Sanitaryhygiene.ru

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

Автоматические выключатели; конструкция и принцип работы

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Проектирование и сборка электрощитов на заказ. Сборка щитов. Схема электрощита

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.

Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.

Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.

Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.

Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:

1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.

Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.

По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:

воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

типы автоматических выключателей

модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.

Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.

Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.

На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.

DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.

Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.

Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

1 — верхняя винтовая клемма;

2 — нижняя винтовая клемма;

3 — неподвижный контакт;

4 — подвижный контакт;

5 — гибкий проводник;

6 — катушка электромагнитного расцепителя;

7 — сердечник электромагнитного расцепителя;

8 — механизм расцепителя;

9 — рукоятка управления;

10 — гибкий проводник;

11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;

12 — регулировочный винт теплового расцепителя;

13 — дугогасительная камера;

14 — отверстие для отвода газов;

15 — защелка фиксатора.

Поднимая рукоятку управления вверх, автоматический выключатель подключается к защищаемой цепи, опустив рукоятку вниз — отключатся от нее .

Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.

Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.

Как работает автоматический выключатель?

В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.

Читайте так же:
Ночник настенный для детской с выключателем

На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.

Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).

Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.

Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.

К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.

Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.

Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.

Итак, давайте резюмируем:

— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);

— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;

— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;

— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.

Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.

В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.

Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:

Полезные статьи по теме:

Измерение Петли «Фаза – Ноль»

! Короткое замыкание происходит при механическом или тепловом повреждении или разрушении изоляции линии питания, вызывающем соединение между собой фазных проводов или фазного и нулевого провода. При соединении между собой фазных проводов происходит межфазное короткое замыкание, при соединении фазного и нулевого провода — однофазное короткое замыкание. Короткое замыкание сопровождается протеканием по линии питания очень большого тока, называемого током короткого замыкания – Iкз.

Возможные причины возникновения короткого замыкания:

одновременное повреждение фазного и нулевого провода сверлом;

от времени изоляция проводов теряет свои изоляционные свойства,

трескается и осыпается.

Короткое замыкание – причина пожара, поэтому:

Каждая линия питания должна иметь аппарат защиты от короткого замыкания .

Существует несколько способов защиты:

1.Тепловой расцепитель (или расцепитель с обратнозависимой выдержкой времени) — тип защиты обозначается «ОВВ»

А) Проводник из легкоплавкого материала при протекании большого тока

Применяется в плавких вставках:

ПН-2 (предохранитель неразборный)

ПР-2 (предохранитель разборный)

Б) Биметаллические контакты

Применяется в автоматических выключателях:

А3163, А3110, АЕ1031, АБ25 и др.

Чем больше ток, тем быстрее срабатывает расцепитель.

Читайте так же:
Стенды для детей выключатели

На рисунке слева представлена зависимость С — времени срабатывания в секундах (по оси Y), автоматического выключателя А3110 от отношения I / In (по оси Х), где

I – ток короткого замыкания,

In – номинальный ток автомата.

Отношение

I / In

–называется током кратности Iкр.

Iкр= I / In

Время-токовая зависимость представляет собой две характеристики, разделяющие координатное поле на три зоны. При значениях, находящихся в зоне 1 автомат не сработает никогда. Характеристика 1 – наилучшие показатели автомата. При значениях, находящихся в зоне 2 автомат может сработать, а может и не сработать. Зона 2 – технологический разброс автомата. Характеристика 2 – наихудшие показатели автомата. При значениях, находящихся в зоне 3 автомат заведомо сработает.

Так как при токе короткого замыкания необходимо, чтобы аппарат защиты обязательно сработал , все расчеты проводятся по характеристике №2.

Пунктирной линией показано, как найти время заведомого срабатывания автомата.

Если номинальный ток автомата – In = 32А (указан на аппарате защиты),

а ток короткого замыкания в линии питания Iкз = 243А (получен в результате измерений),

то ток кратности составит Iкр =Iкз/ In =243А/32А=7,59375

7,6 (А/А=безразмерная единица).

При токе кратности 7,6 по характеристике 2 определяем время заведомого срабатывания автомата. Время срабатывания составляет 3,5 секунды.

2. Электромагнитный — тип защиты обозначается «МД»

Принцип действия: по катушке из медного провода течет ток, формируя магнитное поле. Внутри катушки – подвижный сердечник, соединенный с приводом размыкателя контактов. В штатном режиме ток создает слабое магнитное поле, поэтому сердечник неподвижен. При токе короткого замыкание в катушке возникает сильное магнитное поле, поэтому сердечник начинает движение и воздействует на привод размыкателя контактов. Контакты размыкаются.

Электромагнитный тип защиты называют расцепителем мгновенного действия или отсечкой. Отключение происходит при превышении тока отсечки — Iот за доли секунды.

Электромагнитный тип защиты отдельно не используется.

3. Комбинированный (тепловой и электромагнитный) – обозначается «ОВВ,МД»

Применяется в большинстве современных автоматических выключателей.

Рассмотрим работу автоматического выключателя АЕ20М:

По характеристике 1 (наилучшая характеристика автомата) при токах кратности от 0,75 до 9,5 возможно, что будет срабатывать только тепловой расцепитель, при токе кратности 9,5 (минимальный ток кратности электромагнитной отсечки – Iкр от min) возможно, что сработает электромагнитный расцепитель.

По характеристике 2 (наихудшая характеристика автомата) при токах кратности от 0,75 до 13 обязательно будет срабатывать только тепловой расцепитель, при токе кратности 13 (максимальный ток кратности электромагнитной отсечки – Iкр от max) обязательно сработает электромагнитный расцепитель.

Так как при токе короткого замыкания необходимо, чтобы аппарат защиты обязательно сработал , все расчеты проводятся по характеристике №2.

Если ток кратности Iкр = Iкз / In меньше, чем Iкр от max, то время срабатывания автомата — С определяется по тепловой характеристике №2, если Iкр больше, чем Iкр от max – то по электромагнитной характеристике №2.

Все значения токов кратности большие, чем Iкр от min, но меньшие, чем Iкр от max называются диапазоном токов кратности электромагнитной отсечки. Записывается как: Iкр от min — Iкр от max (для данного графика 9,5-13)

Зная номинальный ток автомата — In можно рассчитать минимальный ток отсечки –Iот min и максимальный ток отсечки Iот max

Iот min= Iкр от min* In;

Iот max= Iкр от max* In.

Все значения токов отсечки большие, чем Iот min, но меньшие, чем Iот max называются диапазоном токов электромагнитной отсечки.

Для автомата АЕ20М при номинальном токе 100А диапазон токов электромагнитной отсечки составляет от 9,5*100А=950А до 13*100А=1300А, записывается как:

950-1300

Электромагнитная отсечка задается в виде диапазона токов кратности:

  • 9,5-13
  • 9,5-14,5
  • 3-5 (отсечка типа В)
  • 5-10 (отсечка типа С)
  • 10-15 (отсечка типаD),

может быть задана одним числом, током отсечкиIот,

в этом случае диапазон токов электромагнитной отсечки вычисляется следующим образом:

Iот min = Iот-0,2* Iот,

Iот max = Iот+0,2* Iот;

Например, при токе отсечки Iот= 1000А, диапазон будет следующим:

Iот min = Iот-0,2* Iот=1000-0,2*1000=1000-200=800А,

Iот max = Iот+0,2* Iот=1000+0,2*1000=1000+200=1200А,

Соответственно диапазон токов электромагнитной отсечки 800-1200.

Кроме того, диапазон токов электромагнитной отсечки

может задаваться коэффициентом от номинального тока автомата:

  • 3,5In, где К=3,5
  • 10In, где К=10
  • 11In, где К=11

Тогда расчет будет следующим:

Iот min = К*In-0,2*К*In,

Iот max = К*In+0,2*К*In;

Например, для автомата с номинальным током 50А и коэффициентом 3,5 от номинального тока диапазон будет таким:

Iот min = К*In-0,2 К*In=3,5*50-0,2*3,5*50=175-35=140;

Iот max = К*In+0,2*К*In=3,5*50+0,2*3,5*50=175+35=210;

Диапазон токов электромагнитной отсечки:140-210.

Если аппарат защиты имеет только тепловую времятоковую характеристику, но на его шильдике указан диапазон токов электромагнитной отсечки в виде Iот или K*In, то перед определением времени срабатывания С необходимо рассчитать Iкр от min и Iкр от max и нанести электромагнитные характеристики на график:

При известном Iот:

Iкр от min = Iот min / In = (Iот-0,2* Iот) / In = 0,8* Iот / In

Iкр от max = Iот max / In = (Iот+0,2* Iот) / In = 1,2* Iот / In

При известном K*In:

Iкр от min = Iот min / In = (К*In-0,2*К*In) / In = 0,8*К

Iкр от max = Iот max / In = (К*In+0,2*К*In) / In = 1,2*К

Подведём итоги:

Каждый аппарат защиты имеет:

  1. 1.Тип
  2. 2.Номинальный ток
  3. 3.Тепловой или тепловой и электромагнитный расцепитель
Читайте так же:
Схема подключения выключателя болгарки

Для аппаратов защиты с электромагнитным расцепителем диапазон токов электромагнитной отсечки задается в виде:

  • Диапазона токов кратности
  • Током отсечки
  • Коэффициентом от номинального тока
  1. 4.Времятоковую характеристику

Для определения времени срабатывания аппарата защиты необходимо измерить ток, протекающий в линии питания в момент короткого замыкания.

Рассматривается только однофазное короткое замыкание (при однофазном коротком замыкании Iкз меньше, чем при межфазном, т.к. напряжение между фазой и нулевым проводом 220В, а между фазами 380В. Соответственно, если прибор защиты сработает при однофазном коротком замыкании, то при межфазном – сработает однозначно).

Измерение проводится прибором «Вектор» в конце линии питания, непосредственно в месте подключения электроприбора (например: розетка) или на клеммах следующего по ходу тока прибора защиты. (В линии питания стояка подъезда – в этажном щите на последнем этаже, при заводке стояка с подвала или на первом этаже, при заводке стояка с чердака.)

Один щуп прибора подсоединяется к фазному проводнику, второй щуп – к нулевому проводнику. Производятся измерения для каждой фазы аппарата защиты, подключенной к линии питания.

  1. Напряжение в линии питания Uпит
  2. Сопротивление петли «фаза-нуль» линии питания RА-N;RВ-N;RС-N

Ток короткого замыкания для каждой фазы рассчитывается по закону Ома:

IКЗ А = Uпит / RА-N ; IКЗ В = Uпит / RВ-N ; IКЗ С = Uпит / RС-N

Данные заносятся в Протокол №4, правила заполнения прилагаются.

Следует помнить что,

  • Чем меньше значение сопротивления петли «фаза нуль», тем больше ток короткого замыкания,
  • Чем больше ток короткого замыкания, тем быстрее сработает аппарат защиты.

Факторы, влияющие на значение сопротивления петли «фаза нуль»:

  • Длина линии питания – чем больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Сечение проводов линии питания — чем больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» меньше;
  • Скрутки проводов на линии питания — чем их количество больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Качество жгутовки проводов линии питания – чем хуже сожгутованы провода, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Количество болтовых соединений и их переходное сопротивление — чем их количество больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше; — чем переходное сопротивление болтовых соединений больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше.

Если при коротком замыкании аппарат защиты отключает групповую линию питания (380В) за время, менее 5 секунд, то защита линии питания считается удовлетворительной.

Если при коротком замыкании аппарат защиты отключает линию питания однофазного потребителя (220В) за время, менее 0,4 секунды, то защита линии питания считается удовлетворительной.

Характеристики автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это устройство, которое предназначено для защиты электрических сетей и потребителей подключённых в данную сеть от токов перегрузки и токов короткого замыкания(КЗ). Безусловно, главным критерием надёжной работы устройства, является правильный выбор автоматического выключателя по номинальному току протекающему в сети в нормальном состоянии. Однако при выборе следует также учитывать характеристики автоматических выключателей.

Номинальный ток автоматического выключателя In— это максимальная ток, который может проходить через автоматический выключатель длительный период времени и не вызывать сбоев и непредвиденных отключений.

Характеристики автоматических выключателей.

Технические характеристики автоматических выключателей.

На первый взгляд подобрать правильно аппарат защиты довольно просто. Прежде всего, необходимо рассчитать общий номинальный ток всех потребителей подключённых в сеть и по нему выбрать устройство защиты. Но не всё так просто, есть некоторые нюансы.

При выборе следует помнить, — автоматический выключатель должен не только защищать приборы и различного рода технику, но и защищать непосредственно кабель, по которому электричество поступает к ним.

Помимо этого следует учитывать, что существуют различные характеристики автоматических выключателей, от которых зависит корректность работы автомата.

Работа автоматического выключателя.

При правильной работе автоматический выключатель держит цепь замкнутой, то есть электричество от источника питания поступает к потребителям, если ток в цепи соответствует номинальным значениям автоматического выключателя. Но даже при нормальных условиях работы, в сети могут возникать кратковременные перегрузки, например повышение тока в допустимых диапазонах, на которые автоматическое устройство не должно реагировать.

Как выяснилось, для некоторых устройств даже кратковременные скачки тока являются критическими, а для некоторых аппаратов, более критичным является внезапное отключение напряжения из-за срабатывания автоматического выключателя. Как же найти выход из столь непростой ситуации? Для этих целей и были разработаны время-токовые характеристики автоматических выключателей (ВТХ).

Защита автоматического выключателя.

 расцепитель автоматического выключателя

Электромагнитный и тепловой расцепитель автоматического выключателя. Кликабельно.

Стоит отметить, по большому счёту автоматический выключатель в своём корпусе имеет два защитных устройства:

  1. Тепловой расцепитель;
  2. Электромагнитный расцепитель.

В результате, при срабатывании любого из данных устройств, автоматический выключатель отключается.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину по которой протекает ток. Если ток превышает в течении определённого времени номинальный ток на который рассчитан автомат, то пластина нагревается и деформируется, в результате чего отключает устройство. Как правило ток при котором срабатывает биметаллическая пластина равен:

Однако, этот параметр зависит также и от температуры наружного воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем ниже ток при котором деформируется биметаллическая пластина и соответственно наоборот.

Как показывает практика, в большинстве случаев тепловая защита автоматического выключателя срабатывает, если ток превышает номинальный на 10-45 % в интервале времени от 5 минут до 1 часа.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя.

электромагнитный расцепитель

Принцип работы электромагнитного расцепителя.

Электромагнитный расцепитель по сравнению с тепловым является расцепителем мгновенного действия. Поскольку данный вид расцепителя срабатывает при образовании короткого замыкания (КЗ) или резкого скачка тока в сети. Представляет собой соленоид (электрическую катушку), внутри которого расположен сердечник с пружиной, который воздействует на расцепитель. Если ток является достаточно большим, то в катушке образуется магнитное поле, сила которого превышает силу сопротивления пружины. Под воздействием магнитного поля сердечник перемещается, в результате чего срабатывает расцепитель и автоматический выключатель отключается.

Величина тока необходимая для срабатывания электромагнитного расцепителя определяется время-токовыми характеристиками автоматического выключателя.

Время-токовые характеристики автоматических выключателей.

Время-токовая характеристика автоматических выключателей (ВТХ) — это зависимость времени срабатывания автоматического выключателя от тока протекающего через него.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Время токовые характеристики автоматических выключателей B C D.

Читайте так же:
Рамка для двойного выключателя

Если внимательно рассмотреть автоматические выключатели в магазине, то на разных моделях можно найти различные надписи к примеру: B16, С16, В10, С10 и т.д. На некоторых моделях можно встретить даже редкие D64, например. Многие пользователи догадываются, что цифры, — это номинальный ток в амперах, на который рассчитан автоматический выключатель.

А что же означают буквы и следует ли на них обращать внимание?! Однозначно следует!

На самом деле от буквы напрямую зависит, при каком токе автоматический выключатель отключит сеть мгновенно. Иными словами при каком токе сработает электромагнитный расцепитель.

Как правило, автоматические выключатели имеют ряд характеристик, наиболее распространёнными являются следующие:

  1. B — от 3 до 5 ×In;
  2. C — от 5 до 10 ×In;
  3. D — от 10 до 20 ×In.

Например, у нас есть автоматические выключатели трёх видов: B16, С16, D16. Теперь давайте определим при каком токе данные выключатели отключатся мгновенно:

  1. B16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (3…5)=48…80 А.
  2. С16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (5…10)=80…160 А.
  3. D16. Номинальный ток In= 16 А. Следовательно, ток мгновенного отключения Iмг.откл.= 16 * (10…20)=160…320 А.

Как видите, разница довольно существенная. Поскольку неправильный выбор характеристики автоматического выключателя может привести как к ложным срабатываниям, так и вовсе к несрабатыванию автомата в аварийной ситуации.

Характеристики автоматических выключателей. Характеристики b, c, d.

Характеристики b, c, d.

Выбор характеристик автоматических выключателей.

Автоматические выключатели характеристика B.
Устройства с данной характеристикой рекомендованы для защиты бытовых электрических сетей освещения. Могут быть использованы для силовых линий (розеток), если пусковой ток подключаемого оборудования является незначительным (телевизор, аудиосистема, различного рода декоративная подсветка, прикроватные светильники и т.п.).

Автоматические выключатели характеристика С.
Как правило, устройства с данной характеристикой наиболее распространены в бытовых электрических сетях. Они выдерживают более высокие токи перегрузки, в отличие от автоматов с характеристикой B. Кроме того, автоматы с характеристикой С могут быть использованы в качестве вводных автоматов для дома или квартиры, хорошо подходят для силовых линий (розеток), к которым подключается бытовое оборудование со средними пусковыми токами (пылесос, миксер,стиральная машина и т.п.).

Автоматические выключатели характеристика D.
Устройства данного типа имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Поскольку для срабатывания аппарата данного типа, номинальный ток защитного автомата должен был превышен как минимум в 10 раз. Однако автоматические выключатели с характеристикой D обычно используются на промышленных объектах, для подключения потребителей с большим пусковым током.

Кроме данных характеристик существуют также и иные менее распространённые характеристики автоматических выключателей, о них мы расскажем в одной из наших следующих статей.

Допустимое сопротивление петли «фаза-ноль»

Эксплуатация электрооборудования, как и любого другого источника повышенной опасности требует периодического проведения специальных работ связанных с обслуживанием и диагностикой. Для электроустановок — это комплекс электроизмерений, одним из видов которых является измерение полного сопротивления цепи «фаза-ноль».

  • сопротивление источника питания (трансформатора или ДГУ);
  • сопротивление жил кабелей внешнего электроснабжения и распределительной сети здания;
  • сопротивление жил групповых линий питания отдельных токоприёмников;
  • переходное сопротивление контактов этих линий в электрощитах.

Схема цепи фаза-ноль

Большое сопротивление петли «Ф-0» и слишком малый ток однофазного КЗ

Чаще всего реальное сопротивление петли «фаза-ноль» достаточно невелико для надёжной защиты линии. Но бывают ситуации, когда токи КЗ не достигают требуемых значений. В самом деле, при значениях петли более 0,8 Ом величина тока КЗ не превышает 275А и, с учётом требований ПТЭЭП, прил. 3, табл. 28, п. 4, автомат с Iном=25А уже не гарантирует отключение в заданное время. А это очень распространённый номинал автомата для защиты групповых линий розеточной сети. Иногда это можно увидеть в сельской местности, в садоводческих обществах, когда линия 0,4 кВ имеет длину 1-2 км, а сечение проводов невелико.

На величину сопротивления петля «фаза-ноль» влияет площадь поперечного сечения жил кабеля и его длина. Эти параметры связаны между собой. При увеличении длины линии приходится увеличивать её сечение, чтобы обеспечить необходимую кратность токов КЗ. Больше всего это проявляется в осветительных и розеточных сетях, где линии протяженные, а сечение проводов небольшое. По тем же причинам увеличено сопротивление петли «фаза-ноль» линий электроснабжения на вводе в здание. При этом свою долю вносит сопротивление обмоток силового трансформатора на подстанции.

Конечно, устранение указанных причин, т.е. замена электропроводки или кабельных линий повлечет за собой немалые затраты и частичную остановку функционирования объекта. Такая ситуация встречается, в основном, там, где электромонтажные работы выполнялись без предварительных расчетов и разработки проекта. При разработке проекта, проектировщики, используя справочники и таблицы производят расчеты сопротивлений цепи «фаза-ноль» и учитывают полученные значения при выборе аппаратов защиты. Поэтому так важно, чтобы монтаж любой электроустановки производился на основе качественно подготовленной проектной документации.

Читайте так же:
Рое лабиринт с выключателями

Можно ли как-нибудь исправить сложившуюся ситуацию, не прибегая к радикальным мерам? Конечно можно! Если не получается убрать причину малых токов короткого замыкания, можно ужесточить требования к защитным аппаратам. В осветительных и розеточных сетях, в основном, применяются модульные автоматы бытового назначения с характеристиками «В», «С», «D». В таких случаях единственный выход – установить в качестве аппарата защиты автомат с характеристикой «В» расцепителя мгновенного действия. В отличие от распространенного автомата с характеристикой «С» у него срабатывание происходит при токе Iкз = 5хIном, т.е. в рассмотренном выше примере он уверенно отключит даже ещё меньший ток (137 А) при сопротивлении петли «фаза-ноль» до 1,6 Ом. Можно уменьшить номинал автомата, тогда будут автоматически отключаться ещё меньшие токи КЗ. При этом следует помнить, что номинал автомата не должен быть меньше расчетного тока на защищаемом участке. Для защиты кабельных или воздушных линий электроснабжения можно применить предохранители, выносные реле.

Защита сельских сетей от кз — Конструкция автоматических выключателей серии АЕ20

Выключатели серии АЕ20 в сетях напряжением 380/220 В используют для защиты, пуска и остановки асинхронных двигателей, для защиты, оперативных включений и отключений электрических цепей с частотой до 30 включений в час. Выпускаемые выключатели отличаются номинальными токами как самих выключателей, так и максимальных расцепителей, видами встроенных расцепителей, числом полюсов, климатическим исполнением, степенью защиты от внешней среды и другими признаками. Основные отличительные особенности выключателей отображаются в их обозначении.
Полное обозначение выключателя содержит десять или одиннадцать знаков. Первые два — АЕ — условно обозначают выключатель; следующие два — 20 — порядковый номер разработки. Пятый знак обозначает величину выключателя: 1 — первая величина на номинальный ток 10 А; 3 — третья величина на ток 25 А; 4 — четвертая на ток 63 А; 5 — пятая на ток 100 А. Шестой знак несет информацию о числе полюсов и типах максимальных расцепителей: 1 — однополюсные с электромагнитными максимальными расцепителями тока; 2 — двухполюсные с электромагнитными максимальными расцепителями тока; 3 — трехполюсные с электромагнитными максимальными расцепителями тока; 4 — однополюсные с электромагнитными и тепловыми максимальными расцепителями тока; 5 — двухполюсные с электромагнитными и тепловыми максимальными расцепителями тока; 6 — трехполюсные с электромагнитными и тепловыми максимальными расцепителями тока; 7 — четырехполюсные с электромагнитными максимальными расцепителями; 8 — четырехполюсные с электромагнитными и тепловыми расцепителями максимального тока.
Седьмой знак информирует о числе свободных вспомогательных контактов: 1 — без свободных вспомогательных контактов; 2 — один замыкающий свободный вспомогательный контакт; 3 — один размыкающий свободный вспомогательный контакт; 4 — один замыкающий и один размыкающий контакты. Восьмым знаком обозначается наличие дополнительных расцепителей: 1 — минимальный расцепитель напряжения; 2 — независимый расцепитель; 3 — минимальный расцепитель напряжения и независимый расцепитель. Девятым и десятым знаками обозначаются климатическое исполнение и категория размещения.
Автоматический выключатель серии АЕ20 может иметь устройство регулирования номинального тока теплового расцепителя и устройство температурной компенсации. В этом случае на месте девятого знака ставится буква Р, если имеется регулировка номинального тока тепловых расцепителей и температурная компенсация, или буква Н, если регулируется только номинальный ток тепловых расцепителей и отсутствует температурная компенсация. Знаки обозначения климатического исполнения и категории размещения соответственно сдвигаются и становятся десятым и одиннадцатым. Например, обозначение АЕ2036-20РУЗ означает, что этот выключатель серии АЕ20 третьей величины на номинальный ток 25 А, трехполюсный с электромагнитными и тепловыми расцепителями, имеет один замыкающий свободный контакт, без дополнительных расцепителей, с регулированием номинального тока тепловых расцепителей и температурной компенсацией, для умеренного климата, категории размещения 3.
Выключатели серии АЕ20, кроме исполнения У, изготавливают также в климатическом исполнении ХЛ и Т. Категория размещения выключателей зависит от наличия оболочки. Выключатели без оболочки имеют категорию размещения 3 при исполнениях У и Т и категорию 4 для исполнения ХЛ. За счет оболочек степени защиты ΙΡ54 для исполнений У и Т обеспечивается категория размещения 1, а для исполнения ХЛ — категория размещения 2. Основные технические данные выключателей серии АЕ20 приведены в таблицах 2.5 и 2.6.

2.5. Номинальные токи выключателей серии АЕ20 и встраиваемых в них максимальных расцепителей

Номинальный ток выключателя, А

Номинальные токи максимальных расцепителей, А

0,32; 0,4; 0,5; 0.6; 0,8: 1,0; 1,25;
1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4.0; 5,0; 6,0;
8,0; 10,0

0,6; 0,8; 1,0; 1,25, 1,6; 2,0; 2,5; 3,2;
4,0; 5; 6; 8; 12,5; 16; 20; 25

10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63

16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100

Конструкция выключателя показана на рисунке 2.7. Все его узлы размещены в пластмассовом корпусе 2, закрытом крышкой 7. Через зажимы 4 выключатель соединяется с внешней электрической цепью, а контактами 3 осуществляется коммутация этой цепи. Для облегчения гашения электрической дуги применена дугогасительная решетка из стальных пластин 5. Рукояткой 8 через механизм 6 управления выключателем его включают и отключают вручную. При помощи электромагнитного 1 и теплового 9 расцепителей, действующих на отключающую рейку, обеспечивается автоматическое отключение токов к. з. и перегрузки.

2.6. Коммутационная способность двух- и трехполюсных выключателей серии АЕ20 при напряжении 380 В

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector