Sanitaryhygiene.ru

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

Расчет характеристик автоматического выключателя

Расчет характеристик автоматического выключателя

Задача автоматического выключателя обеспечить защиту проводов и кабелей от перегрева, способного вызвать их разрушение или пожар. Причинами перегрева могут быть длительные перегрузки или значительные токи короткого замыкания. Для предотвращения перегрева проводов используют хорошо испытанное решение — автоматический выключатель, содержащий тепловой и электромагнитный расцепители.

Автоматический выключатель обеспечивает также выполнение функций отключения, разделения электрических цепей и управления.

Выбор автоматического выключателя, начинается с изучения параметров сети, в которой он будет установлен. Выбор зависит от напряжения сети, установленной мощности, режима нейтрали, частоты, характеристик тока короткого замыкания.

Процедура расчёта

1. Расчёт рабочего тока

Максимальный рабочий ток электроустановки определяется по характеристикам потребителей (см. Потребляемая мощность бытовых электроприборов).

2. Защита от перегрузок

Значение номинального тока автоматического выключателя выбирается в зависимости от сечения проводников, которые он защищает.

Расчёт допустимых токов в проводах и кабелях, а также их сечений производится из условия защиты от перегрузок. По значению рабочего тока определяется номинальный ток автоматического выключателя.

Исходя из полученного таким образом значения номинального тока и различных условий прокладки кабеля, его типа и различных факторов коррекции: температуры, расстояния между проводами (кабелями) и их количества, расстояния между кабельными каналами, сопротивления почвы, определяют сечение проводников.

Для автоматических выключателей должно соблюдаться неравенство :

Iн ≤ Iпр

где : — номинальный ток автоматического выключателя.

Iпр — допустимый ток в проводнике сечением в зависимости от условий его прокладки.

3. Защита от коротких замыканий

Расчёт максимального тока короткого замыкания в электрическом щитке — Iкз. Этот расчёт используется для выбора защитного устройства по отключающей способности.

4. Оценка особых факторов возникающих в электроустановке

Некоторые факторы влияют на выбор типа автоматического выключателя, такие как бросок тока в цепи при включении трансформатора, двигателя или другой нагрузки, обладающей значительной индуктивностью.

Категории использования

Категория использования автоматического выключателя определяется тем, является ли он специализированным устройством для выполнения селективности в условиях короткого замыкания с автоматическим выключателем, установленным в электрической цепи ниже, за счет специальной временной задержки, или таковым не является.

  1. Категория А — неспециализированные автоматические выключатели; они не предназначены исключительно для селективной работы в условиях короткого замыкания, с автоматическими выключателями, расположенными ниже по цепи. Они не имеют ни задержки срабатывания, ни соответствующего ей параметра по кратковременно допустимому току.
  2. Категория В: специализированные автоматические выключатели, специально предназначенные для селективной работы в условиях короткого замыкания с обычными автоматическими выключателями, установленными в электрической цепи ниже. Такие автоматические выключатели имеют регулируемую временную задержку и для них оговорен параметр кратковременно допустимого тока Icw.

Определение характеристик автоматических выключателей Z, B, C и D.

В электрических сетях низкого напряжения автоматические выключатели характеризуются номиналом, числом полюсов (одно, двух, трех и четырехполюсные), отключающей способностью, а также типом рабочих характеристик Z, B, C или D.

Выбор типа характеристики должен производиться с учетом :

  • возможных бросков тока в электроприемниках, чтобы избежать ложных отключений,
  • ограничения тока короткого замыкания в конце линии (то есть Iкз мин), чтобы гарантировать отключение.

В соответствии со стандартом NF EN 60-898 (NF C 61-410) тип характеристики определяется магнитным расцепителем автоматического выключателя, обеспечивающим защиту от короткого замыкания.

  • Характеристика Z — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 2,4 до 3,6 Iном.
  • Характеристика В — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 3 до 5 Iном.
  • Характеристика С — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 5 до 10 Iном.
  • Характеристика D — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 10 до 20 Iном.
Читайте так же:
Розетки выключатель электромонтажные работы

Характеристики автоматических выключателей Z, B, C и D

В подавляющем большинстве случаев используются автоматические выключатели с характеристикой С.

Тип D с большим порогом срабатывания используется для защиты цепей, в которых бывают значительные пусковые токи при включении. (трансформаторы, двигатели, другие потребители с индуктивной нагрузкой).

Тип Z или В, имеющие небольшой порог срабатывания используются при ограниченных токах короткого замыкания в конце линии (если защищается линия большой длины).

Ограничивающая способность автоматических выключателей.

Определение: Это способность автоматического выключателя пропускать при коротком замыкании только незначительную часть тока. Ограничение тока короткого замыкания по времени и по амплитуде позволяет исключить разрушительные электродинамические воздействия и уменьшить тепловые эффекты в электрической установке.

Принцип работы: Уменьшение амплитуды и времени прохождения тока обеспечивается за счет :

  • очень быстрого размыкания контакта;
  • ускоренного развития дуги, напряжение которой превышает напряжение питающей сети и направлено встречно.

Преимущества ограничения:

  • Уменьшение габаритов защитного устройства;
  • Снижение цены защитного устройства;
  • Уменьшение электромагнитных, электродинамических, механических, тепловых эффектов.

Классы ограничения автоматических выключателей

Классы ограничения автоматических выключателей:

  • Класс 1: без ограничения теплового напряжения
  • Класс 2: тепловое напряжение ограничено на уровне 160 000 А2 с максимум
  • Класс 3: тепловое напряжение ограничено значением 55 000 А2 с максимум.

Отключающая способность может быть 4500, 6000 и 10000 А. Автоматы с ОС 4500 А в странах Евросоюза запрещены к применению.

Тип автоматического выключателя в зависимости от режима нейтрали

В схеме ТТ:

  • однополюсный с нулем (Ph + N) или двухполюсный
  • трехполюсный с нейтралью (3Ph + N) или четырехполюсный

В схеме IT:

  • двухполюсный
  • четырехполюсный

В схеме ТN:

  • TNC — однополюсный или трехполюсный
  • TNS — однополюсный с нулем или двухполюсный трехполюсный с нейтралью или четырехполюсный

Для любого режима, если нейтраль не разведена, следует использовать трехполюсные устройства.

В режиме нейтрали ТТ или TNS, автоматические выключатели однополюсный с нулем или трехполюсный с нейтралью позволяют обеспечить полное отключение электроприборов от питающей сети. Однако, если функция полного отключения реализована в этой же цепи выше при помощи двух или четырехполюсного выключателя, то можно использовать однополюсные (трехполюсные) автоматические выключатели.

Изменение параметров автоматических выключателей в зависимости от условий окружающей среды

В зависимости от температуры.

Автоматический выключатель отрегулирован для работы при номинальном токе и температуре окружающей среды:

  • + 30° для модульных автоматических выключателей;
  • + 40° для автоматических выключателей в литом корпусе.

В случае, когда температура окружающей среды превышает базовые величины, определенные в стандарте, следует уменьшить величину тока, чтобы избежать ложных срабатываний.

В зависимости от частоты.

Параметры устройств приводятся для частоты питающей сети 50/60 Гц.

При частоте 400 Гц, должны применяться коэффициенты коррекции:

  • для порога срабатывания магнитного расцепителя модульных автоматических выключателей,
  • для порога как теплового так и магнитного расцепителей автоматических выключателей в литом корпусе.

Работа автоматического выключателя на постоянном токе требует выполнения целого ряда предосторожностей.

В зависимости от числа устройств расположенных рядом.

Когда несколько аппаратов расположены рядом и работают одновременно при номинальной нагрузке, удаление тепла от каждого полюса ограничено. В результате повышения температуры происходят непредусмотренные отключения автоматических выключателей. Для предотвращения этого явления следует учитывать поправочные коэффициенты для номинальных токов.

Поправочные коэффициенты для номинального тока в зависимости от числа рядом расположенных аппаратов

В случае установки теплоизолирующих разделительных перегородок, поправочные коэффициенты можно не учитывать.

Что такое номинальный рабочий ток автоматического выключателя

Рабочее и номинальное — это 2 разных понятия.
Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования. Это напряжение указывается на шильдике (табличке) электрооборудования. Также на шильдике указывается номинальные мощность, ток, КПД и cosφ. Поэтому номинальную мощность двигателя определять не требуется — она указана в документации. Рассчитывается номинальный ток для электродвигателя по формуле: Iн=(1000*Pн) /√(ηн*Uн*cosφн)

Читайте так же:
Сумеречный выключатель с выносным фотоэлементом

Рабочее напряжение — это значение напряжения при нормальном режиме в рассматриваемый момент времени в данной точке системы электроснабжения. Действительные рабочие напряжения в различных точках системы могут несколько отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы. Рассчитывается рабочий ток по замеренным значениям: Iф =P / (3*Uф•cosφ)

В таблице приведена линейка номинальных и максимальных значений напряжений. Среднее номинальное напряжение используется только расчета токов КЗ.

Ответ НЕВЕРНЫЙ! Вопрос какой был? про ТОК! а ответ твой про что? про НАПРЯЖЕНИЕ. НАПРЯЖЕНИЕ и ТОК — две разные вещи. Копировать из википедии умеет каждый дебил.

Ты если не разбираешься в теме — не лезь.

Гений (92990) Не будь бараном. Прежде чем кого-то называть дебилом — посмотри на себя. Читать явно не умеешь и не можешь, поэтому как специалисту не умеющему читать — тебе грош цена. Речь идет об расчетных величинах тока, которые вытекают из номинальных и рабочих (измеренных) напряжений и мощностей.

рабочий — он и есть номинальный.. т. е . ток, под номинальной нагрузкой.. если нагрузка меньше номинальной — то будет и ток меньше..

а ещё есть ток холостого хода.. (когда движок без нагрузки)

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.

Читайте так же:
Поплавковый выключатель для электронасосов ремонт

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.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Для автомата существует несколько важных характеристик, по которым выбирают автомат для разных нагрузок. Одна из них характеристика срабатывания автоматических выключателей.

Время токовые характеристики для трех групп B,C,D

На графике№1 показаны различие время токовых характеристик 3 -х основных групп автоматов

Кривая характеристики показывает, как время срабатывания автомата меняется от величины отношения тока через контакты автомата к номинальному его значению. Линия зависимости отображается графически. Например, автоматы одного номинала при разных характеристиках кривых автоматических выключателей имеют разное время отключения.Также на графике №1 отмечены прямоугольниками зоны действия тепловой защиты и электромагнитной защиты автоматов.

Характеристики автоматических выключателей A, B, C, D

Чтобы точно подобрать автомат под нагрузку, их разбивают на четыре группы с отличающимися время токовыми характеристиками автоматических выключателей.

Список групп:
А – ток(2-3) ln;
B – ток(3-5) ln;
C – ток(5-10) ln;
D – ток(10-20) ln;
где – ln номинальный ток (предельный ток для длительной работы).

С характеристикой А автоматы применяются не часто, там где имеется незначительное превышение номинального значения тока.

Автоматический выключатель характеристика B

Этот график отражает зависимость времени срабатывания всех видов защиты автомата от проходящего по нему величины тока. По оси X отображается кратность предельного тока к номинальному току — величина (I/In). По оси Y отображается время в секундах.

На графике изображены две линии кривая времени срабатывания тепловой защиты устройств автоматических выключателей) и кривая срабатывания электромагнитной защиты. Линии внизу графика отображают горячее состояние автомата, наверху показывают холодное его состояние. Пунктиром обозначены верхние значения автоматов до 32 А. Все графики составлены для рабочей температуры автоматических выключателей +30°С.

Время токовые характеристики для группы B

График №2 Время токовые характеристики для группы B с током превышения номинального тока в 3 — 5 раз

На графике №2 видно, что проходящий ток автомата 3ln, и он отключается через время 0, 02 сек. в подогретом состоянии, а отключается за 32 секунды в не разогретом виде, в случае автомата до 32 А, автомат выше 32А отключится за 78 сек. При токе через автомат в 5In отключение происходит за 0,01 сек. для горячей линии и за 0,03 сек. для холодного автомата.

Характеристика автомата B используется для защиты чисто активной нагрузки. Это — электропечи, освещение, обогреватели. Чтобы соблюдать селективность автоматических выключателей в складах, домах и магазинах на вводе используют автомат характеристики C, для вторичных линий освещения, бытовых электроприборов с характеристикой В, с меньшим током пуска.

Читайте так же:
Подбор автоматического выключателя по току калькулятор

Автоматические выключатели характеристика С

Все автоматы характеристики С имеют большее значение кратности тока к номиналу — I/In, относительно автоматов с характеристикой В, кратность от 5 до 10In. Смотрим на графике №3, при токе 5In автомат отключается в течении 0,02 секунды в разогретом виде, и за 11 сек. для холодного автомата ниже 32 ампер, и через 27 сек. отключение произойдет для автомата выше 32 А.

Время токовые характеристики для группы С

График №3 Время токовые характеристики для группы автоматов С

Проходящий ток в 10In вызовет отключение через 0,01 сек. для горячей линии и 0,027 сек. для холодной. С такой характеристикой автоматы устанавливают в защите двигателя с не большими пусковыми токами, для освещения, в офисах, домах, квартирах, подсобных помещениях.

Характеристика D автоматического выключателя

Смотрите график №4. Проходящий ток в 10In вызовет отключение через 0,015 сек. горячего режима, и за 3 сек. для холодного режима и автоматов ниже 32 ампер и 8 секунд в холодном режиме автомата выше 32 ампер. Когда ток достигает 20In, автомат сработает за 0,008 сек. в подогретом виде и 0,018 — в холодном.

Время токовые характеристики для группы D

График №4 Время токовые характеристики для автоматов группы D

Применение этих автоматов находит в случаях тяжелых пусков с большими пусковыми токами или с частными запусками. На всех графиках показан широкий диапазон кривых, которые обусловлены большим расхождениям параметров автоматов. Эти параметры зависят от наружной температуры и температуры автомата, зависящей от значения проходящего через него тока.

Когда величина I/Iн≤1 меньше или соответствует номинальному току то, время выключения автомата будет бесконечно. Также на графике видно, что чем значительнее ток относительно номинальной величине, тем быстрее сработает автомат.

Расчет характеристик автоматического выключателя

ГОСТ Р 50345-2010
(МЭК 60898-1:2003)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Аппаратура малогабаритная электрическая

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ СВЕРХТОКОВ БЫТОВОГО И АНАЛОГИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Автоматические выключатели для переменного тока

Electrical accessories. Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Part 1. Circuit-breakers for a.c. operation

Дата введения 2012-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "ВНИИэлектроаппарат" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 331 "Низковольтная коммутационная аппаратура и комплектные устройства распределения, защиты, управления и сигнализации"

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60898-1:2003* (издание 1.2) "Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока" (IEC 60898-1:2003 "Electrical accessories — Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations — Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation"). При этом разделы 1-9 и приложения А-L полностью идентичны, а приложение ДА дополняет его с учетом потребностей национальной экономики Российской Федерации и/или особенностей российской национальной стандартизации. Кроме того, добавлены приложение ДБ, в котором в соответствии с Федеральным законом "Технический регламент о пожарной безопасности" изложены требования пожарной безопасности к выключателям и методы испытаний; приложение ДВ, учитывающее требования к выключателям, оснащенным независимым расцепителем или модулем дистанционного отключения, а также приложения ДГ со сведениями о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, и ДД со сведениями о международных стандартах, на которые имеются ссылки в настоящем стандарте и которые не введены в качестве национальных стандартов в Российской Федерации или в качестве межгосударственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации, или не имеют эквивалентной замены.

Читайте так же:
Электрическая схема быстродействующего выключателя бвп 5

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Раздел "Нормативные ссылки" изложен в соответствии с требованиями ГОСТ Р 1.5-2004.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".

Национальный стандарт "Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока" разработан в целях прямого применения МЭК 60898-1-2003, издание 1.2 аналогичного наименования с дополнениями.

Стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 60898-1-2003.

Требования к выключателям, применяемым при постоянном и переменном токе, следует рассматривать совместно с требованиями ГОСТ Р МЭК 60898-2.

Настоящий стандарт отменяет действующий стандарт ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95).

1 Область применения и цель

Настоящий стандарт распространяется на воздушные автоматические выключатели (далее — выключатели) для переменного тока для работы при частоте 50 или 60 Гц на номинальное напряжение (между фазами) не более 440 В, номинальный ток не более 125 А и номинальную отключающую способность не более 25000 А.

Они пригодны для разъединения.

Стандарт устанавливает требования к выключателям, рассчитанным на несколько значений номинального тока при условии, что устройство перехода от одного номинального значения тока к другому недоступно при нормальной эксплуатации и этот переход невозможен без применения инструмента.

По возможности он согласуется с требованиями, содержащимися в ГОСТ Р 50030.2.

Выключатели предназначены для защиты от сверхтоков электроустановок в зданиях и аналогичных установок. Они рассчитаны на использование не обученными специально людьми и не нуждаются в обслуживании.

Выключатели предназначены для применения в окружающей среде со степенью загрязнения 2.

Согласно настоящему стандарту выключатели, кроме тех, что рассчитаны на номинальное напряжение 120 или 120/240 В (см. таблицу 1), пригодны для применения в системах IT при условии соблюдения ими требований ГОСТ Р 50571.9.

Таблица 1 — Предпочтительные значения номинального напряжения

Сеть питания выключателя

Номинальное напряжение выключателя, В, для систем на 230, 30/400*, 400 В

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector