Как найти ток уставки автоматического выключателя - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Простейшими устройствами для автоматической
защиты от повреждений при нарушении
нормального режима работы в установках
с рабочим напряжением до 1000 В. являются
автоматические воздушные выключатели
(автоматы). Эти аппараты могут защищать
установку от перегруза и от токов
короткого замыкания. В зависимости от
назначения в него могут быть встроены
различные расцепители:

электромагнитные (защита от токов КЗ);
тепловые (защита от перегруза);
комбинированные (защита от токов КЗ и
перегруза).

Основными элементами автомата являются
контактная система, система дугогашения,
привод, и расцепители.

Автоматы с тепловыми и комбинированными
расцепителями имеют обратно зависящую
характеристику, это означает, что время,
в течение которого они срабатывают,
зависят от тока перегруза или короткого
замыкания протекающего через автомат,
чем больше ток, тем быстрее автомат
отключает линию.

Автоматический выключатель предназначен
для редких оперативных включений, 3-5
переключения в час.

Автоматические выключатели делятся
на три вида:

— нормальные, время срабатывания
;

— селективные с регулируемой выдержкой
времени, время срабатывания;

быстродействующие, время срабатывания
;

Автоматические выключатели выбираются
прежде всего по номинальным значениям
напряжения и тока. Затем определяются
токи уставки теплового и электромагнитного
расцепителей.

При выборе автоматических выключателей
следует учитывать следующие условия:

где
—
номинальное напряжение автоматического
выключателя.

—
номинальное напряжение защищаемой
установки.

где—
номинальный ток автоматического
выключателя.

—
номинальный ток защищаемой установки.

Расчет уставки электромагнитного
расцепителя. Электромагнитный расцепитель
автомата защищает электроустановку от
коротких замыканий. Ток уставки
электромагнитного расцепителя
определяется из следующих соображений:
автомат не должен срабатывать от пусковых
токов двигателей электроустановки
I_пуск_,а
ток срабатывания электромагнитногорасцепителяI_э.м.р.выбирается кратным
току срабатывания теплового расцепителя.

Расчет токов уставок производится по
следующим формулам:

где
— ток электромагнитного расцепителя.;

—
пусковой ток установки;

— коэффициент разброса;

— коэффициент надежности;

—
номинальный ток автоматического
выключателя;

— расчетный коэффициент электромагнитного
расцепителя;

Кд. – действительный коэффициент
(справочная величина).

2) Расчет токов уставки теплового
расцепителя.

где
— ток теплового расцепителя;

— коэффициент разброса;

— коэффициент надежности для не
перегруженных сетей;

—
номинальный ток автоматического
выключателя.

— расчетный коэффициент теплового
расцепителя;

Кд. – действительный коэффициент
(справочная величина).

При отсутствии справочных данных по
значениям коэффициентов для расчёта
уставок расцепителей можно использовать
следующие соотношения:

ток уставки теплового расцепителя
принимается равным на 15 – 20 % больше
рабочего тока:

I_т.р
= (1,15 – 1,2) I _р
,

где I_р– рабочий ток электроустановки,
А.

ток уставки электромагнитного расцепителя
определяется кратным току срабатывания
теплового расцепителя:

I_э.м.р=KI_т.р,

где K =4,5
– 10 – коэффициент кратности тока
срабатывания электромагнитного
расцепителя.

В табл. 8.10 пиведены характеристики
воздушных выключателей серии А 3000.

Примервыбора автоматического
выключателя для двигателя нажимного
устройства стана.

где
—
номинальное напряжение автоматического
выключателя;

—
номинальное напряжение защищаемой
установки.

где
—
номинальный ток автоматического
выключателя;

—
номинальный ток защищаемой установки.

Расчет уставки электромагнитного
расцепителя:

Выбираем действительную кратность Кд.
= 12, по условию

где,
— ток электромагнитного расцепителя;

— коэффициент разброса;

— коэффициент надежности;

—
номинальный ток автоматического
выключателя;

— расчетный коэффициент электромагнитного
расцепителя;

Кд. – действительный коэффициент
(справочная величина).

Таблица 8.10 – Автоматические воздушные
выключатели серии А3000

Тип	Номинальный ток,А	Напряжение, В	Число полюсов	Ток уставки, А	Предельный ток оключения, кА	Время отключения, с	Габаритные размеры, мм
постоянный	переменный
А3160	50	110, 220	1,2,3	15-50	1,6-3,6	2,5-4,5	0,025	15810589
A3110	100	220	2,3	15-100	5	2,5-10	0,015	237105112
А3120	200	220	2,3	15-100	20	18	0,015	258153105
А3130	200	220	2,3	100-200	17-28	14-25	0,015	300199106
А3140	600	220	2,3	100-200	17-28	14-25	0,015	561217141
А3710Б-А3740Б	160-630	440,660	2,3	250-600 —	25-50 110	32-40 40-60	0,03 —	225500190
А3710Ф-А3730Ф	160-630	220,380	2,3	—	25-50	25-50	—	225400160

* Примечание:
по усмотрению студента могут быть
выбраны и другие типы автоматических
выключателей из справочной литературы
или каталогов электротехнической
продукции .

Соседние файлы в папке БЖД

Источник

Автоматические выключатели

Назначение

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для:

— проведения тока цепи в нормальных режимах;

— автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.)

— нечастой коммутации номинальных токов (6–30 раз в сутки). Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Примечание. Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Выключаются автоматы обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения) — автоматически. Каждый автомат снабжается расцепителем максимального, а в некоторых типах расцепителем минимального напряжения.

Выключатель состоит из:

— расцепителей максимального тока;

— корпуса; контактной системы;

— выводных зажимов;

— дугогасительного устройства;

— механизма свободного расцепления;

— крышки;

— рукоятки;

— регулятора тока несрабатывания теплового расцепителя;

— дополнительных расцепителей и других вспомогательных узлов.

Независимый расцепитель устанавливается вместо теплового или электромагнитного расцепителя.

Контактная система состоит из подвижных и неподвижных контактов, обеспечивает одинарный разрыв цепи в каждой фазе.

Дугогасительное устройство представляет собой камеру с деионной решеткой, состоящей из стальных дугогасительных пластин.

Коммутационное положение выключателя указано знаками: «1» — включенное, «0» — отключенное.

В качестве указателя коммутационного положения используется рукоятка управления. Узел регулировки тока несрабатывания теплового расцепителя представляет собой термоэлемент с термобиметаллом температурной компенсации и регулировочное устройство.

Регулировочное устройство состоит из системы рычагов и регулировочного винта.

Термины и определения

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя предназначен для защиты цепей от тока короткого замыкания, представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, в результате чего происходит отключение автоматического выключателя. Многие современные выключатели имеют полупроводниковый расцепитель, который выполняет функции электромагнитного расцепителя.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя — тепловое реле, реагирующее на количество тепла, выделяемое в его нагревательном элементе и защищающее цепи от перегрузки.

Комбинированный расцепитель — расцепитель, осуществляющий защиту от перегрузки и коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.

Расцепитель минимального напряжения — электромагнит, срабатывающий при исчезновении напряжения, или при снижении его до уставки срабатывания расцепителя.

Независимый расцепитель — электромагнит, срабатывающий и отключающий автоматический выключатель при подаче импульса от ключа или кнопки управления.

Нерегулируемый автоматический выключатель — автоматический выключатель, у которого отсутствует возможность регулирования уставки расцепителя в процессе эксплуатации. Расцепитель автоматического выключателя отрегулирован заводом-изготовителем в расчете на определенный номинальный ток.

Регулируемый автоматический выключатель — аппарат, у которого имеется возможность воздействуя на механическую систему или специальное устройство, отрегулировать время срабатывания расцепителя.

Селективный автоматический выключатель — аппарат, срабатывающий с выдержкой времени и позволяющий осуществлять селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разной выдержкой времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Параметры автоматических выключателей

Номинальный ток — ток, прохождение которого допустимо в течении неограниченного времени.

Номинальное напряжение — напряжение, при котором может применяться выключатель данного типа.

Предельно отключаемый ток — ток, который может быть отключен автоматическим выключателем без каких-либо его повреждений.

Номинальный ток расцепителя — ток, прохождение которого в течении неограниченного времени не вызывает срабатывания расцепителя.

Ток уставки расцепителя — наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.

Уставка тока — настройка автоматического выключателя на заданный ток срабатывания.

Отсечка тока — уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание.

Принцип действия

Операция включения и отключения выключателей осуществляется перемещением рукоятки соответственно в положение «1» и в положение «0». При токах перегрузки или короткого замыкания, превышающих уставку по току срабатывания, контактная система автоматически отключается.

Отключение выключателей под действием расцепителей происходит независимо от того, удерживается или нет рукоятка вручную во включенном положении. Механизм свободного расцепления обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактной системы при автоматическом и ручном управлении.

Включение выключателя после автоматического срабатывания производится перемещением рукоятки в положение «0», при этом осуществляется взвод, а затем поворотом в положение «1» — включение.

Защитные характеристики автоматических выключателей

Согласно ГОСТ Р 50345-99, автоматические выключатели делятся на следующие типы по току мгновенного расцепления:

B: от 3·I_n до 5·I_n (где I_n — номинальный ток);

C: от 5·I_n до 10·I_n;

D: от 10·I_n до 20·I_n.

Рис. 26. Диаграммы отключения автоматических выключателей разных типов (закрашена область токов мгновенного расцепления)

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (от 2·I_n до 3·I_n). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K и Z.

Автоматический выключатель аБ25

Однополюсные установочные автоматические выключатели марки АБ25 предназначены для автоматического отключения электрических цепей или отдельных приемников при перегрузках и коротких замыканиях.

Устройство. В пластмассовом корпусе (рис. 27) неподвижно закреплена металлическая скоба с контактом и винтовым зажимом для подключения провода. Подвижный контакт смонтирован на латунном рычаге, который в центре отжимается пружиной, а концом упирается в биметаллическую пластинку. Эта пластинка приварена к выводу с закрепленным на ней винтовым зажимом для подключения второго провода. Для создания надежного контакта биметаллическая пластинка и рычаг соединены гибким медным проводником.

Рис. 27. Устройство автоматического выключателя АБ-25

При включении автомата рукоятку устанавливают в верхнее положение и ее выступ освобождает рычаг, который под действием пружины поворачивается и замыкает контакты.

Отключение. Когда происходит короткое замыкание или перегрузка, автомат отключается следующим образом. Ток нагревает биметаллическую пластинку и она, отгибаясь книзу, высвобождает конец рычага, который под действием пружины поворачивается и размыкает контакты.

Возникающая между контактами искра гасится в дугогасительной камере.

Повторное включение. При автоматическом отключении АБ25 рукоятка остается в положении «включено», поэтому для повторного включения автомата необходимо сначала опустить ее в положение «отключено», а затем снова перевести в верхнее положение.

В связи с такой конструкцией привода автомат снабжен указателем срабатывания (пластмассовый стерженек с пружинкой). При включенном автомате, а также при выключении вручную указатель утоплен в корпусе. При автоматическом отключении концом рычага он выталкивается из гнезда и становится хорошо заметным.

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по номинальным напряжению и току с соблюдением следующих условий:

Uном.а. ≥ Uном.с.; Iном. а ≥ Iдлит;

где U_ном.а. — номинальное напряжение автоматического выключателя; U_ном.с. —номинальное напряжение сети; I_ном.а.— номинальный ток автоматического выключателя; I_длит — длительный расчетный ток цепи.

Кроме того, должны быть правильно выбраны: номинальный ток расцепителей I_{ном.расц.}; ток уставки электромагнитного расцепительного элемента комбинированного расцепителя I_{уст.эл.магн.}; номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя — I_{ном.уст.тепл.}.

Номинальные токи электромагнитного, теплового или комбинированного расцепителя должны быть не меньше номинального тока двигателя:

Iном.расц. ≥ Iном. дв.

Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от католожных данных выбирается из условия:

Iуст.эл.магн. ≥ 1,25Iпуск.;

где I_пуск. — пусковой ток двигателя.

Для группы двигателей:

, где — сумма номинальных токов одновременно работающих двигателей и других элементов создающих ток в цепи, защищена выключателем, до момента пуска двигателя (группы двигателей), дающего наибольший прирост пускового тока; I_пуск — пусковой ток двигателя (или группы двигателей, пускаемых одновременно), дающего наибольший прирост пускового тока.

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя:

Iном.уст.тепл. ≥ Iном. дв.

Так же выбираются уставки расцепителей автоматических выключателей и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания, например, цепей контрольно-измерительных приборов и др. Разумеется, если в этом возникает необходимость, так как в большинстве случаев для защиты приборов и других подобных электроприемников малой мощности по соображениям чувствительности оказывается необходимым применять плавкие предохранители.

Надо учитывать, что если автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем устанавливается в цепях электроприемников, при включении которых не возникают броски пускового тока, то надобности в отстройке от этих бросков нет. Ток уставки электромагнитного расцепителя в этом случае должен выбираться минимально возможным.

Эксплуатация аппаратов защиты

Автоматические выключатели осматривают не реже 1 раза в год или через каждые 2000 включений, а также после каждого автоматического отключения. Нагар и копоть с внутренней стороны выключателя удаляют смоченной ацетоном салфеткой.

При осмотре проверяют затяжку винтов, целость пружин, состояние контактов, смазывают шарниры. Обращают внимание также на исправность защитных кожухов, в которых находятся пусковые аппараты. При нарушении уплотнения в аппарат могут попасть пыль и грязь, которые увеличивают сопротивление контактных поверхностей и вызывают их нагрев и коррозию, а такие ухудшают состояние изоляции, что приводит к ее старению, пробою, а, следовательно, к аварии.

Периодически проверяют правильность срабатывания реле и отключения автоматов от действия тепловых или электромагнитных расцепителей. Предохранители требуют постоянного наблюдения, замены перегоревших плавких вставок и своевременного ремонта. От их исправности, правильного подбора вставки зависит надежная и безопасная работа электроустановок. Применять следует только калиброванные плавкие вставки. Использование случайных проволок для вставки может привести к авариям и пожарам. Для ускорения подбора и замены перегоревшей вставки на каждом предохранителе должна быть обозначена четкая цифра величины силы номинального тока. При техническом обслуживании электрических аппаратов очень часто проводится мелкий ремонт.

Источник

1. Уставка тепловых расцепителей I_т.р. расчитывается по формуле

I_т.р.=К_п×К_н×I_н

где:
К_п — коэффициент погрешности тепловых расцепителей, принимается на основе эмпирических данных, равным 1.1;
К_н — коэффициент нагрузки, для цепей работающих в следующих условиях:

токи нагрузки для цепей, подключенных к аппарату, не превышают номинального тока I_нагр.< I_ном, то Кн-1.0 — 1.1;
с кратковременной перегрузкой (асинхронные двигатели) Кн-1.15 — 1.3
с кратковременной нагрузкой Кн-0.5;

I_н — ток нагрузки, А;

2. Уставка электромагнитных расцепителей расчитывается по формуле

I_{эм.расч.}=К_п×К_н×I_нмax

где:
К_п — коэффициент погрешности электромагнитных расцепителей, принимается равным 1.2;
К_н — коэффициент нагрузки, для цепей работающих в следующих условиях:

для цепей с двигательной нагрузкой К_н-1.8-2.0;
для цепей напряжения К_н>2.0;
для остальных цепей К_н-1.5;

I_нmax — максимально возможный ток ток перегрузки (для цепей постоянного тока принимается больше на 30%), А;
Уставка электромагнитного расцепителя определяется по формуле

К_эм=I_{эм.расч}÷I_ном

где: I_ном — номинальный ток выключателя, А;
Исходя из полученного расчетного значения уставки электромагнитного расцепителя, выбирается аппарат с ближайшим большим выпускаемым значением электромагнитного расцепителя.
Можно определить коэффициент чувствительности аппарата для цепей переменного тока

К_ч=I_к.з.min÷I_{эм.расч.}

коэффициент чувствительности аппарата для цепей постоянного тока

Кч=I_к.з.min÷1.3 I_{эм.расч.}

где: I_к.з.min — минимальный ток короткого замыкания в цепи, А;

УСЛОВИЯ РАБОТЫ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ

Электромагнитные расцепители максимального тока (отсечка) при прохождении переменного однофазного тока (при последовательном соединении полюсов автоматического выключателя) должны срабатывать мгновенно, в зависимости от исполнения выключателя, со следующими допустимыми отклонениями:

— уставка 3.5 I_ном +/- 15%;
— уставка 10 I_ном +/- 20%;

Расцепитель максимального тока в нулевом проводе должен срабатывать при токе, равном номинальному току расцепителя фазы с допустимым отклонением от -20% до +40%. Длительно допустимый ток не должен превышать 60% от номинального тока в полюсе выключателя.
Время срабатывания тепловых расцепителей t т.р.ср. выключателя при температуре окружающей среды +20℃ +/-5℃ из холодного состояния, при прохождении по ним переменного однофазного тока (при последовательном соединении полюсов автоматического выключателя) должно соответствовать следующим значениям:

t т.р.ср < 1 часа, при номинальном токе 1.1 I_ном.;
t т.р.ср < 30 минут, при токе 1.35 I_ном;
t т.р.ср.= 1.5 -10 секунд, при токе 6 I_ном;

При температуре окружающей среды отличной от +20℃ +/-5℃ и токах выше 2 I_ном, ток срабатывания теплового расцепителя изменяется следующим образом:

— с увеличением температуры окружающей среды на каждые 10℃ ток срабатывания теплового расцепителя уменьшается на 6-7%;
— с уменьшением температуры окружающей среды на каждые 10℃ ток срабатывания теплового расцепителя увеличивается на 5-6%;

Для компенсации температурного воздействия окружающей среды на тепловые расцепители используется рычаг регулировки.
Расцепитель минимального напряжения не должен препятствовать включению выключателя при снижении напряжения до 80% от номинальной величины и должен отключить выключатель при снижении напряжения ниже 35% от номинальной величины напряжения;
Дистанционный расцепитель должен срабатывать при напряжении (75%-110%)U_ном. Катушка дистанционного расцепителя расчитана на кратковременную работу и поэтому должна включаться через блок-контакты выключателя;
Расцепители минимального напряжения и дистанционные расцепители изготавливаются на напряжения: 110В, 127В, 220В, 380В, 415В переменного тока частотой 50, 60Гц.;
Блок-контакты автоматического выключателя допускают в продолжительном режиме нагрузку номинальным током 1А. Ток включения не должен быть выше 10А. При отключении блок-контактов в цепи переменного тока напряжением 220В и коэффициентом мощности не менее 0.5 предельный ток отключения не более 1А, а при напряжении 400В предельный ток отключения 0.5А.
В цепи постоянного тока 220В и постоянной времени цепи не более 0.05 сек допускается предельный ток отключения не более 0.15А;

Источник

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

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

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

Iном.р. > Iном.дв. (1)

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

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

Iотс. > 1,3*Iпуск.дв. (3)

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

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

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

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

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

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

Автоматы типа МА

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

Приборы класса А

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

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

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

Защитные устройства класса B

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

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

Автоматы категории C

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

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

Автоматические выключатели категории Д

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

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

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

Защитные устройства категории K и Z

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

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

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

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

Наглядно про категории автоматов на видео:

Пример выбора уставок расцепителя автоматического выключателя в цепи электродвигателя

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

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

Iотс. = 2*Iпуск.дв. = 2*780 = 1560 А

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

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

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

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

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

Источник

Ток условного «неотключения» автомата — 1,13•In

Ток не отключения автоматического выключателя. Что это такое и откуда он берётся? Рассмотрим ВТХ защитного устройства — автомата. На оси Х (абсцисс), отражающей кратность тока нагрузки в цепи к номинальному току (I/In), находим цифру — 1,13.

Из этой точки вверх проводим вертикальную линию. (На рисунке, расположенном ниже, линия выделена красным цветом.)

Ищем точки пересечения этой линии с кривой времени срабатывания автомата. Видим, что таких точек нет. Делаем вывод, что автомат не сработает, если в цепи будет ток, превышающий номинальный в 1,13 раз.

Автоматические выключатели, пропуская через себя ток, превышающий их номинальный в 1,13 раз, должны поддерживать работу цепи на протяжении целого часа (ГОСТ 50345). При невыполнении этого условия, устройства автоматической защиты бракуются.

Условный ток не расцепления любого автомата составляет 1,13•In. При такой токовой нагрузке устройство защиты не отключается:

1 час у автоматов с номиналом менее 63 А;
2 часа у автоматов с номиналом более 63 А.

На графиках времятоковых характеристик автоматических выключателей производителями отмечается точка условного не расцепления (1,13•In).

Если через эту точку провести вертикальную прямую, становится видно место её пересечения с нижней кривой на участке 60-120 минут. К примеру, при прохождении тока 1,13•In = 11,3 (А) через автомат, номинал которого составляет 10 А, его тепловой расцепитель не разомкнёт цепь на протяжении 1 часа.

Так же, при прохождении тока 1,13•In = 18,08 (А) через автомат номиналом 16 А в течение 1 часа не сработает его тепловой расцепитель.

Ниже приведены значения токов условного не расцепления для автоматических выключателей различного номинала:

Номинальный ток автомата (Ампер)	Ток неотключения (перегруз 13 %)
6	6,78
10	11,3
16	18,08
20	22,6
25	28,25
32	36,16
40	45,2

В соответствии с времятоковыми характеристиками, автоматы не будут срабатывать при прохождении через них токов, указанных в правом столбце. Это особенно важно, если в вашей сети возможно подключение большой нагрузки, а электропроводка устарела, изоляция проводов нарушена, монтажные работы были проведены некачественно.

Тогда ток не отключения автомата возрастёт, а сечение отходящего кабеля может оказаться недостаточным для создавшейся нагрузки. Поэтому, старайтесь выбрать защитное оборудование и сечение проводников с оправданным запасом. Чтобы не заниматься каждый раз расчетами, обращайтесь к представленной ниже информации.

Ток уставки и ток отсечки

В чем разница между током уставки и током отсечки? Не одно ли это и то же? И как правильно с технической точки зрения назвать ток, который будет влиять на срабатывание тепловой защиты?

Если дать самое общее определение понятию уставки, то оно будет звучать так:

Уставка (уставка срабатывания) – заданное пороговое значение некоей величины или параметра, по достижении которой должно произойти срабатывание оборудования, схемы или иное заранее предусмотренное действие.

В вашем случае должна происходить токовая отсечка: при превышении значения силы тока должен сработать автоматический выключатель, установленный для защиты данного участка электросети. Пороговое значение в данном случае будет и током уставки, и током отсечки. Правда, стоит уточнить: современные автоматические выключатели срабатывают не непосредственно на тепло – на самом деле используются электромагнитные токовые реле. Температура была непосредственным действующим параметром в эпоху плавких предохранителей; вы же, вероятно, все-таки имеете в виду автомат. В этом случае ток уставки и ток отсечки можно считать синонимами.

Номинальная отключающая способность АВ

Нормируют величину тока, при которой автомат разорвет цепь и сохранит достаточную функциональность для выполнения аналогичных действий в штатном режиме. Следует подчеркнуть, что в тематических стандартах подразумевается периодическая компонента тока КЗ. Применяют следующие обозначения номиналов отключающей способности автоматического выключателя для разных групп приборов по признаку целевого назначения:

промышленные автоматы – Icu (предельная);
бытовые модели – Icn (эксплуатационная).

А – мгновенно;
В – с установленной задержкой.

Испытания выполняют по стандартной программе:

моделируют КЗ с последующим выключением автомата;
проверяют работоспособность;
повторяют процедуру при разных значениях cos ϕ.

На завершающей стадии уточняют соответствие базовых технических параметров паспортным данным производителя.

Кроме сохранности изоляции контролируют надежность и скорость разъединения контактных групп, отсутствие механических повреждений.

Понятие время-токового параметра

Электрический ток имеет основную отличительную черту — он может проходить только по замкнутой цепи. Если контур открыть, то работа тока сразу останавливается. Эта особенность нашла применение в функционировании наибольших токовых защит, основанных на работе предохранителей и автоматов.

Они выбираются так, чтобы могли долгое время сохранять номинальное значение проходящего сквозь них тока. Таким образом создается надёжность электроснабжения потребителей. Также автоматы и предохранители оснащены защитными функциями, в случае образования чрезвычайных ситуаций в контролируемой цепи они разрывают протекающий через них опасный ток.

На это влияют два фактора:

величина проходящего тока нагрузки;
время его действия.

Предохранители также учитывают температурный режим цепи и размыкают контуры за счет действия теплового расцепителя. В то же время в его составе имеется еще одно устройство — электромагнитный расцепитель, который реагирует на превышение электромагнитной энергии, возникающей даже в импульсном режиме.

Время-токовая характеристика (ВТХ) выражается в виде графиков в декартовых координатах. По оси ординат располагают время, отсчитываемое в секундах, а абсцисс — отношение протекающего тока аварийного режима I к номинальной величине Iн коммутационного аппарата.

Значение автоматических выключателей

Автомат, защищающий сеть, выполняет 2 задачи:

вовремя определить слишком большой ток;
разорвать цепь до того, как возникнет повреждение.

ток перегрузки, возникающий из-за включения большого количества приборов в сеть;
сверхтоки из-за короткого замыкания.

Современные электромагнитные устройства легко и безошибочно определяют ток короткого замыкания и выключают нагрузку. С током перегрузки проблем больше. Они мало чем отличаются от номинального значения и в течение некоторого промежутка времени протекают без последствий. Проблема заключается в наличии предельного значения тока нагрузки, который и вредит сети.

Обратите внимание! В автоматических выключателях 3 вида расцепителей — механический для ручного выключения, электромагнитный для реагирования на токи короткого замыкания и тепловой для защиты от перегрузок.

Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями

Ни для кого не секрет, что автоматические выключатели это не просто рубильники, которые пропускают рабочий ток и обеспечивают два состояния электрической цепи: замкнутое и разомкнутое. Автоматический выключатель — это электрический аппарат, который в режиме реального времени «отслеживает» уровень протекающего тока в защищаемой цепи и отключает ее при превышении током определенного значения.

Самым распространенным сочетанием в автоматических выключателях является комбинация теплового и электромагнитного расцепителя. Именно эти два вида расцепителей обеспечивают основную защиту цепей от сверхтоков.

Тепловой расцепитель предназначен для отключения токов перегрузки электрической цепи. Тепловой расцепитель конструктивно состоит из двух слоев металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения. Это и позволяет пластине изгибаться при нагреве и воздействовать на механизм свободного расцепления, в конечном итоге, отключая аппарат. Такой расцепитель еще называют термобиметаллическим расцепителем по названию основного элемента — биметаллической пластины.

Однако этот вид расцепителя обладает существенным недостатком — его свойства зависят от температуры окружающей среды. То есть, при слишком низкой температуре даже если цепь будет перегружена — тепловой расцепитель автоматического выключателя может не отключить линию. Возможна и обратная ситуация: в очень жаркую погоду автоматический выключатель может ложно отключать защищаемую линию, за счет нагрева биметаллической пластины окружающей средой. К тому же тепловой расцепитель потребляет электрическую энергию.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и подвижного стального сердечника, удерживаемого пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится электромагнитное поле, однако его силы не хватает, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Устройство механизма электромагнитного расцепителя показано на примере АП50Б

Этот вид расцепителя не обладает таким большим потреблением электрической энергии, как тепловой расцепитель.

В настоящее время широкое распространение получили электронные расцепители на базе микроконтроллеров. С их помощью можно осуществлять точную настройку следующих параметров защиты:

уровень рабочего тока защиты
время защиты от перегрузки
время срабатывания в зоне перегрузки с функцией «тепловой памяти» и без нее
ток селективной отсечки
время селективной токовой отсечки

Реализованная функция проведения самотестирования работоспособности механизма свободного расцепления с помощью кнопки ТЕСТ позволяет проводить проверку аппарата потребителем.

Регулировка параметров настройки электрической цепи на лицевой панели устройства позволяет персоналу без лишнего труда понять, как настроена защита отходящей линии.

С помощью поворотных переключателей на лицевой панели устанавливается уровень рабочего тока цепи. Регулировка уставки рабочего тока расцепителя IR устанавливается в кратности: 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1,0 к номинальному току выключателя.

Существует два режима работы полупроводникового расцепителя при перегрузке электрической цепи:

с «тепловой памятью»;
без «тепловой памяти»

«Тепловая память» является эмуляцией работы теплового расцепителя (биметаллической пластины): микропроцессорный расцепитель программным способом задает время, которое потребовалось бы для остывания биметаллической пластины. Данная функция позволяет оборудованию и защищаемой цепи больше времени остывать и, соответственно, их срок службы не снижается.

Одним из преимуществ является установка уровня тока и времени срабатывания автоматического выключателя при коротком замыкании, что осуществляет необходимую селективность защиты. Это необходимо для того, чтобы вводной автоматический выключатель отключился позже, чем ближайшие к аварии аппараты. Важно отметить, что, в отличие от теплового расцепителя, уставки по времени в микропроцессорном расцепителе не меняются при изменении температуры окружающей среды.

Регулировка уставки тока селективной токовой отсечки выбирается кратно рабочему току IR: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Регулировка уставки времени селективной токовой отсечки выбирается в секундах: 0 (без выдержки времени); 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4.

Электромагнитная совместимость микропроцессорных расцепителей автоматических выключателей OptiMat D позволяет применять эти аппараты в общепромышленных электроустановках. В свою очередь, электромагнитные поля, создаваемые элементами микропроцессорного расцепителя не оказывают негативного влияния на окружающую технику.

Рассмотрим выбор уставок на примере микропроцессорного расцепителя MR1-D250 автоматического выключателя OptiMat D. Имеется асинхронный двигатель АИР250S2 с параметрами Р=75 кВт; cosφ=0,9; Iп/Iном=7,5; для которого нужно выбрать уставки защищающего аппарата (автоматический выключатель защищает непосредственно линию с данным электродвигателем). Примем следующие условия: пуск электродвигателя легкий и время пуска равное 2 с.

Выбираем для нашего двигателя уставку в 4 секунды с функцией тепловой памяти:

В нашем случае номинальный ток электродвигателя составляет 126,6 А. Соответственно, выставляем переключатель регулировки номинального тока выключателя на значение 0,56, чтобы ближайшее значение получилось 140 А.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал ложно от пусковых токов, кратность которых для выбранного двигателя составляет 7,5 примем уставку селективной токовой отсечки равную 8.

Т. к. данный выключатель будет устанавливаться непосредственно для защиты электродвигателя для обеспечения селективности в действии выключателей принимаем мгновенную селективную токовую отсечку (без выдержки по времени).

Следует также отметить, что при превышении током короткого замыкания значения в 3000 А выключатель будет срабатывать мгновенно, то есть без выдержки по времени.

Таким образом, мы рассмотрели пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя, обеспечивающие защиту асинхронного двигателя. Данный пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя не является техническим руководством. В конечном виде панель настройки микропроцессорного расцепителя автоматического выключателя будет выглядеть так:

Электромагнитная совместимость, соответствующая требованиям ГОСТ Р 50030.2-2010, и возможность внедрения в систему автоматизации делает автоматические выключатели Optimat D250 более надежными, удобными и выгодными решениями по многим показателям.

Параметры время-токового срабатывания автоматов (A, B, C и D)

Обозначение защитной характеристики (категория)	Мгновенное отключение при коротком замыкании из диапазона (сокращенно)	Предпочтительное применение автоматического выключателя	Нагрузки на участок
B	(3-5) · In	Защита: изоляции кабелей; сетей с электро-нагревательными приборами (плитой, бойлером); маломощных сетей: сигнализации; измерения; управления.	резистивные
C	(5-10) · In	Защита: освещения; розеток; корпусов бытовых электрических приборов.	резистивные, индуктивные с низким пусковым напряжением
D	(10-50) · In	защита: электрических двигателей (стиральных машин, водяных насосов); низковольтных трансформаторов; ламп-разрядников.	индуктивные с высоким пусковым напряжением

Параметры автоматических выключателей

К основным параметрам автоматических выключателей относятся:

номинальное напряжение автоматического выключателя;
номинальный ток максимального расцепителя;
уставка по току срабатывания максимального расцепителя;
уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных автоматов).

Уставкой по току срабатывания максимального расцепителя считается такой, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах.

К сведению! Уставка по времени срабатывания максимального расцепителя — это время между моментом обнаружения короткого замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.

Что такое отключающая способность автоматического выключателя

Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.

Отключающая способность автоматического выключателя – это комплексный параметр. Он характеризует гарантированное выполнение техникой основных функций при возникновении аварийных ситуаций.

Как правильно выбирать автоматические выключатели

При выборе устройств стоит обратить на внимание на три критерия.

Количество

Чтобы разобраться с количеством выключателей, нужно знать число силовых цепей в квартире.

Силовая цепь — это провод, идущий от электрощитка в квартиру вместе с подключенными к нему приборами-потребителями электроэнергии. Как правило, в квартирах в одну цепь объединены осветительные приборы, в другую — розетки.

Обратите внимание! Каждый из бытовых приборов, например, посудомойка, водонагреватель, кондиционер, получает электричество по отдельному проводу, а значит включен в свою электрическую цепь.

Полюсность и рабочее напряжение

Электрическое подключение в доме может быть однофазным или трехфазным. С точки зрения выбора автомата эти подключения отличаются количеством жил в проводе, которые выключатель должен обесточить, когда будет срабатывать. На каждую жилу нужна своя секция выключателя. Полюсность — это фактически количество секций в автомате, их может быть от одной до четырех.

Безопасный для проводки номинальный показатель

Номинальный ток — это самая важная характеристика автоматов.

Она говорит о том, какую энергию автомат пропускает через себя в течение длительного времени и не размыкает цепь. От правильного выбора номинального тока зависит, сможет ли автомат защитить проводку.

К сведению! Распространенные классы номинального показателя бытовых автоматов: 6, 10, 16, 25, 32, 50 А.

Сфера применения автоматов

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

Для бытовой сферы рекомендуется использовать ВТХ типа С, а для промышленной или сельскохозяйственной тип В.

Таким образом, время-токовые характеристики — важный показатель, который играет не последнюю роль в обеспечении электричеством здания, квартиры или завода. Он нужен для выбора автоматических выключателей во избежание КЗ. Перед эти нужно изучить параметры срабатывания и принцип работы устройств, чтобы после покупки не оказалось, что они не тянут все нагрузки.

Источник