Номинальный ток выключателя: Номинальные токи автоматических выключателей . Электропара

Содержание

Номинальные токи автоматических выключателей . Электропара

При выборе автоматического выключателя следует обратить внимание на величину номинального тока, который еще называют током срабатывания. При превышении величины номинального тока происходит срабатывание автомата, включаются защитные свойства, электрическая сеть размыкается. Данные о номинальном токе автоматического выключателя всегда присутствуют на маркировке прибора. Помимо этой характеристике на корпусе указываются рабочее напряжение, тип тока, тип расцепителя и др.

Номинальные токи автоматов

В зависимости от номиналов автоматы могут использоваться в сетях с различной токовой нагрузкой, по типу применения их условно разделяют на три основные группы – слаботочные, средней и высокой мощности. В таблице автоматических выключателей указаны номинальные токи для однофазной и трехфазной сети при наличии медной проводки. Эти данные соответствуют номинальному значению при температуре не выше +30 градусов, при увеличении температуры номинальный ток понижается.

Сечение кабеля, мм2 при медной проводке

Номинальный ток автомата, Ампер

Мощность, кВт однофазной нагрузки в сети 220 В

Мощность, кВт трехфазной нагрузки, в сети 380 В

1

6

1,3

3,2

1,5

10

2,2

5,3

1,5

16

3,5

8,4

2,5

20

4,4

10,5

4

25

5,5

13,2

6

32

7,0

16,8

10

40

8,8

21,1

10

50

11,0

26,3

16

63

13,9

33,2

 

Автоматические выключатели слабого тока

Условно к этой группе относят выключатели малого тока с номиналом до 3 Ампер. Эти автоматы не используются ни в бытовых, ни в промышленных целях, а лишь для специализированного применения на некоторых устройствах с маленькой токовой нагрузкой. Для примера: мощность прибора, который можно было бы защитить автоматическим выключателем в 3 А, составила бы всего 0,66 кВт в однофазной сети.

Автоматические выключатели среднего тока

Это самые распространенные в быту автоматы с номинальным током до 32 Ампер. Они способны защитить электрическую сеть с общей мощностью всех приборов до 7 кВт, то есть обычную квартиру или даже частный дом с увеличенным энергопотреблением. Нужно помнить, что номинальный ток автоматического выключателя рассчитывается исходя из общей мощности всех приборов, бытовой техники и электрооборудования, одновременно подключаемых к электрической сети. Так, при номинальном токе автомата в 32 А можно одномоментно пользоваться отопительными приборами, водонагревателем, крупной и мелкой техникой, если их общая мощность не превышает 7 кВт. Особняком стоят электроплиты и варочные панели, обычно их потребляемая мощность довольно высока, к тому же эти приборы очень часто используются на полную нагрузку, то есть работают сразу все комфорки.

Вот почему на варочные панели и электрические плиты всегда рекомендуется устанавливать отдельный автоматический выключатель, номинальный ток которого обычно составляет 32 А.

На группы осветительных приборов  можно устанавливать автоматы от 6 Ампер, но опять же – следует исходить из сечения проводки. Чаще всего распределительные боксы выглядят вот так:

Здесь автомат 32 А отвечает только за электроплиту, три автомата по 25 А отвечают за группы приборов по зонам – первый этаж частного дома, второй этаж частного дома, на баню также идет отдельный автомат.

Автоматические выключатели высокого тока

Условно автоматические выключатели с номинальными токами от 40 Ампер относят к группе автоматов высокого тока. Это хороший выбор для загородных домов, если в доме полно электроприборов большой мощности – водонагреватели, обогреватели, системы газового и водного отопления, электропечи и электрокамины, теплые полы. При выборе мощных автоматов нужно внимательно делать расчеты, поскольку даже небольшие отклонения могут привести к перегреву проводки.  

Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.

Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).

*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:

Бытовые электроприборы Мощность, Вт cos φ
Электроплита 1200 - 6000 1
Обогреватель 500 - 2000 1
Пылесос 500-2000 0,9
Утюг 1000 - 2000 1
Фен 600 - 2000 1
Телевизор 100 - 400 1
Холодильник 150 - 600 0,95
СВЧ-печь 700 - 2000 1
Электрочайник 1500 - 2000 1
Лампы накаливания 60 - 250 1
Люминесцентные лампы 20 - 400 0,95
Бойлер 1500 - 2000 1
Компьютер 350 - 700 0,95
Кофеварка 650 - 1500 1
Стиральная машина 1500 - 2500 0,9
Электроинструмент Мощность, Вт cos φ
Электродрель 400 - 1000 0,85
Болгарка 600 - 3000 0,8
Перфоратор 500 - 1200 0,85
Компрессор 700 - 2500 0,7
Электромоторы 250 - 3000 0,7 - 0,8
Вакуумный насос 1000 - 2500 0,85
Электросварка (дуговая) 1800 - 2500 0,3 - 0,6

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Без использования автоматических выключателей сегодня не создается ни одна система подачи питания в жилом доме или на промышленном объекте.

Эти электромеханические устройства напрочь вытеснили морально устаревшие «предохранители-пробки» с плавкими вставками.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, выполняющее эффективную защиту электрической линии от разрушения токами недопускаемой, для конкретной проводки, величины. Следует помнить, что такие выключатели-автоматы – это устройства, которые защищают электрическую проводку от разрушений, а не бытовые приборы, подключаемые к ней. Поэтому, при выборе выключателя, в первую очередь выполняют расчет по току, а уже после выключатель может подбираться и по мощности, подключаемых к линии приборов. То есть расчет автоматов по мощности можно выполнять в тех случаях, когда провода на всех участках имеют одинаковое сечение и способны выдержать подключаемую нагрузку. Иными словами, номинальный ток электрической проводки должен быть больше, нежели номинал автомата, выбранного по нагрузке.

Для чего нужен выключатель-автомат?

Если не установить это устройство защиты или его номинал выбрать неправильно, то это чревато аварийными последствиями для проводки и даже может привести к пожару.

Дело в том, что при токовой перегрузке или при коротком замыкании сила тока возрастает в десятки раз. Естественно, что проводка на такой ток не рассчитана – изначально произойдет ее быстрый нагрев, расплавление изоляционного шара, а после и повреждение самой проводки, и возгорание. Такая ситуация может случиться и если номинал автомата намного выше номинального тока, на который рассчитана проводка. Ведь в таком случае защита сможет сработать только при достижении того значения тока, на который она рассчитана, а это приведет к изначальному выходу из строя проводки.

Если же установить автоматический выключатель с намного меньшим номиналом, то он будет срабатывать постоянно, как только будет достигнуто значение тока, являющееся для него граничным, а оно может быть намного меньше того, на который рассчитана проводка и подключаемые к ней приборы. Поэтому, в таком случае попросту невозможно будет использовать некоторую бытовую технику.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Рассмотрим более детально, как происходит процесс выбора выключателя.

При определении, на какой ток нужно приобрести автоматический выключатель, берут во внимание номинальный ток, с которым может работать та или иная электрическая проводка. Номинальный ток проводки – это такая сила тока, протекающего через проводник, при которой он не нагревается. Это значение зависит от материала, из которого выполнен проводник, его сечения и способа монтажа.

Поскольку номинальная величина тока в технической документации к проводке может указываться не всегда, рассмотрим, как ее можно вычислить. Для этого потребуется знать из какого материала произведен кабель (медь, алюминий) и замерить его диаметр (сердечника), которому пропорционально поперечное сечение проводника, требуемое для вычислений. Зная диаметр проводника и материал, из которого он сделан, по специальным таблицам, можно определить величину номинального тока, которую выдерживает эта проводка.

После того, как произведены такие расчеты по электропроводке, можно выбирать и номинал выключателя-автомата.

Его значение должно быть равным или немного меньше номинального значения тока проводки. Устанавливать автоматы с номиналом немного большим, чем номинальный ток проводки не рекомендуется – это может привести к оплавке изоляции кабеля.

Выбор характеристической кривой автомата

Кроме номинала по току автоматические выключатели выбираются и по время-токовым характеристикам, которые определяются величиной пускового тока, который индивидуален для каждого вида приборов. Чтобы верно определиться с автоматическим выключателем следует знать величину пускового тока и его продолжительность и уже по этим параметрам выбирать выключатель.

Пример

Если для какого-либо прибора рабочий ток составляет 6А, а кратность при запуске равна 8, то получим, что в момент включения в цепи будет протекать ток в 48 А. Такая величина в электрической цепи может поддерживаться не более 3-х секунд. Если посмотреть на временно-токовые характеристики предлагаемых автоматических выключателей (внешняя ссылка), то можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет автомат С16, который допускает кратковременное увеличение тока до 80 А.

Как выбрать автомат и тип используемой проводки?

Все конфигурации электрической проводки можно разбить на отдельные группы. Каждая из таких групп имеет свой питающий кабель с определенным сечением, по которому определяется номинальный ток и подбирается автоматический выключатель.

Чтобы верно определиться с сечением требуемого кабеля и автомата под него, нужно выполнить расчет нагрузки, которая будет работать в этой цепи. Это производится путем суммирования мощностей отдельных приборов, которые будут подключены в эту цепь. Зная общую мощность приборов можно рассчитать ток, который будет проходить в этой цепи. Это производится делением суммарной мощности на напряжение в сети, которое равно 220 В. Получив величину тока можно, по таблицам, определить для какого сечения проводника и из какого материала он будет номинальным. Именно такую проводку можно будет прокладывать к используемой группе приборов. Автоматический выключатель следует выбирать под рассчитанный ток. Важно, чтобы автомат отключался немного раньше, нежели будет достигнута максимальная величина номинального тока. Это позволит исключить расплавление изоляции проводящего кабеля.

типы и характеристики. Номинальный ток автоматического выключателя.

Это устройство защищает проводку от короткого замыкания, а также от подключения избыточной нагрузки. Выбор автоматического выключателя производится с учетом следующих параметров.

На фото:

Номинальный ток автоматического выключателя

Сколько ампер на миллиметр? Возможности вашей проводки определяют значение номинального тока. А какие провода для нее потребуются, выясняют следующим образом. Рассчитывают предполагаемую максимальную нагрузку, то есть суммарную потребляемую мощность для всех электроприборов в помещении. А затем, используя полученные данные, выбирают нужные характеристики проводов:

  • для медного провода допустимая сила тока составляет 10 А на 1 мм² сечения,

На фото:

  • для алюминиевого провода — 6 А на 1 мм² сечения. Из-за высокого удельного сопротивления и низкой механической прочности жилы алюминиевые провода в настоящее время практически не используются. Так что дальнейшие расчеты приведены только для медных проводов.

Формула расчета максимальной силы тока
I=P:U
или мощность/ напряжение сети (в нашем случае – 220 В).

Например, если мощность всех электроприборов в помещении равна 5 кВт, полученный результат составит примерно 22,7 А. Т.е. для этой цепи электропитания потребуются провода сечением 2,5 мм² (на жаргоне – два с половиной квадрата). Возможностям такой проводки будет идеально соответствовать автоматический выключатель на 25 А.

Характеристики автоматических выключателей

Чувствительность к перегрузкам. Этот параметр характеризуется буквенной маркировкой от A до D. Он показывает, как быстро устройство реагирует на избыточную нагрузку в сети: отключает питание сразу или с небольшой задержкой.

Автоматы имеют несколько характеристик чувствительности.

Почему не сразу? На практике необходимость задержки автомата объясняется наличием пусковых токов у некоторых приборов (например, у агрегата холодильника, электродвигателя стиральной машины и т.д.).В момент запуска этих устройств значение силы тока в цепи их питания во много раз превышает номинальные параметры. Такой скачок длится доли секунды и не представляет никакой угрозы для проводов, однако автомат со слишком высокой чувствительностью успевает отреагировать на перегрузку в сети и отключает подачу напряжения. Подобные излишние меры предосторожности причинят массу неудобств жильцам дома, которые будут вынуждены бегать к распределительному щитку и дергать за рубильник каждый раз при включении холодильника или стиральной машины.

  • Характеристика А обозначает наиболее высокую чувствительность. Такие устройства реагируют на перегрузку практически мгновенно и применяются для защиты цепей питания особо точных приборов. Для бытовых нужд они не используются.
  • Характеристика B указывает на наличие небольшой временной задержки срабатывания автомата. В бытовых условиях такое приспособление можно применять для защиты сети питания, к которой подключены сложные и дорогостоящие устройства типа плазменной панели, компьютера и т.д.
  • Характеристикой C обладают автоматические выключатели, наиболее подходящие для широкого использования в быту. Обычно именно они применяются для защиты отдельных участков цепи электропитания внутри дома. Задержка срабатывания такого прибора является вполне достаточной для того, чтобы он не реагировал на мгновенные перегрузки в сети, обесточивая последнюю только в случае серьезной неисправности.
  • Характеристика D свидетельствует о том, что автомат наименее чувствителен к перегрузкам. Как правило, подобное устройство устанавливают на вводе электроэнергии в дом, в самом первом распределительном щитке, и оно контролирует всю электрическую сеть здания. По сути, этот аппарат является дублирующим: он срабатывает только в том случае, если следующий за ним автомат (защищающий отдельный участок цепи в конкретном помещении) по тем или иным причинам не отреагировал на возникшую неисправность.

В яблочко! По мнению специалистов, оптимальное значение отключающей способности (обозначается как Ics или Icn) для бытовых автоматов составляет от 3 до 4,5 кА. Эти цифры показывают, что силовые контакты не будут повреждены, а специальная дугогасящая камера сможет эффективно отвести электрический разряд от их поверхностей при силе тока, доходящей до 3–4,5 кА (3000–4500 А).

На фото: автоматический выключатель от фабрики ABB.

Типы автоматических выключателей

Номинальная отключающая способность. Этот параметр показывает стойкость его силовых контактов к протеканию токов большой силы и к подгоранию в момент разрыва цепи.

В последнем случае возникает так называемая дуга, похожая на разряд молнии, что сопровождается очень высокой температурой (тысячи градусов). Следовательно, чем выше значение отключающей способности автомата, тем более качественный материал применяется при изготовлении его деталей и тем дольше он прослужит.

Само собой, это отражается и на стоимости изделия. Возможно, подобные расходы не являются оправданными, так как токи значительной силы возникают только в результате короткого замыкания, что на практике происходит довольно редко.

 


В статье использованы изображения abb.com, doepke.de, moeller.net, ekf.su, schneider-electric.com


 

Выбор автоматического выключателя

Автоматический выключатель должен соответствовать требованиям, предъявляемым к нему в каждом конкретном случае, поэтому для успешного выбора модели нужно знать параметры защищаемой электропроводки, подключаемых к ней нагрузок и главные характеристики электропитания.

Основываясь на этих данных и необходимых параметрах защиты, можно выбрать нужные автоматы для реализации схемы электрощита и системы токовой защиты в целом. Так как схема может быть достаточно сложной и не только состоять из нескольких ступеней защиты, но и иметь несколько вводных и отходящих линий, то для выбора выключателей в то или иное место нужно также учитывать указанные выше параметры смежных автоматов и других аппаратов защиты установленных до и после выбираемого автомата.

Чтобы выбрать подходящий автоматический выключатель, нужно обратить внимание на следующие характеристики:

Номинальное напряжение Ue (B)

Это максимальное допустимое значение напряжения в условиях нормальной работы. При меньших величинах напряжения отдельные характеристики могут изменяться или, в некоторых случаях, улучшаться (например отключающая способность).

Номинальное напряжение изоляции Ui (кB)

Установленное изготовителем значение напряжения, характеризующее максимальное номинальное напряжение выключателя. Максимальное номинальное напряжение ни в коем случае не должно превышать номинальное напряжение изоляции.

Номинальное импульсное напряжение Uimp (кВ)

Номинальное импульсное напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое автомат способен выдержать без ущерба.

Номинальный ток In (А)

Это наибольший ток, который автомат может проводить неограниченное долгое время при температуре окружающего воздуха 40°С по ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается.

Предельный ток короткого замыкания

Эта характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого автоматический выключатель способен разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так же её называют предельная коммутационная способность (ПКС). Иначе говоря, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту при возникновении и гашении дуги при размыкании контактов. Токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер и указываются на маркировке модели.

Класс токоограничения

Параметр, напрямую влияющий на безопасность, надежность и долговечность электропроводки. Он заключается в отключении питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимума. Благодаря этому изоляция не подвергается повышенному нагреву при коротких замыканиях, тем самым снижая риск возникновения возгорания. Класс токоограничения - это время от момента начала размыкания силовых контактов автоматического выключателя до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере. Существует три класса токоограничения: 1, 2, 3. Самый высокий класс - 3. Время гашения дуги автомата этого класса происходит за 2,5…6 мс , 2-го класса — 6…10 мс, 1 класса — за время более 10 мс. Данная характеристика указывается под значением предельной коммутационной способности в черном квадрате. Автоматы с токоограничением 1-го класса не маркируются.

Количество полюсов

Данная характеристика определяет максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, одновременное отключение которых происходит при аварийной ситуации (превышение значения номинального тока и кривой отключения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей.

Номинальная отключающая способность Icu (кА)

Это способность автомата отключить защищаемый участок при возникновения в нем тока короткого замыкания, не превышающем величины предельной коммутационной способности. Если ток будет превышать её, то защита линии и способность автомата отключиться не гарантируется. Если автомат выбран по номинальной отключающей способности, то он может обеспечить защиту от тока короткого замыкания несколько раз.

Кривая отключения

Это характеристика зависимости времени отключения от протекаемого тока. Иначе её еще называют токо-временная характеристика. Выбор должен осуществляться в соответствии с типом Вашей системы, так как требования по защите всегда различны. Существует несколько типов кривых, самые популярные из них это типы B, C, и D: 1. Кривая B предназначена в основном для защиты генераторов, пиковых бросков тока нет. Расцепление от 3 до 5 номинальных токов. 2. Кривая C необходима для защиты цепей в случаях общего применения. Расцепление от 5 до 10 номинальных токов. 3. Кривая D требуется для защиты цепей с высоким пусковым током (трансформаторов и двигателей). Расцепление от 10 до 20 номинальных токов.

Степень защиты — IP

Степень защиты автоматического выключателя от неблагоприятных воздействий окружающей среды характеризуется международным стандартом IP и обозначается двумя цифрами, например IP20. Более подробно об этой важной характеристике Вы можете узнать в статье ##ARTICLE 35 Что такое класс защиты IP##

Что обозначает маркировка выключателя?

На фото изображена маркировка однополюсного автоматическиго выключателя фирмы Siemens. На его примере рассмотрим типичные обозначения данного ряда устройств: 5SY61 MCB - полное название модели, С 10 - кривая отключения типа С и номинальный ток 10 А, 230-400V - номинальное напряжение. Схемы показывают 2 рабочих положения автомата: I — цепь замкнута ( положение 1), O — цепь разомкнута (положение 2). Ниже слева от индикатора включения представлена предельная коммутационная способность (ток короткого замыкания) - 6000 А, под ней расположен класс токоограничения - 3. Подробное описание всех этих параметров приведено выше.

Зная эти характеристики можно без труда подобрать нужную модель. На нашем сайте представлен широкий ассортимент автоматических выключателей и вся необходимая информация о них. Задавайте все интересующие Вас вопросы через форму «Помощь онлайн», и Вам обязательно помогут с выбором. Удачных приобретений!

Номинальный ток автоматический выключатель

Токи автоматических выключателей

Автоматический выключатель (АВ), являясь устройством защиты от различных электрических токов в цепи, обладает характеристиками, которые описывают параметры токовой защиты. Такими характеристиками являются токи, протекающие через автоматический выключатель, а именно, ток предельной коммутационной способности автомата, номинальный ток автоматического выключателя, который вместе с кривой отключения определяет ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата и ток срабатывания теплового расцепителя АВ. Описание указанных токов автоматических выключателей указывается на передней панели прибора и является обязательной частью маркировки электрического автомата.

Номинальный ток автоматического выключателя

Номинальный ток автоматического выключателя указывается на передней, доступной и хорошо видной при эксплуатации, части автомата. Обозначение номинального тока автоматического выключателя производится числом, обычно следующим за латинской буквой, обозначающей время-токовую характеристику автомата. Число, обозначающее номинальный ток автоматического выключателя обозначает, что автомат предназначен для защиты электропроводки, рабочий ток которой больше или равен номинальному току автоматического выключателя.

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя

Номинальный ток автомата является параметром определяющим ток срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя. До тех пор, пока ток, протекающий в проводке и через защищающий ее автомат меньше, чем номинал автомата, ничего не происходит, однако, при превышении значения протекающего тока над значением номинального тока автомата, произойдет отключение автомата. Скорость срабатывания автоматического выключателя, то есть время, через которое автомат разомкнет силовой контакт, разорвет цепь и отключит напряжение, зависит от времени протекания превышенного тока и характеристической кривой автоматического выключателя. Например, для автомата С16, номинальный ток которого равен 16А, а характеристическая кривая соответствует графику C, отключение автомата при токе в проводке равному 32 ампера, произойдет в период времени от 18 секунд до 150 секунд, а трехкратное превышение номинала, то есть протекающий ток равен 48 Амп. автоматический выключатель выключится в диапазоне времени от 4 до 50 секунд, а десятикратное превышение номинального тока для автоматического выключателя C16 приведет к его отключению за время меньшее 10 секунд. Для каждого значения тока можно рассчитать время отключения теплового расцепителя используя график время-токовой характеристики рассматриваемого автомата.

Ток электромагнитного расцепителя автомата

Ток, протекающий через электромагнитный расцепитель автоматического выключателя приводит к выключению автомата при быстром и значительном превышении над номинальным током автоматического выключателя, что обычно происходит при коротком замыкании в защищаемой проводке. Короткому замыканию соответствует очень быстро нарастающий высокий ток, что и учитывает устройство электромагнитного расцепителя, позволяющего практически мнгновенно воздействовать на механизм расцепления автоматического выключателя при быстром возрастании тока, протекающего по катушке соленоида расцепителя. Скорость срабатывания электромагнитного расцепителя составляет менее 0,05 секунд.

Предельный ток автоматического выключателя

Предельным током автоматического выключателя называется максимальный электрический ток, который может быть отключен автоматическим выключателем. Предельный ток автоматического выключателя так же называется ПКС и указывается в маркировке на передней поверхности. Маркировка предельного тока автоматического выключателя может указываться в амперах, обозначаясь как 3000, 4500, 6000 или 10000, при этом, цифра предельного тока автоматического выключателя указывается в прямоугольнике, без указания размерности.
В связи с отсутствием размерности, цифра в прямоугольнике иногда воспринимается неверно и трактуется как например: допустимое количество включений и выключений автомата, гарантированное количество срабатываний и другие неверные варианты.
Предельный ток автоматического выключателя определяет применение такого автомата в зависимости от максимально возможного тока короткого замыкания, который может возникнуть в защищаемой электропроводке. Для большинства бытовых электроустановок вполне достаточно ПКС 4500 Ампер, так как состояние бытовых электросетей не позволяет току короткого замыканяи превысить значение в 3000 — 4000 ампер, однако в некоторых случаях коротких замыканий, через автоматический выключатель может протекать ток, превышающий 4500 ампер. В случае применения 4,5kA автомата, при таком превышении тока, автоматический выключатель не сможет отключить питание, так как контактная группа, под действием столь высокого тока перегреется и сварится — пригорит. Механической силы, запасенной в механизме расцепления не хватит для того что бы оторвать сварившиеся контакты друг от друга и автомат не выключит питание, поддерживая ток КЗ, что приведет, в лучшем случае к расплавлению и порче проводки, а в худшем — пожару.

Ток, проходящий через автоматический выключатель, определяется по известному закону Ома величиной приложенного напряжения, отнесенного к сопротивлению подключенной цепи. Это теоретическое положение электротехники заложено в основу работы любого автомата.

На практике напряжение сети, например, 220 вольт поддерживается автоматическими устройствами энергоснабжающей организации в пределах нормативов, оговоренных государственными стандартами, меняется внутри этого диапазона незначительно. Выход его за пределы ГОСТ считается неисправностью, аварией.

Автоматический выключатель врезается в фазный провод электропитания светильников, розеток и других потребителей. Когда от розетки запитывают вначале электробритву, а затем моющий пылесос, то в обоих случаях через автомат протекает ток по замкнутому контуру между фазой и нулем.

Но, в первом случае он будет сравнительно небольшим, а во втором — значительным: эти приборы отличаются сопротивлением. Они создают разную нагрузку. Ее величину постоянно отслеживают защиты автомата, осуществляя ее отключения при отклонениях от нормы.

Как проходит ток через автоматический выключатель

Конструктивно автомат создан так, что ток воздействует на последовательно расположенные элементы. К ним относятся:

клеммы подключения проводов с зажимными винтами;

силовые контакты с подвижной и стационарной частью;

биметаллическая пластина теплового расцепителя;

электромагнит отсечки токов коротких замыканий;

Путь тока через автоматический выключатель показан на картинке условными стрелками красного цвета.

Силовые подвижные контакты прижимаются к неподвижным, создавая непрерывную электрическую цепь только после поворота рычага управления вручную оператором. Обязательным условием включения является отсутствие аварийных ситуаций в коммутируемой схеме. Если они появятся, то сразу начинают работать защиты на автоматическое отключение. Другого способа включить автомат не существует.

А вот разорвать эти контакты, обесточив подачу потенциала фазы к потребителям, можно двумя способами:

вручную, возвратив в исходное положение рычаг управления;

автоматически от срабатывания защит.

Как создаются и работают конструктивные элементы автоматического выключателя

Они, как и вся конструкция автоматического выключателя, рассчитаны на передачу строго ограниченной мощности. Превышать ее нельзя, ибо в противной случае автомат выйдет из строя — сгорит.

Технической характеристикой, ограничивающей максимальную мощность, проходящую через силовые контакты, является показатель, называемый «Предельная отключающая способность». Его обозначают индексом «Icu».

Значение предельной отключающей способности автоматического выключателя задается при его проектировании из стандартного ряда токов, измеряемого обычно в килоамперах. Например, Icu может быть равно 4 или 6 либо даже 100 или более кА.

Эта величина указывается прямо на лицевой стороне корпуса автомата, как и другие характеристики настроек значений токов.

Итак, через силовые контакты показанного на картинке автомата может безопасно проходить электрический ток от нуля до 4000 ампер. Сам АВ его нормально выдержит и отключит при возникновении аварийной ситуации внутри подключенной электропроводки с потребителями.

С этой целью введено разграничение протекающих через силовые контакты токов на:

1. номинальные и рабочие;

2. аварийные, включающие перегрузку и короткие замыкания.

Что такое номинальный ток автоматического выключателя

Любой автомат создается для работы при определенных технических условиях. Он должен надежно обеспечивать прохождение рабочего тока нагрузки, протекающего как по электрической проводке, так и по подключенным потребителям.

При выборе автомата для бытовой сети пользователи часто учитывают токопроводящие свойства проводки или только мощность электрических приборов, совершая ошибку: необходимо комплексно анализировать оба этих вопроса. Ибо, выключатель — это автоматическое устройство, которое уже налажено под срабатывание при достижении определённых значений тока.

Когда эти условия еще не наступили, а рабочий ток через автомат меньше. чем нижняя граница отключения, то силовые контакты надежно замкнуты. Верхний предел этого рабочего диапазона принято называть номинальным током, обозначая In.

Показанная на картинке цифра «16» обозначает, что проходящие через силовые контакты токи включительно до 16 ампер будут надежно передаваться автоматическим выключателем к подключённым потребителям через электрические провода.

Это функция самого автомата. А у владельца электроустановки и обслуживающего электрика задача совсем другая — подобрать правильно автоматический выключатель под нагрузку и проводку в комплексе. Ведь при превышении этих 16 ампер будут происходить отключения от защит, которые настраиваются на срабатывание от различных токов, “привязанных” электрическими алгоритмами к номинальному значению. Подробнее об этом читайте здесь — Выбор автоматических выключателей для квартиры, дома, гаража

Как работают защиты

Все токи, большие чем номинальное значение, приводят к срабатыванию защит. Их называют токами срабатывания, обозначают Iср.

Для автоматического отключения внутри корпуса автомата смонтировано два вида устройств, работающих по разным принципам отключения:

1. нагрева и изгиба биметалла с выводом механической защелки из зацепления;

2. выбиванием защелки механическим ударом сердечником электромагнита.

Он работает за счет изгиба биметаллической составной пластины при нагреве от проходящего через нее тока, а охлаждается за счет отвода тепла в окружающую среду.

К этому расцепителю прикладывается тепловая энергия, создаваемая электрическим током по проходящему биметаллу. Ее величина, как нам известно из закона Джоуля-Ленца, зависит от:

1. электрического сопротивления цепи;

2. силы протекающего тока;

3. и времени его воздействия.

Из этих трех параметров электрическое сопротивление в установившемся процессе практически не меняется. Его учитывают только при теоретических расчетах. При коммутациях нагрузки резко изменяется ток. Поэтому важнее два других параметра:

1. величина электрического тока;

2. время его протекания.

Их учитывают специальными характеристиками. которые называют по этим составляющим — времятоковыми.

По силе протекающего тока через автомат и времени его действия определяют не только зону работы теплового расцепителя, но и электромагнитной отсечки.

За основу расчетов принимают величину номинального тока, выбранного для конструкции выключателя. Срабатывание защит привязывают к его кратности — отношению проходящего действующего тока к номинальному.

Поскольку токовые защиты автоматического выключателя работают на превышение номинального тока, то всегда кратность токов I/In>1.

Работа защиты основана на постоянном учете токов, проходящих по виткам обмоток электромагнита. При величине нагрузок, не превышающих расчетное номинальное значение, токи, протекающие в каждом витке, создают суммарное магнитное поле, не способное преодолеть силу удержания механического штока внутри корпуса соленоида.

Головка подвижного толкателя втянута внутрь, а подвижный силовой контакт автоматического выключателя надежно прижат к стационарной части.

Когда сила проходящего тока превысит номинальный ток уставки, то суммарное магнитное поле, образованное внутри катушки, резко преодолеет силу удержания штока. Он выстреливает и резким ударом бьет по защелке, выдергивает ее из зацепления.

В результате нанесенного удара подвижный силовой контакт автоматического выключателя резко отбрасывается механической энергией от стационарного — электрическая цепь разрывается, а питающее напряжение снимается с подключенной схемы.

Как настраиваются защиты автоматического выключателя

Чтобы автомат четко выдерживал номинальный ток, не создавая ложных срабатываний, его защиты отстраивают на расчетные величины.

При выборе нормативной уставки тока учитывают характер подключенной нагрузки и рассчитывают по формуле Iуст=kр∙kн∙In, где kр=1,1, а kн учитывает условия эксплуатации. Его устанавливают в пределах:

1,1÷1,3 для цепей с кратковременными перегрузками от запуска электродвигателей или подобных устройств;

1,1 — у резистивных схем без перегрузки или для работы схем постоянного тока.

В качестве примера рассмотрим защитную характеристику теплового расцепителя старого автоматического выключателя А3120.

На участке тока от 1,3 до 10 крат In характеристика представлена кривой «а», срабатывание производится с выдержкой времени, создающей резерв работы подключенных электроприборов. С увеличением нагрузки время их отключения сокращается от нескольких минут до одной секунды.

При десятикратный нагрузке тепловой расцепитель А3120 выводит из работы силовые контакты со временем порядка 0,01 секунды с небольшим разбросом параметров, показанным на графике зоной светло-красного цвета. Бо́льшие десяти крат возрастания рабочих токов не могут ускорить срабатывание защиты из-за механических свойств конструкции выключателя.

Параметры времятоковой характеристики для электромагнитного органа отсечки тоже настраиваются по номинальному току. У бытовых автоматов ток мгновенного расцепления разделяют на три класса:

1. В, лежащий в пределах 3÷5 In;

2. С — 5÷10 In;

3. D — 10÷20 In.

Для производственных технических устройств создаются автоматические выключатели с классами:

А, срабатывающими при меньших токах, чем 3In;

E и F — при больших кратностях, чем 20In в различных пределах.

Описанный класс работы отечественных автоматов узаконен требованиями ГОСТа Р 50345—2010. У иностранных производителей тоже применяется подобное деление мгновенных отсечек, но, стандарты токов и времена отключения могут отличаться, оговариваться нормативами своих стран или МЭК 60947—2.

Учет класса токоограничения

Скорость работы мгновенных токовых защит автоматического выключателя привязывают к частоте синусоидальной гармоники промышленной сети и обозначают одной из цифр: 1, 2 или 3. Эта цифра показывает часть полуволны стандартной гармоники, во время которой должно произойти отключение.

Автомат с токоограничением 3 самый быстрый — он отработает за 1/3 полупериода. Характеристика 2 свидетельствует о его половине, а 1 — полной длине полуволны.

Условия ограничения токов, проходящих через автоматический выключатель

Важным моментом при эксплуатации защит автоматов, работающих по токам нагрузок, является учет подключенной к ним схемы, обладающей уже каким-то определённым сопротивлением. Его величина будет ограничивать работу отсечки в аварийном режиме, а в какой-то момент не позволит своевременно снять напряжение питания с повреждаемого оборудования.

Примером такого участка является активное сопротивление обмотки источника питающего трансформатора со всеми подключенными жилами кабелей и проводами электрической сети, собранными на клеммниках и зажимах распределительных коробок и щитков вплоть до контактов квартирной розетки. Ее специалисты называют петлей фаза-ноль .

Для учета его величины при правильной настройке и работе автоматического выключателя используют специальные приборы — измерители сопротивления этой петли.

Их замер позволяет учесть поправку, вносимую дополнительным сопротивлением проводов, а значит — точно учитывать токи, проходящие в аварийном режиме через силовые контакты и защиты автоматического выключателя.

Как автоматический выключатель проверяется на проходящие через него токи

После изготовления на производстве до момента установки в электрическую схему продукция любого производителя может транспортироваться на большие расстояния или длительно храниться на складах. За это время возможно снижение ее качества, связанное с нарушением технических характеристик.

Поэтому автоматические выключатели при монтаже в схему до ввода ее в работу должны подвергаться проверке на исправность, которую принято называть прогрузкой.

Для этого в электролаборатории собирается специальная схема прогрузки автомата или используется одна из многочисленных конструкций стационарных или переносных стендов.

Автоматический выключатель проверяется по номинальному току, указанному на корпусе. Он должен длительно выдерживать его величину.

Затем автомат подвергают перегрузкам и токам коротких замыканий, которые он должен выдерживать при эксплуатации. При этом четко замеряются и фиксируются:

1. токи срабатывания защит теплового расцепителя и токовой отсечки;

2. времена отключения автомата от момента имитации аварийной ситуации.

Некоторые конструкции автоматов позволяют регулировать выходные параметры при прогрузке. Например, отдельные виды тепловых расцепителей имеют винтовое крепление, позволяющее корректировать уставку срабатывания биметаллической пластины в определенных пределах.

Все замеренные характеристики фиксируются с высокой точностью измерительными приборами и заносятся в протокол проверки, сравниваются с требованиями ГОСТ. После их анализа выдается свидетельство с заключением о пригодности.

Прогрузка автомата под нагрузкой позволяет выявить брак, предотвращает случаи возможных пожаров и электрических травм.

Таким образом, токи, проходящие через автоматические выключатели, учитываются при проектировании, производстве, испытаниях и эксплуатации. Для этого введены термины, учитываемые требованиями ГОСТ:

ток короткого замыкания;

ток срабатывания защиты;

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Токовые характеристики автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B ,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей.

Источники:

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

Рекомендую прочитать:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть.

Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной: либо они не защитят линии и бытовые приборы, либо будет часто происходить ложное срабатывание.

Параметры автоматических выключателей

Для обеспечения правильного выбора номинала устройств отключения необходимо понимание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:

  • Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это «тепловая защита» от перегрузки.
  • Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это «токовая защита» от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их основные параметры.

На каждом автоматическом выключателе обозначены его основные характеристики. Это позволяет не перепутать устройства, когда они установлены в щитке

Тип времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в квартирах, домах и офисах используют выключатели типа «C» или, значительно менее распространенные – «B». Особенной разницы между ними при бытовом применении нет.

Тип «D» используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности.

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того чтобы определить быстроту срабатывания автомата при перегрузке существуют специальные таблицы зависимости времени отключения от коэффициента превышения номинала, который равен отношению существующей силы тока к номинальной K = I / In.

График показывает зависимость диапазона времени срабатывания автоматов типа «C» от отношения силы тока к значению, которое установлено для этого выключателя

Резкий обрыв вниз графика при достижении значения коэффициента диапазона от 5 до 10 единиц, обусловлен срабатыванием электромагнитного расцепителя. Для выключателей типа «B» это происходит при значении от 3 до 5 единиц, а для типа «D» – от 10 до 20.

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию в течение 1 часа, а при K = 1,45 – гарантированно отключит за это же время. Эти величины утверждены в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Чтобы понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд. Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде «дерева» – графа без циклов. Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому, обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

При расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)). Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

Ip = I / cos (f)

Где:

  • Ip – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
  • I – сила потребляемого прибором тока;
  • cos (f)

Вакуумные выключатели серии ВВРН-35 на номинальный ток 1600А

Вакуумные выключатели серии ВВРН-35 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50Гц для открытых и закрытых распределительных устройств напряжением 35кВ, объектов энергетики, для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. Принцип работы выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей между контактами, в вакууме. Ввиду высокой электрической прочности вакуумного промежутка и отсутствия среды, поддерживающей горение дуги, время горения дуги минимальное.
 

     Исполнения вакуумных выключателей серии ВВРН-35
   
               Вакуумный выключатель ВВРН-35-III-25/1600 УХЛ1, 220В
                      Примечание: номинальное напряжение 35кВ


Вакуумные выключатели серии ВВРН-35 прошедшие процедуру обязательного декларирования, обладают знаками соответствия стандартам качества. Весь ассортимент продукции торговой марки РОСВАКУУМ изготавливается в строгом соответствии со всеми необходимыми требованиями ГОСТ и технических условий.


Руководство по эксплуатации на вакуумные выключатели серии ВВРН-35  -  Скачать PDF


 

  Технические параметры
   
  Климатическое исполнение и категория размещения: УХЛ1
  Номинальное напряжение,Uном., кВ: 35
  Номинальный ток отключения, Io ном., кА: 25
  Номинальный ток, Iном., А, не более: 1600
  Наибольшее рабочее напряжение, Uн.р, кВ: 40,5
  Процентное содержание апериодической составляющей в течение 3с, % не более: 40
  Ток термической стойкости, Iт, в течение 3с, кА: 25
  Ток электродинамической стойкости, Ig, кА: 64
  Полное время отключения to, c, не более: 0,05
  Собственное время отключения, to.c, с, не более: 0,03
  Собственное время включения, tвс, с, не более: 0,2
  Ресурс по механической стойкости, циклы "В-tп-О" (включение-произвольная пауза-отключение): 25000
  Срок службы до списания, годы, не менее: 30
   
  Габаритные размеры вакуумного выключателя серии ВВРН-35 на номинальный ток 1600А


     


Подбор автоматического выключателя | EC&M

Предоставлено www.MikeHolt.com.

Эта статья является пятой в серии из 12 статей о различиях между заземлением и заземлением.

Давайте начнем обсуждение, сосредоточив внимание на требованиях к объединению услуг.

Металлические части кабельных каналов и / или кожухов, содержащие рабочие провода, должны быть соединены вместе [разд. 250.92 (А)]. Используйте соединительные перемычки вокруг переходных шайб и кольцевых заглушек для сервисных дорожек качения (, рис.1 ). Вы можете использовать стандартные контргайки для механических соединений с дорожками качения, но вы не можете использовать их в качестве скрепляющих средств [разд. 250.92 (B)].

Рис. 1. Следуйте этим требованиям, чтобы правильно закрепить оборудование на месте обслуживания.

Обеспечьте сервисное соединение одним из следующих способов [разд. 250.92 (B)]:

(1) Прикрепите металлические части к рабочему нейтральному проводу. Для соединения корпуса рабочего выключателя с нулевым проводом обслуживания требуется основная перемычка [разд.250.24 (B) и п. 250,28]. В корпусе сервисного разъединителя рабочий нейтральный проводник обеспечивает эффективный путь тока замыкания на землю к источнику питания [гл. 250,24 (C)]; следовательно, вам не нужно устанавливать перемычку на стороне питания в ПВХ-кабелепровод, содержащий входные провода для обслуживания [разд. 250.142 (A) (1) и п. 352.60, исключение № 2].

(2) Присоедините металлические дорожки качения к резьбовым муфтам или ступицам с резьбой, указанным в списке.

(3) Соедините металлические дорожки качения с фитингами без резьбы.

(4) Используйте перечисленные устройства, такие как контргайки соединительного типа, втулки, клинья или втулки с соединительными перемычками к рабочему нейтральному проводнику. Перечисленный соединительный клин или проходной изолятор с соединительной перемычкой к рабочему нейтральному проводнику требуется, когда металлическая дорожка качения, содержащая служебные проводники, заканчивается кольцевым выбиванием.

Перемычка на стороне питания того типа провода, который используется для этой цели, должна иметь размер в соответствии с таблицей 250.102 (C) (1), основанный на размере / площади проводников рабочей фазы внутри кабельного канала [разд.250.102 (C)]. Контргайка соединительного типа, соединительный клин или соединительная втулка с соединительной перемычкой могут использоваться для металлической дорожки качения, которая заканчивается к корпусу без кольцевого выбивания.

Крепежная контргайка отличается от стандартной контргайки тем, что она содержит крепежный винт с острым концом, который входит в металлический корпус для обеспечения надежного соединения. Присоединение одного конца служебного кабельного канала к служебной нейтрали обеспечивает необходимый путь тока короткого замыкания с низким сопротивлением к источнику.

Соединительные системы связи

Для систем связи должно быть предусмотрено оконечное устройство соединения [Art. 805], радио и телеаппаратура [ст. 810], CATV [ст. 820] и подобные системы [разд. 250.94]. Вы соединяете эти разные системы вместе, чтобы минимизировать разницу напряжений между ними.

Оконечное устройство для межсистемного соединения должно отвечать всем следующим требованиям [разд. 250.94 (A)]:

(1) Будьте доступными.

(2) Иметь емкость не менее трех проводов межсистемного заземления.

(3) Устанавливается так, чтобы не мешать открытию какого-либо корпуса.

(4) Быть надежно закрепленным и электрически подключенным к сервисному разъединителю, корпусу счетчика или проводнику заземляющего электрода (GEC).

(5) Быть надежно закрепленным и электрически подключенным к разъединителю здания или GEC.

(6) Указывается как заземляющее и соединительное оборудование.

Исключение: оконечное устройство межсистемного соединения не требуется, если системы связи вряд ли будут использоваться.

«Межсистемное заземляющее соединение» - это устройство, которое обеспечивает средства для подключения соединительных проводов систем связи (витой провод, антенны и коаксиальный кабель) к системе заземляющих электродов здания [ст. 100] ( Фиг. 2 ).

Рис. 2. Оконечное устройство для межсистемного соединения должно соответствовать всем требованиям гл. 250,94 (А).

Склеивание металлических частей

Металлические части, предназначенные для использования в качестве заземляющих проводов оборудования (EGC), должны быть соединены вместе, чтобы гарантировать, что они могут безопасно проводить ток короткого замыкания, который может быть на них наложен [разд.110.10, п. 250.4 (A) (5), п. 250.96 (A) и Таблица 250.122 Примечание].

Непроводящие покрытия, такие как краска, необходимо удалить, чтобы обеспечить эффективный путь тока замыкания на землю, или концевые фитинги должны быть спроектированы так, чтобы их удаление не требовалось [разд. 250,12].

Соединение цепей 277 В и 480 В

Металлические кабельные каналы или кабели, содержащие цепи 277 В или 480 В, оканчивающиеся кольцевыми заглушками, должны быть прикреплены к металлическому корпусу с помощью перемычки с размерами в сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].

Там, где не встречаются выбивки увеличенного размера, концентрические или эксцентричные, или если коробка или корпус с концентрическими или эксцентрическими отверстиями указаны в списке для обеспечения надежного склеивающего соединения, перемычка не требуется. Но вы должны использовать один из методов, перечисленных в Исключении из Разд. 250,97. Например, используйте две контргайки на жестком металлическом трубопроводе или промежуточном металлическом трубопроводе, одну внутри и одну снаружи ящиков и шкафов.

Перемычки для подключения оборудования должны закрываться любым из восьми способов, перечисленных в разд.250,8 [п. 250.102 (B)]. К ним относятся перечисленные соединители давления, клеммные колодки и экзотермическая сварка.

Размер перемычки на стороне питания

Размер перемычки на стороне питания должен соответствовать Таблице 250.102 (C) (1), в зависимости от размера / площади фазного проводника внутри кабелепровода или кабеля [разд. 250.102 (C) (1)].

Если провода питания фазы соединены параллельно в двух или более кабельных каналах или кабелях, установите размер перемычки заземления на стороне питания для каждого из них в соответствии с Таблицей 250.102 (C) (1), исходя из размера / площади фазных проводов в каждом кабельном канале или кабель [Сек.250.102 (C) (2)].

Размер одной перемычки на стороне питания, устанавливаемой для соединения двух или более дорожек или кабелей, должен соответствовать Таблице 250.102 (C) (1), Примечание 3, исходя из эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания [разд. 250.102 (C) (2)].

Давайте рассмотрим пример, который поможет прояснить эти требования.

Вопрос : Какой размер перемычки на стороне питания требуется для трех металлических кабельных каналов, каждая из которых содержит служебные проводники 400 тыс. Км мил?

Ответ : согласно п.250.102 (C) (2) и Таблица 250.102 (C) (1), вам понадобится соединительная перемычка 1/0 AWG на стороне питания для каждой дорожки качения. Для нескольких кабельных каналов допускается использование одной перемычки на стороне питания в зависимости от эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания.

Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки

Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки устройств максимального тока фидера и ответвительной цепи в сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].

Давайте рассмотрим еще один пример, который поможет прояснить эти требования.

Вопрос : Перемычка заземления оборудования какого размера требуется для каждого металлического кабельного канала, где проводники цепи защищены устройством защиты от перегрузки по току (OCPD) на 1200 А?

Ответ : Если вы используете одну соединительную перемычку для соединения двух или более металлических дорожек качения, измеряйте ее размер в секунду. 250.122, исходя из рейтинга самой большой цепи OCPD. В этом случае быстрая проверка таблицы 250.122 показывает нам, что требуется соединительная перемычка оборудования 3/0 AWG ( рис.3 ).

Рис. 3. Подбирайте перемычку для подключения оборудования в соответствии с номиналом самого мощного устройства защиты от тока перегрузки в цепи.

Соединение систем трубопроводов и обнаженного конструкционного металла

Сплошные электрические водопроводные трубы из металла должны быть соединены с одним из следующих [разд. 250.104 (A) (1)]:

(1) Корпус сервисного выключателя

(2) Рабочий нулевой провод

(3) GEC, если достаточное сечение

(4) Один из заземляющих электродов заземления электродная система, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер

Соединительная перемычка системы металлических трубопроводов должна быть медной, если в пределах 18 дюймов.поверхности земли [гл. 250.64 (A)] и надлежащим образом защищены в случае физического повреждения [разд. 250,64 (В)].

Дорожка качения из черного металла, содержащая GEC, должна быть электрически непрерывной путем соединения каждого конца дорожки качения с GEC [разд. 250.64 (E)]. Точки крепления должны быть доступны.

Размер соединительных перемычек металлической системы водяных трубопроводов указан в Таблице 250.102 (C) (1) в зависимости от размера / площади проводников рабочей фазы. Они не должны быть больше меди 3/0, алюминия или алюминия, плакированного медью, или алюминия с медью толщиной 250 тыс. См, за исключением случаев, предусмотренных в разд.250.104 (А) (2) и (А) (3).

Склеивание не требуется для изолированных участков металлического водяного трубопровода, подключенного к неметаллической системе водяного трубопровода. Фактически, эти изолированные участки металлических трубопроводов не следует соединять, поскольку они могут стать причиной поражения электрическим током при определенных условиях.

Когда электрически непрерывная металлическая водопроводная система в отдельном помещении металлически изолирована от других людей в здании, металлическая водопроводная система для этого человека может быть подключена к клемме заземления оборудования распределительного устройства, распределительного щита или щита.Выберите размер перемычки в зависимости от номинального значения OCPD цепи в секунду. 250.102 (D) [Разд. 250.104 (А) (2)].

Металлическая водопроводная система здания, питаемая от фидера, должна быть подключена к одному из следующих компонентов:

(1) Клемма заземления оборудования в корпусе отключения здания. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

(2) Заземляющий провод фидерного оборудования.

(3) Один из заземляющих электродов в системе заземляющих электродов, если заземляющий электрод или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.

Размер соединительной перемычки в сек. 250.102 (D), но он не обязательно должен быть больше, чем самый большой провод фазы фидера или ответвительной цепи, питающей здание.

Другие системы металлических трубопроводов в здании или прикрепленные к нему должны быть соединены [разд. 250.104 (B)]. Трубопровод считается соединенным, если он подключен к прибору, который подключен к заземляющему проводу оборудования цепи.

Информационное примечание 1. Склеивание всех металлических трубопроводов и металлических воздуховодов обеспечит дополнительную безопасность.

Информационное примечание 2: Дополнительную информацию можно найти в NFPA 54, Национальном кодексе по топливному газу, и NFPA 780, Стандарте по установке систем молниезащиты.

Открытый конструкционный металл, который соединен между собой в металлический каркас здания, должен быть прикреплен к одному из следующих [разд. 250.104 (C)]:

(1) Корпус отключения для обслуживания.

(2) Нейтраль в сервисном разъединителе.

(3) Корпус разъединителя здания для питаемых от фидера.

(4) GEC достаточного размера.

(5) Один из заземляющих электродов системы заземляющих электродов, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.

Комментарий автора : Это требование не распространяется на металлические элементы каркаса (например, металлические стойки) или металлическую обшивку здания.

Металлические водопроводные системы и конструкционные металлические конструкции, соединенные между собой для образования каркаса здания, должны быть соединены с вторичной обмоткой трансформатора за сек.250.104 (D) (1) - (D) (3). Например, открытый конструкционный металл, используемый таким образом в области, обслуживаемой трансформатором, должен быть соединен с нейтральным проводником вторичной обмотки, где GEC подключается к трансформатору [разд. 250.104 (D) (2)].

Исключение № 1: Соединение с трансформатором не требуется, если металлический каркас конструкции служит заземляющим электродом [разд. 250,52 (A) (2)] для трансформатора.

Не виноват

Учитывая все детали, при соединении для тока короткого замыкания вероятно упущение или недосмотр.Это могло привести к трагическим последствиям.

Попробуйте этот метод проверки. На монтажном чертеже отметьте все точки, в которых перемычка должна обеспечивать обратный путь повреждения к источнику. Затем пройдите по установке с этим рисунком и отметьте то, что отсутствует.

Эти материалы предоставлены нам компанией Mike Holt Enterprises из Лисберга, штат Флорида. Чтобы просмотреть учебные материалы по Кодексу, предлагаемые этой компанией, посетите сайт www.mikeholt.com/code.

Объяснение номинальных характеристик силового выключателя

Дэррил Мозер
Менеджер по продажам
Подразделение продукции для электрификации АББ

При выборе правильного силового выключателя низкого напряжения для применения важно учитывать как номинальные значения тока короткого замыкания, так и номинальные значения тока короткого замыкания.Понимание этих рабочих характеристик поможет вам выбрать между различными конструкциями автоматического выключателя.

Автоматический выключатель выбирается на основе его электрических характеристик для выполнения конкретной задачи в каждом приложении, правильный выбор автоматического выключателя важен для безопасной и правильной работы электрической системы. Следует учитывать два важных рейтинга: номинальный ток короткого замыкания (его обычно называют максимальной отключающей способностью) и номинальный ток кратковременного замыкания.В этом посте мы обсудим эти номиналы автоматических выключателей и то, как они могут повлиять на защиту и выборочную координацию системы.

Определены номинальные значения тока короткого замыкания

Номинальный ток короткого замыкания - это максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель рассчитан на безопасное прерывание при определенном максимальном напряжении. Этот номинальный ток короткого замыкания обычно выражается в среднеквадратичных симметричных амперах и определяется только величиной тока.Если автоматический выключатель снабжен элементами мгновенного отключения фазы, отключающая способность - это максимальная мощность устройства без преднамеренной задержки. Если автоматический выключатель поставляется без элементов мгновенного отключения по фазе или если элементы отключения по мгновенной фазе могут быть отключены пользователем, отключающая способность является максимальной мощностью устройства для номинального временного интервала. Инженер может безопасно применить автоматический выключатель в энергосистеме, где доступный ток короткого замыкания на клеммах стороны питания не превышает его максимального отключающего номинала.

Определены кратковременные токи

Номинальный кратковременный ток автоматического выключателя - это способность автоматического выключателя выдерживать воздействие номинального уровня кратковременного тока в течение определенного времени. Он демонстрирует способность выключателя оставаться включенным в течение некоторого времени в условиях высокого тока короткого замыкания. Номинальный кратковременный ток используется инженером для определения способности автоматического выключателя защищать себя и координировать работу с другими автоматическими выключателями, чтобы система срабатывала выборочно.

Параметры КРУЭ

Пользователи низковольтных распределительных устройств обычно используют фразу «распорка шины» для обозначения механической прочности системы шин в оборудовании, но если вы посмотрите на стандарты, вы не найдете «распорки шины», определенные или перечисленные как рейтинг. Стандарты продукции, применимые к распределительным устройствам с силовыми выключателями в металлическом корпусе: IEEE C37.20.10 для определений и IEEE C37.20.1-2018 и C37.51-
2018 для номинальных значений; [1] [2] [4].

“Номинальный выдерживаемый ток короткого замыкания: Максимальный среднеквадратичный ток, который цепь может выдержать мгновенно без электрического, теплового или механического повреждения или остаточной деформации. Ток должен быть среднеквадратичным значением, включая составляющую постоянного тока, на основном пике максимальной фазы смещения, определяемой по огибающей волны тока в течение заданного интервала времени испытания ». [1]

Номинальные характеристики см. В IEEE C37.20.1 - 2015, стандарте IEEE для распределительного устройства с автоматическим выключателем в металлическом корпусе (1000 В переменного тока и ниже, 3200 В постоянного тока и ниже).[2]

Номинальный выдерживаемый ток короткого замыкания, который представляет собой номинальный симметричный ток короткого замыкания, который шина распределительного устройства должна выдерживать в течение не менее четырех электрических циклов, 0,067 секунды в системе с частотой 60 Гц. Во время этого испытания напряжение должно быть на максимальном номинальном значении, таком как 635 В, в отличие от номинального значения 600 В, и должно быть при коэффициенте мощности 15% или ниже, что соответствует пиковому току, по крайней мере, в 2,3 раза превышающему действующее значение. .

Испытание для проверки номинального кратковременного выдерживаемого тока в низковольтном распределительном устройстве в металлическом корпусе проводят путем применения уровня кратковременного тока в течение двух периодов по полсекунды (30 циклов), разделенных пятнадцатисекундным интервалом без тока ; или, по усмотрению производителя распределительного устройства, испытание может быть выполнено как одиночное испытание продолжительностью в одну полную секунду (60 циклов).

Параметры автоматического выключателя

Эти характеристики шины распределительного устройства относятся непосредственно к испытаниям и номинальным характеристикам силовых выключателей низкого напряжения (LVPCB), которые используются в распределительном устройстве. Например, номинальный кратковременный ток распределительного устройства напрямую соответствует требованиям к испытаниям номинального кратковременного тока для силовых выключателей без предохранителей в ANSI C37.50-2018, справочный пункт 3.10.1. [3]

Номинальный кратковременный ток в LVPCB - это номинальное значение, данное неавтоматическим выключателям, выключателям без расцепителей и автоматическим выключателям без предохранителей.

Примечание. Номинальный кратковременный выдерживаемый ток не применяется к автоматическим выключателям с предохранителями, так как предохранитель срабатывает преждевременно и не позволяет току течь в течение всего срока номинального испытания на кратковременную стойкость.

Расцепители

Низковольтные силовые выключатели

имеют номинальный ток короткого замыкания 30 циклов в соответствии со стандартами ANSI C37.50 и UL 1066 [3] [5]. Это позволяет использовать их без элемента мгновенного отключения. Номинальная отключающая способность LVPCB - это номинальная мощность автоматического выключателя с активированным или активированным мгновенным отключающим элементом.Любой, кто применяет LVPCB без элементов мгновенного отключения, должен убедиться, что номинальный кратковременный ток устройства больше или равен доступному току короткого замыкания.

Современные электронные расцепители позволяют максимально формировать кривую время-ток, что помогает вам выборочно координировать свою работу с другими автоматическими выключателями. Эти расцепители спроектированы с возможностью регулировки порога срабатывания длительного срабатывания и временной задержки, порога кратковременного срабатывания и временной задержки, мгновенного срабатывания, порога срабатывания замыкания на землю и временной задержки.

Защита и координация

Защита и координация оборудования могут быть конкурирующими задачами разработчика системы, когда автоматические выключатели применяются в пределах их электрических характеристик, они надежно защищают как себя, так и электрическую систему. Выборочная координация необходима, когда желательна непрерывность обслуживания. Это часто достигается за счет использования кратковременных характеристик автоматического выключателя. Умышленная задержка срабатывания может применяться только в том случае, если автоматические выключатели, расположенные ниже по цепи, имеют соответствующий номинальный ток короткого замыкания или являются самозащитными.

Для многих применений в системах распределения электроэнергии низкого напряжения может быть приемлем меньший номинальный кратковременный ток; но для таких применений, как главный автоматический выключатель в распределительном щите служебного входа или распределительном устройстве, это может быть не так. Низковольтный силовой выключатель, используемый в качестве главного выключателя, который имеет номинальный ток короткого замыкания 65 кА, позволит гибко координировать свои действия с последующими автоматическими выключателями при КЗ любой величины вплоть до полного номинального тока короткого замыкания 65 кА, равного автоматические выключатели и распределительное устройство.

Заключение

Правильный выбор LVPCB имеет решающее значение для работы электрической системы. Выбор автоматических выключателей с соответствующим номинальным током короткого замыкания и номинальным током короткого замыкания дает возможность иметь избирательно скоординированную систему до высоких уровней тока короткого замыкания.

Номинальные характеристики автоматического выключателя Emax 2

Список литературы

[1] IEEE C37.20.10 - 2016, Стандартные определения IEEE для переменного тока (52 кВ и ниже) и постоянного тока (3.2 кВ и ниже) Распределительное устройство в сборе
[2] IEEE C37.20.1 - 2015, Стандарт IEEE для низкого напряжения в металлическом корпусе (1000 В переменного тока и ниже, 3200 В постоянного тока и ниже) Распределительное устройство с автоматическим выключателем
[3] ANSI C37.50 - 2018, Силовые выключатели переменного тока низкого напряжения, используемые в корпусах - Процедуры испытаний
[4] ANSI C37.51 - 2018, Узлы распределительных устройств силовых выключателей переменного тока низкого напряжения в металлическом корпусе - Процедуры испытаний на соответствие
[5] UL 1066, четвертый Выпуск, низковольтные силовые выключатели переменного и постоянного тока, используемые в корпусах

Связанное содержание

Дополнительная информация о силовых автоматических выключателях: автоматические выключатели Emax 2 на веб-сайте ABB

Как определить допустимую нагрузку на автоматический выключатель

Что такое автоматические выключатели

Автоматические выключатели в вашем электрическом щите считаются «буферами безопасности.«Их задача - отключаться от источника питания, когда они обнаруживают, что проходящий ток превышает его силу тока. Если вы не измеряете нагрузочную способность автоматического выключателя, вы рискуете повредить свои приборы или, что еще хуже… поджечь свое здание! блога, мы рассмотрим ключевые моменты, чтобы понять, сколько силы тока может выдержать ваша схема.

Основные сведения:

Когда вы подумываете об установке нового обогревателя, блока HVAC, термостата или любого другого электрического прибора в этом отношении, важно точно знать, сколько электроэнергии могут выдержать ваши автоматические выключатели, прежде чем сработает цепь.

Для безопасной работы каждому используемому вами электрическому устройству требуется определенный уровень электроэнергии. Этот уровень нагрузки, обычно называемый «номинальной мощностью», помогает определить, сколько мощности может выдержать ваше устройство без перегрева (8).

Вы когда-нибудь ходили в магазин за батареями, лампочками или даже пылесосами и замечали такие вещи, как «9-вольтовые батареи», «12-ваттные лампочки» или «20 ампер мощности»? Вы когда-нибудь смотрели на эти числа и задавали вопрос…

WATT все это значит?

Что ж, прежде чем мы перейдем к нагрузочной способности и прочему техническому жаргону, давайте немного узнаем об амперах, ваттах и ​​вольтах.

Что такое усилитель?

Amp - это сокращение от Ampere. Ампер измеряет количество электрического заряда, проходящего через заданную точку за одну секунду. С точки зрения непрофессионала, количество ампер показывает, сколько электрического тока проходит через силовые кабели (1).

Что такое вольт?

Напряжение (вольт, В) измеряет, насколько сильно электричество проходит через цепь. Другими словами, количество вольт говорит вам о величине давления (1).

Что такое ватт?

Ваттность измеряет количество электроэнергии, потребляемой устройством. Ватты - это единица измерения, которая указывает общее количество электрического тока, протекающего через электрическое устройство (1). Измеряя количество электроэнергии, потребляемой зданием, энергетическая компания может определить ваш счет за коммунальные услуги.

Все еще не понимаете? Возьмем в качестве примера водяной шланг!

Как электричество, протекающее по току, вода течет по шлангу.Ампер - это объем воды, протекающей через шланг, а фактическое давление воды - это напряжение (1). С другой стороны, Вт напрямую связаны с мощностью, которую может обеспечить вода. Например, это может быть водяное колесо.

Как оценить вашу электрическую нагрузочную способность

Каждый автоматический выключатель имеет определенную силу тока (величину тока). Этот рейтинг указан на самом выключателе. Стандарт для большинства бытовых цепей рассчитан на 15 или 20 ампер.Важно помнить, что автоматические выключатели могут выдерживать только около 80% их общей силы тока. Это означает, что автоматический выключатель на 15 ампер может выдерживать около 12 ампер, а автоматический выключатель на 20 ампер может выдерживать около 16 ампер.

ШАГИ:

  1. Во-первых, найдите выключатель, который соответствует используемому вами электрическому устройству (обычно это цепь на 15 или 20 ампер).
  2. Умножьте силу тока на 0,8. Это потому, что автоматический выключатель никогда не должен превышать 80% его максимальной силы тока.Если этого не сделать, это может привести к ошибкам в расчетах или, что еще хуже, к возгоранию электрического тока!
  3. Вычислите потребляемую мощность ВСЕХ устройств, которые вы хотите подключить к цепи.
Определение количества электрических устройств, с которыми может работать ваш выключатель

Очень важно понять, сколько силы тока потребляет ваше электрическое устройство, прежде чем устанавливать его в блок выключателя. Если вы собираетесь установить обогреватель, блок переменного тока, выключатель света или розетку GFCI, вы должны предпринять несколько шагов.

ШАГИ:

  1. Проверьте мощность (максимальную мощность) на вашем устройстве. Обычно это указано где-нибудь на задней панели устройства.
  2. Измерьте напряжение в цепи, в которой вы хотите установить свои электрические устройства. Большинство бытовых цепей имеют напряжение 120 В, а большие коммерческие помещения - 240 В (5). Если вы не уверены, используйте мультиметр для проверки напряжения вашего выключателя (5).
  3. Используя простое уравнение, приведенное выше, рассчитайте силу тока вашего устройства ( Вт = Ампер x Вольт). Например, лампочка на 200 Вт в цепи 120 В потребляет около 1,67 А.
  4. Повторите этот шаг для каждого устройства, которое будет в цепи.
  5. Вычислите номинальную силу тока ИТОГО для всех устройств. Убедитесь, что они НЕ превышают 80% от общей силы тока выключателя.
Поиск и устранение неисправностей и проверка панели выключателя

Ваш автоматический выключатель является важным элементом безопасности вашего дома или здания.Он предохраняет вашу систему электропроводки от перегрева. Если вы сталкиваетесь с частыми перебоями в подаче электроэнергии, отключениями электричества и другими странностями, у нас есть для вас несколько советов по устранению неполадок!

Каковы некоторые распространенные причины срабатывания автоматического выключателя?

  1. Перегрузка цепи слишком большим количеством устройств, потребляющих слишком большую силу тока
  2. Короткое замыкание в электропроводке, неплотное соединение или проводка
  3. Автоматический выключатель старый, изношенный или поврежденный

Это всего лишь несколько способов устранения неисправности сработавшего выключателя.В зависимости от проблемы, некоторые проблемы можно решить дома, в то время как для других потребуется помощь квалифицированного электрика.

Теперь, когда у вас есть некоторые базовые знания об автоматических выключателях и о том, как устранять неполадки при отключениях, воспользуйтесь новыми навыками и для вашего удобства ознакомьтесь с широким спектром светодиодных фонарей и устройств HVAC от HomElectrical.

Вт Далее?

Какие еще советы по устранению неполадок вы хотели бы прочитать? Поделитесь с нами некоторыми темами в разделе комментариев ниже!

Если у вас есть какие-либо вопросы по конкретному продукту, не стесняйтесь обращаться в нашу службу поддержки клиентов по телефону 1-888-616-3532.

Для обновлений блога, крутых видео, забавных мемов, бесплатных раздач и других рекламных акций, ставьте лайки нам на Facebook и подписывайтесь на нас в Twitter!

Другие блоги и ресурсы по теме:


ССЫЛКИ

1. https://www.youtube.com/watch?v=9q31SzeVjP0

2. https://www.bhg.com/home-improvement/electrical/how-to-check-your-homes-electrical-capacity/

3. https: //homeguides.sfgate.ru / many-outlets-can-place-20-amp-home-circuit-82633.html

4. https://homeguides.sfgate.com/many-recessed-lights-15amp-breaker-84843.html

5. https://www.wikihow.com/Determine-Amperage-of-Circuit-Breaker

6. https://www.wisegeek.com/what-is-a-power-rating.htm

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) для начинающих

Двойные функции переключателя и предохранителя

В этой технической статье основное внимание уделяется широко используемым миниатюрным автоматическим выключателям, рассчитанным на 240 В или менее .Это меньшие и более низкие версии автоматических выключателей в литом корпусе промышленного класса, рассчитанные на 600 В или меньше. Эти миниатюрные выключатели, называемые воздушными выключателями, основаны на тепловых, магнитных или комбинированных термомагнитных принципах .

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) для начинающих

В настоящее время они почти исключительно устанавливаются во всех новых жилых домах, на малых предприятиях и офисах, а также при обновлении существующих старых электрических систем. Они рассчитаны на: ампер, напряжение и прерывание при коротком замыкании или токе короткого замыкания.

Миниатюрные автоматические выключатели выполняют двойные функции выключателя и предохранителя . Они могут размыкать цепь в целях безопасности или технического обслуживания, просто переключив свои тумблеры в положение ВЫКЛ. . В качестве замены предохранителей они обеспечивают автоматическую защиту цепи и не нуждаются в замене после прохождения опасного перегрузки по току или устранения короткого замыкания.

Продолжим эту статью следующими темами, важными для полного понимания MCB:


Рейтинг MCB

Номинальный ток определяет максимальный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения.Для типичных автоматических выключателей этот номинал составляет от 2 до 125 А . В жилых помещениях однополюсные выключатели защищают параллельные цепи 20 В, а двухполюсные выключатели защищают параллельные цепи 240 В.

Автоматические выключатели, установленные на DIN-рейку

Номинальное напряжение автоматического выключателя может быть выше, чем напряжение в цепи, но никогда не может быть ниже.

Рейтинг отключения по току короткого замыкания (или рейтинг отключения при коротком замыкании) - это максимальный доступный ток повреждения, который можно ожидать от потолочного или установленного на площадках распределительного трансформатора вне дома.Если трансформатор может производить ток 10 000 A , каждый выключатель в центре нагрузки должен быть рассчитан на не менее 10 000 A .

В то время как бытовые выключатели имеют номиналы 10 000, 22 000, 42 000 и 65 000 А, доступный ток короткого замыкания для большинства домов на одну семью редко превышает 10 000 А (10 кА) .

Вернуться к темам ↑


Конструкция

Каждый миниатюрный выключатель или выключатель ответвления, как показано в разрезе на Рисунке 1 ниже, включает в себя биметаллическую полосу или элемент.Когда эта полоса нагревается до пороговой температуры, она изгибается достаточно, чтобы разблокировать механизм и размыкать электрические контакты выключателя.

При размыкании контактов тумблер автоматического выключателя автоматически переключается в положение ВЫКЛ. Это, в свою очередь, размыкает ответвленную цепь.

Рисунок 1 - Внутренний вид теплового выключателя

Вернуться к темам ↑


Принцип действия и принцип действия

Эти небольшие автоматические выключатели можно сбросить вручную после срабатывания.Как и в случае с предохранителями, номинальный ток автоматического выключателя должен соответствовать допустимой токовой нагрузке цепи, которую он защищает. Эти автоматические выключатели также называются вставными выключателями, потому что они подключаются к центру нагрузки, вставляя их в язычки или стержни сборных шин.

Высококачественный тепловой выключатель откроет неисправность 10 000 А при 240 В переменного тока за 40–50 мс или даже быстрее.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

В условиях простой перегрузки отклонение биметаллического термочувствительного элемента в автоматическом выключателе вызывает размыкание цепи при достижении заданного температурного порога. Повышение температуры в биметаллическом элементе в основном вызывается током нагрузки (I 2 R), нагревающим .

Термоэлемент также влияет на эффекты нагрева или охлаждения , вызванные близлежащими источниками тепла или охлаждения (печи или кондиционеры), а также изменениями температуры окружающей среды.

Размер биметаллического термоэлемента, его конфигурация, форма и удельное электрическое сопротивление определяют токовую нагрузку автоматического выключателя. Самый распространенный элемент - это «сэндвич» из двух или трех разных металлов . Например, сторона с низким расширением может быть инваром, центром может быть медь или никель, и существует широкий выбор металлов для стороны с высоким расширением.

Некоторые тепловые выключатели с номиналом 5 А или ниже содержат нагревательные катушки рядом или последовательно с биметаллическим элементом.Эти змеевики нагревателя компенсируют более низкое ожидаемое нагревание при неисправности в слаботочной цепи. Они увеличивают самонагрев элемента, чтобы поддерживать температуру термоэлемента ближе к заданной пороговой температуре, чтобы ускорить реакцию на отключение при наличии перегрузки по току.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Некоторые миниатюрные тепловые выключатели также содержат магнитный элемент для ускорения отключения при наличии исключительно быстро нарастающей перегрузки.Это условие увеличивает ток достаточно быстро, чтобы создать магнитное поле в небольшом электромагните или соленоиде, который втягивает механическую связь, чтобы разблокировать контакты и отключить прерыватель, прежде чем биметаллический элемент сможет среагировать и отклониться.

Основные элементы термомагнитного выключателя показаны на упрощенной схеме. Рисунок 2.

Рисунок 2 - Работа защелки срабатывания термомагнитного выключателя: (а) нормальный; (b) перегрузка по току

Нормальное состояние автоматического выключателя показано на , рис. 2а, .Биметаллический элемент в этих выключателях реагирует на перегрузки по току так же, как элемент в простом тепловом выключателе. Как показано на рисунке 2b, биметаллический элемент отклоняется пропорционально тепловому эффекту тока, проходящего через провод в непосредственной близости от него.

Как и в тепловых выключателях, биметаллический элемент отключает короткое замыкание на 10000 А при 240 В переменного тока за 40–50 мс . Подгибающийся элемент освобождает контактный механизм, размыкая контакты.

Напротив, у небольшого магнитного элемента соленоида есть несколько витков провода с низким сопротивлением, последовательно соединенных с проводом, примыкающим к термоэлементу, что мало влияет на полное сопротивление выключателя.В присутствии быстро нарастающего тока вокруг соленоида формируется магнитное поле, заставляющее его тянуть штангу отключения, которая размыкает контакты и размыкает их.

Этот элемент срабатывает в 4 раза быстрее, чем биметаллический элемент, или примерно за 10 мс.

Вернуться к темам ↑


Температура

Автоматические выключатели в литом корпусе и миниатюрные автоматические выключатели предназначены для работы в условиях повышенной температуры, например, , встречающийся внутри панели выключателя, несущей нагрузку .Если дверцу панели оставить открытой на долгое время или снять, внутренняя часть панели остынет до более низкой температуры.

Это дополнительное охлаждение позволит тепловому элементу выключателя превысить номинальный постоянный ток. Это может означать, что груз, который он защищает, может перегреться.

Вернуться к темам ↑


Монтаж автоматических выключателей

Производители автоматических выключателей применяют различные методы крепления своих выключателей к «горячим» шинам. У большинства выключателей есть выемки на одном конце нижней поверхности и токопроводящие зажимы на другом конце.

Типичные «горячие» шины центра нагрузки имеют выступы, чередующиеся с внутренней стороны шин. Как указывалось ранее, концы этих выступов загнуты наружу под прямым углом, чтобы образовать уколы.

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Выключатели устанавливаются путем зацепления за выемку на одном конце под рельсом и прижатия токопроводящих зажимов над штырями для создания низкоомных контактов с «горячими» шинами.

Вернуться к темам ↑


Приложения

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Одно- и двухполюсные выключатели наряду с обычными домашними электрическими панелями наиболее широко используются также в центрах нагрузки. Однополюсные блоки, рассчитанные на 120/240 В переменного тока, предназначены для подключения к одной стойке шины для получения 120 В между одним из «горячих» плеч и нейтральной шиной, как показано на Рисунке 3.Эти выключатели доступны с номиналами от 15 до 70 A , но с номиналами 15 и 20 A чаще всего используются в домах.

Они доступны в полноразмерном исполнении шириной 1 дюйм и двойном 1-дюймовом. ширины и половинной ширины 1/2 дюйма.

Рис. 3 - Задняя панель включает шины для оконечной нагрузки «горячего», нейтрального и заземляющего проводов, а также пространство для установки автоматических выключателей и разветвления проводки.

Некоторые однополюсные устройства внесены в список UL как HACR тип , для воздуха - обслуживание оборудования для кондиционирования, отопления и охлаждения, а также внесение в список UL для SWD (коммутационный режим) для переключения нагрузок люминесцентного освещения на 120 В переменного тока.Двухполюсные выключатели рассчитаны на 120/240 или 240 В переменного тока.

Стандартные размеры подключаются к двум соседним шинам для получения 240 В между двумя параллельными «горячими» шинами. Они доступны с номиналами от 10 до 125 В . Эти выключатели имеют одно общее отключение, и многие из них относятся к типу HACR.

Некоторые применения автоматических выключателей по номинальному току:
  • 15 и 20 A - Защита нагревателей и насосов плинтуса
  • 30 A - Защита водонагревателей, осушителей и оборудования для кондиционирования воздуха s 40-50 A: Защита кухонных плит и плит
  • 50 A или более - Защита электрических нагревателей

Трехполюсные выключатели на 240 В требуют трех пространств для контакта с тремя ножами, а также имеют общие выключатели.Обычно они обозначаются как тип HACR для использования с оборудованием для кондиционирования, отопления и охлаждения .

Вернуться к темам ↑

Ссылка: Справочник по деталям электрического проектирования - Нил Склейтер, Джон Э. Трейстер (книга для приобретения здесь)

Рейтинги автоматических выключателей | Включающая и отключающая способность

Номинальные характеристики автоматического выключателя:

В этом разделе вы узнаете номинальные характеристики автоматического выключателя и включающую и отключающую способность автоматического выключателя .Автоматический выключатель может быть задействован для работы в любых условиях, однако при возникновении неисправности в системе, к которой он подключен, на автоматический выключатель возлагаются основные обязанности. Во избежание повреждения на каждом электрическом оборудовании будут указаны номинальные характеристики. Таким же образом, номиналы автоматического выключателя также упоминаются производителями на автоматическом выключателе. При возникновении неисправности автоматический выключатель должен выполнять следующие три функции:

(i) Он должен быть способен размыкать неисправную цепь и отключать ток короткого замыкания.

(ii) Он должен быть способен замыкаться на неисправность.

(iii) Он должен выдерживать ток короткого замыкания в течение короткого времени, пока другой прерыватель цепи (включенный последовательно) устраняет замыкание.

В соответствии с вышеупомянутыми обязанностями три класса автоматического выключателя r ниже

(i) Отключающая способность

(ii) Включающая способность и

(iii) Кратковременная емкость.

(i) Отключающая способность:

Это ток (среднеквадратичное значение), при котором автоматический выключатель может отключиться при заданном восстанавливающемся напряжении и при определенных условиях (например, коэффициент мощности, скорость нарастания напряжения повторного включения). Отключающая способность всегда указывается как среднеквадратичное значение. значение тока короткого замыкания в момент размыкания контактов. Когда происходит замыкание, возникает значительная асимметрия тока замыкания из-за наличия постоянного тока. компонент. d.c. Компонент быстро угасает, типичный коэффициент уменьшения составляет 0,8 за цикл. В этот момент ток короткого замыкания составляет

x = максимальное значение переменного тока компонент

y = d.c. компонент

∴ Симметричный ток отключения = среднеквадратичное значение. значение переменного тока компонент

= x / √2

Несимметричный ток отключения = действующее значение стоимость общего тока

Обязательно к прочтению:

Обычно отключающую способность в МВА выражают с учетом номинального тока отключения и номинального рабочего напряжения.Таким образом, если I - номинальный ток отключения т в амперах, а V - номинальное рабочее напряжение в вольтах, то для трехфазной цепи

Отключающая способность = √3 × V × I × 10 -6 МВА

В Индии (или Великобритании) обычно принимают ток отключения равным симметричному току отключения. Однако в американской практике ток отключения считается равным асимметричному току отключения.Таким образом, американский рейтинг автоматического выключателя выше, чем рейтинг Индии или Великобритании.

Представляется нелогичным давать отключающую способность в МВА, поскольку она получается из произведения тока короткого замыкания и номинального рабочего напряжения. Когда протекает ток короткого замыкания, на контактах выключателя присутствует только небольшое напряжение, в то время как рабочее напряжение появляется на контактах только после того, как ток был прерван. Таким образом, рейтинг МВА является произведением двух величин, которые не существуют. одновременно в цепи.

Поэтому согласованный международный стандарт определения отключающей способности определяется как номинальный симметричный ток отключения при номинальном напряжении.

(ii) Производительность:

Всегда есть возможность замкнуть или замкнуть цепь в условиях короткого замыкания. Способность выключателя «включать» ток зависит от его способности выдерживать и успешно замыкать под воздействием электромагнитных сил.Эти силы пропорциональны квадрату максимального мгновенного тока при включении. Следовательно, включающая способность указывается в терминах пикового значения тока, а не действующего значения.


Пиковое значение тока (включая составляющую постоянного тока) во время первого цикла волны тока после замыкания выключателя известно как включающая способность .

Можно отметить, что определение касается первого цикла волны тока при включении выключателя.Это связано с тем, что максимальное значение тока короткого замыкания может иметь место в первом цикле только тогда, когда максимальная асимметрия возникает в любой фазе выключателя. Другими словами, замыкающий ток равен максимальному значению асимметричного тока .

Чтобы найти это значение, мы должны умножить симметричный ток отключения на √2, чтобы преобразовать его из среднеквадратичного значения. до пика, а затем на 1 · 8, чтобы включить «эффект удвоения» максимальной асимметрии. Общий коэффициент умножения равен √2 × 1 · 8 = 2 · 55.

∴ Включающая способность = 2 · 55 × Симметричная отключающая способность

(iii) Кратковременный рейтинг:

Это период, в течение которого автоматический выключатель может проводить ток повреждения, оставаясь замкнутым. Иногда неисправность в системе носит очень временный характер и сохраняется в течение 1 или 2 секунд, после чего неисправность автоматически устраняется. питания, выключатель не должен срабатывать в таких ситуациях.

Это означает, что автоматические выключатели должны иметь возможность безопасно пропускать большой ток в течение определенного периода времени, оставаясь при этом замкнутыми. I.е., они должны иметь подтвержденные кратковременные характеристики. Однако, если неисправность сохраняется в течение более длительного времени, чем указанный предел времени, автоматический выключатель сработает, отключив неисправную секцию.

Кратковременность автоматического выключателя зависит от его способности выдерживать (а) воздействие электромагнитных сил и (б) повышение температуры. Масляные выключатели имеют установленный предел в 3 секунды, когда отношение симметричного тока отключения к номинальному нормальному току не превышает 40.Однако, если это соотношение больше 40, то указанный предел составляет 1 секунду.

Помимо всех трех номиналов автоматического выключателя , каждая цепь поддерживает максимальное номинальное напряжение и номинальный ток, если номинальные значения превышаются, автоматический выключатель может выйти из строя.
(iv) Номинальное напряжение:
Каждый автоматический выключатель имеет номинальное напряжение, которое обозначает максимальное напряжение, с которым он может работать. Другими словами, номинальное напряжение автоматического выключателя может быть выше, чем напряжение цепи, но никогда не может быть ниже.Например, автоматический выключатель на 480 В переменного тока можно использовать в цепи 240 В переменного тока, но автоматический выключатель на 240 В переменного тока нельзя использовать в цепи переменного тока на 480 В. Номинальное напряжение является функцией способности автоматического выключателя подавлять внутренние дуга, возникающая при размыкании контактов выключателя.

Некоторые автоматические выключатели имеют так называемое «косое» номинальное напряжение , например, 120/240 В. В таких случаях автоматический выключатель может применяться в цепи, где номинальное напряжение между любым проводником и землей не соответствует превышают нижний номинал, а номинальное напряжение между проводниками не превышает более высокое значение.
(В) Нормальный ток:

Это среднеквадратичное значение тока, которое автоматический выключатель может выдерживать непрерывно при номинальной частоте в заданных условиях. Единственным ограничением в этом случае является повышение температуры токоведущих частей.

Номинальный непрерывный ток автоматического выключателя - это максимальный продолжительный ток, который автоматический выключатель рассчитан выдерживать без отключения. Этот рейтинг иногда называют номинальным током, потому что единицей измерения является ампер или, проще говоря, ампер.

Номинальный ток для выключателя часто обозначается как In. Его не следует путать с уставкой тока (Ir), которая применяется к автоматическим выключателям, которые имеют постоянную регулировку тока. Ir - это максимальный продолжительный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения для данной уставки продолжительного тока. Ir может быть указывается в амперах или в процентах от In.

Как упоминалось ранее, проводники рассчитаны на то, какой ток они могут выдерживать непрерывно.Это обычно называется допустимой токовой нагрузкой проводника. В общем, допустимая токовая нагрузка проводов должна быть, по крайней мере, равна сумме любого непостоянного тока нагрузки плюс 125% от постоянного тока нагрузки. Допустимая нагрузка проводника является одним из факторов, которые должны следует учитывать при выборе и применении автоматического выключателя.

Автоматические выключатели Siemens номиналом рассчитаны на использование проводов 60 ° C или 75 ° C. Это означает, что даже если используется провод с более высоким температурным номиналом, допустимая нагрузка на провод должна рассчитываться исходя из его 60 ° C или 75 ° C. рейтинг.

Пошаговое руководство по выбору автоматического выключателя

При выборе автоматического выключателя следует учитывать несколько различных критериев, включая напряжение, частоту, отключающую способность, номинальный длительный ток, необычные условия эксплуатации и тестирование продукта. Эта статья даст пошаговый обзор выбора подходящего автоматического выключателя для вашего конкретного применения.

Номинальное напряжение

Общее номинальное напряжение рассчитывается по максимальному напряжению, которое может быть приложено ко всем оконечным портам, типу распределения и способу непосредственной интеграции автоматического выключателя в систему.Важно выбрать автоматический выключатель с достаточной допустимой нагрузкой для соответствия конечному применению.

Частота

Автоматические выключатели до 600 ампер могут применяться на частотах 50–120 Гц. Частоты выше 120 Гц приведут к снижению номинальных характеристик выключателя. Во время высокочастотных проектов вихревые токи и потери в стали вызывают больший нагрев компонентов теплового расцепителя, что требует снижения номинальных характеристик или специальной калибровки выключателя.Общая величина снижения мощности зависит от номинального тока, размера корпуса, а также от частоты тока. Общее практическое правило заключается в том, что чем выше номинальный ток в корпусе определенного размера, тем больше требуется снижение номинальных характеристик.

Все выключатели с более высоким номиналом свыше 600 ампер содержат биметаллические элементы с трансформаторным нагревом и подходят для работы в сетях переменного тока с частотой не более 60 Гц. Для приложений с минимальной частотой переменного тока 50 Гц обычно доступна специальная калибровка. Полупроводниковые выключатели предварительно откалиброваны для приложений с частотой 50 или 60 Гц.Если вы делаете проект дизельного генератора, частота будет 50 Гц или 60 Гц. Лучше всего заранее проконсультироваться с подрядчиком по электрике, чтобы убедиться, что меры по калибровке приняты, прежде чем приступать к проекту с частотой 50 Гц.

Максимальная отключающая способность

Рейтинг отключения обычно принимается как наибольшая величина тока короткого замыкания, которую выключатель может отключить, не вызывая сбоя системы.Определение максимальной величины тока короткого замыкания, подаваемого системой, можно рассчитать в любой момент времени. Одно безошибочное правило, которое необходимо соблюдать при установке правильного автоматического выключателя, заключается в том, что отключающая способность выключателя должна быть равной или большей, чем величина тока короткого замыкания, которая может быть доставлена ​​в той точке системы, где включен выключатель. Несоблюдение правильного значения отключающей способности приведет к повреждению выключателя.

Непрерывный номинальный ток

Что касается номинального продолжительного тока, автоматические выключатели в литом корпусе имеют номинал в амперах при определенной температуре окружающей среды.Этот номинальный ток представляет собой постоянный ток, который прерыватель будет проводить при температуре окружающей среды, при которой он был откалиброван. Общее практическое правило для производителей автоматических выключателей - калибровать свои стандартные выключатели на 104 ° F.

Номинальный ток для любого стандартного применения зависит исключительно от типа нагрузки и рабочего цикла. Номинальный ток регулируется Национальным электротехническим кодексом (NEC) и является основным источником информации о циклах нагрузки в подрядной электротехнической отрасли. Например, для осветительных и фидерных цепей обычно требуется автоматический выключатель, номинал которого соответствует допустимой нагрузке на проводник.Чтобы найти различные стандартные номинальные токи выключателя для проводов разного диаметра и допустимые нагрузки, обратитесь к таблице 210.24 NEC.

Нетипичные условия эксплуатации

При выборе автоматического выключателя очень важно учитывать местоположение конечного пользователя. Каждый выключатель индивидуален, и некоторые из них лучше подходят для более жестких условий эксплуатации. Ниже приведены несколько сценариев, которые следует учитывать при выборе автоматического выключателя:

Высокая температура окружающей среды: Если стандартные термомагнитные выключатели применяются при температурах, превышающих 104 ° F, выключатель должен быть снижен или откалиброван в соответствии с окружающей средой.В течение многих лет все выключатели были откалиброваны на 77 ° F, что означало, что все выключатели с температурой выше этой должны были быть снижены. Реально большинство вольеров было около 104 ° F; Для таких ситуаций использовался обычный специальный выключатель. В середине 1960-х годов промышленные стандарты были изменены, чтобы все стандартные выключатели были откалиброваны с учетом температуры 104 ° F.

Коррозия и влага: В средах с постоянной влажностью для гидромолотов рекомендуется специальная обработка влаги.Эта обработка помогает противостоять плесени и / или грибку, которые могут вызвать коррозию устройства. В условиях повышенной влажности лучшим решением является использование обогревателей в корпусе. Если возможно, выключатели следует удалять из коррозионных участков. Если это нецелесообразно, доступны специальные выключатели, устойчивые к коррозии.

Высокая вероятность удара: Если автоматический выключатель будет установлен в зоне с высокой вероятностью механического удара, необходимо установить специальное противоударное устройство.Противоударные устройства состоят из инерционного противовеса над центральной стойкой, который удерживает переключающую штангу в защелкивании при нормальных условиях удара. Этот груз должен быть установлен так, чтобы он не препятствовал работе тепловых или магнитных расцепителей при сценариях перегрузки или короткого замыкания. Военно-морской флот США является крупнейшим конечным пользователем молотов с высокой ударопрочностью, необходимых для всех боевых кораблей.

Высота над уровнем моря: В районах, где высота над уровнем моря превышает 6000 футов, номинальные характеристики автоматических выключателей должны быть снижены с учетом пропускной способности по току, напряжения и отключающей способности.На высоте более тонкий воздух не отводит тепло от токоведущих компонентов, а также от более плотного воздуха, находящегося на более низких высотах. Помимо перегрева, более разреженный воздух также предотвращает накопление диэлектрического заряда, достаточно быстрого, чтобы выдерживать те же уровни напряжения, которые возникают при нормальном атмосферном давлении. Проблемы с высотой также могут снизить номинальные характеристики большинства используемых генераторов и другого оборудования для выработки электроэнергии. Перед покупкой лучше всего поговорить со специалистом в области энергетики.

Положение покоя: По большей части выключатели могут быть установлены в любом положении, горизонтально или вертикально, без воздействия на механизмы отключения или отключающую способность.В районах с сильным ветром обязательно иметь выключатель в кожухе (большинство агрегатов поставляется закрытым) на поверхности, которая немного колеблется от ветра. Когда автоматический выключатель прикреплен к негибкой поверхности, существует вероятность разрыва цепи при воздействии сильного ветра.

Техническое обслуживание и тестирование

При выборе автоматического выключателя пользователь должен решить, покупать ли устройство, прошедшее испытания UL (Underwriters Laboratories), или нет.Для обеспечения общего качества рекомендуется приобретать автоматические выключатели, прошедшие испытания UL. Имейте в виду, что продукты, не прошедшие испытания UL, не гарантируют правильную калибровку выключателя. Все низковольтные автоматические выключатели в литом корпусе, внесенные в список UL, проходят испытания в соответствии со стандартом UL 489, который разделен на две категории: заводские испытания и полевые испытания.

Заводские испытания UL: Все стандартные автоматические выключатели в литом корпусе UL проходят обширные испытания продукции и калибровки в соответствии со стандартом UL 489.Выключатели, сертифицированные UL, содержат откалиброванные системы с заводскими пломбами. Неповрежденная пломба гарантирует, что выключатель правильно откалиброван и не подвергался взлому, модификации и что продукт будет работать в соответствии со спецификациями UL. Если пломба сломана, гарантия UL аннулируется, как и любые другие гарантии.

Полевые испытания: Вполне нормально, что данные, полученные в полевых условиях, отличаются от опубликованной. Многие пользователи не понимают, являются ли полевые данные некорректными или опубликованная информация не синхронизирована с их конкретной моделью.Разница в данных заключается в том, что условия испытаний на заводе значительно различаются по сравнению с полевыми. Заводские испытания предназначены для получения стабильных результатов. Температура, высота, климат-контроль и использование испытательного оборудования, разработанного специально для тестируемого продукта, - все это влияет на результат. Публикация NEMA AB4-1996 - выдающееся руководство по испытаниям в полевых условиях. Руководство дает пользователю лучший вариант того, какие результаты являются нормальными для полевых испытаний. Некоторые выключатели поставляются со своими собственными инструкциями по тестированию.Если нет инструкций, обратитесь в надежную компанию по обслуживанию автоматических выключателей.

Техническое обслуживание: По большей части выключатели в литом корпусе имеют исключительную надежность, в основном благодаря тому, что блоки закрыты. Кожух сводит к минимуму воздействие грязи, влаги, плесени, пыли, других сред и несанкционированного доступа. Частью надлежащего технического обслуживания является обеспечение того, чтобы все клеммные соединения и расцепители были затянуты с надлежащим крутящим моментом, установленным производителем.Со временем эти соединения ослабнут, и их потребуется подтянуть. Автоматические выключатели также необходимо регулярно чистить. Неправильно очищенные проводники, неправильные проводники, используемые для клемм, и незакрепленные выводы - все это условия, которые могут вызвать чрезмерный нагрев и ослабление выключателя. Для выключателей с ручным управлением требуется только, чтобы их контакты были чистыми и чтобы рычаги работали свободно. Для автоматических выключателей, которые не используются на регулярной основе, требуется прерывистый запуск выключателя для обновления систем.

Как всегда, лучше проконсультироваться с сертифицированным электриком, чтобы точно определить, какой тип автоматического выключателя подходит для вашего генератора. Факторы, влияющие на безопасную и правильную работу электрогенератора и автоматического выключателя, варьируются от объекта к объекту, и только лицензированный профессионал может подобрать правильное оборудование.

Ссылка: Matulic, Darko. «Автоматические выключатели» стр. 171-173 Электроэнергетика на месте, 4-е издание .Бока-Ратон, Флорида: Ассоциация электрических генерирующих систем, 2006.

Защита от перегрузки по току, часть 2 - журнал IAEI

Время чтения: 15 минут.

Часть I, появившаяся в мартовском / апрельском выпуске, предоставила читателям информацию об основных принципах работы и основных время-токовых характеристиках параллельных цепей, низковольтных предохранителей и автоматических выключателей. В этой статье рассматриваются три номинала устройств защиты от сверхтоков, их применение в конструкции и аспекты соответствия требованиям NEC для низковольтных предохранителей и автоматических выключателей.Эти устройства защиты от сверхтоков (OCPD) обычно используются в главных сетевых разъединителях, фидерах и ответвленных цепях жилых, коммерческих, институциональных и промышленных электрических систем. Существуют и другие OCPD, используемые в электрических распределительных системах с напряжением 600 В или менее, которые эта статья не рассматривает напрямую. Однако многие из этих представленных принципов применимы и к устройствам другого типа. В этой статье основное внимание уделяется основам, и, как вы, вероятно, уже знаете, Кодекс всеобъемлющий и сложный.Как следствие, нельзя предполагать, что информация в этой статье применима для всех типов приложений и ситуаций подключения.

Почему так важна максимальная токовая защита

Таблица 1. Максимальный номинал или настройка защитных устройств *

Слишком часто установка небезопасна из-за неправильного выбора, применения или обслуживания устройств защиты от сверхтоков. Неправильное применение номинального напряжения устройства, номинального тока или номинального тока прерывания может привести к повреждению оборудования, травмам и / или смерти.Например, если выбран предохранитель или автоматический выключатель с неправильным номиналом тока, электрическое оборудование может оказаться незащищенным в условиях перегрузки или короткого замыкания, что приведет к разрушению оборудования, возникновению опасности возгорания и возможной травмы персонала. Если предохранитель или автоматический выключатель не имеют соответствующего номинального напряжения, он может взорваться при попытке прервать перегрузку по току. Наконец, как предохранители, так и автоматические выключатели могут резко взорваться, пытаясь прервать токи короткого замыкания, превышающие их номинальные значения отключения.Как отрасль, нам необходимо лучше определять, устанавливать, проверять и поддерживать надлежащие характеристики устройств защиты от перегрузки по току для приложения. Он начинается с понимания рейтингов OCPD, способов их применения и требований Кодекса.

Номинальный ток

Рисунок 1

Рискуя упрощения, номинальная сила тока предохранителя или автоматического выключателя - это максимальная величина тока, которую он может безопасно выдерживать без размыкания в стандартных условиях испытаний.Предохранители и автоматические выключатели имеют ряд номиналов в амперах. В NEC 240.6 перечислены стандартные номинальные значения силы тока для предохранителей и автоматических выключателей с обратнозависимой выдержкой времени. Стандартные значения силы тока согласно Кодексу: 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350. , 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 и 6000. Дополнительные стандартные номинальные значения тока для предохранителей: 1, 3, 6, 10 и 601. Производители предоставляют Допускается использование OCPD с другими значениями силы тока и использование этих нестандартных значений силы тока.На рисунке 1 показан предохранитель на 200 А, а на рисунке 2 - автоматический выключатель на 225 А.

Рисунок 2

При выборе подходящего номинального тока OCPD для приложения необходимо учитывать тип нагрузки и требования Кодекса. Интересно то, что в Кодексе очень много разных правил для определения максимального номинального тока предохранителя или автоматического выключателя для различных цепей. Всего:

  • Статические нагрузки, такие как нагрев, когда нормальный ток остается в пределах диапазона тока полной нагрузки или меньше, и не имеет пусковых токов, превышающих номинальный ток цепи.
  • Устройства с мгновенными пусковыми токами, например трансформаторы, у которых ток включения значительно превышает нормальный полный ток трансформатора.
  • Нагрузки с высокими пусковыми токами, например, двигатели переменного тока с пуском по сети, пусковые токи которых в четыре-шесть раз превышают нормальный номинальный ток, который может сохраняться в течение нескольких секунд.
  • Разрешенные правила для отводных проводов, когда проводники отводятся от проводов с большей допустимой нагрузкой без OCPD в этой конкретной точке отвода.

Рисунок 3

Требования Кодекса направлены на защиту проводников и компонентов цепей до предела их допустимой нагрузки. Вы обнаружите, что предохранители и автоматические выключатели либо предназначены для обеспечения:

  1. как для защиты от перегрузки, так и для защиты от короткого замыкания, и расположены на стороне линии защищаемой цепи. (Примерами могут быть ответвленные цепи отопления и освещения.) Или
  2. только для защиты от короткого замыкания и расположены на стороне линии защищаемой цепи.В этих случаях обычно требуется другое устройство, предназначенное для защиты от перегрузки, которое может быть расположено дальше по потоку. (Примером может служить параллельная цепь двигателя.)

NEC 240.4 (2005) требует, чтобы проводники, кроме гибких шнуров и крепежных проводов, были защищены от перегрузки по току в соответствии с их допустимыми токами, указанными в 310.15, если иное не разрешено или не требуется в пунктах (A) - (G). В цепи могут быть другие компоненты, такие как разъединители и контакторы, а для других разделов Кодекса требуются соответствующие номинальные характеристики, чтобы для этих других компонентов была обеспечена защита от перегрузки.

Общее правило, для которого существует множество вариантов, состоит в том, что номинальная сила тока предохранителя или автоматического выключателя не должна превышать допустимую нагрузку по току проводов. Как правило, номинальный ток предохранителя или автоматического выключателя выбирается равным 125% от продолжительного тока нагрузки. Поскольку проводники также обычно выбираются на 125% от постоянного тока нагрузки, допустимая нагрузка на проводники обычно не превышается. Например, для продолжительной нагрузки 40 А, провод должен быть рассчитан на 50 ампер (125% от 40 А), а предохранитель или автоматический выключатель на 50 ампер - это самый большой предохранитель, который следует использовать (см. Рисунок 3).

Рисунок 4

Как упоминалось ранее, существуют особые обстоятельства, при которых допустимая сила тока предохранителя или автоматического выключателя превышает допустимую нагрузку по току цепи. Типичный пример - схемы двигателя; двухэлементные предохранители с выдержкой времени, как правило, разрешается иметь номинал до 175 процентов (или следующего стандартного размера, если 175 процентов не соответствуют предохранителю стандартного размера) от силы тока полной нагрузки двигателя. Например, схема двигателя на рисунке 4 допускает использование предохранителей с номиналом 1.75 х 34 А = 59,5 ампер. Следующий стандартный размер - 60 А. Размер проводов (согласно 430,22) должен составлять 34 x 1,25 = 42,5 А. минимум. Будет выбран провод 8 AWG, 75 ° C (допустимая нагрузка 50 А согласно 310.15 и таблице 310.16), при условии, что заделки рассчитаны на проводники 75 ° C. Этот предохранитель с выдержкой времени на 60 А допускается, потому что требуемое реле перегрузки или «нагреватель» будет иметь номинал 125 процентов или меньше (при условии, что двигатель 1,15 SF) от тока полной нагрузки двигателя и обеспечивает защиту цепи от перегрузки. Поскольку проводник также рассчитан на 125 процентов от силы тока полной нагрузки двигателя, реле перегрузки предназначено для защиты проводника от перегрузок, поскольку его размер не превышает допустимую нагрузку проводника.Таблица 1 представляет собой сводку максимальных номиналов стандартных предохранителей и автоматических выключателей для однофазных и трехфазных двигателей, разрешенных в соответствии с NEC 430.52 и таблицей 430.52. В этом примере предохранители без временной задержки могут иметь номинал 110 А, а автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени - 90 А (для той же схемы электродвигателя с проводом 8 AWG, 50 А) [см. Рисунок 4].

Рисунок 5

Существуют дополнительные исключения, например, когда комбинация предохранитель-выключатель или автоматический выключатель одобрены для непрерывной работы на 100 процентов от своего номинала.

Предлагаем читателям ознакомиться с 240,4 (A) - (G) на предмет других разрешенных требований к защите проводников. Вот несколько примеров.

Рисунок 6

NEC 240.4 (A) не требует защиты от перегрузки проводов для цепей пожарных насосов (см. Рисунок 5).

NEC 240.4 (B) (издание 2005 г.) позволяет использовать следующий более высокий стандартный рейтинг OCPD (превышающий допустимую токовую нагрузку защищаемых проводников) для OCPD, которые составляют 800 А или меньше, если допустимая токовая нагрузка проводника еще не соответствует стандартному OCPD. размер и при соблюдении некоторых других условий (см. рисунок 6).

Рисунок 7

NEC 240.4 (C) требует, чтобы допустимая токовая нагрузка проводника была равной или превышающей номинальную величину OCPD для устройств максимального тока с номиналом более 800 А (см. Рисунок 7). Если в процессе Кодекса 2008 для этого элемента не будет никаких дальнейших изменений, это требование будет изменено, допуская следующие стандартные размеры с определенными ограничениями.

NEC 240.4 (D) требует, чтобы сопротивление OCPD не превышало 15 А для 14 AWG, 20 А для 12 AWG и 30 А для меди 10 AWG; или 15 А для 12 AWG и 25 А для алюминия 10 AWG и алюминия с медным покрытием после применения поправочных коэффициентов для температуры окружающей среды и количества проводников.Это требуется, если это специально не разрешено в 240.4 (E) - (G) [см. Рисунок 8].

Рисунок 8

Одно предупреждение. Выбор номинального значения силы тока OCPD в соответствии с правилами определения допустимой нагрузки, указанными в Кодексе, не гарантирует защиту от короткого замыкания для всех компонентов схемы. Бывают обстоятельства, когда в игру вступают дополнительные требования к защите от короткого замыкания. Однако данная статья не может адекватно осветить эту тему.

Номинальное напряжение

Проще говоря, номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя - это максимальное напряжение, которое предохранитель или автоматический выключатель способен безопасно отключать при всех условиях перегрузки и короткого замыкания, при которых он рассчитан на отключение в стандартных условиях испытаний.Правильное применение устройства защиты от сверхтоков в соответствии с его номинальным напряжением требует, чтобы номинальное напряжение устройства было равным или превышающим напряжение системы. Например, предохранитель или автоматический выключатель на 600 В можно использовать в цепи 575 В, 480 В, 208 В или 120 В. Однако 250-вольтный предохранитель или автоматический выключатель не подходят для 480-вольтовых или 277-вольтных систем.

Существуют два физических аспекта правильных OCPD с номинальным напряжением:

  1. Достаточные пути утечки и зазоры, чтобы исключить токопроводящий путь или перекрытие между проводящими частями разных фаз, фаза-нейтраль или фаза-земля.На рисунке 9 показаны пути утечки и зазоры на концах разъединителя. Для автоматических выключателей и держателей / разъединителей предохранителей требуется минимальное расстояние для определенных уровней напряжения. Надлежащая проверка пути утечки и зазоров, гарантирующая, что продукт правильно внесен в список для применения, подтверждается отметкой NTRL, свидетельствующей о том, что продукт соответствует определенному стандарту продукта, который подходит для данного приложения.
  2. Номинальное напряжение OCPD также является функцией его способности размыкать цепь в условиях перегрузки по току.В частности, номинальное напряжение определяет способность OCPD подавлять и гасить внутреннюю дугу, которая возникает во время размыкания состояния перегрузки по току. Если OCPD используется с номинальным напряжением ниже, чем напряжение в цепи, гашение дуги и способность гасить дугу будут ухудшены, и, при некоторых условиях перегрузки по току, OCPD не может безопасно сбросить перегрузку по току.

OCPD могут быть рассчитаны на переменное напряжение, постоянное напряжение или и то, и другое. Часто OCPD с номинальным напряжением переменного / постоянного тока будет иметь номинальное напряжение переменного тока, отличное от номинального напряжения постоянного тока.Например, некоторые предохранители рассчитаны на 600 В переменного тока и 300 В постоянного тока. При обращении к таблицам данных производителя, если номинальное значение указано как 600 В, обычно предполагается, что это номинальное напряжение переменного тока. Однако маркировка продукта должна быть явной, например, 600 В переменного тока или 600 В постоянного тока.

Рисунок 9

Существует два типа номинального напряжения переменного тока OCPD: номинальное прямое напряжение и номинальное наклонное напряжение. Правильное применение устройств защиты от перегрузки по току с прямым номинальным напряжением (т.е.е., 600 В, 480 В, 250 В), которые были оценены на предмет надлежащей работы с полным межфазным напряжением, используемым во время испытаний, листинга и маркировки. Например, все предохранители рассчитаны на прямое напряжение, и нет необходимости беспокоиться о номинальных значениях косой черты. Тем не менее, некоторые автоматические выключатели и другие механические устройства защиты от сверхтоков имеют номинальное напряжение (т. Е. 480/277 В, 240/120 В, 600/347 В). Устройства с номинальным наклонным напряжением ограничены в своих приложениях, и при их рассмотрении для использования требуется дополнительная оценка.Это будет обсуждаться в разделе «Номинальное напряжение - автоматические выключатели».

Номинальное напряжение - предохранители

Большинство предохранителей для низковольтных распределительных устройств рассчитаны на 250 или 600 В. Другие номиналы предохранителей: 125, 300 и 480 В. Согласно стандарту NEC 240.60 (C) номинальное напряжение патронных предохранителей должно быть четко указано на предохранителе. NEC 240.61 допускает использование предохранителей на 600 В или менее при напряжении ниже их номинального. NEC 240.60 (A) (2) допускает использование патронных предохранителей на 300 В в однофазных цепях фаза-нейтраль, питаемых от 3-фазного, 4-проводного источника с глухозаземленной нейтралью, где напряжение между фазой и нейтралью не превышает допустимого. не более 300 В.Это позволяет использовать патронные предохранители на 300 В в однофазных цепях освещения 277 В. Некоторые предохранители класса T рассчитаны на 300 В.

Номинальное напряжение - автоматические выключатели

Большинство автоматических выключателей, используемых в низковольтных системах распределения электроэнергии, имеют номинальное напряжение 125 В, 250 В, 480 В или 600 В. Согласно NEC 240.83 (E) номинальное напряжение автоматических выключателей должно быть маркировано и не должно быть меньше чем номинальное напряжение системы.

Рисунок 10

НЭК 240.85 подробно описывает особые требования к номинальному напряжению автоматических выключателей, такие как номинальные значения косой черты. Некоторые автоматические выключатели и другие многополюсные механические устройства защиты от перегрузки по току, такие как самозащищенные пускатели и ручные контроллеры двигателей, могут иметь номинальное напряжение косой черты, а не прямое номинальное напряжение. Устройство защиты от перегрузки по току с номинальным напряжением косой черты - это устройство с двумя номинальными значениями напряжения, разделенными косой чертой, и имеет маркировку 480Y / 277 В или 480/277 В (см. Рисунок 10). Сравните это с устройством защиты от перегрузки по току с номинальным напряжением, которое не имеет предельного номинального напряжения, например 480 В.

Рисунок 11

Для устройства с косой чертой наименьший из двух номиналов предназначен для сверхтоков при напряжении между фазой и землей, предназначенных для снятия защиты с помощью одного полюса устройства. Самый высокий из двух номиналов предназначен для перегрузки по току при линейном напряжении, предназначенной для отключения двумя или тремя полюсами автоматического выключателя или другого механического устройства защиты от сверхтоков. Устройства максимальной токовой защиты с номинальным косым напряжением не предназначены для размыкания межфазных напряжений только на одном полюсе.Там, где полное межфазное напряжение может появляться только на одном полюсе, необходимо использовать полное или прямолинейное устройство защиты от перегрузки по току. Примером приложения, в котором автоматический выключатель на 480 В может потребоваться отключение перегрузки по току при 480 В только с одним полюсом, является соединение фазы A на землю в системе треугольником с заземленной вершиной треугольника 480 В, фаза B. Номинальные значения напряжения косой черты для автоматических выключателей рассматриваются в NEC 240.85, ограничивая их использование в глухозаземленных системах, в которых напряжение между фазой и землей не превышает меньшее из двух значений, а линейное напряжение не превышает более высокое значение.

Устройства защиты от сверхтоков, номинальные характеристики которых могут быть сокращены, включают, но не ограничиваются:

  • Автоматические выключатели в литом корпусе - UL 489
  • Контроллеры двигателей с ручным управлением - UL 508
  • Комбинированные пускатели типа E с самозащитой - UL 508
  • Дополнительные защитные устройства - UL 1077

Рисунок 12

Два других специальных требования подробно описаны в NEC 240.85:

для номинального напряжения автоматических выключателей.
  1. Автоматический выключатель с номинальным напряжением прямой цепи, например 240 В или 480 В, должен быть разрешен для применения в цепи, в которой номинальное напряжение между любыми двумя проводниками не превышает номинальное напряжение автоматического выключателя (см. Рисунок 12). .
  2. Двухполюсный автоматический выключатель не должен использоваться для защиты трехфазной треугольной цепи с заземленной вершиной треугольника, если автоматический выключатель не имеет маркировки 1Φ – 3Φ (см. Рисунок 13).

Рейтинг прерывания

NEC Статья 100 определяет отключающую способность как «наивысший ток при номинальном напряжении, который устройство предназначено для отключения в стандартных условиях испытаний».

Рисунок 13

Рейтинг, который определяет способность устройства защиты от перегрузки по току сохранять свою целостность при отключении тока короткого замыкания, называется его рейтингом отключения.Номинальное значение прерывания для аварийного прерывания в первую очередь связано с целостностью предохранителя или автоматического выключателя для прерывания тока повреждения; это не показатель, обеспечивающий защиту всех компонентов цепи ниже по потоку.

NEC 110.9 требует, чтобы устройства, прерывающие ток, имели достаточный отключающий рейтинг для тока, который должен быть прерван. Раздел 110.9 распознает разницу между током отключения и током отключения короткого замыкания. Автоматические выключатели и предохранители - это устройства, предназначенные для отключения тока на уровнях КЗ и 110.9 требует, чтобы они имели отключающую способность, достаточную для имеющегося тока короткого замыкания на их линейных клеммах. Оборудование, такое как разъединители и контроллеры двигателей, предназначенное для прерывания рабочего тока, должно быть рассчитано на ток, который должен быть прерван, такой как ток нагрузки или ток заблокированного ротора двигателя. Эта статья касается прерывания тока повреждения предохранителями и автоматическими выключателями.

Рисунок 14

На рис. 14 показаны четыре последовательных фотографии, снятые во время высокоскоростной видеосъемки испытания пары одноразовых предохранителей на 600 В, когда ток короткого замыкания превышал номинал размыкания предохранителей.Эти предохранители имеют номинальное значение отключения 10 000 А при 600 В. Однако испытательная схема была способна выдать 50 000 А тока короткого замыкания при 480 В. Это неправильное применение, поскольку предохранители не имеют достаточного номинала отключения для данного применения. Обратите внимание на большое количество разрушительной энергии, выделяемой этими устройствами при их сильном разрыве.

Минимальный рейтинг прерывания

В NEC 240,60 (C) указано, что минимальная отключающая способность предохранителей в патроне ответвительной цепи составляет 10 000 А.В NEC 240.83 (C) указано, что минимальная отключающая способность выключателя параллельной цепи составляет 5000 А. Предохранитель параллельной цепи или автоматический выключатель параллельной цепи должны быть надлежащим образом промаркированы, если номинальная мощность отключения превышает эти минимальные значения, соответственно. Эти минимальные отключающие характеристики и маркировка не применяются к дополнительным защитным устройствам, таким как плавкие предохранители со стеклянной трубкой или мини-выключатели (дополнительные предохранители - UL 1077).

На рис. 1 показан предохранитель, который имеет номинал отключения отключения 300 кА при напряжении 600 В переменного тока и номинальный ток отключения 100 кА при 300 В постоянного тока согласно списку UL.Номинальное значение отключения для данного автоматического выключателя обычно зависит от напряжения в системе. На рисунке 2 показан автоматический выключатель с разными номинальными характеристиками отключения, соответствующими различным уровням напряжения в приложении.

Рисунок 15

Какую отключающую способность должен иметь предохранитель в схеме на рис. 15?
Ответ: не менее 50 000 ампер. Предохранители классов R, J, T, L и CC имеют отключающую способность не менее 200 000 ампер.

Вопрос: На рисунке 16 какой отключающий рейтинг должен иметь автоматический выключатель?
Ответ: Некоторое значение больше или равно 50 000 ампер.Важно понимать, что автоматические выключатели бывают самых разных номиналов отключения. Например, автоматический выключатель может быть номиналом 10 000 A, 14 000 A, 18 000 A, 22 000 A, 25 000 A, 30 000 A, 35 000 A, 42 000 A, 50 000 A, 65 000 A, 100 000 A или 200 000 A. Кроме того, автоматический выключатель номинальные характеристики прерывания зависят от напряжения. Таким образом, автоматический выключатель на 480 В может иметь отключающую способность 65000 А при 240 В и 25000 А при 480 В.

Рисунок 16

Является ли правильное прерывание рейтинга проблемой в отрасли? Много раз у автора были люди, которые видели маркированный щит на 42 кА с автоматическим выключателем на 10 кА, установленным среди автоматических выключателей на 42 кА.Или установлены предохранители 10-A IR класса H, если имеется ток короткого замыкания более 10 кА. Эти два примера представляют серьезную угрозу безопасности. Многие промышленные предприятия проводят исследования опасности возникновения дугового разряда на своих объектах, чтобы обеспечить более безопасное рабочее место для своих рабочих. Фирма автора проводит исследования опасности вспышки для промышленных, коммерческих и институциональных объектов, и результаты немного сбивают с толку. Выявлено множество ситуаций, когда доступный ток короткого замыкания превышает отключающую способность установленных автоматических выключателей и предохранителей.Другая ситуация в отрасли: коммунальные предприятия регулярно заменяют трансформаторы из-за большей мощности, необходимой для расширения мощностей, или из-за того, что предыдущий блок вышел из строя. Часто результатом являются более высокие доступные токи короткого замыкания в оборудовании, что может привести к тому, что установленные OCPD будут иметь неадекватные отключающие характеристики.

Рисунок 17

Для обеспечения соответствия электрической системы требованиям NEC 110.9 требуется знание доступного тока короткого замыкания на линии каждого устройства защиты от сверхтоков.Как показано на рисунке 17, необходимо определить доступные токи короткого замыкания в месте расположения каждого защитного устройства. Токи короткого замыкания в электрической системе можно легко рассчитать, если известна достаточная информация об электрической системе. Однако в этой статье не рассматривается, как рассчитать доступные токи короткого замыкания. Существуют простые в использовании табличные методы, методы ручного расчета, а также программные приложения, которые можно использовать для определения доступных токов короткого замыкания в системе.Кроме того, существуют простые в использовании практические правила, которые можно использовать в определенных ситуациях.

Рейтинг серии

Рисунок 18

Как будто этого недостаточно знать, есть еще кое-что о прерывании рейтинга. Как правило, автоматический выключатель не следует применять, если доступный ток короткого замыкания на его выводах на стороне сети превышает отключающую способность автоматического выключателя. Это требование 110.9. Тем не менее, 240.86 имеет допуск на предохранители или автоматические выключатели для защиты автоматических выключателей, расположенных ниже по цепочке, когда доступный ток короткого замыкания превышает отключающую способность выходного автоматического выключателя.Термин, используемый для этого, означает комбинацию рейтингов серии, рейтинг серии или рейтинг комбинации серий. Применение серийных рейтингов имеет множество технических ограничений и дополнительных требований Кодекса, которые должны быть соблюдены для правильного применения. Комбинации, рассчитанные на серию, разрешенные согласно 240.86, следует использовать с осторожностью. Наиболее подходящее и часто единственное правильное применение комбинаций с последовательным номиналом - это ответвление цепи, осветительные панели. Заинтересованные читатели могут получить информацию о рейтингах сериалов из различных отраслевых источников; На сайте компании автора есть пояснительные и прикладные материалы по рейтингам серий, в том числе контрольный список соответствия.Рисунок 18 иллюстрирует эту концепцию.

Возможность отключения по одному полюсу

Рисунок 19

Однополюсная отключающая способность автоматического выключателя, пускателя с самозащитой и других аналогичных механических устройств защиты от перегрузки по току - это его способность отключать от перегрузки по току при заданном напряжении, используя только один полюс многополюсного устройства (см. Рисунок 19). . Многополюсные механические устройства защиты от сверхтоков обычно маркируются номиналом отключения.Этот отмеченный отключающий рейтинг применяется ко всем трем полюсам, прерывающим трехфазное короткое замыкание для трехполюсного устройства. Маркированные отключающие характеристики трехполюсного устройства не относятся к одному полюсу, который должен отключать ток короткого замыкания при номинальном напряжении.

Существуют электрические системы со специальными методами заземления, для которых может потребоваться трехполюсный автоматический выключатель для прерывания тока короткого замыкания при полном напряжении только на одном полюсе. NEC 110.9 требует, чтобы устройство защиты от перегрузки по току имело отключающую способность, равную или превышающую ток короткого замыкания, доступный на его линейных выводах.Это включает в себя, отключает ли устройство короткое замыкание через однополюсный или многополюсный. Примечания мелким шрифтом были добавлены к 240,85 NEC 2002 г. и 430,52 (C) (6) NEC 2005 г. Эти мелкие примечания предупреждают пользователей о том, что механические устройства, такие как автоматические выключатели и самозащищенные комбинированные контроллеры, имеют однополюсные отключающие способности, которые необходимо учитывать для надлежащего применения. Хотя большинство электрических систем спроектировано с устройствами максимального тока, имеющими соответствующие характеристики отключения трехфазного тока, возможности однополюсного отключения легко упускаются из виду.Электрические системы, в которых это должно быть исследовано, - это незаземленные системы, системы с заземлением с высоким импедансом и системы с заземленным треугольником. Эти типы систем давно стали обычным явлением для непрерывных технологических процессов и все чаще используются для других приложений, чтобы снизить вероятность возникновения опасности вспышки. На сайте компании автора есть пояснительные материалы по возможностям однополюсного отключения.

Заключение

Информация в этой статье Основы защиты от перегрузки по току, часть II предоставила информацию о трех важных номинальных значениях предохранителей и автоматических выключателей: номинальном токе, номинальном напряжении и номинальном отключении.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *