Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции

Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции

Автоматические выключатели, их ещё называют «пакетники», или просто автоматы это основное средство защиты от КЗ и перегрузок. Обычные бытовые автоматические выключатели с защитой от КЗ и тепловой защитой по превышению тока я использую с самого начала создания своей ветро-солнечной электростанции. Это наверно единственный доступный способ обеспечить защиту от короткого замыкания аккумуляторов, сберечь проводку в случае ЧП и потребителей.

И до сих пор много людей кто смотрит мои видео если видят обычные автоматы в моей электростанции то сразу пишут что нельзя использовать такие автоматы, нужно специальные для постоянного тока или предохранители. Слишком большая дуга на постоянном токе при расцеплении контактов сожжёт автомат. Пишут что большие потери на таких автоматах. В общем я решил подробно описать всё как есть с подкреплением опытом и цифрами.

В данной статье я буду говорить именно про автоматы с обозначением «C», это самые распространённые автоматы, именно они находятся в большинстве электрощитов и продаются в магазинах. Ниже на фотоавтоматы в моей солнечной электростанции, это развязка на 12V.

Краткие характеристики автоматических выключателей класса «C»:

Характеристика С-автоматов. Автоматы «С» отличаются большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами с обозначением «В» и «А». Ток моментального срабатывания электромагнитного расцепителя автомата происходит при токах в 5-10 раз больше тока указанного на автомате. Например автомат на 50А сработает мгновенно при токах 250-500А. А автомат на 10А сработает мгновенно при токах 50-100А. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-ти кратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Электромагнитный расцепитель призван спасать от короткого замыкания и срабатывает по току, а на каком напряжении по сути не важно. На практике я проверял автоматы на 10А, и при токе 12А автомат срабатывал в первый раз течении 30-40 минут, далее уже нагретый гораздо быстрее.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) работает по температуре, и чем выше ток тем выше нагрев пластины, и быстрее время срабатывания. При токе протекающим через автомат равным его номиналу автомат должен сработать в течении часа в зависимости от температуры. Это защита если например включено слишком много приборов в линии, чтобы не перегревались провода и не оплавилась изоляция. При двойном превышении тока автомат должен сработать в течении минуты, чем он больше нагревается тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Вот такие характеристики автоматов класса «C», особенность это большая перегрузочная способность чтобы автоматы не выбивало при запуске нагрузок с большими пусковыми токами. Но если чтото не так то они вполне справляются с задачей защитить электропроводку.

Использование автоматов переменного тока на постоянном токе

Конструктивно автоматы переменного тока ничем не отличаются от автоматов постоянного тока, и я считаю что это просто маркетинговых ход чтобы продавать автоматы дороже, ведь за обозначение DC ценник сразу умножается в 10 раз. Даже в промышленности в цепях постоянного тока используют и обычные автоматы.

Главный аргумент противников таких автоматов это типа большая и мощная дуга на постоянном токе, которая спалит автомат и он может типа загореться и пр. Они говорят что на переменном токе дуга сама гаснет при переходе через ноль. Но если посмотреть видео где зажигают дугу на постоянном токе 220В и переменном 220В, то разницы никакой. Да и как тогда раньше варили сварщики от сварочных аппаратов переменного тока если дуга типа гаснет при переходе через ноль. Они бы не смогли её зажечь так как она бы постоянно гасла, но дуга стабильная и электроды прекрасно горят также как и на постоянном токе. Ниже видео по этому поводу.

Читайте так же:
Реле для выключателя кнопка

Я сам пробовал много раз замыкать автоматы на 12В АКБ, и автоматы прекрасно срабатывают, и никакая другая ничего не палит, пробовал и на 24 вольта АКБ замыкать автоматический выключатель.

По поводу потерь на автоматах они конечно есть, но не такие большие как про них рассказывают. Например при токе 26А потери на двойном автомате на 50А около 0.02, это общее 0.04В*26=1.04 ватт. Гораздо больше потери в проводах при недостаточном сечении или при длине более пять метров.

Я думаю что автоматы надо ставить обязательно, и не в коем случае не подключать инверторы и контроллеры напрямую к аккумуляторам, да и другие устройства. Бывает так что в таких устройствах выгорают входные транзисторы, и хорошо если они просто сгорят с небольшим дымком, но бывает так что при сгорании расплавляются и замыкают контакты кристалла транзистора, и получается Короткое Замыкание, и тогда может не выдержать уже провод, и начаться горение проводов, и внутренностей инвертора или контроллера.

У меня пока небыло таких случаев, и не было больших коротких замыканий. Но был случай когда замкнул маленький DC/DC преобразователь с 12 до 5 вольт. Он был подключён тонким проводом сечением 1.5кв через автомат на 10А, и при замыкании автомат не сразу сработал так как ток КЗ был небольшой. Провод успел немного оплавится, но автомат сработал быстро и спас от возгорания провода и больших проблем.

Также гдето читал что у человека начал гореть инвертор, который был прикручен толстым кабелем к аккумулятору на клеммы и оторвать руками кабель было нельзя. Пришлось срочно искать топор и рубить кабель, и пока искали топор инвертор продолжал гореть. А если бы в этот момент никого рядом не оказалось, или не успели бы и начался пожар.

Принцип работы автоматического выключателя

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Как работает автоматический выключатель?

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.

Читайте так же:
Характеристики автоматического выключателя c40

как работает автоматический выключатель

В аварийных режимах автоматический выключатель отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

принцип работы автоматического выключателя

Как работает автомат в режиме перегрузки

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.

Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.

Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении электродвигателей которые имеют большие пусковые токи).

Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.

На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.

Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.

В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Как работает автомат в режиме короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.

Читайте так же:
Технические характеристики автоматического выключателя авв

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.

электромагнитный расцепитель

Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при коротком замыкании в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.

Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.

В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.

Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.

дугогасительная камера автомата

Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.

Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.

В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.

Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Вот таков принцип работы автоматического выключателя в условиях различных аварийных ситуаций.

Если отключение автоматического выключателя стало для вас постоянной проблемой, не пытайтесь решить ее установкой автомата с большим номинальным током.

Автоматы устанавливаются с учетом сечения вашей проводки, и, значит, больший ток в вашей сети просто не допускается. Найти решение проблемы можно только после полного обследования системы электроснабжения вашего жилища профессионалами.

Выбор модульного автоматического выключателя

Модульные автоматические выключатели


Автоматический модульный выключатель – главный защитник домашней электропроводки и подключенной к сети техники от действия коротких замыканий и перегрузок. Устройство помогает предотвратить порчу электроприборов и проводки, вызванную сверхтоками. Последнее особенно опасно, так как может привести к разрушению изоляции и последующему возгоранию. Как выбрать подходящий модульный автомат – читайте в материале.

Автоматический модульный выключатель: устройство

Модульные автоматы поставляются в корпусах, изготовленных из негорючего пластика и предназначенных для установки на DIN-рейку. Для этого изделия оборудуются специальными защелками. Такая конструкция сильно упрощает монтаж.

Аппараты имеют стандартизированные размеры: ширина выключателей указывается в модульных расстояниях (модулях), равных 18 мм.

Главная часть устройств – тепловые или электромагнитные расцепители, реагирующие на сверхтоки. Первые изготавливаются на основе биметаллических пластин, вторые – катушек с подвижными сердечниками. Кроме этого, внутри корпуса располагается дугогасительная камера, защищающая устройство от воздействия электрической дуги, и контакты, отвечающие за размыкание цепи.

Читайте так же:
Siemens delta iris выключатели

Что умеет модульный автомат

Как выбрать модульный автоматический выключатель

image

image

image

image

image

Выбор по номинальному току

Номинальный ток автоматического выключателя – это ток, который аппарат способен проводить длительное время без разрыва электроцепи. Параметр зависит от двух факторов – типа электропроводки в квартире или доме и мощности питаемых от сети приборов. Так, проводка, выполненная на основе кабеля с медными жилами сечением 2,5 кв. мм, рассчитана на ток до 25 А, с такими же алюминиевыми – только до 19 А. Полные данные о возможностях обоих видов проводников можно найти в ПУЭ. Расчет по мощности осуществляется с помощью формулы I=P/U, где I – ток нагрузки, P – мощность, а U – напряжение в сети.

Модульные автоматы на DIN-рейке

Точность результата можно повысить, если учесть значение cos φ – коэффициента мощности, видоизменив формулу: I=P/U*cos φ.

Получив таким образом токи для всех питаемых устройств, их значения суммируют. Исходя из суммы, подбирают модульный автомат, при этом число «округляется» в большую сторону: при результате, равном 4,9 А, номинальный ток аппарата составит 6 А.

Выбор по току короткого замыкания

Выбор по время-токовой характеристике срабатывания

Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя, называемая время-токовой, характеризует наименьшее значение тока, при котором произойдет срабатывание без выдержки по времени. Обычно параметр выражается в виде специальных графиков и обозначается буквами A, B, C, D, K, Z.

Устройства, оборудованные расцепителями с разными характеристиками, имеют различные токи срабатывания: B – разомкнет цепь при значении тока, превышающем номинальное в 3 – 5 раз; C – в 5 – 10 раз; D – в 10 – 20 раз.

Характеристику B имеют аппараты защиты бытовых осветительных и розеточных линий, не предполагающих присоединения к ним электроинструментов. Изделия с маркировкой «C» на корпусе подойдут для розеточных линий квартир, а также гаражей и других нежилых помещений, где планируется использовать инструменты нормальной мощности. Аппараты с характеристикой D применяются в качестве вводных, а также защищают линии, к которым присоединяются мощные устройства.

Выбор по числу полюсов

Количество полюсов – еще один фактор, учитывающийся при подборе модульного автоматического выключателя. Одно- и двухполюсные модели подходят для однофазных электросетей с номинальным напряжением 220 вольт, трех – и четырехполюсные – для трехфазных с напряжением до 400 вольт.

Устройства, имеющие два полюса, бывают двух видов: 2P и 1P+N. В первом случае оба полюса оборудованы защитой от сверхтоков, в последнем – только один, при этом второй предназначен для присоединения нейтрального проводника. Похожим образом подразделяются четырехполюсные автоматы: 4P и 3P+N.

Выбирая модульный автоматический выключатель, помимо перечисленных основных характеристик, также опираются на известность и репутацию производителя, качество исполнения изделия, диапазон рабочих температур и климатическое исполнение. В некоторых случаях важна возможность подбора и установки дополнительного оборудования, например, расцепителей.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели — это устройства, предназначенные для защиты электрических цепей при возникновении токов перегрузки и токов короткого замыкания (сверхтоков), включения и отключения участков электрических цепей, выполняют одновременно функции защиты и управления, бывают одно, двух, трех и четырехполюсные. Относятся к защитным устройствам многократного действия.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели имеют следующие виды защиты — тепловая (при длительном превышении допустимой токовой нагрузки In, защита от перегрузки), электромагнитная (защита от тока короткого замыкания Iкз) или комбинированная (тепловая и электромагнитная), комбинированная защита есть во многих автоматах известных фирм.

Читайте так же:
Abb каталог автоматических выключателей tmax

Ток нагрузки протекает через контакт автомата, нагреватель теплового реле и катушку реле максимального тока. В случае возникновения тока перегрузки, ток пройдя по нагревателю теплового реле, вызывает повышенный нагрев биметаллической пластины, которая изгибается и свободным концом, который поднимается верх, через рычаг открывает защелку, вызывая отключение автомата. В случае возникновения тока короткого замыкания
сердечник реле максимального тока втягивается в катушку и с помощью толкателя воздействует на рычаг механизма расцепления, который открывает защелку и пружина размыкает контакты автомата и он отключается.

При защите от тока перегрузки могут применяться тепловые расцепители без нагревателя, в этом случае ток пропускается непосредственно через биметаллическую пластину. В маломощных автоматах такой расцепитель также может применяться для защиты от тока короткого замыкания.

Только правильно выбранный автоматический выключатель сможет защитить электрическую цепь. Не рекомендуется применять автоматические выключатели с видимыми повреждениями корпуса, а также устанавливать автоматические выключатели завышенной мощности, которые могут не сработать. Нужно выбирать автоматические выключатели под параметры конкретной электрической цепи, желательно известных производителей.

Предельная коммутационная способность — основной параметр для выбора и замены автоматического выключателя. Автомат должен обладать такой предельной коммутационной способностью, которая перекрывает максимальный ток короткого замыкания, при недостаточной коммутационной способности автомат не обеспечит защиту электрической цепи и выйдет из строя. Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения).

Достоинства автоматических выключателей по сравнению с плавкими предохранителями:

1. Сразу срабатывают, если ток в цепи незначительно превышает номинальный.
2. При защите трехфазного устройства невозможна его работы при отсутствии одной из фаз (при возникновении тока перегрузки или тока короткого замыкания отключаются сразу три фазы).
3. На включение сработавшего автомата требуется меньше времени, меньше простаивает электрооборудование.

Недостатки автоматических выключателей по сравнению с плавкими предохранителями:
1. Дороже стоят.
2. Невозможность замены под напряжением.

Подключение двухклавишного выключателя

Схема подключения двухклавишного выключателя

В распределительную коробку приходят два провода — L (фаза) и N (нулевой рабочий проводник). Уходят шесть проводов — три на выключатель, три на светильник.

Работу по монтажу распределительной коробки надо проводить после отключения напряжения. Нулевой рабочий проводник (N) идет через распределительную коробку напрямую на светильник и соединяется с проводом светильника, который подключен к боковым контактам патронов для ламп.

В распределительной коробке провода или скручиваются и изолируются или соединяются через клемму в зависимости от типа распределительной коробки. Питающий фазный проводник (L) через распределительную коробку приходит на средний провод двухклавишного выключателя. Два уходящих с выключателя провода через распределительную коробку соединяются с двумя проводами светильника, подключенным к центральным контактам патронов для ламп.

Прозвонить провода можно с помощью тестера, при этом обязательно должно быть отключено напряжение. Проверить наличие напряжения можно с помощью индикатора фазного напряжения.

При смене лампочки в светильнике, для того, чтобы обезопасить себя от поражения электрическим током, необходимо обязательно выключить двухклавишный выключатель. В этом случае фаза не будет подаваться на светильник.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector