Alma38.ru

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

Испытания автоматов током 1,13·In (АВВ, Legrand, Hager, Eaton, CHINT, DEKraft)

Испытания автоматов током 1,13·In (АВВ, Legrand, Hager, Eaton, CHINT, DEKraft)

Ноябрь 9th, 2017 Рубрика: Автоматические выключатели, Электрооборудование

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

После выхода первой части эксперимента по прогрузке автоматов током 1,13 от номинального, где участвовали представители АВВ, Schneider Electric, IEK, EKF, КЭАЗ, TDM и Elvert, подписчики и читатели сайта предложили мне провести аналогичные испытания и для других наиболее встречающихся и распространенных производителей.

Вот например, Роман откликнулся и прислал мне автоматы Legrand, Hager, Eaton, CHINT и DEKraft, а Александр — два экземпляра от АВВ, за что я им передаю огромное спасибо.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_17

И на этот раз в эксперименте участвуют следующие автоматические выключатели:

  • S201 (ABB, Германия)
  • S201M (ABB, Германия)
  • Тх3 (Legrand, Польша)
  • МУ116 (Hager, Франция)
  • PL4 (Eaton, Сербия)
  • DZ47-60 (CHINT, Китай)
  • ВА-101 (DEKraft, Китай)

Все представленные автоматические выключатели новые и ранее в эксплуатации не были. К тому же, они имеют одинаковый номинальный ток 16 (А) и одинаковую время-токовую характеристику (ВТХ) типа С.

Как и в прошлом эксперименте, все автоматы я установил на DIN-рейке на некотором расстоянии друг от друга и подключил между собой последовательно с помощью перемычек.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_18

Напомню, что у каждого автоматического выключателя есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13 от номинального тока. Так вот при таком токе автоматы с номинальным током ≤63 (А) не должны отключаться в течение целого часа (60 минут), а автоматы с номинальным током >63 (А) не должны отключаться в течение двух часов (120 минут).

Точку условного нерасцепления (1,13·In) в большинстве случаев всегда отображают на графике время-токовой характеристики автомата конкретного производителя.

xarakteristika_c_avtomaticheskix_vyklyuchatelej_17

Скорректируем номинальный ток наших автоматов.

Температура воздуха в электролаборатории (ЭТЛ) сейчас находится на отметке 25°С, что меньше температуры 30°С, относительно которой отображен график ВТХ, на 5°С. А значит нам необходимо ввести поправочный температурный коэффициент окружающего воздуха Кt, умножив номинальный ток наших автоматов примерно на 1,01.

vremya_tokovye_xarakteristiki_avtomaticheskix_vyklyuchatelej_время_токовые_характеристики_автоматических_выключателей_14

В итоге, с учетом поправочного коэффициента Кt наши автоматы имеют номинальный ток не 16 (А), а 1,01·16 = 16,16 (А).

Таким образом, при прохождении через все наши автоматы тока величиной 1,13 от номинального, они не должны сработать в течение целого часа (60 минут). Естественно, что если какой-то из автоматов отключится раньше, то по данному испытанию он будет забракован.

Только учтите, что значение 1,13 от номинального теперь будет составлять не 1,13·16 = 18,08 (А), а 1,13·16,16 = 18,26 (А).

Во время эксперимента с помощью тепловизора я буду периодически контролировать температуру нагрева автоматов при длительном протекании через них тока прогрузки. При ненадлежащем качестве силового контакта (экономия на применяемых материалах, слабое усилие и уменьшенная площадь контакта), такие автоматы будут греться гораздо сильнее.

Итак, устраивайтесь по удобнее — эксперимент начинается!

Включил рычажки всех автоматов и навел в цепи ток 18,26 (А).

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_19

Теперь будем наблюдать за нашими автоматами в течение целого часа.

Вот «картина» нагрева наших автоматов через 120-180 секунд (2-3 минуты) прогрузки.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_1

Как видите, из всех автоматов больше всех выделился автомат DZ47-60 (CHINT), который за это время успел нагреться до 42,8°С, когда остальные автоматы имели температуру нагрева примерно от 28°С до 34°С.

Через 1800 секунд (30 минут) испытаний, ни один автомат не отключился, а температура их нагрева имела следующую картину.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_2

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_3

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_4

А это температура нагрева автоматов, только с другой стороны.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_8

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_7

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_6

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_5

На данном этапе из всего ряда выделилось уже два автомата: DZ47-60 (CHINT) с максимальной температурой нагрева 81,2°С и Тх3 (Legrand) — с максимальной температурой 70,1 °С.

Через 3600 секунд (60 минут), ни один из автоматов так и не отключился. В связи с этим можно смело сказать, что все они соответствуют заявленным время-токовым характеристикам (ВТХ) и требованиям ГОСТ 50345-2010, т.е. при токе 1,13 от номинального, в данном случае при токе 18,26 (А), не отключились в течение целого часа.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_20

Но тем не менее, при одном и том же токе автоматические выключатели имели разную температуру нагрева.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_9

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_10

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_11

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_12

Вот температура нагрева автоматов уже с другой стороны.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_16

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_15

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_14

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_13

Для наглядности, максимальные зафиксированные температуры нагрева всех автоматов я свел в общую результирующую таблицу.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_21

По завершению эксперимента максимально нагрелись следующие автоматы: DZ47-60 (CHINT) — 85,1°С, Тх3 (Legrand) — 75,5°С и S201M (ABB) — 75,4°С. Остальные автоматы имели температуру нагрева в диапазоне от 65°С до 68°С.

Напомню, что в прошлом эксперименте максимальные температуры были зафиксированы у автоматов: ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ) — 84°С и ВА47-29 (TDM) — 88,2°С.

ispytaniya_avtomatov_abb_schneider-electric_iek_ekf_keaz_tdm_elvert_32

Через 5300 секунд (1,5 часа) протекания через все автоматы тока 18,26 (А) ни один из них так и не отключился, что опять таки подтверждает их соответствие заявленным характеристикам.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_22

Ради интереса решил увеличить ток в цепи до 24 (А). Этот ток является для автоматов током условного расцепления (1,45·In), при котором они должны отключиться за время не более одного часа. Но учитывая то, что автоматы находятся в нагретом «горячем» состоянии, то отключение должно произойти достаточно быстро.

ispytaniya_avtomatov_abb_legrand_hager_eaton_chint_dekraft_23

Посмотрим, какой же из автоматов быстрее отреагирует и отключит условный ток расцепления.

И уже спустя 8 секунд из всего ряда автоматов первым отключился автомат S201 (АВВ). В данном случае, это не значит, что автомат S201 (АВВ) лучше или хуже других. Это говорит лишь о том, что его тепловой расцепитель исправен и отключил ток условного расцепления (1,45·In), согласно заявленной время-токовой характеристики. И не исключено, что другие автоматы тоже вполне исправны, просто их время отключения при токе (1,45·In) может быть немного больше, о чем я Вам и расскажу в самое ближайшее время в отдельной статьи.

Читайте так же:
Поплавковые выключатели для насосов grundfos

Так что кому интересно, то подписывайтесь на рассылку сайта, Ютуб Канал или группу в Контакте под соответствующими названиями «Заметки Электрика».

Надеюсь, что из всего представленного в данной статье, Вы сделаете соответствующие выводы.

В следующих статьях я проверю этот же ряд автоматов:

Для наглядности, процесс прогрузки и измерений температуры нагрева автоматических выключателей рекомендую Вам посмотреть в моем видеоролике:

Статьи (Схемы)

Во многих сильноточных электроустановках остро стоит проблема оперативного отключения силовых цепей, особенно при возникновении аварийных ситуаций, и последующей подачи питания на силовые цепи. Причем потребитель настаивает на автоматической работе установки. Казалось бы, какие проблемы, бери контактор, ставь контролирующую аппаратуру – и дело в шляпе! Не тут-то было: это справедливо на токах менее 800 А! А свыше 800 А это решение не подойдет – контакторов на такие токи на напряжение до 1000 В пока не выпускают.

Справедливости ради надо отметить, что некоторые европейские производители берутся за производство контакторов такой мощности, но только под заказ, по весьма немалой цене, да и сроки поставки получаются очень долгими. Что делать в такой ситуации? Вариантов несколько. Первый вроде бы очевиден – использовать высоковольтное оборудование, т.е. то, которое применяют на силовых подстанциях для напряжений на 6 кВ, так называемые вакуумные коммутаторы. Но это очень дорого, да и не слишком оправдано. Второй – применить так называемые автоматические выключатели в литом корпусе, оборудованные электромагнитным приводом. Как еще один вариант можно использовать и применение воздушных автоматических выключателей, но это решение по стоимости сравнимо с первым вариантом.

Наиболее предпочтителен вариант применения автоматического выключателя в литом корпусе, оборудованного электромагнитным приводом. Один из вариантов применения – использование его в качестве контактора. Конструктивно сборка из контактора и привода мало напоминает контактор, да и принцип действия (включения и отключения) иной, но функцию подачи питания и отключения при подаче внешнего сигнала это устройство выполнит. Есть только одно принципиальное отличие, которое значительно усложняет жизнь проектировщику: для включения контактора достаточно подать питание на управляющую катушку, и контактор замкнется, для отключения – достаточно отключить управляющую катушку от источника питания, и коммутируемая цепь будет разорвана. То есть для управления контактором достаточно одной управляющей линии. Это обусловлено тем, что у контактора одно из двух устойчивых состояний (замкнуто/разомкнуто) определяется обязательным наличием управляющего напряжения на катушке, а у автоматического выключателя не два состояния, а три! Состояния автоматического выключателя – «ВЫКЛЮЧЕН», «АВАРИЯ», «ВКЛЮЧЕН». В случае срабатывания при возникновении аварии ручка управления переключается в среднее положение «АВАРИЯ». При этом после аварии выключатель обязательно должен быть переведен сначала в положение «ВЫКЛЮЧЕН» для сброса аварии, и только после этого его можно перевести в положение «ВКЛЮЧЕНО». Собственно, это и определяет сложность дистанционного управления автоматическим выключателем.

В этой статье мы попытаемся предложить нестандартный подход к проблеме «сильноточного» АВР (автоматический ввод резерва) на токи до 1600 А.

Обычно АВР реализуется на двух реверсивных контакторах (между ними устанавливается механическая блокировка, предотвращающая одновременное включение) и схемой слежения за линиями питания. В случае распределения нагрузки на две линии добавляют так называемый секционный контактор, который реализует функцию питания двух нагрузок от одной линии в случае отказа одной из линий. Также присутствуют цепи защиты от перегрузки и короткого замыкания. Реализуются схемы управления и защиты АВР либо на дискретных элементах релейной логики, либо на микропроцессорных специализированных моноблочных устройствах управления. Но суть в том, что во всех вариантах исполнения на каждый из контакторов идет только одна управляющая линия, что подразумевает в качестве исполнительного механизма контактор. Требуется коммутировать ток, например 1500А – и сюда сразу просится ВА88-43, оборудованный независимым расцепителем и электроприводом! Но напрямую произвести замену не получится. Придется дорабатывать схему и вводить дополнительные элементы.

Для начала все же хотелось бы напомнить принцип работы и схему включения электропривода. Ведь проблема не только в том, что необходимо заменить контактор автоматом с приводом. Дело в том, что привода для разных автоматических выключателей работают на разных принципах, и схемы управления у них также будут отличаться.

Для начала вспомним ручные (кнопочные) схемы управления приводами.

В ассортименте ТМ IEK четыре привода (можно сказать, что по факту их три, так как ЭП40 и ЭП43 по своему устройству одинаковы, а отличаются только местом установки). Основная проблема – отличия в схеме подключения, которые обусловлены принципом работы разных приводов. Принцип работы обусловлен необходимым усилием для перевода автоматического выключателя из одного состояния в другое. Так, для автоматического выключателя ВА88-32 достаточно усилия небольших электромагнитов, тогда как для взведения пружин взвода ВА88-43 требуется значительное усилие, реализуемое при помощи электромотора (см. табл. 1).

Таблица 1. Рекомендуемые паспортные схемы включения приводов для случая кнопочного управления

Читайте так же:
Накладки для выключателей легранд

ЭП32/33

ЭП35/37

ЭП40, ЭП43

Варианты полного дистанционного управления для всех моделей приводов TM IEK.

Существует еще проблема, обусловленная особенностью работы собственно автоматического выключателя. При его отключении посредством подачи сигнала на независимый расцепитель (обычно так и производится размыкание по внешнему сигналу) выключатель переводится в среднее «АВАРИЙНОЕ» положение, из которого в замкнутое состояние «ВКЛЮЧЕНО» его снова можно перевести, только переведя сначала в положение «ВЫКЛЮЧЕНО».

При рассмотрении типовых схем включения приводов становится понятно, что на самом деле реально для целей АВР стоит использовать только ВА88-43, но ведь есть другие варианты дистанционного включения-отключения. Так что нужно рассматривать варианты полного дистанционного управления для всех моделей приводов.

Электропривод ЭП32/33 – это привод для ВА88-32/33. У него наименьший габарит, так что и усилие наименьшее. Для реализации дистанционного управления достаточно заменить кнопки ручного управления одним переключающим контактом реле. Линию «Откл» подключаем к нормально замкнутому выводу контакта, а «Вкл» — к нормально-разомкнутому выводу. При включении реле контакт замыкается, сигнал подается на вывод «Вкл» и ВА88-32 включается. Соответственно, сняв питание с реле, мы инициируем перевод контактора в положение «ВЫКЛЮЧЕН». То есть, получаем более чем полный аналог пускателя с одним дополнением: в случае срабатывания защиты ручка управления автоматического выключателя переходит в положение «АВАРИЯ», и после устранения аварии необходимо сначала перевести автоматический выключатель в положение «ВЫКЛЮЧЕН» и только после этого в положение «ВКЛЮЧЕН».

Для ЭП40 и ЭП43 при реализации автоматического управления будет достаточно решения, приведенного для приводов ЭП32/33. Отличие будет в том, что ЭП32/33 срабатывает мгновенно, а у ЭП40 и ЭП43, в связи с отличием конструкции, процесс сброса и взведения пружины занимает несколько секунд. Это необходимо учитывать при проектировании алгоритмов.

Самая непростая, на первый взгляд, задача – осуществить управление при помощи ЭП35/37. Но на самом деле здесь тоже нет ничего сложного. Те же реле, но с двумя перекидными контактами взамен кнопок. Плюс, так же как и у ЭП40 и ЭП43 – обязательно учитывать время перевода рукоятки управления.

Вроде бы все здорово, все включается и отключается. Осталось лишь маленькое «но»! При возникновении аварийной ситуации, требующей мгновенного отключения потребителей, привод не сможет выполнить поставленную задачу как контактор: время срабатывания определяется временем движения механизма переведения рукоятки управления автоматического выключателя. Как быть? В зависимости от задачи воспользуемся независимым или минимальным расцепителем (при применении независимого расцепителя отключение произойдет при появлении напряжения на обмотке электромагнита, тогда как у минимального – при снижении напряжения ниже заданного уровня). Состояние автоматического выключателя можно контролировать при помощи дополнительных или аварийных контактов (см. рис. 1).

Работа схемы:

Начальное состояние – выключено, как на схеме. Для замыкания контактов автоматического выключателя необходимо подать разрешающее напряжение на минимальный расцепитель и, по истечении пяти секунд – на катушку реле КО. Отключающее действие минимального расцепителя будет нейтрализовано, а контакты реле подадут питание на электромагнит высвобождения пружины взвода. Цепь замкнулась. Для размыкания достаточно снять напряжение с любой из цепей управления. При снятии питания с реле произойдет перевод в положение «ВЫКЛЮЧЕН». При снятии питания с минимального расцепителя произойдет размыкание с переходом рукоятки управления в среднее положение – «АВАРИЯ». В этом случае для продолжения работы необходимо обесточить реле, после чего произойдет перевод автоматического выключателя в положение «ВЫКЛЮЧЕН». После этого можно вновь замкнуть контакты автоматического выключателя, переключив контакт реле.

Какой выбрать расцепитель автоматического выключателя и какие виды бывают? На что обращать внимание при выборе

Правильный подбор расцепителя автоматического выключателя защитит электрооборудование, СБТ и разводку распределительной сети от перегруза и сверхтока короткого замыкания.
В автоматические выключатели (АВ) устанавливается один или несколько расцепителей с разной селективностью. Эти компоненты защищают электрическую цепь от тока перегрузки и возникающем при коротком замыкании сверхтоке. Существуют устройства релейной защиты мгновенного расцепления и с задержкой срабатывания.

Определение расцепителя

Расцепитель автоматического выключателя – наиболее значимый компонент АВ. Он отключает электрическую сеть от цепи нагрузки посредством размыкания контактов вводного автомата. Элемент выключателя приводит в действие механизм свободного отключения в случае изменения определенного электрического параметра. Одни АВ срабатывают при превышении заданного значения тока, другие реагируют на пороговый уровень напряжения.

Виды расцепителей автоматических выключателей

Устройство защиты нагрузочной цепи представляетреле прямого действия, способное распознавать наступление аварийной ситуации и предотвращать развитие негативных процессов. Существует несколько видов расцепляющих устройств:

  • расцепители с защитой от сверхтоков и фиксированными заводскими настройками (тепловые компоненты с задержкой времени и электромагнитные мгновенного действия);
  • устройства селективного распознавания перегрузки от короткого замыкания с настройками номинального тока и времени выдержки (полупроводниковые, электронные);
  • компоненты с расширенной функциональностью (независимые, минимального и нулевого напряжения).

Тепловой

Тепловой расцепитель – биметаллическая пластина из 2 спаянных (сваренных или приклепанных) вместе полосок. Материалы для полосок подбираются таким образом, чтобы коэффициент температурного расширения одной отличался от аналогичного параметра другой. При прохождении электричества биметаллическая спайка нагревается сильнее, чем больше сила тока в ней. Если металл нижней полоски при нагревании удлиняется меньше, чем металл верхней, биметаллическая пластина изогнется вниз.

При определенном значении силы тока изгиба пластины достаточно для размыкания контактов автомата. Тепловой расцепитель реагирует на перегрузку ≥30% номинального значения тока, поэтому применяется для защиты от перегрузок. Время срабатывания находится в обратной зависимости от величины проходящего тока. В разных коммуникационных аппаратах оно составляет от секунд до 1–2 часов.

Читайте так же:
Накладной выключатель для мебели сенсорный jet

Электромагнитный

Электромагнитный компонент представляют катушку (соленоид) с сердечником, передвигающимся под воздействием электромагнитного поля тока, проходящего в обмотке. Сердечник, преодолевая сопротивление пружины, вызывает срабатывание отключающего цепь элемента.Электромагнитные реле прямого действия распознают короткое замыкание (превышение значения тока в несколько раз от номинального значения) и, в зависимости от чувствительности срабатывания, автоматам присваивается класс А, В, С и D.

Расцепители этого вида срабатывают за доли секунды и относятся к элементам мгновенного действия, используются для защиты от токов КЗ.

Термомагнитный или комбинированный

Зачастую соединяются тепловой и электромагнитный расцепитель последовательно. Тандем обеспечивает токовую селективность: один элемент отслеживает токи в зоне перегрузки, а другой защищает электрические цепи от сверхтоков КЗ. Такую связку некоторые производители именуют комбинированным расцепителем. В зарубежных каталогах последовательное соединение 2-х устройств называют термомагнитным расцепителем.

Полупроводниковый

Полупроводниковое устройствопостроено на измерительном элементе ИЭ и исполнительном элементе – электромагните с блоком управления. Измерительный элемент собран на трансформаторе тока.

Электромагнит воздействует на механизм свободного расцепления автомата, вызывая размыкание ↔замыкание цепи.Расцепитель срабатывает при протекании в цепи тока, превышающего уставку в перегруза или короткого замыкания. Эта настройка используется как дополнительная защита к основной защите от сверхтока короткого замыкания.

Выставляются требуемые значения тока и временной задержки переключателями. Они расположены на лицевой стороне блока управления.

Электронный

Электронный аналог блок-схемой не отличается от полупроводникового расцепителя. Измерительное устройство меряет ток АВ с помощью схемы на трансформаторе.Электронный модуль блока управления сравнивает полученное и заданное значение, подает управляющее напряжение на электромагнит.

Расширенный набор опций позволяет производить логическую селективность с помощью встроенного в некоторые устройства контроллера. Электронный расцепитель отличает наличие индикатора силы тока, большой выбор настроек и максимальная точность следования поставленной задаче.

Независимый

Расцепитель независимого типа удаленно управляет коммутацией электрических цепей переменного (AC) и постоянного (DC) тока, представляет обычный расцепитель с опцией дистанционной защиты. Поступающее по управляющей цепи, например с пульта оператора, напряжение подается на соленоид. В обмотке создается магнитное поле, сердечник втягивается и приводит в действие механизм свободного расцепления за время ≤0,04 с. Чтобы вернуть автоматический выключатель в исходное состояние, следует вручную нажать кнопку с надписью «Возврат».

Расцепитель минимального и нулевого напряжения

Некоторые АВ оснащаются дополнительно минимальными и нулевыми устройствами расцепления, которые встраиваются непосредственно в автомат или крепятся снаружи корпуса.

Явления, вызываемые сверхтоками

Протекание экстремальной силы тока вызывает следующие неблагоприятные явления:

  1. Тепловой перегрев повреждает изоляцию проводников и рабочие компоненты, становится причиной возгораний. Развитие этого явления блокируется установкой аппарата защитыпо току с быстродействием ≤ 0,005 с.
  2. Электродинамическая сила деформирует и разрушает токопроводящие компоненты, вызывая поломку коммутационного аппарата. Способом борьбы является подбор комплектующих с повышенной электродинамической стойкостью и правильная компоновка деталей, исключающая взаимное ЭМ-влияние.
  3. Магнитное поле отрицательно влияет на работу измерительных приборов, компьютеров и прочей прецизионной техники. Воздействие поля минимизируется применением экранов из магнито-мягких сплавов (пермаллой, феррит).

Проверка работоспособности расцепителей

Проверка работоспособности включает следующие действия:

  1. Визуальный осмотр выключателя. На корпусе девайса не должно быть механических повреждений: сколов и трещин. Обращать внимание на плотность прилегания частей, качество креплений и зажимов. Сделать несколько пробных манипуляций по «включению ↔выключению» вручную. Во включенном положении аппарат должен со щелчком фиксироваться и затем свободно выключаться.
  2. Прогрузка аппарата. Испытание заключается в определении времени срабатывания расцепителя при подаче электропитания с регулируемой силой тока на специальном стенде. Полученный результат сравнивается с типовой времятоковой характеристикой модели АВ.

Современный рынок электротехнического оборудования предлагает потребителю широкий спектр расцепителей. Этими устройствамикомплектуются аппараты 1-3 фазного переменного AС и постоянного тока DС и напряжением до 1000 В.

Полезное видео

Устройство автоматического выключателя

Основное назначение автоматических выключателей – использование их в качестве защитных аппаратов от токов коротких замыканий и токов перегрузок. Преимущественным спросом пользуются модульные автоматические выключатели серии ВА. В данной статье рассмотрим устройство автоматического выключателя серии ВА47-29 фирмы iek.

Благодаря компактному исполнению (унифицированные размеры модулей по ширине), удобству монтажа (крепление на DIN-рейке с помощью специальных защелок) и обслуживания, они широко используются в бытовых и промышленных условиях.

Наиболее часто автоматы применяются в сетях со сравнительно небольшими значениями токов рабочего режима и короткого замыкания. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала, что позволяет устанавливать его в общедоступных местах.

Устройство автоматических выключателей и принципы их работы подобны, различия заключаются, и это важно, в материале комплектующих и качестве сборки. Серьезные производители используют только качественные электротехнические материалы (медь, бронзу, серебро), но встречаются и изделия с комплектующими из материалов с «облегченными» характеристиками.

Простейший способ отличить оригинал от подделки – цена и вес: оригинал не может быть дешевым и легким при наличии комплектующих из меди. Вес фирменных автоматов определяется моделью и не может быть легче 100 – 150 г.

Конструктивно модульный автоматический выключатель выполнен в прямоугольном корпусе, состоящем из двух скрепленных между собой половинок. На лицевой стороне автомата указаны его технические характеристики и расположена рукоятка для ручного управления.

Как устроен автоматический выключатель — основные рабочие органы автомата

Если разобрать корпус (для чего необходимо высверлить соединяющие его половинки заклепки), то можно увидеть устройство автоматического выключателя и получить доступ ко всем его компонентам. Рассмотрим наиболее важные из них, которые обеспечивают нормальное функционирование устройства.

Читайте так же:
Расстановка от стены выключателей

устройство автоматического выключателя

  1. 1. Верхняя клемма для подключения;
  2. 2. Неподвижный силовой контакт;
  3. 3. Подвижный силовой контакт;
  4. 4. Дугогасительная камера;
  5. 5. Гибкий проводник;
  6. 6. Электромагнитный расцепитель (катушка с сердечником);
  7. 7. Ручка для управления;
  8. 8. Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
  9. 9. Винт для регулировки теплового расцепителя;
  10. 10. Нижняя клемма для подключения;
  11. 11. Отверстие для выхода газов (которые образовываются при горении дуги).

Электромагнитный расцепитель

Функциональное назначение электромагнитного расцепителя — обеспечение практически мгновенного срабатывания автоматического выключателя при возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания. В этой ситуации в электрических цепях возникают токи, величина которых в тысячи раз превышают номинальное значение этого параметра.

Время срабатывания автомата определяется по его времятоковым характеристикам (зависимость времени срабатывания автомата от величины тока), которые обозначаются индексами А, В или C (наиболее распространенные).

Тип характеристики обозначен в параметре номинального тока на корпусе автомата, например, С16. Для приведенных характеристик время срабатывания находится в пределах от сотых до тысячных долей секунды.

Конструкция электромагнитного расцепителя представляет собой соленоид с подпружиненным сердечником, который связан с подвижным силовым контактом.

расцепитель электромагнитный

Электрически катушка соленоида включена последовательно в цепочку, состоящую из силовых контактов и теплового расцепителя. При включенном автомате и номинальном значении тока, через катушку соленоида протекает ток, однако, величина магнитного потока мала для втягивания сердечника. Силовые контакты замкнуты и это обеспечивает нормальное функционирование защищаемой установки.

При коротком замыкании резкое увеличение тока в соленоиде приводит к пропорциональному увеличению магнитного потока, способного преодолеть действие пружины и переместить сердечник и связанный с ним подвижный контакт. Перемещение сердечника вызывает размыкание силовых контактов и обесточивание защищаемой линии.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты при небольшом, но действующим в течении относительно длительного промежутка времени, превышении допустимого значения тока.

Тепловой расцепитель – расцепитель замедленного действия, он не реагирует на кратковременные броски тока. Время срабатывания этого вида защиты регламентируется также время-токовыми характеристиками.

Инерционность теплового расцепителя позволяет реализовать функцию защиты сети от перегрузки. Конструктивно тепловой расцепитель представляет консольно закрепленную в корпусе биметаллическую пластину, свободный конец которой через рычаг взаимодействует с механизмом расцепления.

тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)

Электрически биметаллическая пластина включена последовательно с катушкой электромагнитного расцепителя. При включенном автомате в последовательной цепочке протекает ток, нагревая биметаллическую пластину. Это приводит к перемещению ее свободного конца в непосредственную близость к рычагу механизма расцепления.

При достижении значений тока, указанных во временно-токовых характеристиках и по истечении определенного времени пластина нагреваясь изгибается, контактирует с рычагом. Последний через механизм расцепления размыкает силовые контакты — сеть оказывается защищенной от перегрузки.

Регулировка тока срабатывания теплового расцепителя с помощью винта 9 производится в процессе сборки. Так как большинство автоматов модульные и их механизмы запаяны в корпусе простому электрику нет возможности произвести такую регулировку.

Силовые контакты и дугогасительная камера

Размыкание силовых контактов при протекании через них тока приводит к возникновению электрической дуги. Мощность дуги обычно пропорциональна току в коммутируемой цепи. Чем мощнее дуга, тем сильнее она разрушает силовые контакты, повреждает пластмассовые детали корпуса.

В устройстве автоматического выключателя дугогасительная камера ограничивает действие электрической дуги в локальном объеме. Она располагается в зоне силовых контактов и выполнена из покрытых медью параллельных пластин.

камера для гашения дуги

В камере дуга распадается на мелкие части, попадая на пластины, остывает и прекращает свое существование. Выделяющиеся при горении дуги газы выводятся через отверстия в дне камеры и корпусе автомата.

Устройство автоматического выключателя и конструкция дугогасительной камеры обуславливают подключение питания на верхние неподвижные силовые контакты.

Автоматы защиты двигателей

2021-02-13 Промышленное 13 комментариев

Автоматы защиты двигателей, или по другому мотор-автоматы, предназначены в первую очередь для защиты электродвигателей от перегрева и последствий короткого замыкания, а также могут использоваться в качестве основного или аварийного выключателя. То есть по сути они совмещают в одном корпусе два устройства — автоматический выключатель и тепловое реле.

Ранее, до того как стали повсеместно применяться мотор-автоматы, для защиты двигателей использовались тепловые реле в паре с контактором.

Тепловое реле

По такой схеме тепловое реле, при превышении двигателем потребляемого тока нагрузки, размыкает цепь катушки контактора, отключая его силовые контакты и таким образом защищая двигатель. Схема рабочая, проверенная, но не лишенная недостатков. В первую очередь к ним стоит отнести неспособность тепловых реле защитить от КЗ, поэтому необходимо дополнительно использовать автоматические выключатели. Да и габариты такой конструкции из контактора и теплового реле получаются достаточно большими.

Поэтому с появлением автоматов защиты двигателей, тепловые реле стали отходить на второй план и на данный момент, их применение довольно ограничено.

Стоит сразу сказать, что по своим характеристикам, автоматы защиты двигателей несколько отличаются от обычных автоматических выключателей. В первую очередь тем, что:

  1. Учитываются время-токовые характеристики. При запуске двигателя пусковой ток может значительно превышать номинальный ток двигателя. Если точнее, то пусковой ток можно рассчитать, зная номинальный ток двигателя и величину кратности пускового тока Кп ( коэффициент кратности пускового тока к номинальному значению — Iпуск/Iном). Данная характеристика указывается в технических характеристиках, на шильде двигателя она отсутствует. I пуск = Iн х Кп. Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока 6, пусковой ток будет составлять 120 А. При таком токе обычный автоматический выключатель с время-токовой характеристикой B (ток отключения электромагнитной защиты от 3·In до 5·In, где In — номинальный ток) или С (от 5·In до 10·In) может отключится по электромагнитной защите. Автоматы защиты двигателей имеют уставку срабатывания электромагнитного расцепителя в зависимости от номинала, составляющую от 7,5 до 17,5 In.
  2. Все мотор-автоматы имеют температурную компенсацию (примерно от -25 до +60 °C) для того, чтобы исключить влияние внешней температуры на работу автомата, так как при изменении окружающей температуры может изменятся уставка теплового расцепителя, что может в свою очередь привести к ложным срабатываниям.
  3. Предельная отключающая способность (максимальный ток КЗ, при котором аппарат способен отключить нагрузку) автоматов защиты двигателя значительно выше (25-100кА), чем у стандартных автоматических выключателей — 4,5 — 6кА.
  4. Регулируемая настройка теплового расцепителя, в зависимости от номинала двигателя.
Читайте так же:
Чем испытывать автоматические выключатели

Принцип работы автомата защиты двигателей

устройство автомата защиты двигателя

Электромагнитный расцепитель выполнен в виде катушки соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник с возвратной пружиной. Под действием электрического тока короткого замыкания сердечник втягивается в катушку, преодолевая сопротивление пружины и воздействует на механизм расцепления, в следствии чего контакты размыкаются.

Принцип работы тепловых расцепителей автомата такой же, как у тепловых реле. Имеется биметаллическая пластина, состоящая из двух пластин, которые сделаны из материалов с разными коэффициентами теплового расширения. Под воздействием высокой температуры, возникающей в следствии прохождения тока, превышающего номинальный, пластина начинает изгибаться, давить на механизм расцепителя и под действием пружины происходит размыкание контактов, тем самым обесточивается цепь.

Сразу после срабатывания защиты, вновь включить автомат не получится, таким образом обеспечивается выдержка времени для охлаждения двигателя после его аварийного останова.

Уставка срабатывания задается при помощи поворотного регулятора на лицевой части.

Необходимый ток уставки выставляется вращением регулятора до совмещения нужного значения тока на шкале с риской на корпусе.

Схема подключения автомата защиты двигателей

Автоматический выключатель следует устанавливать перед другими аппаратами в цепи. Это позволяет защитить не только сам двигатель, но и например, контактор от повреждения в случае перегрузки или короткого замыкания. Также, как и в случае автоматических выключателей, автомат защиты двигателей можно дополнительно оснастить вспомогательными контактами (контакты состояния, аварийный контакт), которые можно задействовать, например, для индикации состояния.

В случае подключения трехфазной нагрузки схема подключения стандартная и не вызывает вопросов, а вот в случае однофазной нагрузки (стоит отметить, что все мотор автоматы выпускаются только в трехполюсном исполнении), иногда встречаюсь с подключением, когда просто задействуют один силовой контакт автомата защиты. Но такое подключение неправильное, необходимо, как на рисунке ниже слева, задействовать все три контакта.

Кстати, обратите внимание, что автомат защиты двигателя имеет свое условно-графическое обозначение в схемах, отличающееся от обозначения обычных автоматических выключателей. А вот буквенное обозначение у них идентично.

схема подключения автомата защиты двигателя

Основные функции защиты

  • Защита от токов короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
  • Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
  • Защита от асимметрии фаз и обрыва фазного провода;
  • Тепловая защита от перегрева двигателя;
  • Обеспечение выдержки времени для охлаждения двигателя после его аварийной остановки после перегрева;
  • Индикация режимов работы и аварийных состояний;

Выбор автомата защиты

В случае прямого запуска, когда двигатель включается в работу с помощью мотор-автомата и контактора, необходимо в первую очередь знать его мощность. Эту информацию можно найти либо в технических характеристиках на двигатель, либо в паспортных данных, которые указаны на шильде.

шильда

Следующим шагом подбираем автомат, исходя из номинальной мощности двигателя. У различных фирм-производителей можно найти таблицы характеристик, где указаны номинальный рабочий ток и диапазон регулировки автоматов защиты в зависимости от мощности двигателя. В частности, на рисунке ниже приведена таблица соответствия автоматов защиты двигателей компании Allen Bradley.

выбор автомата защиты

И последним этапом выставляем необходимый ток отключения при помощи регулятора диапазона. Обычно указывается, что он должен быть больше или равен номинальному току электродвигателя. Но желательно, чтобы ток срабатывания защиты превышал на 10-20% номинальный ток двигателя.

То есть в случае, если номинальный ток двигателя составляет например 10 А, умножаем это значение на 1,1. Получаем 11 А. Это значение тока и выставляем регулятором.

И еще хотел сказать пару слов о конструктивном исполнении мотор автоматов. В первую очередь следует отметить, что по способу управления существует два типа автоматов — кнопочные и с поворотным выключателем. Также клеммы могут быть либо винтовые, либо с пружинным контактом ( применяются для двигателей, мощностью до 2 кВт). Можно еще отметить наличие кнопки Тест на лицевой стороне корпуса, позволяющей имитировать срабатывание защиты автомата для проверки его работоспособности.

Автоматы защиты двигателей

И в заключении хотел отметить, что эксплуатация двигателей без защитных устройств часто приводит к их выходу из строя, в следствии перегрузки, обрыва фазы, скачков напряжения и т.д. А это в свою очередь приводит к финансовым затратам, простою оборудования. Поэтому автоматы защиты двигателей являются необходимым элементом и не стоит на них экономить, тем более, что цены на них на данный момент вполне приемлемые.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector