Bel-cable.ru

Блог инженера Электрика
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это устройство, которое предназначено для защиты электрических сетей и потребителей подключённых в данную сеть от токов перегрузки и токов короткого замыкания(КЗ). Безусловно, главным критерием надёжной работы устройства, является правильный выбор автоматического выключателя по номинальному току протекающему в сети в нормальном состоянии. Однако при выборе следует также учитывать характеристики автоматических выключателей.

Номинальный ток автоматического выключателя In— это максимальная ток, который может проходить через автоматический выключатель длительный период времени и не вызывать сбоев и непредвиденных отключений.

Характеристики автоматических выключателей.

Технические характеристики автоматических выключателей.

На первый взгляд подобрать правильно аппарат защиты довольно просто. Прежде всего, необходимо рассчитать общий номинальный ток всех потребителей подключённых в сеть и по нему выбрать устройство защиты. Но не всё так просто, есть некоторые нюансы.

При выборе следует помнить, — автоматический выключатель должен не только защищать приборы и различного рода технику, но и защищать непосредственно кабель, по которому электричество поступает к ним.

Помимо этого следует учитывать, что существуют различные характеристики автоматических выключателей, от которых зависит корректность работы автомата.

Работа автоматического выключателя.

При правильной работе автоматический выключатель держит цепь замкнутой, то есть электричество от источника питания поступает к потребителям, если ток в цепи соответствует номинальным значениям автоматического выключателя. Но даже при нормальных условиях работы, в сети могут возникать кратковременные перегрузки, например повышение тока в допустимых диапазонах, на которые автоматическое устройство не должно реагировать.

Как выяснилось, для некоторых устройств даже кратковременные скачки тока являются критическими, а для некоторых аппаратов, более критичным является внезапное отключение напряжения из-за срабатывания автоматического выключателя. Как же найти выход из столь непростой ситуации? Для этих целей и были разработаны время-токовые характеристики автоматических выключателей (ВТХ).

Защита автоматического выключателя.

 расцепитель автоматического выключателя

Электромагнитный и тепловой расцепитель автоматического выключателя. Кликабельно.

Стоит отметить, по большому счёту автоматический выключатель в своём корпусе имеет два защитных устройства:

  1. Тепловой расцепитель;
  2. Электромагнитный расцепитель.

В результате, при срабатывании любого из данных устройств, автоматический выключатель отключается.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину по которой протекает ток. Если ток превышает в течении определённого времени номинальный ток на который рассчитан автомат, то пластина нагревается и деформируется, в результате чего отключает устройство. Как правило ток при котором срабатывает биметаллическая пластина равен:

Однако, этот параметр зависит также и от температуры наружного воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем ниже ток при котором деформируется биметаллическая пластина и соответственно наоборот.

Как показывает практика, в большинстве случаев тепловая защита автоматического выключателя срабатывает, если ток превышает номинальный на 10-45 % в интервале времени от 5 минут до 1 часа.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя.

электромагнитный расцепитель

Принцип работы электромагнитного расцепителя.

Электромагнитный расцепитель по сравнению с тепловым является расцепителем мгновенного действия. Поскольку данный вид расцепителя срабатывает при образовании короткого замыкания (КЗ) или резкого скачка тока в сети. Представляет собой соленоид (электрическую катушку), внутри которого расположен сердечник с пружиной, который воздействует на расцепитель. Если ток является достаточно большим, то в катушке образуется магнитное поле, сила которого превышает силу сопротивления пружины. Под воздействием магнитного поля сердечник перемещается, в результате чего срабатывает расцепитель и автоматический выключатель отключается.

Величина тока необходимая для срабатывания электромагнитного расцепителя определяется время-токовыми характеристиками автоматического выключателя.

Время-токовые характеристики автоматических выключателей.

Время-токовая характеристика автоматических выключателей (ВТХ) — это зависимость времени срабатывания автоматического выключателя от тока протекающего через него.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Время токовые характеристики автоматических выключателей B C D.

Читайте так же:
Выключатель массы вм 371

Если внимательно рассмотреть автоматические выключатели в магазине, то на разных моделях можно найти различные надписи к примеру: B16, С16, В10, С10 и т.д. На некоторых моделях можно встретить даже редкие D64, например. Многие пользователи догадываются, что цифры, — это номинальный ток в амперах, на который рассчитан автоматический выключатель.

А что же означают буквы и следует ли на них обращать внимание?! Однозначно следует!

На самом деле от буквы напрямую зависит, при каком токе автоматический выключатель отключит сеть мгновенно. Иными словами при каком токе сработает электромагнитный расцепитель.

Как правило, автоматические выключатели имеют ряд характеристик, наиболее распространёнными являются следующие:

  1. B — от 3 до 5 ×In;
  2. C — от 5 до 10 ×In;
  3. D — от 10 до 20 ×In.

Например, у нас есть автоматические выключатели трёх видов: B16, С16, D16. Теперь давайте определим при каком токе данные выключатели отключатся мгновенно:

  1. B16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (3…5)=48…80 А.
  2. С16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (5…10)=80…160 А.
  3. D16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (10…20)=160…320 А.

Как видите, разница довольно существенная. Поскольку неправильный выбор характеристики автоматического выключателя может привести как к ложным срабатываниям, так и вовсе к несрабатыванию автомата в аварийной ситуации.

Характеристики автоматических выключателей. Характеристики b, c, d.

Характеристики b, c, d.

Выбор характеристик автоматических выключателей.

Автоматические выключатели характеристика B.
Устройства с данной характеристикой рекомендованы для защиты бытовых электрических сетей освещения. Могут быть использованы для силовых линий (розеток), если пусковой ток подключаемого оборудования является незначительным (телевизор, аудиосистема, различного рода декоративная подсветка, прикроватные светильники и т.п.).

Автоматические выключатели характеристика С.
Как правило, устройства с данной характеристикой наиболее распространены в бытовых электрических сетях. Они выдерживают более высокие токи перегрузки, в отличие от автоматов с характеристикой B. Кроме того, автоматы с характеристикой С могут быть использованы в качестве вводных автоматов для дома или квартиры, хорошо подходят для силовых линий (розеток), к которым подключается бытовое оборудование со средними пусковыми токами (пылесос, миксер,стиральная машина и т.п.).

Автоматические выключатели характеристика D.
Устройства данного типа имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Поскольку для срабатывания аппарата данного типа, номинальный ток защитного автомата должен был превышен как минимум в 10 раз. Однако автоматические выключатели с характеристикой D обычно используются на промышленных объектах, для подключения потребителей с большим пусковым током.

Кроме данных характеристик существуют также и иные менее распространённые характеристики автоматических выключателей, о них мы расскажем в одной из наших следующих статей.

Немного теории

Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:

где W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:

Читайте так же:
Авт выключатель ic60n c 16a 3p

В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:

Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

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.

Характеристики автоматических выключателей: A, B, C, D, K и Z

Характеристики автоматических выключателей: A, B, C, D, K и Z

На сегодняшний день автоматические выключатели стали незаменимым частью электрической цепи как на производстве, так и в быту. Все автоматические выключатели обладают множеством параметров, один из которых – время токовая характеристика. В данной статьи мы рассмотрим, чем отличаются автоматы с время токовой характеристиками категории A, B, C, D и где данные выключатели применяются.

Работа автоматического выключателя

Независимо от того к какому классу относится автоматический выключатель, его основная задача — это срабатывание в случае появления чрезмерного тока в сети, и прежде, чем произойдет повреждение защитного оборудования и кабеля автомат должен обесточить сеть.

В сети бывают 2 вида опасных для сети токов:

Сверхтоки вызванный КЗ. Причиной возникновения короткого замыкания является замыкание нейтрального и фазного проводника между собой. В обычном состоянии фазный и нейтральный провод подключены к нагрузке отдельно друг от друга.

Токи перегрузки. Появление таких токов зачастую происходит в том случае, если суммарная мощность подключенных устройств к линии превышает предельно допустимую норму.

Токи перегрузки

Токи перегрузки зачастую бывают немного больше номинального значения тока автомата, поэтому токи перегрузки как правило не вызывают повреждение цепи в случае недолговременной продолжительности действия. Следовательно, нам не нужно мгновенно отключать сеть в данном случае (зачастую величина тока быстро приходит в норму). В каждом автоматическом выключателе предусмотрено определенное превышение силы тока, которое приводит к срабатыванию автомата.

Время срабатывания автоматического выключателя связано с величиной перегрузки. При значительном превышении номинала выключение автомата происходит за считанные секунды, а при небольшом превышении нормы, срабатывание автомата может произойти в течении часа и больше. Данная особенность обусловлена использованием в автомате биметаллической пластины, которая изгибается при нагреве током превышающего норму и тем самым приводит к срабатыванию автомата. Чем большее значение тока, тем быстрее изгибается пластина и тем раньше срабатывает автомат.

Читайте так же:
Выключатель вк42 15 202011

Токи КЗ

При правильном выборе автомата, ток КЗ должен приводить к его мгновенному срабатыванию. За обнаружение и немедленную реакцию автомата отвечает электромагнитный расцепитель. Конструктивно расцепитель представляет собой соленоид с сердечником. Под воздействием сверхтока сердечник вызывает мгновенное срабатывание автомата и данное отключение должно происходить в течении доли секунд.

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.

Теперь мы плавно переходим к главному вопросу связанному с срабатыванием автоматических выключателей в зависимости от его времятоковой характеристики. Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Автоматы типа МА

Главная особенность подобных устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Обычно подобные устройства ставят для защиты электрических моторов и прочих мощных устройств.

Устройства класса А

Автоматы класса А имеют самый высокий порог чувствительности. В устройствах с времятоковой характеристикой А, тепловой расцепитель, как правило срабатывает в случае превышении воздействующей силы тока на 30% больше номинала выключателя.

Стоит учесть, что подобные автоматы устанавливаются в линии, в которой не допустимы даже кратковременные перегрузки. К примеру, это может быть цепь с полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Все устройства категории В имеют меньшую чувствительность, в сравнении с устройствами категории А. Срабатывание электромагнитного расцепителя в них происходит при превышении номинала автомата на 200%. При этом время срабатывания данных устройств составляет 0,015 сек.

Устройства категории В используются для установки в линиях, в которые включены приборы освещения, розетки и также в других цепях, в которых отсутствует пусковые токи или они имеют минимальное значение.

Устройства категории С

Устройства типа С весьма распространены в бытовых сетях. Устойчивость к перегрузкам у данных устройств выше, нежели у всех вышеперечисленных. Чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепителя, требуется превышение проходящего через расцепитель тока в 5 раз выше номинального значения. Тепловой расцепитель срабатывает в случае превышения номинала в 5 раз через 1,5 сек.

Как упоминалось ранее выключатели с времятоковой характеристикой С обычно устанавливаются в бытовых сетях. Данные устройства отлично работают в роли вводных устройств для защиты общей сети.

Вы можете купить автоматические выключатели категории С от лучших производителей:

Автоматические выключатели категории D

Выключатели категории D имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Электромагнитная катушка в устройстве срабатывает при превышении номинала автомата, как минимум в 10 раз.

Тепловой расцепитель срабатывает через 0,4 сек.

Зачастую устройства категории D применяются в общих сетях зданий и сооружений в роли страховки. Данные устройства срабатывают в том случае, если не произошло своевременное срабатывание автоматов защиты цепи в отдельных помещениях. Также автоматы категории D могут устанавливаться в цепях с большими пусковыми токами.

Вы можете купить автоматические выключатели категории D здесь:

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы категории K и Z встречаются довольно редко. Устройства категории К имеют большой разброс в значениях тока, требуемых для электромагнитного расцепителя. К примеру, для цепи переменного тока данный показатель должен превышать номинал в 12 раз, а в случае применения в цепи постоянного тока, в 18 раз. Электромагнитный соленоид срабатывает через 0,02 сек. Тепловой расцепитель может сработать при превышении номинала всего на 5%.

Читайте так же:
Выключатель запрещения запуска двигателя toyota для чего

Из-за своих свойств устройства категории К применяются в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Устройства категории Z также имеют различные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепителя, но разброс для данного варианта, не настолько большой, как в выключателях с категорией К. В цепи постоянного тока величина тока должна быть в 4,5 раза выше номинала, а в сетях переменного тока для срабатывания автомата, ток должен превысить автомат в 3 раза. Устройства категории Z обычно используют для защиты электроники.

Какой автомат выбрать, B или C?

Защитные автоматы характеристики B и CТип время-токовой характеристики указывается перед значением номинального тока на автомате.

Как мы выяснили из всего вышесказанного, нужно руководствоваться характеристикой, равной полуторному значению от номинала автомата. Это позволит грамотно подобрать автомат для защиты от перегрузки. Для защиты от КЗ имеет значение «В» или «С», эти буквы пишутся перед значением тока на автоматах. Например «В16А» читается «автомат на 16 ампер с характеристикой бэ» или «С25А» — «автомат на 25 ампер с характеристикой цэ». В автоматах с характеристикой «В» электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока в 3-5 раз от номинального, в автоматах с характеристикой «С» — при превышении тока в 5-10 раз от номинального. Естественно лучше выбрать прибор, который сработает при меньшем токе, то есть с характеристикой «В». Между прочим, данная характеристика справедлива по отношению и к дифференциальным автоматам.

Дифавтомат характеристики CДифавтомат совмещает в себе УЗО и автомат, поэтому для него аналогично указывается характеристика.

Существует заблуждение, что С-ешки следует ставить там, где имеются приборы с повышенными пусковыми токами, такими как холодильники, нагревательные приборы и т.д. Это не более чем домыслы от незнания — пусковые токи данных приборов не превышают 3-х кратные значения рабочих токов. Данное утверждение относится к мощным асинхронным двигателям, которые используются в станках, если у вас дома есть станок — тогда да, лучше защитить его С-ешкой.

Итак, какую характеристику все-таки выбрать? В большинстве случаев обе время-токовые характеристики применимы для защиты. Характеристика «C» ничуть не хуже проявляет свои защитные свойства там, где ток короткого замыкания в несколько раз превышает номинальное значение, помноженное на 10 (10-кратное превышение). Простыми словами, там где сеть не просажена и напряжение близко к 220 В — про тип автомата можно не переживать. В дачных же поселениях, там где напряжение сети порой может проседать до 160 В и ниже, лучше применить «B».

Стоит заметить, что применив «B»-шку в любой ситуации, вы не прогадаете. Если вышеприведенные высказывания вас не устраивают и вы привыкли оперировать точными цифрами — нужно померить ожидаемый ток короткого замыкания, «козу», как это называется у электриков. И сравнить десятикратный ток «C»-шки с полученным результатом. Как измерять «козу» мы рассмотрим в последующих публикациях.

Применение обеих характеристик на вводе (C) и ветках (B) обычно не приводит к селективности защиты, когда при КЗ отключается только проблемная ветка, а вводной автомат включен. Если подобные случаи и имеют место быть, то в большей мере это можно списать на случайность, нежели на селективность.

Читайте так же:
Как выглядит включенный выключатель

Действительной, эффективной селективности можно добиться только путем установки дорогих аппаратов, в технических описаниях которых производитель указывает тип и класс токоограничения вводных, и групповых автоматов.

Как рассчитать необходимый номинал автомата

Выбор автомата в зависимости от тока нагрузки, сечения провода/кабеля и способа прокладки определяется ГОСТом и ПЭУ.

К примеру, возьмем плиту на 3 кВт. В доме однофазная сеть на 220 В. Нам нужно вычислить силу тока (А). Для этого разделим мощность (Вт) на напряжение (В). Получим, что сила тока равна 13,64 А.

Кабель потребуется 1.5 кв.мм. Он выдерживает 19 А. Автомат в таком случае берем ближайшего меньшего номинала, т.е. 16 А. Он защитит кабель, если будет превышение 19 А. Ток потребителя меньше номинала автомата. Поэтому автомат отключаться не будет.

Выбор характеристики: В или С. B — берем, если нет пусковых токов: освещение, нагревательные приборы; выбираем С, если есть небольшие пусковые токи — холодильник, пылесос, все приборы с моторами. В нашем случает подойдет В.

Главное правило при подборе автомата в том, чтобы провод или кабель выдерживали общую нагрузку всех подключенных к нему потребителей. Затем уже под сечение проводника выбирать автомат, который и будет его защищать от перегрузки.

Если мощность потребителя превышает возможности кабеля, то автомат все-равно нужно брать под кабель, не под нагрузку. При выборе под нагрузку автомат не будет срабатывать, не будет должной защиты кабеля и он будет нагреваться. В таком случае лучше рассмотреть вариант с заменой проводника на большее сечение.

Применение и устройство выключателей

Автоматы серии ВА используются не только в жилищном строительстве, но и на заводах, электростанциях, шахтах и других промышленных объектах. Основные элементы и блоки защитного устройства:

  • корпус с маркировкой и указателем направлений включения; рукоятка управления;
  • контакты из сплава, включающего серебро;
  • зажимы с насечкой для закрепления внешних проводов;
  • катушка электромагнитного расцепителя и его биметаллическая пластина;
  • камера для гашения электрической дуги;
  • основа монтажная с замком под рейку.

Принцип действия: от перегрузки в сети деталь из двойного металла изгибается и воздействует на рычаг свободного расцепления — защита срабатывает. Когда случается короткое замыкание, многократно возрастающий ток в катушке сдвигает сердечник, и цепь размыкается. В обоих случаях на контактах возникает электрическая дуга — именно для неё и предусмотрена в конструкции автомата дугогасительная камера.

Для того чтобы рассчитать, сможет ли выключатель справиться с нагрузкой, надо знать его рабочий ток и определить мощность, перемножив амперы на вольты. На этажных щитках чаще всего ставят автоматы на 16 А, а напряжение в сети 220 В, значит, посильная нагрузка будет 16*220=3520 Вт.

Очевидно, что при одновременном включении стиральной машины, обогревателя и утюга произойдёт перегрузка и сработает защита, отключая всю квартирную цепь с приборами от питающей электросети. Для рассредоточения мощности проводку в помещениях делят на две или три группы с подключением каждой из них к своему автомату с определённым номиналом тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector