле используется для защиты кабеля, трансформатора и т. Д. Реле может срабатывать мгновенно, если значение тока срабатывания превышает время срабатывания реле. Реле обеспечивает более быструю работу даже при токе короткого замыкания. Он используется для определения перегрева машин.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени используется в распределительных сетях и на электростанциях. Реле обеспечивает быструю работу в условиях неисправности из-за своей временной характеристики неисправности.

Двигатели постоянного тока серии

: характеристики и характеристики

В этой статье мы обсудим характеристики и рабочие характеристики двигателя постоянного тока.

Характеристики двигателей серии DC:

1. Характеристика скорости-тока:

В случае двигателя постоянного тока, МДС из-за возбуждающих катушек увеличивается прямо пропорционально линейному току или току якоря, поэтому (без учета эффектов реакции якоря) величина магнитного потока изменяется с током нагрузки в соответствии с обычной кривой намагничивания.Из-за реакции якоря фактическая кривая, представляющая полезный поток, падает ниже кривой намагничивания холостого хода, как показано на рис. 1.18. При больших токах магнитная цепь насыщается, и поток φ стремится приблизиться к постоянному значению.

Из уравнения скорости очевидно, что скорость пропорциональна обратной ЭДС E _b и обратно пропорциональна потоку на полюс φ. С увеличением тока якоря падение напряжения в цепи якоря и последовательном поле [I (R _a + R _se )] увеличивается и, следовательно, обратная ЭДС E _b уменьшается, как показано на рис.1.18. Однако в нормальных условиях перепад I (R _a + R _se ) довольно мал, и им можно пренебречь.

Таким образом, если приложенное напряжение остается постоянным, скорость N обратно пропорциональна магнитному потоку φ. Если между скоростью и входным (или линейным) током I проведена кривая, то перед магнитным насыщением это будет прямоугольная гипербола, поскольку до точки насыщения кривая намагничивания представляет собой прямую линию. В этой области скорость резко уменьшается с увеличением входного тока.

После магнитного насыщения магнитный поток φ стремится стать постоянным, и характеристика скорость-ток становится прямой, а скорость немного уменьшается из-за падения напряжения в якоре и последовательного поля, как показано на рис. 1.18. Скорость становится нулевой, когда входной ток является нормальным током короткого замыкания двигателя, то есть равным приложенному напряжению, деленному на сопротивление двигателя (R _a + R _se ). Обычно этот ток во много раз превышает значение полной нагрузки.

Из кривой зависимости «скорость-ток» очевидно, что серийный двигатель является двигателем с регулируемой скоростью i.е., скорость меняется в зависимости от изменения линейного тока. С уменьшением нагрузки на двигатель постоянного тока скорость увеличивается и может стать опасно высокой при очень малых нагрузках.

Поскольку скорость без нагрузки является опасно высокой, машина может быть повреждена из-за сильных центробежных сил, создаваемых во вращающихся частях. Это причина того, что серийные двигатели никогда не запускаются без нагрузки.

Для запуска двигателя постоянного тока сначала прикладывается механическая нагрузка, а затем запускается двигатель.

Поскольку на холостом ходу серийный двигатель достигает опасно высокой скорости, что вызывает большую центробежную силу, приводящую к повреждению машины, серийные двигатели не подходят для обслуживания:

(i) Если груз может быть полностью снят, и

(ii) Для привода с помощью ремня, потому что повреждение ремня может привести к работе двигателя без нагрузки.

Двигатели подходят для зубчатой ​​передачи, потому что шестерни создают некоторую нагрузку за счет сопротивления трения зубьев шестерни в случае внезапного сброса нагрузки.

Однако двигатели очень малых серий могут использоваться с ремнями, поскольку в случае неисправности ремня сравнительно большое сопротивление трения будет представлять собой значительную нагрузку на него.

Минимальная нагрузка на двигатель постоянного тока должна быть достаточно большой (не ниже 15% от полной нагрузки), чтобы поддерживать скорость двигателя в определенных пределах. Если скорость становится опасно высокой, двигатель необходимо отключить от сети.

2. Характеристика крутящего момента и тока:

Из выражения механического крутящего момента T очевидно, что крутящий момент прямо пропорционален произведению магнитного потока на полюс φ и тока якоря I _a .До точки насыщения поток пропорционален току возбуждения и, следовательно, току якоря, потому что I _a = I _f . Следовательно, при небольшой нагрузке механический крутящий момент T пропорционален квадрату тока якоря, то есть T α I _a ² , и, следовательно, кривая, проведенная между крутящим моментом и током якоря до точки насыщения, представляет собой параболу, как показано на рис. 1.18.

После точки насыщения магнитный поток φ почти не зависит от тока возбуждения, поэтому крутящий момент пропорционален току якоря i.е., Т α I _a . Следовательно, характеристика становится прямой. Полезный крутящий момент (или крутящий момент на валу), конечно, меньше, чем общий (или общий) развиваемый крутящий момент. Это происходит из-за потери крутящего момента в железе, а также из-за потерь на трение и ветер.

Из кривой крутящего момента-тока якоря видно, что пока поле двигателя не насыщено, последовательный двигатель создает крутящий момент, пропорциональный квадрату тока, то есть пусковой крутящий момент очень высок. Следовательно, серийные двигатели используются там, где требуется большой пусковой момент для быстрого ускорения тяжелых масс, например, в подъемниках, электрических железных дорогах, тележках и электромобилях.

Из характеристики крутящий момент-ток очевидно, что серийный двигатель развивает большой пусковой крутящий момент для ускорения тяжелых масс, а из характеристики скорости-тока также очевидно, что скорость падает с увеличением нагрузки, поэтому серийный двигатель автоматически освобождается от большой чрезмерной нагрузки, поэтому для работы на электротяге лучше всего подходит серийный двигатель.

3. Скорость-крутящий момент:

Для малых значений тока нагрузки,

Где C ₁ и D ₁ – две константы, т.е.Т.е. форма характеристики крутящего момента будет гиперболической.

Для больших значений тока нагрузки φ остается почти постоянным, и поэтому скорость будет задана как –

N = C ₂ – D ₂ T… (1,32)

Где C ₂ и D ₂ – константы для машины, т.е. характеристика скорость-крутящий момент будет линейной по своей природе.

Характеристика скорости-момента также известна как механическая характеристика.Скорость резко падает с увеличением крутящего момента при меньших значениях нагрузки. Но при более высоких нагрузках скорость падает линейно, но медленно с увеличением крутящего момента.

Следовательно, серийные двигатели лучше всего подходят для использования в тех случаях, когда двигатель напрямую связан с нагрузкой, например, вентиляторы, скорость которых падает с увеличением момента нагрузки.

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока:

На рис. 1.20 показаны четыре важные характеристики двигателя постоянного тока, а именно крутящий момент, скорость, ток и эффективность, каждая из которых в зависимости от полезной выходной мощности.

Из кривых характеристик для двигателя постоянного тока с обмоткой следует отметить, что:

(i) Скорость последовательного двигателя быстро падает с увеличением нагрузки, поэтому последовательный двигатель не подходит для служб, требующих практически постоянной скорости.

(ii) Вначале КПД быстро увеличивается, достигает максимального значения, а затем снижается. Это связано с тем, что при малых нагрузках потери на трение и в материале велики по сравнению с нагрузкой, и влияние этих потерь становится меньше с увеличением нагрузки.Потери в меди якоря и возбуждения изменяются пропорционально квадрату тока, поэтому эти потери быстро увеличиваются с увеличением нагрузки. КПД становится максимальным, когда потери на трение и в стали практически равны потерям в меди.

Двигатель серии

(iii) развивает пусковой крутящий момент, сравнительно больший, чем у параллельного двигателя при заданном токе. Следовательно, серийные двигатели лучше всего подходят там, где требуется большой пусковой крутящий момент, например, для трамваев, кранов, подъемников и локомотивов.

(iv) Помимо большого пускового момента, у серийных двигателей есть еще одна уникальная характеристика, которая делает их наиболее подходящими для тяговых сетей. Например, пусть трамвай поднимается по градиенту. В случае использования электродвигателя с подмешиваемой обмоткой для управления указанным выше трамваем, он будет поддерживать скорость автомобиля примерно на том же уровне, что и на ровной поверхности, и, следовательно, будет иметь тенденцию потреблять чрезмерный ток.

С другой стороны, серийный двигатель автоматически замедляется на таком градиенте из-за повышенного потребления тока и, следовательно, развивает больший крутящий момент при пониженной скорости.Это падение скорости позволяет двигателю развивать большой пусковой крутящий момент при умеренном увеличении мощности. Следовательно, при одинаковых условиях нагрузки номинальные характеристики последовательного двигателя будут меньше, чем у параллельного двигателя.

Преимущества и недостатки предохранителя в электрической цепи

Предохранитель – это самое дешевое устройство защиты электрических цепей от короткого замыкания и перегрузки цепей. Предохранитель представляет собой металлическую проволоку или тонкую металлическую полосу, обладающую свойством низкой температуры плавления, которая вставляется в электрическую цепь в качестве защитного устройства.

Предохранитель обеспечивает защиту от чрезмерных токов, которые могут протекать в цепи при коротких замыканиях. В нормальных рабочих условиях ток, протекающий по цепи, находится в безопасных пределах, но при возникновении неисправности, такой как короткое замыкание, или когда к ней подключена нагрузка, превышающая емкость цепи, ток превышает предельное значение, в результате плавкий предохранитель нагревается, плавится и прервать ток. Таким образом предохранитель защищает машину или электрическое оборудование от чрезмерных токов.

Время перегорания предохранителя зависит от величины сверхтока. Чем больше ток, тем быстрее сгорает предохранитель. Таким образом, предохранители обладают обратнозависимыми временными характеристиками. Такие характеристики желательны для защитного снаряжения.

Предохранители используются в цепях низкого и высокого напряжения средней и высокой мощности, где частое срабатывание не ожидается. Предохранитель используется для защиты распределительных трансформаторов, двигателей малого и среднего размера, цепей освещения, ответвлений распределительных линий, на промышленных предприятиях и в коммерческих зданиях.

Преимущества:

• Предохранитель – самый дешевый вид защиты в электрической цепи
• Предохранитель не требует обслуживания
• Эксплуатация предохранителя проста и не требует сложностей
• Предохранитель может отключать сильный ток короткого замыкания без шума, пламени, газа или дыма
• Время срабатывания предохранителя можно сделать намного меньше, чем время срабатывания автоматического выключателя. Устройство первичной защиты от коротких замыканий
• Обеспечивает эффект ограничения тока в условиях короткого замыкания
• Предохранитель с обратнозависимой характеристикой тока с возможностью использования для защиты от перегрузки

Недостаток:

• При коротком замыкании или перегрузке после сгорания предохранителя замена предохранителя требует времени.