Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен

Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

Прежде всего, разберемся с тем, что такое автоматический выключатель (АВ). Автомат представляет собой защитный аппарат, отключающий электроэнергию на определенном участке проводки по следующим причинам:

    ;
  • перегрузка сети;
  • скачки напряжения.

Помимо этого данное устройство может использоваться для того, чтобы «снять» напряжение на определенном участке электропроводки путем оперативного отключения (мероприятие проводиться крайне редко). Простыми словами, назначение автоматического выключателя заключается в защите электроприборов при выходе проводки из строя.

Что касается области применения автоматов, она возможна как в бытовых условиях (защита домов и квартир), так и на промышленных предприятиях. Автоматические выключатели применяются во всех сферах электроэнергетики.

К вашему вниманию видео урок, в котором находиться полное объяснение того, что такое автоматический выключатель и какой у него принцип действия:

Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей

Как известно автоматические выключатели могут иметь следующие виды расцепителей обеспечивающих защиту электрической цепи от сверхтоков: электромагнитный — защищающий сеть от коротких замыканий, тепловой — обеспечивающий защиту от токов перегрузки и комбинированный представляющий собой совокупность электромагнитного и теплового расцепителя (подробнее читайте статью «автоматические выключатели«).

Примечание: Современные автоматические выключатели предназначенные для защиты электрических сетей до 1000 Вольт имеют, как правило, комбинированные расцепители.

Расцепители автоматических выключателей — это исполнительные механизмы которые обеспечивают отключение (расцепление) электрической цепи при возникновении в ней тока выше допустимого, причем чем больше это превышение тем быстрее должно произойти расцепление.

Зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока и называется время-токовой характеристикой или сокращенно — ВТХ.

Условия и значения ВТХ

ВТХ автоматов определяются следующими значениями:

1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)

Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.

Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления» или как ее еще называют — характеристика срабатывания.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:

стандартные характеристики срабатывания (расцепления) автоматов

Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.

Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.

Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе:

маркировка характеристики срабатывания на автоматическом выключателе

2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата.
3) Условный ток расцепления — установленное значение тока, которое вызывает срабатывание автоматического выключателя в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.16) Согласно пункту 8.6.2.3 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток расцепления равен 1,45 номинального тока автомата.

* Условное время равно 1 ч для выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч с номинальным током свыше 63 А. (ГОСТ Р 50345-2010, п.8.6.2.1)

Читайте так же:
Схема подключения выключателя ввр

Время-токовая характеристика автоматического выключателя определяется условиями и значениями приведенными в таблице 7 ГОСТ Р 50345-2010:

значения ВТХ автоматов таблица 7 ГОСТ Р 50345-2010

Примечание: Таблица действительна для автоматов, смонтированных в соответствии с условиями испытаний приведенными ниже работающих при температуре 30 +5 °С

Графики ВТХ

Для удобства производителями в паспортах на автоматические выключатели время-токовые характеристики указываются в виде графика где по оси X откладывается кратность тока электрической цепи к номинальному току автомата (I/In), а по оси Y время срабатывания расцепителя.

Для подробного рассмотрения в качестве примера возьмем график ВТХ для автоматического выключателя с характеристикой «B»

ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные ниже графики предоставлены в качестве примера. У различных производителей графики ВТХ могут отличаться (смотрите в паспорте автомата), однако они в любом случае должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и в частности значениям указанным в таблице 7 приведенной выше.

расшифровка графика ВТХ автомата

Как видно график ВТХ представлен двумя кривыми: первая кривая (красная) — это характеристика автомата в так называемом «горячем» состоянии, т.е. автомата находящегося в работе, вторая (синяя) — характеристика автомата в «холодном» состоянии, т.е. автомата через который только начал протекать электрический ток.

При этом синяя кривая имеет дополнительно штриховую линию, эта линия показывает характеристику автомата (его теплового расцепителя) с номинальным током до 32 Ампер, это различие в характеристиках автоматов с номиналами до и выше 32 Ампер обусловлено тем, что в автоматах с большим номинальным током биметаллическая пластина теплового расцепителя имеет большее сечение и соответственно ей необходимо больше времени что бы разогреться.

Кроме того каждая кривая имеет два участка: первый — показывающий плавное изменение времени срабатывания в зависимости от тока электрической цепи является характеристикой теплового расцепителя, второй — показывающий резкое снижение времени срабатывания (при токе от 3 In в горячем состоянии и от 5 In в холодном состоянии ), является характеристикой электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

чтение графика ВТХ автомата

Как видно, на графике ВТХ отмечены основные значения характеристик автомата согласно ГОСТ Р 50345-2010 при 1.13In (Условный ток нерасцепления) автомат не сработает в течении 1-2 часов, а при токе в 1,45 In (Условный ток расцепления) автомат отключит цепь за время менее 50 секунд (из горячего состояния).

Как уже было сказано выше ток мгновенного расцепления определяется характеристикой срабатывания автомата, у автоматических выключателей с характеристикой «B» он составляет от 3In до 5In, при этом согласно вышеуказанному ГОСТу (таблице 7) при 3In автомат не должен сработать за время менее 0,1 секунды из холодного состояния, но должен отключиться за время менее 0,1 секунды из холодного состояния при токе в цепи 5In и как мы можем увидеть из графика выше данное условие выполняется.

Так же по время-токовой характеристике можно определить время срабатывания автомата при любых других значениях тока, например: в цепи установлен автомат с характеристикой «B» и номинальным током 16 Ампер, при работе в данной цепи произошла перегрузка и ток вырос до 32 ампер, определяем время срабатывания автомата следующим образом:

  1. Делим ток протекающий в цепи на номинальный ток автомата

32А/16А=2

Определив что ток в цепи в два раза больше номинала автомата, т.е. составляет 2In откладываем данное значение по оси X графика и поднимая от нее условную линию вверх смотрим где она пересекается с кривыми графика:

Читайте так же:
Применение автомата как выключатель

срабатывание автомата при двукратном токе в цепи

Как мы видим из графика при токе 32 Ампера автомат с номинальным током 16 Ампер разомкнет цепь за время менее 10 секунд — из горячего состояния и за время менее 5 минут — из холодного состояния.

Приведем примеры ВТХ автоматических выключателей всех стандартных характеристик срабатывания (B, C, D):

время-токовая характеристика автомата типа B

время-токовая характеристика автомата типа C

время-токовая характеристика автомата типа D

ПРИМЕЧАНИЕ: Время-токовые характеристики согласно ГОСТ Р 50345-2010 указываются для автоматов работающих при температуре +30 +5 о C смонтированных в соответствии с определенными условиями:

Условия испытания. Поправочные коэффициенты.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 При испытаниях выключатели устанавливают отдельно, вертикально, на открытом воздухе в месте, защищенном от чрезмерного внешнего нагрева или охлаждения.

испытания автоматических выключателей проводят при любой температуре воздуха, а результаты корректируют по температуре +30 °С на основании поправочных коэффициентов, предоставленных изготовителем.

При этом в любом случае отклонение испытательного тока от указанного в таблице 7 не должно превышать 1,2% на 1 °С изменения температуры калибровки.

Изготовитель должен подготовить данные по изменению характеристики расцепления для температур калибровки, отличных от контрольного значения.

Таким образом, что бы точно узнать время отключения автоматических выключателей, эксплуатируемых при условиях отличающихся от условий испытания необходимо воспользоваться поправочными коэффициентами которые должен предоставить изготовитель данных выключателей.

Приведем пример таких поправочных коэффициентов (обычно их всего 2):

  • Температурный коэффициент (Кt)

Температурный коэффициент учитывает отличие температуры окружающей среды при которой автоматический выключатель испытывался от фактической температуры окружающей среды при которой он эксплуатируется:

поправочный температурный коэффициент автоматического выключателя

Как видно из графика, чем ниже температура окружающей среды тем выше данный коэффициент. Объясняется это просто — чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток должен протекать через автоматический выключатель что бы нагреть расцепитель до температуры необходимой для его срабатывания.

  • Коэффициент, учитывающий количество установленных рядом автоматов (Кn)

Как было сказано выше, автоматические выключатели при их испытании устанавливаются отдельно, однако на практике они устанавливаются в электрических щитах в один ряд с другими автоматами, что соответственно ухудшает их охлаждение за счет ухудшения циркуляции воздуха и тепла от установленных рядом выключателей:

поправочный коэффициент учитывающий количество автоматических выключателей

Соответственно, как и можно увидеть из графика, чем больше рядом установлено автоматов, тем меньше данный коэффициент.

Зная поправочные коэффициенты можно скорректировать номинальный ток автомата в зависимости от условий его эксплуатации.

Например: имеется автоматический выключатель с номинальным током 16 Ампер установленный в щитке с 5 другими автоматами при температуре окружающего воздуха +10 о C.

  1. По графикам выше найдем поправочные коэффициенты:
  • Кt=1,05
  • Кn=0,8
  1. Зная поправочные коэффициенты скорректируем номинальный ток автомата:

In / = In* Кt* Кn=16*1.05*0.8=13.44 Ампер

Соответственно при эксплуатации автоматического выключателя в вышеуказанных условиях для определения времени его срабатывания необходимо принимать ток не 16 Ампер, а 13,44 Ампера.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Классификация по время-токовым характеристикам

Класс прибора указывается на его панели в виде латинской буквы, стоящей перед значением номинала. В соответствии с этим показателем все известные образцы защитных устройств подразделяются на ряд категорий.

Автоматы MA

Специфика автоматов «MA» состоит в отсутствии в них привычного для этих устройств теплового механизма расцепления. Они чаще всего устанавливаются в линиях подключения электродвигателей и подобных им мощных устройств. Специально для защиты от перегрузок в этих цепях используются чувствительные реле максимального тока. Сам автомат лишь защищает их от повреждений, которые возникают из-за воздействия токов КЗ.

Читайте так же:
Оборудование для умного дома выключатель

Приборы A класса

Автоматы типа «A» отличаются максимальной чувствительностью и надежно срабатывают при превышении током номинала на одну треть в течение заданного характеристикой времени. Если его значение превысило номинал на 100 процентов, на срабатывание катушки э/м расцепителя потребуется не более 0,05 секунды. Если по техническим причинам она не отработала свою функцию, в действие вступает биметаллическая тепловая защита, отключающая питание через 20-30 сек. Автоматы с этим показателем устанавливаются в случае, когда недопустимы кратковременные токовые перегрузки.

Защитные устройства B класса

Аппараты этой категории имеют чуть меньшую чувствительность, чем рассмотренные ранее. Э/м расцепитель у приборов отключается при превышении номинала на 200 процентов. Время его срабатывания – не более 0,015 секунд. На расцепление биметаллической пластины в размыкателе потребуется не более 4-5 секунд. Оборудование этого класса широко применяется в линиях с включенными в них электроустановочными изделиями (розетками и осветительными приборами) – в цепях, где пусковые перегрузки минимальны.

Автоматы категории C

Для понимания разницы автоматов C и B необходимо отметить: способность «держать» перегрузки у приборов типа C еще выше, чем у первых двух категорий, что позволяет ставить их в электросети бытового назначения. Для отключения электромагнита таких приборов потребуется ток, превышающий номинал в 5 раз. Для надежного срабатывания тепловой защиты необходимо пятикратное превышение в течение 1,5 секунд.

Автоматические выключатели категории D

Характеристика D автоматического выключателя указывает на его высокую способность выдерживать перегрузки. Для срабатывания э/м катушки потребуется ток, превышающий номинал примерно в 10 раз. Для отключения контролируемой линии посредством теплового расцепителя необходима выдержка не менее 0,4 секунды. Устройства этого класса обычно используются в качестве вспомогательных предохранителей, выполняя функцию страховки от случайных неполадок с другими аналогичными приборами.

Автоматы категории D своевременно срабатывают, если по какой-то причине отказали основные автоматы защиты в одном из обслуживаемых помещений. Их допускается устанавливать в цепях со значительными пусковыми токами – для защиты обмоток электродвигателей, в частности.

Защитные устройства категории K и Z

Приборы с литерой K характеризуются значительной величиной разбросов токов срабатывания э/м расцепления (реле). Для переменного тока этот показатель больше номинала в 12 раз, а для линий с постоянным уровнем питания он достигает цифры 18.

Время, необходимое для отключения э/м реле составляет не более 0,02 секунды. Срабатывание тепловой защиты в этих приборах происходит при превышении нагрузочным током номинала на 5 процентов. Этим и объясняется возможность применения автоматов типа K в цепях с индуктивной нагрузкой.

Изделия с индексом Z имеют более скромные показатели по перегрузу – не более чем в два раза, и используются для защиты электронных схем.

Классификация автоматических выключателей

автоматический выключатель характеристика срабатывания

А теперь о том, какую классификацию имеют автоматические выключатели ВА, технические характеристики которых практически одинаковы и отличаются лишь значениями. Итак, категории стандартных приборов:

  1. Автоматические выключатели установочного класса изготавливаются в пластиковом корпусе, который полностью защищен. Следовательно, их можно монтировать в местах с общим доступом. В частности, для коммутации цепей освещения.
  2. Без корпуса выпускаются универсальные типы. Их предназначение – монтаж исключительно внутри распределительных устройств.
  3. Автоматические выключатели со временем срабатывания менее 5 миллисекунд относятся к классу быстродействующих. Следовательно, со временем срабатывания в диапазоне 10 миллисекунд — относятся к категории небыстродействующих. Еще один тип автоматов, у которых время срабатывания является основной характеристикой – это селективные. Пользователь может изменять самостоятельно значение времени. Для этой цели предусмотрен небольшой пластиковый диск с градуировкой.
  4. Автоматические выключатели обратного тока необходимы для защиты цепей только в одном случае: если существует вероятность изменения направления движения тока по цепи.
  5. Неполяризованные и поляризованные. Первые отключают цепь при протекании тока в различных направлениях. Вторые – только при изменении тока в прямом направлении.
Читайте так же:
Проходной спаренный выключатель что это

Подробные таблицы, с мощностью нагрузки и допустимым сечением провода

То же самое, добавлены ещё колонки, пояснения выше.

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой В

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой В, включая нагрузку

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой С

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой С, включая нагрузку

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой D

Табличные данные для защитных автоматов с характеристикой D, включая нагрузку

Как обычно, все картинки у меня можно приблизить и скачать.

Читатель заметил небольшую неточность в таблице: Проверочный ток должен быть равен 2,55, а не 2,25 номинала. Ошибка не только в шапках, но и в соответствующих колонках таблиц.

Характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель - установка, замена в Минске

Автоматический выключатель, называемый попросту “автоматом” – это знакомое практически каждому электротехническое устройство, предназначенное для отключения сети при возникновении определенного рода проблем. Защита сети от токов, превышающих допустимое значение, давно применяется в электрических схемах. При этом любой аппарат максимально-токовой защиты выполняет две наиболее важные функции – вовремя распознать слишком высокое значение тока и среагировать на него, разорвав цепь до того момента, как ей будут нанесены повреждения.

Высокие токи, в свою очередь, принято разделять на две категории:

1. Большое значение тока, ставшее следствием перегрузки сети;

2. Сверхтоки короткого замыкания, вызванные замыканием фазного и нулевого проводников.

Если в случае с коротким замыканием все предельно просто (современный автомат способен определить КЗ и отключить питание практически мгновенно), то с током перегрузки дела обстоят несколько сложнее. Отличаясь совсем не намного от номинального значения, такой ток может без последствий протекать в сети, в связи с чем, нет нужды в его мгновенном отключении.

Услуга по замене автомата в Минске

Существует целый ряд токов, каждый из которых обладает собственным максимально допустимым временем отключения сети, колеблющимся в диапазоне от нескольких секунд до 20 и более минут. Также должны быть исключены ложные срабатывания, когда ток не несет никакой опасности и в отключении нет необходимости.

Конструкции современных автоматических выключателей предполагают использование одного из трех видов расцепителей, первый из которых – механический, предназначенный для ручного включения и выключения. Также применяется электромагнитная конструкция, отключающая токи короткого замыкания и наиболее сложная – технология тепловой защиты от перегрузок. Как раз характеристика теплового и электромагнитного расцепителей определяет характеристику автоматического выключателя. В данном случае используется буквенное обозначение на корпусе, стоящее перед цифровым обозначением токового номинала аппарата.

По обозначению характеристики судят о том, в каком диапазоне защита от перегрузок срабатывает, а точную регулировку выполняют за счет регулировочного винта, поджимающего биметаллическую пластину, которая реагирует увеличение протекающего электрического тока, разрывая цепь. Кроме того, характеристика “автомата” позволяет определить диапазон максимально-токовой защиты, который зависит от параметров встроенного соленоида.

Итак, все характеристики автоматических выключателей представляют собой зависимость между значением тока нагрузки и временем отключения при его достижении. Далее будут перечислены характеристики “автоматов”, а также описаны их отличия и функциональное назначение.

Читайте так же:
Розетки выключатели для гостиниц

• Характеристика MA не подразумевает использование теплового расцепителя. В действительности, в его применении не всегда есть необходимость. В качестве примера можно привести электродвигатели, защита которых осуществляется при помощи максимально-токовых реле. Роль же автомата в данном случае заключается в обеспечении защиты от токов КЗ.

• Характеристика А. Отличительной особенностью данной характеристики является то, что тепловой расцепитель срабатывает при превышении номинального значения тока уже на 1,3 единицы со временем отключения около часа. Автоматические выключатели, обладающие характеристикой А, используются в цепях, где нормальный рабочий режим исключает возможность появления кратковременных перегрузок. Один из примеров – цепи с полупроводниковыми устройствами, которые могут выйти из строя при малейшем превышении силы тока.

• Характеристика В. Главное отличие данной характеристики от характеристики А заключается в срабатывании расцепителя только при трех- и более кратном превышении номинального значения тока. При этом соленоид срабатывает всего за 0,015 секунды, а время срабатывания расцепителя теплового типа при трехкратной перегрузке составляет 4-5 секунд. Область применения “автоматов” характеристики B – осветительные и другие сети со сравнительно небольшим пусковым превышением тока.

Замена автоматов в щитке - Минск

• Характеристика С для большинства электриков является наиболее известной. В отличие от автоматов В и А, аппараты данной характеристики обладают большей перегрузочной способностью, минимальный порог которой составляет пятикратное повышение, по сравнению с номинальным значением. Наиболее распространены автоматические выключатели С в сетях с нагрузкой смешанного типа, обладающей умеренными пусковыми токами. Благодаря этому, автоматы как раз этого типа устанавливают в бытовых электрощитах.

• Характеристика D. Особенность данной характеристики состоит в большой перегрузочной способности. Минимальный порог срабатывания электромагнитного соленоида в данном случае составляет десятикратное превышение номинального значения тока, а время срабатывания теплового расцепителя может не превышать 0,4 секунды. Основная область применения “автоматов” характеристики D – это подключение электродвигателей с большими пусковыми токами.

• Характеристика K отличается тем, что соленоид обладает большим разбросом срабатывания в цепях переменного и постоянного тока. Так, если для переменного тока гарантированный порог срабатывания составляет 12-кратное превышение номинала, то для постоянного тока перегрузка должна составить 18 токов. Такая особенность позволяет использовать аппараты данной характеристики исключительно для подключения индуктивной нагрузки.

• Характеристика Z также обладает значительным различием гарантированного срабатывания электромагнитной защиты в цепях переменного и постоянного тока. Однако сфера применения таких автоматов – подключение электронных устройств.

Видео-обзор дифавтоматов, УЗО, автоматических выключателей от разных производителей таких как АВВ, Schneider electrik, IEKи многих других от Александра Горшунова

Токи условного нерасцепления или какой ток может пропустить автомат

Любой выключатель в состоянии пропускать ток больший от номинального в 1,13 раз (1,13•In). Если взглянуть на график, то это легко определить, проведя вертикальную линию от цифры 1,13. Она никогда не пересечется с кривой времени, т.е. автоматический выключатель при таком токе не сработает. А чтобы перестраховаться, нужно воспользоваться проводом большего сечения. Из таблицы можно определить какому автомату какой ток не отключения соответствует:

Номинальный ток автомата, А

Условный ток нерасцепления автоматического выключателя, А

Площадь сечения медных жил, мм².

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector