Выбор теплового расцепителя автоматического выключателя: Выбор автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля – СамЭлектрик.ру

Выбор автоматических выключателей для электродвигателей

Выбирая автоматические выключатели для защиты двигателей, мы должны учитывать, что при пуске электродвигателя, возникает пусковой ток, превышающий в 5 — 7 раз номинального значения.

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

Uном. ≥ Uном.сети

где:

• Uном. – номинальное напряжение, В;
• Uном.сети – номинальное напряжение сети, В.

Iном.расц. ≥ Iном.дв.

где:

• Iном.расц. – номинальный ток расцепителя выключателя, А;
• Iном.дв. – номинальный ток электродвигателя, А.

Ток уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя выбирается по формуле [Л1,с. 106]:

Для приближенного расчета тока уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя, можно принять по таблице 6.1 [Л1,с. 107].

Таблица 6.1 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания отсечки автоматических выключателей, устанавливаемых в цепях электродвигателей

Автоматический выключателиь	Расцепитель			kз	kа	kр	kн
А3700; А3790	Полупроводниковый		РП	1,1	1,0	1,3	1,5
ВА			БПР
«Электрон»			РМТ			1,35	1,6
			МТЗ-1		1,4		2,2
АВМ	Электромагнитный				1,4	1,1	1,8
А3110; АП-50; А3700; ВА; АЕ20						1,3	2,1
А3120; А3130; А3140						1,15	1,9

Надежность срабатывания автомата при двухфазном и однофазном коротком замыкании при КЗ на выводах электродвигателя определяется коэффициентом чувствительности и рассчитывается по формуле [Л1,с. 107]:

При отсутствии значений по коэффициенту разбросу kp, рекомендуется принимать коэффициент чувствительности в пределах 1,4-1,5.

В случае если чувствительности защиты от междуфазных КЗ недостаточно, следует принять следующие меры:

• уточнить значение Iс.о с учетом влияния сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателя;
• выбрать другой тип АВ;
• увеличить сечение кабеля на одну, две ступени, но не больше;
• применить выносную релейную защиту.

При недостаточной чувствительности защиты от однофазных КЗ, следует принять следующие меры:

• применить кабель другой конструкции с нулевой жилой, алюминиевой оболочкой;
• проложить дополнительные зануляющие металлические связи;
• применить АВ со встроенной защитой от однофазных КЗ;
• применить выносную релейную защиту от однофазных КЗ, ток срабатывания данной защиты принимается 0,5-1*Iном.дв. Коэффициент чувствительности kч > 1,5, согласно ПУЭ 7-издание;

Выбор тока срабатывания для теплового и электромагнитного (комбинированного) расцепителя автоматического выключателя

Для того, чтобы защитить двигатель от перегрузки, то есть от повреждений, вызываемых длительным протеканием тока превышающего номинальный, нужно использовать тепловые и электромагнитные (комбинированные) расцепители. Номинальный ток теплового расцепителя определяется по формуле [Л1. с 109]:

Данные коэффициенты определяются для разных типов выключателя по таблице 6.2 [Л1. с 112].

Таблица 6.2 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания защиты от перегрузки автоматических выключателей

Автоматический выключателиь	Расцепитель		kз	kр	kн = kз*kр	kв
А3700; АЕ20	Тепловой		—	—	1,15	1
А3110; АП50					1,25	1
ВА51; ВА52					1,2-1,35	1
АВМ	Электромагнитный		1,1	1,1	1,2	0,5-0,7
А3700	Полупроводни- ковый	РП	1,1	1,15-1,2	1,27-1,32	0,97-0,98
«Электрон»		МТЗ-1, РМТ	1,1	1,15-1,35	1,27-1,49	0,75
ВА		БПР	1,1	1,08-1,2	1,19-1,32	0,97-0,98

Общая формула по определению тока теплового расцепителя, имеет следующий вид:

Время срабатывания защиты от перегрузки выбирается из условия, что защита не будет срабатывать при пуске и самозапуске двигателя [Л1. с 112]:

Продолжительность пуска для двигателей с тяжёлыми условиями пуска, составляет более 5 – 10 сек, например для двигателей центрифуг, дробилок, шаровых мельниц и т.д и для двигателей с лёгкими условиями пуска равным 0,5 – 2 с, например для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Проверка чувствительности при однофазных КЗ

Данную проверку нужно выполнять, если для отключения однофазных КЗ используется защита от перегрузки. В настоящее время ПУЭ 7-издание п. 1.7.79 предъявляет требования, чтобы время отключение выключателя тока однофазного КЗ не превышало 0,4 с.

Литература:

1. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Поделиться в социальных сетях

Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

Критерии выбора автоматического выключателя

Выбор автоматических выключателей определяется электрическими характеристиками электроустановки, условиями эксплуатации, нагрузками и необходимостью дистанционного управления (в зависимости от типа планируемой телекоммуникационной сети).

Выбор автоматического выключателя производится с учетом:

• электрических характеристик электроустановки, для которой предназначен этот автоматический выключатель;
• условий его эксплуатации: температуры окружающей среды, размещения в здании подстанции или корпусе распределительного щита, климатических условий и др.;
• требований к включающей и отключающей способности при коротких замыканиях, эксплуатационных требований: селективного отключения, требований к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, дополнительным расцепителям, соединениям;
• правил устройства электроустановок, в частности требований в отношении обеспечения защиты людей;
• характеристик нагрузки, например электродвигателей, люминесцентного освещения, разделительных трансформаторов низкого напряжения.

Следующие замечания относятся к выбору низковольтного автоматического выключателя для использования в распределительных системах.

Выбор номинального тока с учетом окружающей температуры

Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при определенной температуре окружающей среды, которая обычно составляет:

• 30°С для бытовых автоматических выключателей;
• 40°С для промышленных автоматических выключателей.

Функционирование этих автоматических выключателей при другой окружающей температуре зависит главным образом от технологии применяемых расцепителей (рис. h50).

Рис. h50: Температура окружающей среды

Некомпенсируемые термомагнитные комбинированные расцепители

Порог срабатывания автоматических выключателей с некомпенсируемыми комбинированными расцепителями зависит от окружающей температуры.

Автоматические выключатели с некомпенсируемыми термомагнитными расцепителями имеют порог срабатывания, который зависит от окружающей температуры. Если автоматический выключатель установлен в оболочке или в помещении с высокой температурой (например, в котельной), то ток, необходимый для отключения этого автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно ниже. Когда температура среды, в которой расположен автоматический выключатель, превышает оговоренную изготовителем температуру, его характеристики окажутся «заниженными». По этой причине изготовители автоматических выключателей приводят таблицы с поправочными коэффициентами, которые необходимо применять при температурах, отличных от оговоренной температуры функционирования автоматического выключателя. Из типовых примеров таких таблиц (

рис. h51) следует, что при температуре, оговоренной изготовителем, происходит повышение порога срабатывания соответствующего автоматического выключателя. Кроме того, небольшие модульные автоматические выключатели, установленные вплотную друг к другу (рис. h37), обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе. В таком случае, вследствие взаимного нагрева при прохождении обычных токов нагрузки, к их токовым уставкам необходимо применять поправочный коэффициент 0,8.

Автоматические выключатели C60a, C60H: кривая C; C60N: кривые B и C

(стандарт. температура: 30°С)

Ном. ток (А)	20 °C	25 °C	30 °C	35 °C	40 °C	45 °C	50 °C	55 °C	60 °C
1	1,05	1,02	1,00	0,98	0,95	0,93	0,90	0,88	0,85
2	2,08	2,04	2,00	1,96	1,92	1,88	1,84	1,80	1,74
3	3,18	3,09	3,00	2,91	2,82	2,70	2,61	2,49	2,37
4	4,24	4,12	4,00	3,88	3,76	3,64	3,52	3,36	3,24
6	6,24	6,12	6,00	5,88	5,76	5,64	5,52	5,40	5,30
10	10,6	10,3	10,0	9,70	9,30	9,00	8,60	8,20	7,80
16	16,8	16,5	16,0	15,5	15,2	14,7	14,2	13,8	13,5
20	21,0	20,6	20,0	19,4	19,0	18,4	17,8	17,4	16,8
25	26,2	25,7	25,0	24,2	23,7	23,0	22,2	21,5	20,7
32	33,5	32,9	32,0	31,4	30,4	29,8	28,4	28,2	27,5
40	42,0	41,2	40,0	38,8	38,0	36,8	35,6	34,4	33,2
50	52,5	51,5	50,0	48,5	47,4	45,5	44,0	42,5	40,5
63	66,2	64,9	63,0	61,1	58,0	56,7	54,2	51,7	49,2

NS250N/H/L (стандартная температура: 40°C)

Ном. ток (А)	40 °C	45 °C	50 °C	55 °C	60 °C
TM160D	160	156	152	147	144
TM200D	200	195	190	185	180
TM250D	250	244	238	231	225

Рис. h51: Таблицы для определения коэффициентов понижения/повышения токовых уставок, которые должны применяться к автоматическим выключателям с некомпенсируемыми тепловыми расцепителями в зависимости от температуры

Пример:
Какой номинальный ток (In) следует выбрать для автоматического выключателя C60 N? Этот аппарат:

• обеспечивает защиту цепи, в которой максимальный расчетный ток нагрузки составляет 34 А;
• установлен вплотную к другим автоматическим выключателям в закрытой распределительной коробке;
• эксплуатируется при окружающей температуре 50°С.

При окружающей температуре 50°С уставка автоматического выключателя C60N с номинальным током 40 А снизится до 35,6 А (см. таблицу на рис. h51). Взаимный нагрев в замкнутом пространстве учитывается поправочным коэффициентом 0,8. Таким образом, получаем 35,6 x 0,8 = 28,5 A, что неприемлемо для тока нагрузки 34 А.

Поэтому будет выбран автоматический выключатель на 50 А, и соответствующая скорректированная уставка по току составит 44 x 0,8 = 35,2 А.

Компенсированные комбинированные расцепители

Эти расцепители содержат биметаллическую компенсирующую пластину, которая обеспечивает возможность регулировки уставки по току отключения при перегрузке (Ir или Irth) в установленных пределах независимо от температуры окружающей среды.

Пример:

• В некоторых странах система заземления TT является стандартной в низковольтных распределительных системах, а бытовые (и аналогичные) электроустановки защищаются в месте ввода автоматическим выключателем, который устанавливается соответствующей энергоснабжающей организацией. Такой автоматический выключатель, помимо защиты от косвенного прикосновения, обеспечит отключение цепей при перегрузках, если потребитель превысит уровень потребляемого тока, оговоренный в его контракте с энергоснабжающей организацией. Регулировка уставок автоматического выключателя с номинальным током менее 60 А возможна при температуре от — 5 до +40°С.
• Низковольтные автоматические выключатели с номинальным током менее 630 А обычно оснащаются компенсируемыми расцепителями для этого диапазона температуры (от — 5 до +40 °С).

Электронные расцепители

Электронные расцепители устойчиво функционируют при изменении окружающей температуры.

Важным преимуществом электронных расцепителей является их устойчивая работа при изменении температурных условий. Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому изготовители обычно приводят рабочую диаграмму, на которой указываются максимально допустимые значения уставок тока в зависимости от окружающей температуры (рис. h52).

Тип автоматического выключателя Masterpact NW20			40°C	45°C	50°C	55°C	60°C
h2/h3/h4	Выкатной, горизонтальное исполнение	In (A)	2,000	2,000	2,000	1,980	1,890
		Максимальное значение токовой уставки (Ir)	1	1	1	0,99	0,95
L1	Выкатной, вертикальное исполнение	In (A)	2,000	200	1,900	1,850	1,800
		Максимальное значение токовой уставки (Ir)	1	1	0,95	0,93	0,90

Рис. h52: Снижение максимального значения токовой уставки автоматического выключателя Masterpact NW20 в зависимости от температуры

Выбор уставок срабатывания без выдержки времени

На рис. h53 представлены основные характеристики расцепителей мгновенного срабатывания.

Тип	Расцепитель	Применения
	Электромагнитный 3-5 In Тип B	Источники питания, создающие низкие уровни тока короткого замыкания (резервные генераторы) Кабели или цепи большой длины
	Электромагнитный 5-10 In Тип C	Защита цепей: общий случай
	Электромагнитный 10-14 In Тип D или K	Защита цепей, имеющих высокие уровни переходных токов (цепи электродвигателей, трансформаторов)
	12 In Тип MA	Защита цепей электродвигателей в сочетании с контакторами, оснащенными тепловыми реле.

Рис. h53: Различные расцепители мгновенного действия

Выбор автоматического выключателя с учетом требований к отключающей способности при КЗ

Для установки низковольтного автоматического выключателя требуется, чтобы его предельная отключающая способность (или отключающая способность вышестоящего выключателя, удовлетворяющего условиям координации с нижестоящим) была равна расчетному ожидаемому току короткого замыкания или превышала.

Автоматический выключатель, предназначенный для использования в низковольтной электроустановке, должен удовлетворять одному из двух следующих условий:

• иметь предельную отключающую способность Icu (Icn), которая равна расчетному ожидаемому току короткого замыкания в месте установки или превышает его;
• использоваться совместно с другим устройством, расположенным выше по цепи и имеющим требуемую отключающую способность.

Во втором случае характеристики этих двух устройств должны быть согласованы так, чтобы ток, который может проходить через вышерасположенное устройство, не превышал максимальный ток, который способны выдержать нижерасположенный выключатель и все соответствующие кабели, провода и другие элементы цепи без какого-либо повреждения. Данный метод целесообразен при использовании:

Выбор автоматических выключателей вводных и отходящих линий

Случай применения одного трансформатора

Если трансформатор расположен на потребительской подстанции, то в некоторых национальных стандартах требуется применение низковольтного автоматического выключателя, в котором были бы явно видны разомкнутые контакты, такого как, например, выкатной выключатель Compact NS.

Пример (рис. h54):
Какой тип автоматического выключателя пригоден для главного автомата защиты электроустановки, питаемой от трехфазного понижающего трансформатора мощностью 250 кВА и напряжением во вторичной обмотке 400 В, установленного на потребительской подстанции?

Ток трансформатора In = 360 А
Ток (трехфазный) Isc = 8,9 кА

Для таких условий подходящим вариантом будет автоматический выключатель Compact NS400N с диапазоном регулировки расцепителя 160 — 400 А и предельной отключающей способностью (Icu) 45 кА.

Рис. h54: Пример установки автоматического выключателя на выходе трансформатора, расположенного на потребительской подстанции

Несколько трансформаторов, включенных параллельно

(рис. h55)

При наличии нескольких трансформаторов, включенных параллельно, автоматический выключатель, установленный на выходе самого маленького трансформатора, должен иметь отключающую способность не менее суммарной отключающей способности других низковольтных автоматических выключателей трансформаторов.

• Каждый из автоматических выключателей CBP, установленных на линиях, отходящих от низковольтного распределительного щита, должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подсоединенных к шинам, т.е. Isc1 + Isc2 + Isc3.
• Автоматические выключатели CBM, каждый из которых контролирует выход соответствующего трансформатора, должны быть способны отключать максимальный ток короткого замыкания, например, ток Isc2 + Isc3, если короткое замыкании возникло в месте, расположенном выше выключателя CBM1.
  

Из этих соображений понятно, что в таких обстоятельствах автоматический выключатель самого маленького трансформатора будет подвергаться самому большому току короткого замыкания, а автоматический выключатель самого большого трансформатора будет пропускать наименьший ток короткого замыкания.

• Номинальные токи отключения автоматических выключателей CBM должны выбираться в зависимости от номинальной мощности к КВА соответствующих трансформаторов.

Примечание: необходимыми условиями для успешной параллельной работы трехфазных трансформаторов являются следующие:
1. Фазовый сдвиг напряжений во вторичной и первичной обмотках должен быть одинаков во всех параллельно включенных трансформаторах.
2. Коэффициенты трансформации должны быть одинаковы для всех трансформаторов.
3. Напряжения короткого замыкания (Uк %) должны быть одинаковыми для всех трансформаторов.

Например, трансформатор мощностью 750 кВА с Uк = 6% будет правильно делить нагрузку с трансформатором мощностью 1000 кВА, имеющим Uк = 6%, т.е. эти трансформаторы будут автоматически нагружаться пропорционально их мощностям. Для трансформаторов, у которых отношение номинальных мощностей превышает 2, параллельная работа не рекомендуется.

Рис. h55: Параллельное включение трансформаторов

В таблице, приведенной на рис. h56, указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются автоматические выключатели вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP на рис. h55), для самой распространенной схемы параллельной работы (2 или 3 трансформатора одинаковой мощности). Приведенные данные базируются на следующих допущениях:

• мощность трехфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 500 МВА;
• трансформаторы являются стандартными распределительными трансформаторами напряжением 20/0,4 кВ, характеристики которых приведены в таблице;
• кабели от каждого трансформатора к его низковольтному автоматическому выключателю состоят из одножильных проводников длиной 5 метров;
• между каждым автоматическим выключателем вводной цепи (CBM) и каждым автоматическим выключателем отходящей цепи (CBP) имеется шина питания длиной 1 м;
• распределительное устройство расположено в напольном закрытом распределительном щите, температура окружающего воздуха — 30°С.

Кроме того, в этой таблице указаны модели автоматических выключателей Schneider Electric, рекомендуемые для применения в каждом случае в качестве автоматических выключателей вводных и отходящих линий.

Количество и мощность трансформаторов 20/0,4 кВ (кВА)	Мин. отключающая способность авт. выключателя ввода Icu (кА)	Авт. выключатели ввода (CBM),полностью согласованные с авт.выключателем отходящих линий (CBP)	Мин. отключающая способность авт. выключателя отходящих линий Icu (кА)	Авт. выключатели ввода (CРВ)на ном. ток 250 A
2 x 400	14	NW08N1/NS800N	27	NSX250H
3 x 400	28	NW08N1/NS800N	42	NSX250H
2 x 630	22	NW10N1/NS1000N	42	NSX250H
3 x 630	44	NW10N1/NS1000N	67	NSX250H
2 x 800	19	NW12N1/NS1250N	38	NSX250H
3 x 800	38	NW12N1/NS1250N	56	NSX250H
2 x 1,000	23	NW16N1/NS1600N	47	NSX250H
3 x 1,000	47	NW16N1/NS1600N	70	NSX250H
2 x 1,250	29	NW20N1/NS2000N	59	NSX250H
3 x 1,250	59	NW20N1/NS2000N	88	NSX250L
2 x 1,600	38	NW25N1/NS2500N	75	NSX250L
3 x 1,600	75	NW25N1/NS2500N	113	NSX250L
2 x 2,000	47	NW32N1/NS3200N	94	NSX250L
3 x 2,000	94	NW32N1/NS3200N	141	NSX250L

Рис. h56: Максимальные значения тока короткого замыкания, который должне отключаться автоматическими выключателями ввода и отходящих линий (соответственно CBM и CBP) при параллельной работе нескольких трансформаторов

Пример (рис. h57):

• Выбор автоматического выключателя вводной линии (CBM):

Для трансформатора мощностью 800 кВА In = 1126 А, Icu (минимальный ток) = 38 кА (из рис. h56).
При таких характеристиках таблица рекомендует использовать Compact NS1250N (Icu = 50 кА).

• Выбор автоматического выключателя отходящей линии (CBP):

Из рис. h56 требуемая отключающая способность (Icu) для таких автоматических выключателей составляет 56 кА.

Для трех отходящих линий 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типа NS400 L, NS250 L и NS 100 L. В каждом случае номинальная отключающая способность Icu = 150 кА.

Рис. h57: Параллельная работа трансформаторов

Эти автоматические выключатели обеспечивают следующие преимущества:
  —   полное согласование с характеристиками вышерасположенных автоматических выключателей (CBM), т.е. селективность срабатывания защит;
  —   использование метода каскадирования с соответствующей экономией затрат в отношении всех элементов, расположенных ниже по цепи.

Выбор автоматических выключателей отходящих и оконечных линий

Значения тока короткого замыкания в любом месте электроустановки можно определить с помощью таблиц.

Использование таблицы G39

С помощью этой таблицы можно быстро определить величину трехфазного тока короткого замыкания в любом месте электроустановки, зная:

• величину тока короткого замыкания в точке, расположенной выше места, предназначенного для установки соответствующего автоматического выключателя;
• длину, сечение и материал проводников между этими двумя точками.

После этого можно выбрать автоматический выключатель, у которого отключающая способность превышает полученное табличное значение.

Детальный расчет тока короткого замыкания

Для того, чтобы более точно рассчитать величину тока короткого замыкания, особенно в случае, когда отключающая способность автоматического выключателя чуть меньше величины, полученной из таблицы, необходимо использовать метод, описанный в разделе Ток короткого замыкания.

Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) с одним защищенным полюсом

Такие автоматические выключатели обычно имеют устройство максимальной защиты только на полюсе фазы и могут применяться в системах TT, TN-S и IT. В системе IT должны выполняться следующие условия:

• условие (B) из таблицы G67 для максимальной защиты нулевого проводника в случае двойного короткого замыкания;
• отключающая способность при КЗ: двухполюсный автоматический выключатель (фаза-нейтраль) должен быть способен отключать на одном полюсе (при линейном напряжении) ток двойного короткого замыкания, равный 15% трехфазного тока короткого замыкания в месте его установки, если этот ток не превышает 10 кА, или 25% трехфазного тока короткого замыкания, если он превышает 10 кА;
• защита от косвенного прикосновения: такая защита обеспечивается в соответствии с правилами, предусмотренными для систем заземления IT.

Недостаточная отключающая способность при КЗ

В низковольтных распределительных системах, особенно в сетях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, иногда случается, что рассчитанный ток трехфазного КЗ Isc превышает предельную отключающую способность Icu автоматических выключателей, имеющихся в наличии для установки, или же изменения, произошедшие в системе выше, привели к изменениям требований к отключающим способностям автоматических выключателей.

• Решение 1: убедитесь в том, что соответствующие автоматические выключатели, расположенные выше тех, которых это коснулось, являются тогоограничивающими, поскольку в таком случае можно использовать принцип каскадного включения (см. подраздел Согласование характеристик автоматических выключателей).
• Решение 2: установите несколько автоматических выключателей с более высокой отключающей способностью. Такое решение представляется экономически целесообразным в том случае, если затронуты один или два автоматических выключателя.
• Решение 3: установите последовательно с затронутыми автоматическими выключателями и выше по цепи токоограничивающие плавкие предохранители (типа gG или aM). При этом такая схема должна отвечать следующим условиям:

  —   предохранитель должен иметь соответствующий номинал;
  —   предохранитель не должен устанавливаться в цепи нулевого проводника, за исключением определенных электроустановок системы IT, в которых при двойном коротком
      замыкании в нулевом проводнике возникает ток, превышающий отключающую способность автоматического выключателя.

В этом случае расплавление предохранителя в нулевом проводнике приведет к тому, что этот автоматический выключатель отключит все фазы.zh:断路器的选择

Выбор уставок расцепителей автоматических выключателей в цепях электродвигателей 0,4 кВ

Для защиты электродвигателей 0,4 кВ используются автоматические выключатели с встроенными в них электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями.

Номинальный ток катушки расцепителя автоматического выключателя Iном.р. выбирается в соответствии с номинальным током электродвигателя [Л2]:

Iном.р. > Iном.дв. (1)

Ток срабатывания отсечки автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем [Л2] :

Iотс. > 2*Iпуск.дв. (2) — для автоматического выключателя с полупроводниковым расцепителем [Л2] :

Iотс. > 1,3*Iпуск.дв. (3)

Чувствительность отсечки проверяется при минимальном токе двухфазного и однофазного к.з. на выводах электродвигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (переходных сопротивлений Rп = 15 мОм) [Л1, с.93]:

Iотс. < I⁽¹⁾/1,5 (4)

Iотс. < I⁽²⁾/1,5 (5)

где:

• Iотс. – действительная величина тока отсечки;
• I⁽¹⁾— ток однофазного КЗ на выводах электродвигателя;
• I⁽²⁾— ток двухфазного КЗ на выводах электродвигателя;
• 1,5 – коэффициент запаса, учитывающий коэффициент разброса автомата и коэффициент надежности 1,1.

Если чувствительность отсечки оказывается недостаточной, то следует увеличить сечение питающего кабеля, но не более чем на 1 — 2 ступени, либо установить выносную релейную защиту от однофазных КЗ.

Пример выбора уставок расцепителя автоматического выключателя в цепи электродвигателя

Исходные данные:

Электродвигатель (Рном.дв. = 75 кВт; Iном.дв. = 130 А, Iпуск.дв. =780 А) подключен к секции 0,4 кВ кабелем длиной 75 м и сечением 3х95 мм2 через автоматический выключатель типа А3700.

1. Выбираем номинальный ток катушки расцепителя автоматического выключателя серии А3700 с электромагнитным расцепителем по формуле:

Iотс. = 2*Iпуск.дв. = 2*780 = 1560 А

2. Принимаем к установке автоматический выключатель типа А3716Б и Iном.расц. = 160 А и Iотс. = 1600 А.

3. Проверяем чувствительность отсечки к однофазному к.з. на выводах электродвигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (I⁽¹⁾= 3250 А).

4. В соответствии с (4) минимальное значение тока однофазного КЗ равно:

Уставка отсечки автоматического выключателя удовлетворяет требованию чувствительности к однофазным КЗ и, следовательно, к двухфазным в расчетной точке.

Литература:

1. Беляев А.В. » Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ «.
2. Типовая работа «Релейная защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами 192713.0000036.02955.000 АЭ.01».

Поделиться в социальных сетях

Автоматические выключатели, типы, расцепители и принцип действия ВА

Выключателями называют обширный класс коммутационных аппаратов, способных соединять, разъединять и служить проводниками в электрических цепях в условиях протекания рабочих и аварийных токов.

Именно способность коммутировать повышенные токи, возникающие при отклонениях условий работы электрических сетей от нормального режима, отличает выключатели от других коммутирующих устройств, среди которых:

• разъединители, предназначенные для коммутации только токов холостого хода;
• выключатели нагрузки, способные разрывать номинальный рабочий ток электроустановки.

Назначение

Таким образом, технические свойства, которыми обладают автоматические выключатели (краткое обозначение ВА), позволяют использовать их в следующих целях:

• коммутирование электрических цепей;
• защита электроустановок путём их автоматического отключения при возникновении аварийного значения тока.

ВА используются в электрических сетях и электроустановках всех уровней напряжения, однако, общепринятый термин «автоматические выключатели» подразумевает низковольтные аппараты, работающие в условиях до 1000 вольт.

Часто встречаемые производители: ABB, IEK, Schneider-Electric, Legrand.

Те автоматы, что функционируют в сетях более высокого напряжения, называть «автоматическими» не принято что, конечно же, не вполне логично. Уровень автоматизации работы оборудования высокого напряжения обычно выше, чем низковольтного. Но главное не путаться в терминологии, чтобы понимать, о чём идёт речь.

Габариты на примере ABB (мм) в зависимости от числа полюсов. Размеры могут отличаться от других производителей, например, высота бывает 80, 88, 90, 104 мм.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Отличие от прочих коммутационных устройств

Может возникнуть вопрос, в чём заключается отличие автоматического выключателя от других коммутационных аппаратов, не способных коммутировать значительные токи. Дело в том, что коммутация токовых нагрузок, а именно их отключение, сопровождается возникновением электрической дуги. Причём, чем больше значение тока, тем сильнее дуговой разряд при отключении контактов. Горение дуги происходит в ионизированном воздушном пространстве, то есть, воздух становится электропроводящим. В зависимости от разрываемого тока и напряжения сети, дуговой разряд в промежутке определённой величины может вообще не погаснуть после отключения контактов.

Примером может служить дуговая электрическая сварка, где установив между электродом и деталью требуемый зазор, дугу можно поддерживать постоянно. Кроме этого, горящая в разрыве контактов электрическая дуга ионизирует окружающее пространство и вызывает междуфазное короткое замыкание в случае многополюсных коммутационных аппаратов.

Но это относится только к разъединителям. Автоматический выключатель оборудован специальными дугогасительными камерами, типовая конструкция которых содержит ряд параллельно расположенных пластин, они разделяют дугу на отдельные участки, где та и затухает. Также предусмотрен путь отвода образующихся при горении дуги газов. Персональной дугогасительной камерой оборудован каждый полюс автомата, что препятствует распространению ЭД на контакты соседних фаз.

Типы ВА (полюса и четыре группы)

Классифицировать типы автоматических выключателей можно по нескольким признакам, остановимся на некоторых из них.

Число полюсов: 1p, 2p, 3p и 4p

Данная характеристика показывает, какое количество независимых электрических цепей может коммутировать автомат. По этому параметру ВА делятся на однополюсные (обозначение 1p), двухполюсные (2p), трёхполюсные (3p) и четырёхполюсные (4p).

Каждый из полюсов представляет собой обособленный механический контакт, имеющий два вывода для подключения внешних электрических цепей. Иногда полюса называют главными цепями, т.е. это цепи контактов, предназначенных для коммутации токов защищаемой нагрузки.

Количество полюсов (1п, 2п, 3п, 4п) каждого выключателя можно определить без труда.

Понятие главных полюсов или цепей было введено, т.к. некоторые разновидности автоматов имеют до нескольких вспомогательных контактов. Эти контакты не предназначены для коммутации силовой электрической нагрузки и не оборудованы устройствами дугогашения. Есть еще вспомогательные контакты (называемые также блок-контактами), они работают в цепях сигнализации и блокировки.

Время-токовая характеристика

В зависимости от особенностей электрической цепи, автоматический выключатель должен обладать соответствующими свойствами защит. Значение токов короткого замыкания является характеристикой питающей сети, а не подключаемой нагрузки. Нагрузку одной и той же номинальной мощности и напряжения можно подключить к мощным шинам подстанции, либо к длинной линии электропередачи, на большом удалении от источника питания. СтабЭксперт.ру напоминает, что в первом случае ток короткого замыкания будет иметь максимальное значение, во втором, из-за влияния сопротивления линии электропередачи может быть значительно снижен. Таким образом, при выборе подходящего автоматического выключателя недостаточно учитывать только характеристики нагрузки, нужно иметь расчётные значения токов короткого замыкания в месте предполагаемой установки.

Читайте еще: наглядная схема и поключение УЗО?

Деление на группы A, B, C, D

Для работы в различных сетях выпускаются автоматические выключатели, обладающие различными время–токовыми характеристиками. По этому признаку, в соответствии с ГОСТ Р 50345-99, все автоматы делятся на четыре группы — «A», «B», «C» и «D». К аппаратам каждой из этих групп предъявляются свои требования в части защитных характеристик. Рассмотрим их подробнее.

К расцепителям автоматов с характеристикой типа «A» предъявляется одно требование: при протекании токов, превышающих номинальное значение в 5 раз, его отключение должно происходить за время, меньшее 0,1 с.

Например, выключатель рассчитан на номинальный ток 25 ампер, то есть, I_ном = 25А. При токе 5*I_ном= 125А, время срабатывания расцепителя должно быть меньше 0,1 с.

Что касается автоматов с характеристиками «B», «C» и «D», существуют как общие для всех трёх групп, так и индивидуальные требования. Они нормируют время отключения при различных уровнях превышения номинального тока:

• при токе 1,13 I_ном, то есть, превышающем номинальное значение на 13%, автоматы с номиналом до 63 ампер должны работать до отключения не менее одного часа, выключатели на ток свыше 63 ампер, соответственно не менее двух часов;
• ток 1,45 I_ном должен приводить к отключению автоматов с номиналом до 63 ампер менее, чем за один час, автоматов свыше 63 ампер – менее, чем за два часа;
• при превышении номинального тока на 155% (2,55 I_ном), автоматические выключатели до 32 ампер отключаются в течение времени от 1 до 60 секунд, автоматы более 32 ампер — от 1 до 120 с.

Характеристики отключения каждой из групп, выглядят следующим образом:

• тип «B» отключается более, чем за 0,1 секунду при троекратном превышении номинального тока и менее, чем за 0,1 сек. при десятикратном;
• отключение выключателей типа «C» — более 0,1 сек. при 5*I_ном, менее 0,1 сек. при 50 I_ном;
• автомат типа «D» не должен срабатывать ранее 0,1 сек. при десятикратном увеличении номинального тока.

Выключатели с выдержкой времени

Автоматические выключатели, оснащённые механизмом установки времени срабатывания вне зависимости от значения тока, называются селективными. Соответственно аппараты, не обладающие этим качеством относятся к неселективным. Рассмотрим, что такое селективность и зачем она нужна.

Селективность — это одно из основных качеств, которым должна обладать защита. Селективность заключается в необходимом и достаточном объёме защитных отключений повреждённого участка сети. Это означает, что в случае повреждения оборудования (например, короткого замыкания), защита должна отработать так, чтобы отключенным оказался только повреждённый сегмент схемы. Всё остальное оборудование должно при этом по возможности оставаться в работе. Какое отношение к этому имеет выдержка времени выключателя, покажем на примере.

Предположим, на вводе питания секции 0,4 кВ установлен выключатель «1». От этой секции питаются несколько отходящих линий через линейные выключатели. Пусть на одной из отходящих линий установлен выключатель «2».

Теперь предположим, что в самом начале этой линии произошло короткое замыкание. Какой выключатель должен быть отключен защитами, чтобы выделить только повреждённый участок? Конечно же, «2». Но ведь ток короткого замыкания в этой ситуации протекает через два выключателя – «1» и «2» (короткое замыкание подпитывается от источника через выключатель ввода «1»). Каким же образом обеспечить отключение только выключателя «2», ведь значение тока, протекающего через эти выключатели практически одинаково. Вот здесь и приходит на помощь возможность установления искусственной задержки времени отключения на автомате ввода «1». При этом защита просто не успевает сработать, так как линейный выключатель «2» отключит ток короткого замыкания без выдержки времени.

Далее:

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.

Как выбрать защитный автомат для дома

Когда нужно выбрать автомат для дома, как правило, многие руководствуются подсчетами суммарной мощности приборов, подключаемых к ветке/зоне и накидывают приличный запас по току, дабы оградить себя от ложных срабатываний автомата. Про ВТХ (время-токовая характеристика) знает не всякий электрик, не говоря уже о домашнем мастере. В этой статье мы немного углубимся в теорию, рассмотрим некоторые важные моменты и выведем из всего сказанного простейшую таблицу, руководствуясь которой, мы будем уверены в надежном и своевременном срабатывании защитного автомата.

От чего должен защищать автомат?

В первую очередь автомат предназначен для защиты проводки от возгорания и разрушения. Электроприборы, как правило, автомат не защищает, не защищает и человека от удара током — эту функцию выполняет дифференциальный выключатель (УЗО в народе) или дифференциальный автомат (совмещает в себе УЗО и защитный автомат). Так вот, раз защищает проводку, значит номинал не должен быть завышен для исключения лишних срабатываний — если проводке угрожает возгорание или разрушение, ни о каком запасе по мощности не должно быть и речи! Простая мудрость: если хочешь надежную защиту и минимум срабатываний — увеличь сечение токопроводящих жил проводов, в разумных пределах естественно.

Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.

При каком токе сработает автомат?

В современных автоматах встроенно две защиты: электромагнитный расцепитель и тепловой, каждый выполняет свою важную функцию. Электромагнитный расцепитель призван защищать от коротких замыканий , иногда от неисправных электроприборов. Ток короткого замыкания очень большой и очень опасен для проводки, приборов учета, поэтому необходимо моментальное срабатывание автомата, как правило время срабатывания электромагнитного расцепителя не превышает 0,1 секунды или меньше (зависит от класса токоограничения автомата), зависит от конкретного прибора. Ток срабатывания такого расцепителя превышает номинальный в 5-10 раз! Естественно, от незначительной перегрузки он не защитит. Для защиты от перегрузок предназначен тепловой расцепитель. Время его срабатывания значительно дольше чем у магнитного, однако срабатывает тепловой расцепитель даже от незначительных перегрузок. Тепловой расцепитель может сработать и за секунду, а может «думать» целый час. Так вот, если 5-10 кратные перегрузки КЗ в течение 0,1 секунды провод переживет, то целый час «висеть» под током, в 1,5 раза превышающем номинал автомата способен не всякий провод!

Поэтому давайте обратим внимание на более медленную, но более чувствительную защиту — тепловой расцепитель автомата.

При каком токе срабатывает тепловой расцепитель?

Конкретной цифры, соответствующей номиналу автомата нет, есть лишь время-токовая характеристика от производителя автомата. Графики мы рассматривать сегодня не будем, дабы не вносить еще большей путаницы, рассмотрим лишь две важные величины: ток условного нерасцепления 1,13in и ток условного расцепления 1,45in. Ток условного нерасцепления — это ток, при котором автомат гарантированно проработает не меньше часа (для автоматов с номиналом менее 63А). Равен он номиналу автомата, умноженному на коэффициент 1,13, для номинала 16А это 16*1,13=18,08А, автомат 16А гарантированно проработает час при токе 18 ампер! Ток условного расцепления — это ток, при котором автомат гарантированно сработает через час, для номинала 16А это 16*1,45=23,2А. Вот на ток условного расцепления и следует обращать внимание при выборе номинала автомата или сечения провода. Если ветка защищена автоматом 16А, то проводка в этой ветке должна выдерживать 23А, ведь такой ток возможен при перегрузках, пока не сработает автомат, а сработать он может и через час! Стоит отметить, что, как правило, приведенные цифры справедливы к автоматам с характеристикой «В» и «С», и более точную информацию вы найдете в паспорте к прибору. Важно подбирать проводку, выдерживающую полтора номинала автомата!

Если вы внимательный читатель, то вы заметите некоторые противоречия в этой и прошлой статье: там я рекомендую защищать провод сечением 1,5 мм2 автоматом не более 16А. Ведь медный провод 1,5 мм2 выдерживает ток не более 19А. Объясняю: данный провод я рекомендовал использовать для освещения, а не для розеток, в освещении перегрузку в 19А представить сложно, только КЗ, а доли секунд короткого замыкания провод выдержит. Другое дело если использовать провод 1,5 мм2 для розеток: в розетки можно понавтыкать множество приборов и те самые 23А очень даже не исключены, для розеток такой провод использовать крайне не желательно! Для этих целей предназначен провод 2,5 мм2.

Как ни странно, зачастую в новостройках электрики игнорируют эти самые ВТХ автоматов, ведь 1,5 мм2 согласно таблице выдерживают до 4-х киловатт (220вольт*19А=4180ватт) и плевать, что автомат отключится только на нагрузке в 5 киловатт, и то через целый час! Так же часто вижу как группы розеток защищают автоматами с номиналом 25А, при проводе 2,5 мм2 — по сути автоматы защищают только от КЗ. И все это на фоне того, что производители проводов сплошь и рядом занижают реальное сечение проводов. Ну пусть данное явление останется на совести проверяющих органов, теперь мы знаем — так делать не следует.

Какой автомат выбрать, B или C?

Тип 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 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.

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

Таблица сечений медных проводов и автоматов к ним

А вот и обещанная таблица. Вы можете и самостоятельно рассчитать автомат, для этого нужно знать максимальный ток защищаемого провода, он должен быть не менее номинала автомата, помноженного на коэффициент 1,45.

Смотрите также другие статьи

Основные характеристики автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок

Основными характеристиками автоматического выключателя являются:

• номинальное напряжение Ue;
• номинальный ток In;
• диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки Ir ^[1] или Irth ^[1] и защиты от короткого замыкания
  Im ^[1] ;
• отключающая способность при коротком замыкании (Icu – для промышленных автоматических выключателей и Icn – для бытовых автоматических выключателей).

Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Это то напряжение, при котором данный выключатель работает в нормальных условиях.

Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие импульсным перенапряжениям (см. подраздел Другие характеристики автоматического выключателя).

Номинальный ток (In)

Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных значений максимальной температуры токоведущих частей.

Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40 °C, оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50 °C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60 °C – лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.

Уменьшение номинального тока автоматического выключателя производится путем уменьшения уставки его теплового реле. Использование электронного расцепителя, который может работать при высоких температурах, обеспечивают возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уставками по току) при окружающей температуре 60 °С
или даже 70 °С.

Примечание: в автоматических выключателях, соответствующих стандарту МЭК 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный длительный ток.

Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок

Автоматическому выключателю, который может быть оборудован расцепителями, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению расцепителя с наивысшим уровнем уставки по току отключения.

Пример:
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными расцепителями с номинальными токами от 150 до 630 А. В таком случае номинальный ток данного автоматического выключателя составит 630 А.

Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)

За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Iв, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. Практические значения для схемы защиты).

Термореле обычно регулируются в диапазоне 0,7-1,0 In, но в случае использования электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет 0,4-1,0 In.

Пример (рис. h40):
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения:
Ir = 400 x 0,9 = 360 А.

Примечание: для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In.
Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.

Рис. h40: Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)

Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:

• для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например МЭК 60898;
• для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности МЭК 60947-2.

Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. h41, h42 и h43).

	Тип расцепителя	Защита от перегрузки	Защита от короткого замыкания
Бытовые автоматические выключатели (МЭК 60898)	Термомагнитный (комбинирован.)	Ir = In	Нижняя уставка Тип B 3 In ≤ Im ≤ 5 In	Стандартная уставка Тип C 5 In ≤ Im ≤ 10 In	Верхняя уставка Тип D 10 In ≤ Im ≤ 20 In [2]
Модульные промышленные авт. выключатели [3]	Термомагнитный (комбинирован.)	Ir = In (не регулируется)	Нижняя уставка Тип B или Z 3,2 In ≤ постоянная ≤ 4,8 In	Стандартная уставка Тип C 7 In ≤ постоянная ≤ 10 In	Верхняя уставка Тип D или K 10 In ≤ постоянная ≤ 14 In
Промышленные автоматические выключатели (МЭК 60947-2) [3]	Термомагнитный (комбинирован.)	Ir = In (не регул.)	Постоянная: Im = 7 — 10 In
		Регулируется: 0,7 In ≤ Ir ≤ In
			Регулируемая: — нижняя уставка: 2 — 5 In — стандартная уставка: 5 — 10 In
	Электронный	Большая выдержка времени 0,4 In ≤ Ir ≤ In	Короткая выдержка времени, регулируемая: 1,5 Ir ≤ Im ≤ 10 Ir Мгновенное срабатывание (I), время не регулируется: I = 12 — 15 In

[2] 50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).

[3] Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами МЭК. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.

Рис. h41: Диапазоны токов отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для низковольтных автоматических выключателей

Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя

Ir: уставка по току отключения при перегрузке (тепловое реле или реле с большой выдержкой времени)
Im: уставка по току отключения при коротком замыкании (магнитное реле или реле с малой выдержкой времени)
Ii: уставка расцепителя мгновенного действия по току отключения при коротком замыкании
Icu: отключающая способность

Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя

Гарантированное разъединение

Автоматический выключатель пригоден для гарантированного разъединения цепи, если он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к разъединителю (при его номинальном напряжении) в соответствующем стандарте (см. Функции низковольтной аппаратуры: изолирование (отключение)). В таком случае его называют автоматическим выключателем-разъединителем и на его фронтальной поверхности наносят маркировку в виде символа

К этой категории относятся все низковольтные коммутационные аппараты компании Schneider Electric: Multi 9, Compact NS и Masterpact.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного автоматического выключателя связана с коэффициентом мощности (cos φ) поврежденного участка цепи. В ряде стандартов приводятся типовые значения такого соотношения.

Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:

• коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании;
• фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице, приведенной на рис. h44 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.

• после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:

  —  электрическая прочность изоляции;
  —  разъединяющая способность;
  —  правильное срабатывание защиты от перегрузки.

Icu	cosφ
6 kA < Icu ≤ 10 kA	0,5
10 kA < Icu ≤ 20 kA	0,3
20 kA < Icu ≤ 50 kA	0,25
50 kA < Icu	0,2

Рис. h44: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)

Примечания

[1] Величины уставок, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям для защиты от перегрузки и короткого замыкания.zh:断路器的基本特性

Что такое термомагнитные автоматические выключатели?

Практически каждый знаком с последствиями срабатывания выключателя в доме. Внезапно у вас пропадает электричество в одной или нескольких розетках, и вы вынуждены идти в подвал или в гараж, чтобы снова включить электрическую панель. Обычно это происходит, когда слишком много приборов подключено к одной розетке или к одной электрической цепи. Это то, что вызывает срабатывание автоматического выключателя и защищает вас от потенциальных электрических опасностей.

Но что такое автоматический выключатель и почему он так важен в вашем доме? Давайте посмотрим поближе.

Что такое автоматический выключатель?

Мы начнем с выяснения разницы между функцией автоматического выключателя и ее назначением .

1. Функция автоматического выключателя. Функция электрического выключателя заключается в «разрыве» (то есть отключении) электрической цепи. Он делает это автоматически, когда обнаруживает:

* электрическую перегрузку — Потребляемая мощность в одной из цепей превышает допустимую, обычно потому, что вы подключили слишком много элементов одновременно.

OR

* короткое замыкание — электрическая цепь случайно укорачивается, когда провод под напряжением контактирует с другой частью цепи (обычно из-за неисправной изоляции) и выбирает путь наименьшего сопротивления. Это может привести к возникновению электрического заряда в неожиданном месте … например, в выключателе света.

После того, как проблема с электричеством будет решена, выключатель можно вручную или автоматически настроить на возобновление подачи электроэнергии.

2. Назначение автоматического выключателя . Назначение автоматического выключателя — предотвратить повреждение. Перенапряженная или неисправная электрическая система может нанести большой вред бытовой технике и электронике. Что еще более серьезно, это может поставить под угрозу вас и вашу семью с риском поражения электрическим током, поражения электрическим током или электрического пожара.

Автоматические выключатели бывают разных размеров и типов и могут использоваться для защиты всего, от бытовой техники и электронных устройств до высоковольтных цепей, обслуживающих целые города.

Определение термического магнитного прерывателя цепи

В наши дни в американских домах термомагнитные прерыватели цепи являются наиболее распространенным типом. Это автоматические выключатели, в которых используются два компонента для обнаружения электрических повреждений.

Первый компонент — это электромагнит, чувствительный к большим скачкам электрического тока. Скачки напряжения могут вызвать короткое замыкание, которое может серьезно повредить ваши ценные электроприборы (например, сушилку для одежды или кондиционер) или крупную электронику (например, DVD-плеер или настольный компьютер).Электромагнит мгновенно реагирует на такие опасные ситуации, перекрывая подачу электричества, чтобы ваши приборы были защищены.

Второй компонент, используемый в термомагнитном выключателе, представляет собой термобиметаллическую полосу, которая реагирует на продолжительные электрические скачки низкого уровня или перегрузки по току. Чрезмерные электрические токи нагреют биметаллическую полосу до такой степени, что она согнется в направлении планки отключения, которая отключает цепь.

Термомагнитные автоматические выключатели популярны, потому что они могут быстро ограничить короткое замыкание и затем возобновить подачу электричества после того, как скачок пройдет.

Безопасность автоматических выключателей

1. Установите термомагнитные выключатели в соответствии с инструкциями производителя для безопасной и эффективной работы.
   
   
2. Ограничьте потребление электроэнергии, чтобы предотвратить перегрузку цепей. (Дополнительное преимущество: этот совет также позволяет сэкономить на счетах за коммунальные услуги.) Старайтесь подключать сильно потребляющие электроэнергию устройства, такие как обогреватели, утюги, тостеры и фены, на разных контурах. Избегайте перегрузки системы удлинителями с несколькими розетками.По возможности выключайте бытовые приборы и электронику, когда они не используются.
   
   
3. Установите GFCI (выходы прерывателя цепи замыкания на землю) и проверяйте их ежемесячно.
4. Переосмыслите существующую электрическую систему, если у вас часто возникают проблемы с отключением выключателя. Вызовите квалифицированного электрика, чтобы оценить систему и произвести необходимые обновления.

.Метод испытания выключателя

— Типы и текущие испытания

Проверка автоматических выключателей более сложна по сравнению с другим электрическим оборудованием, таким как трансформатор или машина, потому что ток короткого замыкания очень велик. Испытания трансформатора в основном делятся на две группы: типовые испытания и стандартные испытания.

Типовые испытания выключателя

Типовые испытания

проводятся с целью проверки возможностей и подтверждения номинальных характеристик автоматического выключателя.Такие испытания проводятся в специально построенной испытательной лаборатории. Типовые испытания можно в целом разделить на испытания на механические характеристики, тепловые испытания, испытания на диэлектрическую или изоляционную способность, испытания на короткое замыкание для проверки включающей способности, отключающей способности, кратковременного номинального тока и рабочего режима. .

Механическое испытание — Это испытание на механическую способность, включающее многократное размыкание и замыкание выключателя. Автоматический выключатель должен размыкаться и замыкаться с правильной скоростью и выполнять свои предписанные обязанности и работать без механических повреждений.

Thermal Test — Тепловые испытания проводятся для проверки теплового поведения автоматических выключателей. Тестируемый выключатель выдерживает установившееся повышение температуры из-за протекания его номинального тока через полюс в номинальном состоянии. Превышение температуры для номинального тока не должно превышать 40 ° для тока менее 800 А при нормальном токе и 50 ° для нормального значения тока 800 А и выше.

Диэлектрический тест — Эти испытания выполняются для проверки выдерживаемой частоты промышленной частоты и импульсного напряжения.Испытания промышленной частоты проводятся на новом выключателе; испытательное напряжение изменяется в зависимости от номинального напряжения выключателя.

Испытательное напряжение с частотой от 15 до 100 Гц прикладывают следующим образом. (1) между полюсами при замкнутом автоматическом выключателе (2) между полюсом и землей при разомкнутом автоматическом выключателе и (3) между выводами при разомкнутом автоматическом выключателе.

При импульсных испытаниях на выключатель подается импульсное напряжение заданной величины. Для наружного контура проводятся сухие и влажные испытания.

Испытание на короткое замыкание — Автоматические выключатели подвергаются внезапным коротким замыканиям в лабораториях по испытаниям на КЗ, и для определения поведения автоматических выключателей во время включения, во время размыкания контактов и после дуги снимаются осциллограммы. вымирание.

Осциллограммы изучаются с особым вниманием к включающим и отключающим токам, как симметричным, так и асимметричным напряжениям перезапуска, а распределительное устройство иногда испытывается при номинальных условиях.

Текущие испытания выключателя

Стандартные испытания также выполняются в соответствии с рекомендациями стандартов Индийской инженерной службы и индийских стандартов. Эти испытания проводятся на территории производителей. Регулярные испытания подтверждают правильное функционирование автоматического выключателя. Стандартные испытания подтверждают правильное функционирование автоматического выключателя.

Испытание напряжением промышленной частоты такое же, как указано в разделе «Типовые испытания», испытание на падение напряжения в милливольте выполняется для определения падения напряжения на пути тока механизма выключателя.Эксплуатационная проверка выключателя выполняется путем моделирования его отключения путем искусственного замыкания контактов реле.

.

Термомагнитные автоматические выключатели | Компоненты RS

Термомагнитные автоматические выключатели | Компоненты RS

Термомагнитные автоматические выключатели

Термомагнитные выключатели — это устройства, обеспечивающие защиту от сверхтоков в цепях. В автоматических выключателях используется автоматически управляемый электрический выключатель для прерывания тока при обнаружении перегрузки или короткого замыкания.Для этого в термомагнитных выключателях используются электромагнит и биметаллические полосы. & Nbsp;

Автоматические выключатели обеспечивают более сложную защиту от сверхтоков, чем простой предохранитель . Предохранители просто перегорают, и их необходимо заменять, а автоматические выключатели просто необходимо сбросить.

Как работают термомагнитные выключатели?

В термомагнитных выключателях есть два способа ток может быть обнаружен и нарушен. В случае короткого замыкания электромагнит быстро отключает выключатель. Если перегрузка меньше и в течение более длительного периода времени, биметаллические полосы вместо этого в конечном итоге отреагируют на срабатывание переключателя. & Nbsp;

Что такое термический Магнитные выключатели, используемые для?

Термомагнитные выключатели чаще всего используются в распределительных щитах.Они составляют часть вспомогательных цепей в более широкой системе электроснабжения, защищая от перегрузки по току.

Наш веб-сайт использует файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы предоставить вам лучший сервис при поиске или размещении заказа, в аналитических целях и для персонализации нашей рекламы для вас. Вы можете изменить настройки файлов cookie, прочитав нашу политику в отношении файлов cookie. В противном случае мы будем считать, что вы согласны с использованием файлов cookie.

Хорошо, я понимаю

.

Что такое автоматический выключатель SF6? Конструкция, принцип работы, преимущества и недостатки элегазового выключателя

Автоматический выключатель, в котором для гашения дуги используется газ под давлением SF ₆ , называется выключателем SF ₆ . Газ SF ₆ (гексафторид серы) обладает превосходными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими средствами гашения дуги, такими как масло или воздух. Автоматический выключатель SF ₆ в основном делится на три типа

• Автоматический выключатель поршневой без нагнетания
• Однопоршневой автоматический выключатель.
• Двухконтурный поршневой выключатель.

В автоматическом выключателе, в котором в качестве изолирующей среды использовались воздух и масло, сила гашения дуги нарастала относительно медленно после перемещения контакта. В высоковольтных автоматических выключателях используются свойства быстрого гашения дуги, которые требуют меньше времени для быстрого восстановления, нарастания напряжения. В этом отношении автоматические выключатели SF ₆ обладают хорошими свойствами по сравнению с масляными или воздушными выключателями.Так в высоковольтных сетях до 760 кВ используются выключатели SF ₆ .

Свойства автоматического выключателя на основе гексафторида серы

Гексафторид серы обладает очень хорошими изоляционными свойствами и гашением дуги. Эти свойства:

• Это бесцветный, нетоксичный и негорючий газ без запаха.
• SF ₆ Газ чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз больше плотности воздуха.
• Он имеет более высокую теплопроводность, чем у воздуха, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
• SF ₆ Газ сильно электроотрицателен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда за счет образования отрицательных ионов.
• Обладает уникальным свойством быстрой рекомбинации после удаления искры, возбуждающей источник. Он в 100 раз более эффективен по сравнению со средой для гашения дуги.
• Его электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха, и на 30% меньше, чем у диэлектрического масла. При высоком давлении диэлектрическая прочность газа увеличивается.
• Влага очень опасна для выключателя SF ₆ . Из-за сочетания влажности и газа SF ₆ образуется фтористый водород (при прерывании дуги), который может повредить части выключателей.

Конструкция SF ₆ Автоматические выключатели

SF _{6 Выключатели} в основном состоят из двух частей, а именно (а) блока прерывателя и (б) газовой системы.

Блок прерывателя — Этот блок состоит из подвижных и неподвижных контактов, состоящих из набора токоведущих частей и датчика дуги.Он соединен с газовым резервуаром SF ₆ . Этот блок состоит из скользящих отверстий в подвижных контактах, которые пропускают газ под высоким давлением в основной резервуар.

Газовая система — Газовая система с замкнутым контуром используется в автоматических выключателях SF ₆ . Газ SF ₆ стоит дорого, поэтому его утилизируют после каждой операции. Этот блок состоит из камер низкого и высокого давления с аварийной сигнализацией низкого давления и переключателями аварийной сигнализации. Когда давление газа очень низкое, из-за чего снижается диэлектрическая прочность газов и снижается способность гашения дуги выключателей, эта система подает предупреждающий сигнал.2 таким образом; он хранится в резервуаре низкого давления. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.

Теперь давление поршня дневного вытяжного вентилятора используется для создания давления гашения дуги во время операции размыкания с помощью поршня, прикрепленного к подвижным контактам.

Преимущество выключателя SF ₆

SF _{6 Автоматические выключатели} имеют следующие преимущества перед обычными выключателями

1. Газ SF ₆ обладает отличными изоляционными, дугогасящими и многими другими свойствами, которые являются важнейшими преимуществами автоматических выключателей SF ₆ .
2. Газ негорючий и химически устойчивый. Продукты их разложения невзрывоопасны, поэтому нет риска возгорания или взрыва.
3. Электрический зазор значительно уменьшен из-за высокой диэлектрической прочности SF ₆ .
4. На его характеристики не влияют колебания атмосферных условий.
5. Он обеспечивает бесшумную работу и отсутствие проблем с перенапряжением, поскольку дуга гаснет при нулевом естественном токе.
6. Нет снижения диэлектрической прочности, поскольку во время дуги не образуются частицы углерода.
7. Требуется меньше обслуживания и не требуется дорогостоящая система сжатого воздуха.
8. SF ₆ выполняет различные функции, такие как устранение коротких замыканий на линии, переключение, размыкание ненагруженных линий передачи, реактора трансформатора и т. Д. Без каких-либо проблем.

Недостатки выключателей SF ₆

1. SF ₆ газ в некоторой степени удушает.В случае утечки в баке прерывателя газ SF ₆ тяжелее воздуха и, следовательно, SF ₆ оседает в окружающей среде и приводит к удушению обслуживающего персонала.
2. Попадание влаги в бак выключателя SF ₆ очень вредно для выключателя и вызывает несколько отказов.
3. Внутренние части нуждаются в очистке во время периодического обслуживания в чистой и сухой среде.
4. Требуется специальное сооружение для транспортировки и поддержания качества газа.

.