Характеристика кратности срабатывания автоматических выключателей

Времятоковые характеристики автоматических выключателей.

Доброго времени суток!

Пишу больше для себя — часто надо, а искать не хочется, но если вдруг кому пригодится, то пользуйтесь на здоровье. Картинки подбрил в каталоге на модульные выключатели ABB.

Раз уж начал писать не только для себя, напишу пару слов про сами времятоковые характеристики. Этот параметр показывает, за какое время отключится автомат в зависимости от тока протекающего через него. На кривых есть три основных области:
— зона неотключения,
— зависимая характеристика;
— независимая характеристика.

На примере автомата С10.

Зона не отключения. До 11,3 А автомат точно не отключится. До 14,5 А может и не отключиться, а может и отключиться со временем от 20 с до 60 мин.

Зона с зависимой характеристикой. За отключение в этой зоне отвечает тепловой расцепитель. Обычно его делают из двух сваренных между собой пластин с разным коэффициентом температурного расширения. Когда по этой пластине течет ток, она изгибается и в определенный момент отключает автомат. Чем больше ток КЗ(короткого замыкания) или перегрузки, тем меньше время срабатывания. Например, при токе 40 А (кратность это отношение тока протекающего через автомат, к его номинальному току при 40 А 40/10=4) время срабатывания может колебаться от 2 до 40 с (синяя линия на рисунке).

Зона с независимой характеристикой. Эта зона начинается со 100 А (для переменного тока). В этой зоне время отключения не зависит от тока и равно примерно 0,01 с. За отключение в этой зоне отвечает электромагнитный расцепитель. Например, при токе 300 А (кратность=30) автомат отключится мгновенно. Точнее, со временем 0,01 с.

Характеристики Z и B
Имеют малую кратность срабатывания. Предназначены для цепей, в которых перегрузки невозможны или недопустимы, а так же в цепях без пусковых токов или их минимальных значениях. Применимы в цепях освещения и цепях требовательных к отсутствию перегрузок. Например, в цепях с электронными компонентами.

Характеристика С
Наиболее распространенная в наших щитах и на прилавках магазинов. Если не знаешь что ставить, ставь С)))
Предназначена для цепей со смешанной нагрузкой, где могут появляться незначительные пусковые токи.

Характеристики D и K
Эта группа автоматов предназначена для цепей с большими пусковыми токами. Чаще всего применяется для защиты мощных двигателей.

Селективные характеристики K и E
Характеристики из разряда экзотики. Особенно в виду высокой цены таких автоматов. Время срабатывания этих автоматов искусственно завышено. Эти автоматы предназначены для вводов в щиты и ВРУ. Повышение времени срабатывания введено для исключения одновременного отключения вводного и отходящего автомата при близких коротких замыканиях.

Характеристика MA
Тоже относится к разряду экзотики. Автоматы с такой характеристикой не имеют теплового расцепителя и, как следствие, защищают последующие элементы только от коротких замыканий. Для защиты от перегрузок не расчитаны.

Если запись понравилась или пригодилась, жмите кнопки)

Всем Мира и надёжной защиты!)
До свидания!

Испытание автоматических выключателей

Автоматический выключатель – это аппарат отсечки по сверхтоку и току перегрузки, защищающий электроустановку при возникновении замыкания накоротко, либо при длительном увеличении перегрузочного тока на линии и в цепи аппарата.

Про замыкание накоротко (другое название: короткое замыкание или КЗ) сказано и написано много, но про причины, вызывающие КЗ стоит написать отдельно. Дело в том, что состояние изоляции электроприборов и проводки электроустановки напрямую влияет на вероятность возникновения КЗ. Изоляция, в свою очередь, подвержена термическому воздействию извне, говоря по-простому изоляция разрушается при нагреве до определенной температуры, а при перегреве она просто расплавляется, разрушая защитный барьер между проводниками тока и электроустановкой. Минусовые температуры также ведут к разрушению изоляции проводников и оборудования.

Таким образом, перегрузочный ток проводников в электроустановке ведет к постепенному разрушению изоляции и возникновению КЗ, способного вызвать пожар.

Автоматический выключатель С16

Основное отличие автоматического выключателя от обычного выключателя состоит в том, что у первого имеются вместе или по отдельности активные элементы отсечки, которых нет у второго:

• мгновенная отсечка (или электромагнитный расцепитель), срабатывает практически мгновенно (t≤0,1 c) при появлении сверхтока/ударного тока верхней кратности отсечки (например, при отсечке 3*Iном≤Iотсечки≤5*Iном, мгновенное срабатывание произойдет при кратности 5*In);
• термическая отсечка (или тепловой расцепитель), срабатывает тем быстрее, чем больше перегрузочный ток;

Максимальное значение отсечки по перегрузочному току составляет 2,55*Iноминала. То есть, для прибора с Iном = 16А, уставка отработает при I =16*2,55=40,8А.

Термическая отсечка начинает работать только при величине тока 1,13*In, до этого значения срабатывание данного типа защиты (уставки) не происходит!

При увеличении тока до 1,45*In, термическая отсечка сработает при:

• для Iном≤63А – 1 час.
• для Iном>63А – 2 часа.

Мгновенная отсечка (электромагнитная), для большинства случаев, соответствует обозначению B*/C*/D* Iном:

B* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 3*Iном≤Iотсечки≤5*Iном.
C* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 5*Iном≤Iотсечки≤10*Iном.
D* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 10*Iном≤Iотсечки≤20*Iном.

Причем при нижней кратности электромагнитной отсечки время срабатывания будет отличаться от минимального (t≤0,1 c):

B*нижняя кратность тока = 3*Iном:

• для Iном≤32А – 0,1с 32А – 0,1с 32А – 0,1с 32А – 0,1с 35А – 1-120 сек.

Если отключения цепи аппарата отсечки по току не произошло в указанных временных рамках или произошло быстрее 1с такой прибор бракуют.

Испытаниям подвергаются (ПУЭ):

• все секционные аппараты отсечки по току;
• все вводных аппараты отсечки по току;
• все аппараты отсечки по току цепей аварийного освещения;
• все аппараты отсечки по току пожарной сигнализации;
• ≥2% аппаратов отсечки по току распределительных и групповых сетей.

Если при проверке 2% аппаратов распределительных и групповых сетей были обнаружены неработоспособные единицы, процентное соотношение аппаратов для проверки в данных сетях увеличивают в 2 раза; иными словами, при нахождении вышедшего из строя аппарата, количество выборочно проверяемых аппаратов отсечки по току увеличивают в 2 раза и так далее по установленному алгоритму. Безопасность — цель проверки!

Периодичность испытаний аппаратов отсечки по току:

• для аппаратов отсечки по току, которые находятся в эксплуатации испытания проводятся 1 раз/3 года.

В результате испытания автоматического выключателя составляется Протокол проверки срабатывания электромагнитных и тепловых расцепителей автоматических выключателей, в котором дается однозначная оценка работоспособности и безопасности аппарата отсечки по сверхтоку и току перегрузки.

Таким образом производится проверка автоматических выключателей напряжением до 1000 В.

Более подробную информацию по испытанию автоматических выключателей Вы можете получить по телефону: +7 (812) 748-26-28.

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Раздел 3. Защита и автоматика

Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ

Выбор защиты

3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности. ¶

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью. ¶

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139. ¶

3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более: ¶

• 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
• 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3. ¶

3.1.10. Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки. ¶

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений: ¶

• осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
• силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
• сети всех видов во взрывоопасных зонах — согласно требованиям 7.3.94.

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более: ¶

• 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
• 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;
• 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
• 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
• 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

3.1.12. Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее: ¶

• 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
• 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Соотношения между длительно допустимой нагрузкой проводников к короткозамкнутым электродвигателям и уставками аппаратов защиты в любом случае не должны превышать указанных в 3.1.9 (см. также 7.3.97). ¶

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току. ¶

Характеристика кратности срабатывания автоматических выключателей

Нормируемые технические характеристики

1. Номинальный ток выключателя Iн — нормируемое максимальное значение тока (переменного или постоянного), протекающего в длительном режиме через автоматический выключатель при нормальных условиях эксплуатации.
Номинальный ток определяется номинальным током расцепителя — теплового или полупроводникового.

2. Калибруемое значение номинального рабочего тока теплового (или полупроводникового) расцепителя Iнр — такое значение тока, переменного или постояннного, при длительном протекании которого не происходит отключения автоматического выключателя, но происходит его отключение при протекании за нормированное время (обычно десятки минут) тока, большего по значению, как правило, 1,05 Iнр-1,2 Iнр.

Калибруемые значения номинального рабочего тока выбираются из стандартного ряда, но не могут превышать номинального тока выключателя.
В литературе встречаются следующие термины: уставка по току срабатывания в зоне токов перегрузки, ток теплового расцепителя.

3. Уставка по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания — такое значение тока, переменного или постоянного, при котором происходит практически мгновенное срабатывание автоматического выключателя с разрывом электрической цепи.
Нормируется либо в единицах тока, либо как величина, кратная току теплового расцепителя Iнр, например 10 Iнр.

Для автоматических выключателей, выполненных в стандартах DIN, уставка по току срабатывания в зоне короткого замыкания стандартизована и имеет обозначение:
— характеристика «В» — ток электромагнитного расцепителя лежит в пределах 3. 5 Iнр теплового расцепителя;
— характеристика «С» — то же 5. 10 Iнр;
— характеристика «D» и «К» — то же 10. 14 Iнр;
— характеристика «L» — тоже 3. 4 Iнр;
— характеристика «U» — то же 6. 9 Iнр;
— характеристика «Z» — то же 2,5. 3,5 Iнр.

Для отдельных типов автоматических выключателей числовые значения уставок могут несколько меняться.
В литературе встречаются следующие термины кратность тока электромагнитного расцепителя, уставка тока электромагнитного расцепителя.

4. Время срабатывания в зоне токов короткого замыкания — нормируется для селективных выключателей и определяет время выдержки до разрыва электрической цепи при достижении протекающего через выключатель тока величины, равной или превышающей установленный ток в зоне токов короткого замыкания. Обычно составляет десятые доли секунды.

5. Номинальное напряжение, В — напряжение переменного или постоянного тока, протекающего через автоматический выключатель, при котором нормируются его технические характеристики.

6. Предельная коммутационная способность — предельное значение токов короткого замыканий, при протекании которого сохраняется работоспособность автоматического выключателя.