Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики срабатывания автоматических выключателей

Характеристики срабатывания автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя для защиты электрооборудования многие учитывают номинальный ток, напряжение и количество полюсов (однополюсные, двухполюсные, трехполюсные или четырехполюсные) выключатели. Что в принципе верно, но есть одно «но».

На практике встречаются случаи, когда подобрав автоматический выключатель для защиты скажем асинхронного электродвигателя, по номинальным данным машины, и установив его, при пуске выключатель срабатывает и разрывает цепь. В чем причина? Ведь все выбрано правильно, токи соответствуют, напряжение тоже, с количеством полюсов прогадать очень трудно, но автомат срабатывает при пуске.

Дело в том, что при прямом пуске асинхронного электродвигателя ток статора достигает порядка семи номинальных токов. Поэтому срабатывает автомат? Да, поэтому. Но подобрав другой, такой же автомат, но с другой характеристикой срабатывания данная система работает нормально.

Поэтому при выборе автоматических выключателей следует обращать внимание на его характеристики срабатывания и сравнивать их с графиком вашей нагрузки. Давайте рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей.

Характеристика МА

Данный тип выключателей не имеет теплового расцепителя и применим только для защиты от коротких замыканий. Наиболее часто применим в цепях защиты электроприводов, где реализована защита от перегрузки другим способом (токовые реле, микропроцессорные системы).

Характеристика А

Предназначены для защиты цепей в которых не предусмотрены перегрузки по току. Это могут быть полупроводниковые устройства выходящие из строя при превышении заданных значений тока. График такой характеристики показан ниже:

Характеристика А автоматического выключателя

Как мы видим из графика при перегрузке 1,13 -1,45 Iн тепловой расцепитель может сработать в течении 60 мин, а при 2- 3 кратном превышении – почти мгновенно.

Характеристика В

Такой тип защиты довольно часто используют для компьютерного и электронного оборудования или же в системах где пусковые пики малы, а система подвержена очень малым перегрузкам. График приведен ниже:

Характеристика В автоматического выключателя

При длительных режимах она ничем не отличается от характеристики А, а вот при пуске выдерживает больший ток 3 – 5 номиналов.

Характеристика С

Наиболее распространенная характеристика автоматических выключателей. Применяется практически во всех системах электроснабжения имеющих умеренные пусковые токи, поэтому практически в любом электрощитке можно увидеть это устройство. График ниже:

Характеристика С автоматического выключателя

Как видим, перегрузочная их способность лежит в промежутке от 5 до 10 номиналов. Что позволяет им недолгое время пропускать умеренные значения пускового тока.

Характеристика D

Применимы для защиты электродвигателей, которые пускаются напрямую от сети без применения преобразователей, и имеющие большие скачки пусковых токов, а также для других устройств имеющих большие кратковременные перегрузки. График ниже:

Характеристика D автоматического выключателя

В этих устройствах кратковременные перегрузки могут достигать 10 – 20 номиналов.

Характеристика К

Такой тип автомата имеет довольно большой диапазон разброса тока срабатывания при работе на постоянном и переменном напряжении и применяют его, как правило, в цепях с индуктивной нагрузкой, иногда для электродвигателей и различных силовых преобразователей. Кривая срабатывания показана ниже:

Характеристика К автоматического выключателя

Как видим на «переменке» диапазон отключения 10 – 15 номиналов, при «постоянке» 10 – 25 номиналов.

Характеристика Z

Также имеет разброс при работе на постоянном и переменном напряжении и предназначен для обеспечения максимальной защиты электронных устройств управления. Кривая работы приведена ниже:

Характеристика Z автоматического выключателя

При работе на переменном напряжении отключение происходит при достижении 2 – 3 номиналов, при постоянном 2 – 5.

Как видим, выбор автоматического выключателя для защиты электрических цепей не такая уж и простая задача, как кажется на первый взгляд. Поэтому при выборе автоматического выключателя необходимо сопоставлять не только номинальные данные (напряжение, ток, фазность), но и знать характеристики работы системы, для которой выбирается автомат, чтобы выбранный вами автоматический выключатель в полной мере обеспечивал защиту вашего оборудования.

Читайте так же:
Чем отличается выключатель нагрузки от высоковольтного разъединителя

Основные параметры автоматических выключателей

Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

К основным параметрам автоматических выключателей относятся:

– номинальное напряжение автоматического выключателя;

– номинальный ток автоматического выключателя;

– номинальный ток максимального расцепителя;

– уставка по току срабатывания максимального расцепителя;

– уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных автоматов)

Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ. Уставкой по току срабатывания максимального расцепителя считается ток, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах. Уставка по времени срабатывания максимального расцепителя это время между моментом обнаружения короткого замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.

5. Нейманівська й гарвардська архітектури засобів обчислювальної техніки їхньої особливості й області застосування.

Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», они основаны на следующих принципах:

· Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

· Принцип адресуемости памяти. Основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

· Принцип последовательного программного управления. Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

· Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Такая архитектура реализуется в микропроцессорах, которые используются в вычислительных средствах общего назначения от комплексов рекордной производительности до ноутбуков.

Совместное использование шины для памяти программ и памяти данных приводит к узкому месту архитектуры фон Неймана, а именно ограничению пропускной способности между процессором и памятью по сравнению с объёмом памяти. Из-за того, что память программ и память данных не могут быть доступны в одно и то же время, пропускная способность является значительно меньшей, чем скорость, с которой процессор может работать.

Гарвардская архитектура — архитектура ЭВМ, отличительными признаками которой являются:

1. Хранилище инструкций и хранилище данных представляют собой разные физические устройства.

2. Канал инструкций и канал данных также физически разделены.

В Гарвардской архитектуре характеристики устройств памяти для инструкций и памяти для данных не требуется иметь общими. В частности, ширина слова, тайминги, технология реализации и структура адресов памяти могут различаться. В некоторых системах инструкции могут храниться в памяти только для чтения, в то время как для сохранения данных обычно требуется память с возможностью чтения и записи. В некоторых системах требуется значительно больше памяти для инструкций, чем памяти для данных, поскольку данные обычно могут подгружатся с внешней или более медленной памяти. Такая потребность увеличивает битность (ширину) шины адреса памяти инструкций по сравнению с шиной адреса памяти данных.

Читайте так же:
Щиток с одним автоматическим выключателем

Гарвардская архитектура используется в ПЛК и микроконтроллерах, таких, как Microchip PIC, Atmel AVR, Intel 4004, Intel 8051 и обеспечивает большее быстродействие и лучшее соответствие специфике решаемых задач.

Расшифровка обозначений автоматов в электрощитке

Электроэнергия при некорректном использовании может нести угрозы для окружающей среды, здоровья и жизни самого человека. Для исключения подобных случаев введены в действие правила использования электроэнергии (ПУЭ, национальные и международные стандарты), которые обязывают все силовые цепи снабжать защитными устройствами. Среди таких элементов — автоматические выключатели. Чтобы правильно их выбрать, нужно понимать характеристики, которые отражены в маркировке.

Общие сведения об автоматах

Как правило, автомат содержат три типа расцепителя электрической цепи: тепловой, электромагнитный и механический. Первый предназначен для защиты электрических цепей от перегрузки по току, второй – от короткого замыкания в цепях нагрузки, третий – для оперативных коммутаций электрических цепей.

Существуют электрические автоматы, выполняющие защитные функции от перегрузки и поражения электрическим током (ЭТ). Это выключатели, управляемые дифференциальным током со встроенной защитой от токовых перегрузок – дифавтоматы (ДВ).

Основные технические характеристики автоматических выключателей (АВ)

Номинальное напряжение – установленное изготовителем значение, при котором определена работоспособность АВ.

Номинальный ток – установленный изготовителем ток, который АВ способен проводить в продолжительном режиме, при котором главные контакты остаются замкнутыми при указанной контрольной температуре окружающего воздуха (стандартно +30 °С).

Частота выключателя – это промышленная частота, на которую рассчитанно устройство и которой соответствуют значения других характеристик.

Класс токоограничения характеризуется временем отключения между началом размыкания выключателя и концом времени дуги. Существует три класса токоограничения:

  • время отключения АВ 3 класса происходит в пределах 2,5 — 6 мс;
  • 2 класса – 6–10 мс;
  • 1 класса – более 10 мс.

Защитная характеристика АВ определяет пределы времени, в течение которого должно произойти расцепление коммутационного элемента при определенном значении протекающего через него ЭТ.

Существует несколько типов защитных (время-токовых) характеристик АВ, наиболее востребованы — B, C и D

Тип защитной характеристикиДиапазон токов мгновенного расцепления, приведенных к номинальному значению тока АВНазначение
Aот 1,3IнДля защиты цепей, в которых временные перегрузки по току не могут возникать в штатном режиме работы.
Вот 3Iн до 5IнДля защиты цепей, в которых допускаются незначительные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы.
Сот 5Iн до 10IнДля защиты цепей, в которых допускаются умеренные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы.
Dот 10Iн до 20IнДля защиты цепей со значительными временными токовыми перегрузками в штатном режиме работы.
Kот 12 IнДля защиты промышленных цепей использующих индуктивную нагрузку.
Zот 4 IнДля защиты промышленных цепей использующих в качестве нагрузки промышленную электронную технику.

Дифференциальные автоматические выключатели

Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn – значение отключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ должен срабатывать при заданных условиях.

Номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0 – значение неотключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ не срабатывает при заданных условиях.

Номинальная дифференциальная наибольшая включающая и отключающая способность IΔm0 – действующее значение переменной составляющей ожидаемого дифференциального тока, которое ДВ может включать, проводить и отключать.

ДВ бывают трех типов:

  • S – с выдержкой времени срабатывания по дифференциальному току.
  • АС – обеспечивается срабатывание при синусоидальном переменном дифференциальном токе, либо прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
  • А – обеспечивает срабатывание при дифференциальном синусоидальном переменном токе и дифференциальном пульсирующем постоянном токе, прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.

Маркировка автоматов

Каждый автомат имеет свою маркировку, которая представляет собой буквенно-цифровые и условные графические изображения, используемые для идентификации и доведения до потребителя его основных технических характеристик. Они необходимы для правильного выбора и дальнейшей эксплуатации автомата.

  • наименование изготовителя или торговый знак;
  • обозначение типа, каталожного номера или номера серии;
  • значение номинального напряжения;
  • значения номинального тока без символа «А» с предшествующим обозначением типа защитной характеристики (А, В, С, D, K, Z) и класс токоограничения;
  • значение номинальной частоты;
  • значение номинальной наибольшей отключающей способности в амперах;
  • схема соединений, если правильный способ соединения не очевиден;
  • значение контрольной температуры окружающего воздуха, если она отличается от 30 °С;

Маркировка дифавтоматов аналогична маркировке АВ, но содержит дополнительные сведения:

  • номинальный отключающий дифференциальный ток;
  • уставки отключающего дифференциального тока (для ДВ с несколькими значениями отключающего дифференциального тока);
  • номинальную наибольшую дифференциальную включающую и отключающую способность;
  • кнопку с символом «Т» для эксплуатационного контроля работоспособности ДВ по дифференциальному току;
  • символ «

Расшифровка обозначений автоматических выключателей

Наряду с маркировкой выключателей, необходимую информацию о характеристиках и типе АВ содержит его условное обозначение, которое требуется для оформления заказа на покупку АВ.

Условного обозначение автоматического выключателя имеет следующий вид: ВА47-Х1-Х2Х3Х4ХХ5-УХЛ3

Пояснения к условному обозначению АВ приведены в таблице.

СимволРасшифровка
ВА47Обозначение серии выключателей
Х1Тип выключателя
Х2Число полюсов
Х3Буква «N» при наличии полюса без расцепителя
Х4Тип защитной характеристики
ХХ5Номинальный рабочий ток
УХЛ3Обозначение климатического исполнения и категории размещения (по ГОСТ 15150)
  • однополюсной автоматический выключатель с защитной характеристикой типа «С» на номинальный ток 16 A: Выключатель ВА47-29-1С16-УХЛ3
  • четырехполюсной автоматический выключатель с защитной характеристикой типа «С» с незащищенным полюсом на номинальный ток 100 A: Выключатель ВА47-100-4NC100-УХЛ3.

Для изделий исполнения УХЛ3 диапазон рабочих температур составляет от минус 60 до +40 °С.

Каждый автомат, смонтированный в электрощитке, имеет маркировку в соответствии со своим функциональным назначением. Например, номер помещения, обозначение фидера, оборудования и т.д. для защиты электрических цепей которых установлен данный автомат.

Советы по выбору автоматического выключателя

Существуют два основных критерия выбора АВ. Первый основывается на исполнении АВ своей целевой функции – обеспечения защиты электрических цепей от перегрузки по току с заданными характеристиками, второй – на соотношении цена/качество, выбранного типа АВ.

Номинальный ток АВ выбирается со значением меньшим или равным, чем максимальный ток, на который рассчитана защищаемая электрическая цепь. Если электрическая цепь выполнена медным проводом с сечением токопроводящей жилы 1,5 мм2, для защиты такой цепи следует выбирать АВ с номинальным током не более 16 А. Так как для проводов данного типа максимально допустимый рабочий ток должен быть не более 21 А, а допустимый ток короткого замыкания длительностью 1 с должен быть не более 170 А, защитная характеристика АВ может быть выбрана С типа. В данном случае класс токограничения может быть любым, однако следует учитывать, что чем раньше произойдет отключение электрической цепи при коротком замыкании, тем меньше вероятность возникновения аварийной ситуации и больше шансов сохранить электрооборудование в исправном состоянии.

Количество полюсов АВ выбирается исходя из количества защищаемых электрических цепей. Для однофазной цепи – обычно применяются двухполюсные, для трех фазных – трех и четырехполюсные АВ.

Среди зарубежных производителей следует отметь: ABB, Legrand, Schneider Electric, General Electric, Siemens и т.д. Среди отечественных изготовителей можно выделить продукцию КЭАЗ, ИЕК, Контактор и т.д. Для решения бюджетных задач вполне себя оправдывает продукция российской фирмы. Для реализации бизнес-идей можно использовать более дорогую и качественную продукцию зарубежных производителей ABB, Legrand, Schneider Electric.

Из практических соображений систему защиты от токовых перегрузок целесообразно строить по двухуровневой схеме. Первый уровень защиты выполнить на основе ВД. Так как потребители электроэнергии обычно распределены по отдельным помещениям, вторую ступень защиты целесообразно выполнить распределенного типа, группируя электрические цепи по функциональному назначению и снабжая каждую группу отдельным АВ, что позволит избежать общего отключения электроэнергии при возникновении локальной токовой перегрузки. При этом ВД должен быть рассчитан на суммарный ток всех потребителей электроэнергии.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Когда все приборы и сама электрическая сеть функционируют в нормальном режиме, в них наблюдается обычное течение тока. Данное явление в полной мере касается и автоматического выключателя. Однако в случае превышения силой тока, по каким-либо причинам, своего номинального значения, срабатывает расцепитель защитного устройства и цепь размыкается. Параметр такого срабатывания известен как время-токовая характеристика автоматического выключателя. Она представляет собой зависимость времени срабатывания автомата и соотношения между реальным током, протекающим через автомат и номинальным током прибора.

Для чего нужна время-токовая характеристика

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Сложности практического применения этого параметра в первую очередь связаны с графиками, которые необходимо правильно читать и применять на практике. Отключение автоматов с одинаковым номиналом будет происходить не одинаково в случае различных превышений тока. Поэтому для каждого типа выключателей существует собственная кривая, отображаемая на графике. Это дает возможность использования автоматических выключателей с разными характеристиками для определенного типа нагрузки.

В результате, автоматический выключатель выполняет защитную токовую функцию и одновременно сводит до минимума ложные срабатывания. Именно в этом и заключается основное практическое значение время-токовой характеристики.

В области энергетики нередко возникают ситуации, при которых увеличение тока на короткое время не связано с возникновением аварийного режима работы. В этих случаях защитные устройства не должны реагировать на подобные изменения. Это происходит при включении электродвигателей, когда наблюдается значительный скачок тока, в несколько раз превышающий номинальное значение. Если следовать логическим выводам, должно произойти обязательное отключение автомата. Например, если устройство установлено на 10 А, а пусковой ток составляет 12 А, это приведет к непременному срабатыванию защиты. Чтобы этого не произошло, требуется увеличить порог срабатывания, например, до 16 ампер. Однако в случае короткого замыкания устройство может и не отключиться.

Слишком низкий уровень срабатывания приведет к тому, что автомат будет реагировать даже на незначительные скачки. Решить данную проблему позволяет время-токовая характеристика, определяющая основной режим работы каждого защитного устройства.

Время-токовые характеристики автоматов

Срабатывание автоматических выключателей происходит за счет действия его основных элементов – теплового и электромагнитного расцепителя. Конструкция теплового расцепителя состоит из биметаллической пластины, нагревающейся под действием протекающего тока. В результате, она изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Для срабатывания необходима длительная нагрузка, обратно пропорциональная выдержке по времени. Уровень перегрузки напрямую влияет на нагрев пластинки и время срабатывания теплового расцепителя.

Основными составляющими электромагнитного расцепителя служат катушка и сердечник. При достижении током определенного уровня, магнитное поле катушки втягивает сердечник, под действием которого срабатывает расцепляющий механизм. Устройство мгновенно срабатывает при коротких замыканиях, не дожидаясь нагрева теплового расцепителя. Время срабатывания автомата зависит от силы тока, проходящего через автоматический выключатель. Данная зависимость как раз и представляет собой времятоковую характеристику защитного устройства.

На корпусе каждого прибора наносятся латинские символы В, С и D. Каждый из них соответствует кратности уставки электромагнитного расцепителя к номинальному значению автомата. То есть, с помощью этих букв отображается ток мгновенного срабатывания расцепителя или чувствительность автоматического выключателя. Данный параметр обозначает минимальный ток, при котором происходит мгновенное отключение защитного устройства. Таким образом, латинскими буквами обозначается времятоковая характеристика каждого конкретного автомата. Символ «В» соответствует характеристикам 3-5 х ln, «С» – 5-10 х ln и «D» – 10-20 х ln.

Значение этих цифр необходимо рассмотреть на примере двух автоматов, равных по мощности, то есть, с одинаковым номинальным током, например, модели В16 и С16. Для выключателя В16 диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя составит 16 х (3-5) = 48-80 А. Соответственно, у автомата С16 этот диапазон будет находиться в пределах 16 х (5-10) = 80-160 ампер. Таким образом, при наличии тока в 100 А, произойдет мгновенное отключение модели В16, а устройство С16 отключится лишь через несколько секунд после нагрева биметаллической пластины.

Для жилых и административных зданий наиболее подходящими вариантами считаются автоматы с маркировкой В и С. Это связано с отсутствием больших пусковых токов и крайне редким включением электродвигателей повышенной мощности. Автоматы категории D используются в основном на тех объектах, где имеются мощные электродвигатели и другие устройства с большими пусковыми токами.

График время токовой характеристики обязательно учитывает температуру самого защитного устройства. В случае первого срабатывания времени на отключение затрачивается больше, поскольку биметаллическая пластинка холодная. При повторном срабатывании, когда пластинка уже была ранее разогрета, отключение происходит быстрее.

График время-токовой характеристики

Данный график показывает время токовые характеристики для различных типов автоматических выключателей – В, С и D. Основным параметром является значение тока, протекающего через устройство защиты, и оказывающего непосредственное влияние на время отключения. Отношение тока, протекающего в цепи, и номинального тока автомата отображается в виде l/ln на оси Х. Время срабатывания устройства, измеряемое в секундах, фиксируется на оси У

Поскольку каждый автомат состоит из электромагнитного и теплового расцепителя, то и представленный график условно делится на два участка. На крутом участке отражается работа теплового расцепителя, защищающего от перегрузок, а в более пологой части отображено действие электромагнитного расцепителя, выполняющего отключение при коротких замыканиях.

На графике наглядно видно, что при различных нагрузках, изменяется и время отключения устройства. Время отключения при одинаковой нагрузке у холодного и горячего автомата будет разным. Таким образом, график времятоковой характеристики позволяет заранее выполнить все необходимые расчеты и выбрать наиболее подходящее защитное устройство для конкретных условий эксплуатации.

Выбор автомата для дома

Для большинства квартир рекомендуются автоматические выключатели категории В, обладающие повышенной чувствительностью. Его срабатывание при перегрузках происходит так же, как и у автомата типа С. Однако в случае короткого замыкания их действия могут отличаться.

Идеальными условиями считается наличие нового дома, хорошего состояния сети, расположение подстанции возле объекта. Большое значение имеет качество всех соединений. В такой ситуации при коротком замыкании может сработать даже вводный автомат.

Совершенно иные условия в старых домах. Как правило в них очень старая электропроводка, обладающая высоким сопротивлением. Тока может оказаться недостаточно, и при коротком замыкании автомат не сработает. На таких объектах времятоковая характеристика автоматического выключателя должна обязательно соответствовать категории В. Это условие касается не только квартир, но также дач и старых сельских домов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector