+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Ток Отключения и «Неотключения» Автоматического Выключателя

Понятие ток неотключения автоматического выключателя мало кому знакомо. Люди ошибочно полагают что, установив автомат на 16 Ампер он обязательно сработает при 16-ти Амперной нагрузке. На самом деле это не так.

Все это связано с ВТХ – время-токовыми характеристиками. В данной статье уважаемые читатели сайта «Электрик в доме» я постараюсь пояснить, почему так важно учитывать этот параметр при выборе автоматов.

Электрический ток протекает только по замкнутой цепи. Если её разорвать, действие тока будет прекращено. На этом свойстве строится защита электрических линий с помощью автоматических выключателей. При аварийном режиме в электрической цепи возникает ток срабатывания автомата, на который реагируют тепловой или электромагнитный расцепители, разрывая контролируемую цепь.

Для бесперебойного и надёжного питания потребителей, подбирают выключатели, длительно выдерживающие номинальный ток или ток отключения автомата.

Токи не отключения автомата могут привести к аварийной ситуации, например, к возгоранию электрической проводки в вашем доме. Поэтому, для безопасности, помимо правильного определения сечения кабеля, важен точный расчёт номинала автомата, выбор которого проводят, учитывая ток не отключения автоматического выключателя.

О чем говорят время-токовые характеристики

О работе автоматических выключателей судят по время-токовым характеристикам (ВТХ), определяющим точный период срабатывания защитного устройства. Наверняка, вы сталкивались с тем, что в маркировке автоматов участвуют буквенные обозначения: B, C, D.

Это ВТХ автоматических выключателей, ток мгновенного их срабатывания. Другими словами, это наименьший ток, при котором автоматический выключатель разорвет цепь без задержки времени (ГОСТ 50345-2010, п. 3.5.17). Так работает его электромагнитная защита (реагирующая на ток короткого замыкания).

Рассмотрим время-токовую характеристику С. На графике видно, как зависит от тока, проходящего через автомат, время его срабатывания. Вертикально расположенная ось У (ординат) показывает время (секунды).

 

Горизонтальная ось Х (абсцисс) – отражает отношение тока в цепи к номинальному току коммутационного аппарата (I/In). Простыми словами это параметр показывает загруженность (перегруз) автоматического выключателя.

График представлен в виде двух кривых, показывающих временной диапазон действия теплового и электромагнитного расцепителя автомата.

Расположенная сверху кривая определяет холодное состояние, когда автомат предварительно не включался. Кривая, расположенная ниже, характеризует горячее состояние, когда автомат уже был включен в сеть и (или) произошло его защитное срабатывание.

Ток условного «неотключения» автомата — 1,13•In

Ток не отключения автоматического выключателя. Что это такое и откуда он берётся? Рассмотрим ВТХ защитного устройства — автомата. На оси Х (абсцисс), отражающей кратность тока нагрузки в цепи к номинальному току (I/In), находим цифру — 1,13.

Из этой точки вверх проводим вертикальную линию. (На рисунке, расположенном ниже, линия выделена красным цветом.)

Ищем точки пересечения этой линии с кривой времени срабатывания автомата. Видим, что таких точек нет. Делаем вывод, что автомат не сработает, если в цепи будет ток, превышающий номинальный в 1,13 раз.

Автоматические выключатели, пропуская через себя ток, превышающий их номинальный в 1,13 раз, должны поддерживать работу цепи на протяжении целого часа (ГОСТ 50345). При невыполнении этого условия, устройства автоматической защиты бракуются.

Условный ток не расцепления любого автомата составляет 1,13•In. При такой токовой нагрузке устройство защиты не отключается:

  1. 1 час у автоматов с номиналом менее 63 А;
  2. 2 часа у автоматов с номиналом более 63 А.

На графиках времятоковых характеристик автоматических выключателей производителями отмечается точка условного не расцепления (1,13•In).

Если через эту точку провести вертикальную прямую, становится видно место её пересечения с нижней кривой на участке 60-120 минут. К примеру, при прохождении тока 1,13•In = 11,3 (А) через автомат, номинал которого составляет 10 А, его тепловой расцепитель не разомкнёт цепь на протяжении 1 часа.

Так же, при прохождении тока 1,13•In = 18,08 (А) через автомат номиналом 16 А в течение 1 часа не сработает его тепловой расцепитель.

Ниже приведены значения токов условного не расцепления для автоматических выключателей различного номинала:

Номинальный ток автомата (Ампер) Ток неотключения (перегруз 13 %)
6 6,78
10 11,3
16 18,08
20 22,6
25 28,25
32 36,16
40 45,2

В соответствии с времятоковыми характеристиками, автоматы не будут срабатывать при прохождении через них токов, указанных в правом столбце. Это особенно важно, если в вашей сети возможно подключение большой нагрузки, а электропроводка устарела, изоляция проводов нарушена, монтажные работы были проведены некачественно.

Тогда ток не отключения автомата возрастёт, а сечение отходящего кабеля может оказаться недостаточным для создавшейся нагрузки. Поэтому, старайтесь выбрать защитное оборудование и сечение проводников с оправданным запасом. Чтобы не заниматься каждый раз расчетами, обращайтесь к представленной ниже информации.

Ток условного расцепления (отключения) — 1,45•In

Какой же ток отключения автомата? Продолжим анализировать время-токовую характеристику. На горизонтальной оси, находим следующее за 1,13 значение. Это число 1,45. Из этой точки проводим вертикаль, видим её пересечение с графиком в 2 местах.

На кривой, расположенной ниже, место пересечения — 40 секунд. На кривой, расположенной сверху – 60-120 минут, в зависимости от номинала автомата. Для защитных устройств с номинальным током менее 63 А на отключение уйдёт не более 1 часа.

А для устройств с номинальным током выше 63 А для этого потребуется 2 часа.

Автоматический выключатель номиналом 10 А способен, не срабатывая в продолжение 1 часа, выдерживать нагрузку 14,5 А. Автомат номиналом 16 А на протяжении этого же времени способен удерживать нагрузку 23,2 А. Это при условии холодного их состояния в начале работы. Если защитное устройство было горячим, на его отключение потребуется от 40 секунд до 1 часа.

Ниже приведены токи условного расцепления для автоматических выключателей разного номинала:

Номинальный ток автомата (Ампер) Ток отключения в течении 1 часа (перегруз 45 %)
6 8,7
10 14,5
16 23,2
20 29
25 36,25
32 46,4
40 58

О чём нельзя забывать при расчете сечения кабеля для электропроводки (смотри выше).

Представим, что в сети нашего дома необходимо защитить проводку сечением 2,5 кв. мм. Многие пользователи идут на поводу у неграмотных электриков и устанавливают для этого 25 А автомат (аргумент у них как правило один – «чтобы не выбивало»).

Если посмотреть по таблицам ГОСТ 31996—2012 допустимый ток для такого сечения кабеля с ПВХ изоляцией то он составляет 27 Ампер.

В случае увеличения нагрузки на 45 % (36.25А), автомат может не срабатывать в течение 1 часа. Всё это время по проводнику будет протекать ток, значительно превышающий длительно допустимый (25 А). Это может привести к нагреванию и разрушению изоляции провода, возникновению пожароопасной ситуации или к короткому замыканию.

Ситуация усугубляется тем, что недобросовестные производители в последнее время занижают сечение жил.

Вывод

Из представленного выше видно, как много нужно времени для того, чтобы сработал ток отключения автомата, даже если он будет намного больше номинального.

При неправильном выборе сечения провода, его изоляция за это время может расплавиться.

Это приведёт к возникновению аварийной ситуации.

Я еще раз об этом напомнил, чтобы подчеркнуть насколько важно, при каком токе отключается автомат в вашем доме и правильно выбрать номинал этого защитного устройства. Не менее важно провести грамотный расчет сечения проводов (кабеля) и сделать выбор с достаточным запасом.

Хочу еще отметить низкое качество современной электротехнической продукции. Повсеместно продаются китайские изделия. Такой товар лучше не покупать. Приобретайте автоматические выключатели у добросовестных производителей.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Значение и расшифровка маркировки автоматических выключателей

Значение и расшифровка маркировки автоматических выключателей

Автоматический выключатель — контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания.

С автоматическими выключателями знакомы все. В народе их называют просто «автомат». И у каждого в доме или квартире есть как минимум один, а то и два таких прибора. Автоматы защищают проводку от аварийных ситуаций и предотвращают их развитие. На их корпусе производители печатают целый ряд текста, но не все понимают, о чем там говорится. Эта статья поможет вам расшифровать маркировку автоматических выключателей.

Расшифровка маркировки автоматов

По внешнему виду большинства нельзя определить на какой ток он рассчитан, единственное, о чем можно догадаться по его размерам – большой или малый ток он пропускает и на сколько фаз (полюсов) рассчитан. Как определить характеристики автомата? Нужно просто прочесть маркировку. И так что вы можете увидеть на корпусе автоматического выключателя:

1. Название производителя.

2. Серию или модель.

3. Номинальный ток.

4. Номинальные напряжение и частоту.

5. Время токовую характеристику.

6. Иногда изображает его внутреннюю схему.

Но не на каждом автомате присутствует полный набор этой информации, где-то её больше, где-то меньше. В этом вы убедитесь прочитав статью до конца и рассмотрев все иллюстрации.

Рассмотрим всё по порядку

Популярными производителями автоматических включателей являются:

— ABB;

— IEK;

— Schneider electric;

— Legrand.

Фактически производителей гораздо больше. На картинке ниже вы видите, где это указано:

Серия автоматов

Маркировка серии автоматов позволяет найти полную документацию со всеми техническими характеристиками и особенностями модели. Она указывается либо под логотипом фирмы-производителя, либо в другом месте.

Номинальный ток

Это основная величина, по которой выбирают автоматический выключатель. Это номинальное значение тока, которое он может выдержать в течение долгого времени. Это всегда указывается на автоматических выключателях, как на этих примерах:

В зависимости от потребностей подбирают соответствующий автомат, в квартирах обычно ставят от 16 до 32А.

В таблице приведена часть ряда автоматических выключателей и значения номинальных токов при различных температурах окружающей среды.

Предельный ток отключения и класс токоограничения

На маркировке он часто обведен квадратом, указывается мелким шрифтом:

Предельный ток отключения – это величина тока короткого замыкания в тысячах Ампер, например 4500А или 6000А. При таком токе КЗ автомат успешно отключится и не выйдет из строя. Нужно учитывать этот момент, подбирая предельную величину выше чем ток КЗ на данной линии.

В бытовых электроцепях на этот фактор почти не обращают внимание. Автомат может сгореть или залипнуть если ток КЗ в защищаемой цепи превысит это значение, если автомат залипнет (т.е. контакты останутся замкнутыми) то в лучшем случае отгорят клеммы на проводе, в худшем – может произойти возгорание.

Другими словами предельный ток отключения – это коммутационная способность автоматических выключателей.

Сразу под ним указан класс токоограничения это цифра 1, 2 или 3. Обозначает временной интервал в течение которого автомат может ограничить ток короткого замыкания.

Время-токовая характеристика

Вторая по важности характеристика при выборе автоматического выключателя – это время-токовая характеристика. При превышениях номинального тока автоматический выключатель размыкается и ток перестает течь по проводам. При каком превышении тока и как быстро разъединится выключатель зависит как раз от время-токовой характеристики. Она обычно указывается перед током.

В быту наиболее распространены автоматы с буквами BCD, их время-токовая характеристика изображена ниже:

Но есть и другие модели.

Она нужна для того чтобы определить для каких целей предназначен автомат и каково его быстродействие при отключении. Это важно, например, при подключении двигателей, чтобы автомат преждевременно не сработал, если произойдет затяжной пуск и другое.

Напряжение и частота

На корпусе автоматического выключателя часто указывают и номинальное напряжение, на которое он рассчитан.

Схема

Среди многочисленных маркировок можно найти и схему выключателя, она не несет особой ценности, для электрика.

Для чего это нужно?

Такая широкая маркировка нужна, для оперативной замены вышедших из строя автоматических выключателей и подбора подходящих аппаратов при монтаже электроцепей, без обращения к справочникам и технической документации.

Примеры расшифровки маркировок

Для закрепления пройденного материала мы подобрали несколько примеров расшифровки маркировок на различных автоматических выключателях.

Заключение

Подведем итоги – маркировка автоматических выключателей включает в себя важные и вспомогательные данные. Благодаря ей электромонтер может определить тип, номинальный ток, предельный ток, время-токовую характеристику выключателя и быстро подобрать подходящий для защиты определенной линии.

Ранее ЭлектроВести писали, что энергетики ДТЭК Днепровские электросети установили в Широковском районе шесть реклоузеров – специальных автоматических выключателей. Они позволяют дистанционно выявлять и оперативно отключать поврежденный отрезок сети и автоматически включать энергоснабжение по резервной линии. Таким образом, энергетики экономят время на поиск неполадок в результате внештатных ситуаций, а клиенты – остаются с электричеством.

По материалам: electrik.info.

В чем отличие 4,5кА, 6кА, 10кА в модульной автоматике

← Звукоизоляционные электромонтажные коробки Kaiser   ||   Новые дифференциальные автоматические выключатели HAGER для 3-х фазной сети →

В чем отличие 4,5кА, 6кА, 10кА в модульной автоматике

Повсеместно при защите электрической сети, особенно бытовой, применяется модульная автоматика. Такие приборы характеризуются сравнительно небольшими предельными токами (до 125А), стандартными (модульными) корпусами небольших размеров и устанавливаются на DIN-рейку.

Устройства этого типа отличаются простотой установки, подбора и эксплуатации. Их ассортимент очень широк – от простых автоматических выключателей до многофункциональных устройств автоматики. Стандартные размеры позволяют устанавливать самые различные приборы в унифицированные пластиковые и металлические боксы, которые различаются только по количеству устанавливаемых в них модулей.

Если модульная серия Eaton PL6 популярна в Беларуси более десяти лет, то ее младшая сестра, серия PL4 стала известна совсем недавно благодаря демократичной цене и надежности, сопоставимой с 6-й серией. В чем же все-таки их отличие? Автоматические выключатели, защищающие подключенную к ним электропроводку от перегрузки и коротких замыканий, которые могут привести к перегреву и возгоранию провода, имеют серийное обозначение PL. Автоматы PL4 имеют стандартную для Беларуси, но ниже стандартов в Европе выключающую способность – 4,5кА. Такие автоматы выпускаются на номинальные токи 6…63А. Автоматы серии PL6 обладают стандартной для Европы электрической прочностью 6кА и чаще всего применяются в настоящее время. Их выпускают на номинальные токи 2…63А. Если требуется обеспечить повышенный электрический запас прочности, используют автоматы PL7 (на 10кА). Их номинальный ток находится в пределах 0,16…63А.

Автоматические выключатели, предназначенные для защиты человека от поражения током при случайном касании оголенного провода, а также для предотвращения самовозгорания кабеля со старой изоляцией, выпускаются тоже в сериях PF4 (4,5кА), PF6 (6кА), PF7 (10кА) и носят название УЗО (устройств защитного отключения). УЗО, предназначенные для защиты человека, имеют номинальные токи утечки 10 и 30мА, для защиты от самовозгорания – 100 и 300мА. Последние, как правило, ставятся на ввод – сразу после вводного автомата.

Автоматические выключатели, конструктивно объединяющие УЗО и обычный автомат, носят название дифференциальных автоматов и выпускаются в серии PFL. Аналогично предыдущим модульным приборам они имеют отключающую способность 4,5кА (PFL4), 6кА (PFL6) и 10кА (PFL7). Приборы комплектуются дополнительными контактами, дистанционными расцепителями, и т.д.

Все вышеописанные серии модульной автоматики Eaton отличаются только одной важной характеристикой – выключающей способностью. В чем отличие характеристики 4,5кА, 6кА, 10кА? Выключающая способность, указывает на максимальный ток короткого замыкания, при котором автоматический выключатель не выгорит, а сработает на отключение. Производители изготавливают выключатели с одинаковым номинальным током, но с разной выключающей способностью. Например, у Eaton это автоматические выключатели PL4-C16 (4,5кА), PL6-C16 (6кА) и PL7-C16 (10кА). Необходимость установки той или иной серии зависит от места подключения их в цепи по отношению к источнику электроэнергии: электростанции, ТЭЦ и т.д. На трансформаторных подстанциях устанавливают выключатели с характеристикой 10кА, в электрощитовых многоквартирных домов и вводных щитах коттеджной постройки рекомендовано ставить автоматические выключатели не ниже 6кА. Уже в самих квартирах и коттеджах потребитель может устанавливать автоматы с любой характеристикой — 4,5кА, 6кА, 10кА, учитывая то, что чем выше выключающая способность, тем выше «запас прочности» автоматического выключателя, но, соответственно и выше его цена.

Эти модульные приборы, а также автоматические выключатели, УЗО, электротехнические щиты, реле, таймеры, розетки и выключатели вы сможете приобрести у нас по безналичному расчету и в розницу со склада в Минске. На нашем сайте www.eplan.by доступна услуга доставки во все регионы Республики Беларусь.

Почему отключается автоматический выключатель?

Отключение автоматического выключателя в электрическом распределительном щитке квартиры довольно распространенная ситуация. Как в данном случае решается данная проблема? Отключившийся аппарат включают, не выяснив причины его отключения. Вопросов в данном случае не возникает до того момента, когда отключение автоматического выключателя происходит достаточно часто или отключившийся аппарат повторно отключается при попытке его включения. В данной статье рассмотрим причины отключения автоматического выключателя и способы решения этой проблемы.

Принцип работы автоматического выключателя

Принцип работы автоматического выключателя основан на отключении аппарата при протекании через него некоторого значения тока, а именно тока перегрузки или тока короткого замыкания. Функции автоматического отключения выключателя осуществляют специальные механизмы – расцепители: электромагнитный и тепловой. Электромагнитный расцепитель отключает выключатель при коротком замыкании, при этом отключение выключателя происходит с наименьшей выдержкой времени (доли секунды). Тепловой расцепитель отключает аппарат при протекания через него тока перегруза. Время срабатывания теплового расцепителя зависит от типа автоматического выключателя, в частности номинального тока, на который он рассчитан, а также от величины тока перегрузки. Например, автоматический выключатель с номинальным током в 16 А при протекании через него тока величиной 32 А отключается в течении 5-10 мин.

Автоматический выключатель в разрезе

Автоматический выключатель в разрезе Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что автоматический выключатель отключается при включении в сеть бытовых электроприборов, номинальная мощность которых превышает номинальную для данного аппарата (перегрузка) или при повреждении конструктивных элементов электропроводки (короткое замыкание). Первое, что следует сделать при отключении автоматического выключателя – это выяснить причину его отключения. Для начала следует отключить от сети все бытовые электроприборы и включить отключенный автоматический выключатель. Его повторное отключение свидетельствует о том, что имеет место наличие короткого замыкания в электропроводке, то есть повреждение конструктивных элементов электропроводки. Если повторного отключения аппарата не было, то причиной его изначального отключения послужила перегрузка. Следует также отметить тот факт, что отключившийся от перегрузки автоматический выключатель может повторно отключиться при попытке его включения. Это связано с тем, что биметаллическая пластина (элемент теплового расцепителя) возвращается в исходное положение через некоторый промежуток времени. Поэтому повторное включение отключившегося автоматического выключателя следует производить через несколько минут. Итак, после того, как определена причина отключения автоматического выключателя, необходимо перейти к мероприятиям по ее устранению. Для начала рассмотрим решение проблемы перегрузки.

Перегрузка электропроводки

Перегрузка электропроводки Факт отключения автоматического выключателя от перегрузки – это несоответствие электропроводки квартиры фактической нагрузке бытовых электроприборов. Бытует ошибочное мнение о том, что замена автоматического выключателя на аппарат с большим номинальным током решит проблему. Фактически автоматический выключатель перестанет отключаться, но в данном случае высока вероятность того, что повредится линия электропроводки, запитанная от данного автоматического выключателя. Правильным решением данной проблемы является замена электропроводки квартиры с учетом фактической нагрузки бытовых электроприборов. В другом случае, то есть при повреждении электропроводки, есть два варианта решения данной проблемы. Первый вариант – устранение возникшей неисправности. Если авария локализована, и вы знаете предположительное место повреждения, то ремонт электропроводки сводится к замене поврежденного участка. Но в данном случае следует учитывать общее состояние электропроводки. Если она находится в неудовлетворительном состоянии, то частичный ремонт электропроводки не избавит от проблем в будущем. Как поступить в данном случае? Целесообразно будет привлечь специалистов для диагностики состояния электропроводки, в частности замера сопротивления изоляции проводов (кабелей), как основного конструктивного элемента электропроводки. По результатам произведенных измерений можно делать вывод о целесообразности проведения полной замены проводки. Кроме вышесказанного следует отметить, что причиной отключения автоматического выключателя может быть его неисправность. Как правило, повреждение автоматического выключателя можно определить визуально. Наиболее характерные признаки повреждения аппарата является оплавление корпуса, запах гари, потрескивание внутри электрического аппарата. Если при осмотре были обнаружены вышеприведенные замечания, то следует произвести замену поврежденного автоматического выключателя.

53.Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ автоматическими выключателями. Чувствительность и селективность автоматических выключателей. Карта селективности.

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами токовой релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты с зависимой и не­зависимой выдержкой времени или в виде двухступенчатой и трех­ступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные, тепловые и полупроводниковые устройства защиты, которые называют рас­цепителями.

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.

Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток Iа.ном, номинальное напряжение Uа.ном  и номинальный ток отключения Ιа.откл.

Номинальным током отключения называется наи­больший ток, который выключатель способен отключить.

Расцепи­тель характеризуется номинальным током Iрц.ном,  током срабатывания Iс.з. и выдержкой времени tс.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителя на­зывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

 

РАСЦЕПИТЕЛИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

С помощью тепловых расцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расце­пителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью сту­пени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях — без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. Комбинированными расцепителями снабжены автоматических выключатели А3110.

Биметаллический элемент реле 1 имеет форму полукольца с выступом, на котором расположен установочный винт 2. Элемент соединен заклепками с токоведущими шинами 5 и 6. Параллельно биметаллическому элементу подклю­чен нагреватель 4. Наличие нагревателя позволяет увеличить выдержки време­ни реле   при перегрузках. Принцип действия расцепителя.  При перегрузке термобиметаллический элемент прогибается под действием теплоты, выделяемой непосредственно в нем и в нагревателе. Установоч­ный винт 2 воздействует на рейку 3, которая, поворачиваясь, освобождает удерживающие рычаги механизма свободного расцепления и под действием пружин автоматический выключатель отключается

 

 

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАСЦЕПИТЕЛЕЙ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

 

Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выпол­нении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Общим для всех автоматических вы­ключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение Uа.ном должно быть не ниже напря­жения сети.

2. Номинальный ток отключения должен быть больше максимального тока КЗ.

3. Номинальный ток расцепителя Iрц.ном выбирается больше максимального рабочего тока Iраб.max

Iрц.ном >= Iраб.max

 

Первая ступень защиты — токовая отсечка без выдержки вре­мени. Ток срабатывания  отстраивается от максимального тока внешнего ко­роткого замыкания

Выполнить это условие иногда бывает невозможно, так как у многих се­лективных автоматических выклю­чателей, снабженных трехступенча­той токовой защитой, уставка тока срабатывания первой ступени не ре­гулируется.

 

Вторая ступень защиты — токовая отсечка с выдержкой вре­мени.

Токовая отсечка с выдержкой времени не должна срабатывать при КЗ в начале следующего участка и при перегрузках.

Требуется ток срабатывания  и выдержку времени  второй сту­пени защиты выключателя QF1 отстроить от тока срабатывания  выдержки времени  первой ступени защиты выключателя QF2, по условиям:

 

,

где  =1,3… 1,5;

  ступень селективности: для выключателей ВА55, ВА75  = 0,1 с; для выключателя А3790С  = 0,15 с и для выключателя «Электрон» = 0,2. ..0,25 с. Для исключения срабатывания при кратко­временных перегрузках необходимо выполнить условие

 

Третья ступень защиты — максимальная токовая защита.

Ток срабатывания третьей ступени не определяют. Он связан с номинальным током расцепителя Iрц ном. Поэто­му, выбрав Iрц ном, мы уже тем самым выбрали ток срабатывания . Таким образом, задача может сводиться только к проверке чувствитель­ности защиты.  Время срабатывания третьей ступени выбирается на ступень селективности больше, чем время действиия защит на смежных элементах.

Время срабатывания  для полупроводниковых расцепителей устанавливается при токе 6 Iрц ном.

 

Чувствительность и селективность расцепителей автоматических выключателей

 

Чувствительность.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ, для обеспечения чувствительности расце­пителей должны выполняться следующие условия:

1. Минимальный ток КЗ Iк.min в наиболее удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя Iрц ном в три и более раза;

2. Для автоматических выключателей, имеющих только расцепи­тели мгновенного срабатывания, должны выполняться соотношения:

Iк.min > 1,4 , для выключателей с I ном < 100 А 

Iк.min > l,25  для всех других выключателей.

 

Для сетей, защищаемых и от перегрузки, должны выполняться сле­дующие условия:

1.     < (0,8…1) Iдл.доп. для выключателей, имеющих только мгновенно действующий расцепитель;

2.      Iрц.ном < Iдл.доп. для ненастраиваемого расцепителя.

3.     < (1…1,25) Iдл.доп. для расцепителя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой.

 

Селективность.

Для обеспечения селективного отключения последо­вательно установленных автоматических выключателей защитные характеристики их расцепителей не должны пересекаться. При этом ток срабатывания расцепителя выключателя, расположенного ближе к источ­нику питания, должен быть больше, чем у расцепителя автоматическо­го выключателя, более удаленного от источника питания сети.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

Если характеристика расцепителя не удовлетворяет требованиям селективности, его уставки принимаются выше расчетных.

При этом не всегда удается получить селективно действующую за­щиту во всем диапазоне токов КЗ.

Селективного дейст­вия добиться нельзя, если < .

При согласовании защитных характеристик среднюю погрешность действия расцепителей принимают равной = ±20%  для всех типов выключателей. В этом случае селективность обеспечивается, если 0,8 tсз1 > 1,2 tсз2 или tсз1 > 1,5 tсз2.

В сетях напряжением до 1 кВ необходимо обеспечивать селективность при совме­стной работе автоматических выключателей и плавких предохраните­лей. При этом ближе к источнику питания может находиться как вы­ключатель, так и предохранитель.

Если ближе к источнику автоматический выключатель, селективного дейст­вия можно достичь, используя селективный автоматический выключатель. Селективность обеспечивается и при неселективном вы­ключателе, если ток наибольшей уставки отсечки выше, чем ток КЗ при повреждении за предохранителем.

Если ближе к ис­точнику находится предохранитель, требования к селективности такие же, как и при согласовании между собой защитных характеристик пре­дохранителей.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

 

 

Выбор автоматического выключателя

Автоматический выключатель должен соответствовать требованиям, предъявляемым к нему в каждом конкретном случае, поэтому для успешного выбора модели нужно знать параметры защищаемой электропроводки, подключаемых к ней нагрузок и главные характеристики электропитания.

Основываясь на этих данных и необходимых параметрах защиты, можно выбрать нужные автоматы для реализации схемы электрощита и системы токовой защиты в целом. Так как схема может быть достаточно сложной и не только состоять из нескольких ступеней защиты, но и иметь несколько вводных и отходящих линий, то для выбора выключателей в то или иное место нужно также учитывать указанные выше параметры смежных автоматов и других аппаратов защиты установленных до и после выбираемого автомата.

Чтобы выбрать подходящий автоматический выключатель, нужно обратить внимание на следующие характеристики:

Номинальное напряжение Ue (B)

Это максимальное допустимое значение напряжения в условиях нормальной работы. При меньших величинах напряжения отдельные характеристики могут изменяться или, в некоторых случаях, улучшаться (например отключающая способность).

Номинальное напряжение изоляции Ui (кB)

Установленное изготовителем значение напряжения, характеризующее максимальное номинальное напряжение выключателя. Максимальное номинальное напряжение ни в коем случае не должно превышать номинальное напряжение изоляции.

Номинальное импульсное напряжение Uimp (кВ)

Номинальное импульсное напряжение – пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое автомат способен выдержать без ущерба.

Номинальный ток In (А)

Это наибольший ток, который автомат может проводить неограниченное долгое время при температуре окружающего воздуха 40°С по ГОСТ Р 50030. 2-99 и 30°С по ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается.

Предельный ток короткого замыкания

Эта характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого автоматический выключатель способен разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так же её называют предельная коммутационная способность (ПКС). Иначе говоря, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту при возникновении и гашении дуги при размыкании контактов. Токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер и указываются на маркировке модели.

Класс токоограничения

Параметр, напрямую влияющий на безопасность, надежность и долговечность электропроводки. Он заключается в отключении питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимума. Благодаря этому изоляция не подвергается повышенному нагреву при коротких замыканиях, тем самым снижая риск возникновения возгорания. Класс токоограничения — это время от момента начала размыкания силовых контактов автоматического выключателя до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере. Существует три класса токоограничения: 1, 2, 3. Самый высокий класс — 3. Время гашения дуги автомата этого класса происходит за 2,5…6 мс , 2-го класса — 6…10 мс, 1 класса — за время более 10 мс. Данная характеристика указывается под значением предельной коммутационной способности в черном квадрате. Автоматы с токоограничением 1-го класса не маркируются.

Количество полюсов

Данная характеристика определяет максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, одновременное отключение которых происходит при аварийной ситуации (превышение значения номинального тока и кривой отключения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей.

Номинальная отключающая способность Icu (кА)

Это способность автомата отключить защищаемый участок при возникновения в нем тока короткого замыкания, не превышающем величины предельной коммутационной способности. Если ток будет превышать её, то защита линии и способность автомата отключиться не гарантируется. Если автомат выбран по номинальной отключающей способности, то он может обеспечить защиту от тока короткого замыкания несколько раз.

Кривая отключения

Это характеристика зависимости времени отключения от протекаемого тока. Иначе её еще называют токо-временная характеристика. Выбор должен осуществляться в соответствии с типом Вашей системы, так как требования по защите всегда различны. Существует несколько типов кривых, самые популярные из них это типы B, C, и D: 1. Кривая B предназначена в основном для защиты генераторов, пиковых бросков тока нет. Расцепление от 3 до 5 номинальных токов. 2. Кривая C необходима для защиты цепей в случаях общего применения. Расцепление от 5 до 10 номинальных токов. 3. Кривая D требуется для защиты цепей с высоким пусковым током (трансформаторов и двигателей). Расцепление от 10 до 20 номинальных токов.

Степень защиты — IP

Степень защиты автоматического выключателя от неблагоприятных воздействий окружающей среды характеризуется международным стандартом IP и обозначается двумя цифрами, например IP20. Более подробно об этой важной характеристике Вы можете узнать в статье Что такое класс защиты IP

Что обозначает маркировка выключателя?

На фото изображена маркировка однополюсного автоматическиго выключателя фирмы Siemens. На его примере рассмотрим типичные обозначения данного ряда устройств: 5SY61 MCB — полное название модели, С 10 — кривая отключения типа С и номинальный ток 10 А, 230-400V — номинальное напряжение. Схемы показывают 2 рабочих положения автомата: I — цепь замкнута ( положение 1), O — цепь разомкнута (положение 2). Ниже слева от индикатора включения представлена предельная коммутационная способность (ток короткого замыкания) — 6000 А, под ней расположен класс токоограничения — 3. Подробное описание всех этих параметров приведено выше.

Зная эти характеристики можно без труда подобрать нужную модель. На нашем сайте представлен широкий ассортимент автоматических выключателей и вся необходимая информация о них. Задавайте все интересующие Вас вопросы через форму «Помощь онлайн», и Вам обязательно помогут с выбором. Удачных приобретений!

Автоматический выключатель Siemens 5SY4302-7, 3P, ток 2А, 10кА, кривая C

Дополнительное оборудование:

Блок-контакты состояния ( AS )

— Сигнализация положения контактов автомата независимо от причины(переключение оператором, срабатывание защиты)
— Устанавливаются справа от автомата
— Модульная ширина 0.5 x MW = 0.5 x 18 = 9 мм
— Контактная группа — Номер для заказа

— 1НО+1НЗ — 5ST3010 (5ST3013 — слаботочные контакты)
— 2НО — 5ST3011 (5ST3014 — слаботочные контакты)
— 2НЗ — 5ST3012 (5ST3015 — слаботочные контакты)

Блок-контакты состояния ( AS ) с кнопкой TEST

— Добавлена кнопка для тестирования контрольных цепей без коммутации автомата
— Контактная группа — Номер для заказа

— 1НО+1НЗ — 5ST3010-2 (5ST3013-2 — слаботочные контакты)
— 2НО — 5ST3011-2 (5ST3014-2 — слаботочные контакты)
— 2НЗ — 5ST3012-2 (5ST3015-2 — слаботочные контакты)

Блок-контакты срабатывания ( FC )

— Сигнализация срабатывания автомата в результате сбоя(КЗ, перегрузка)
— Устанавливаются справа от автомата
— Модульная ширина 0. 5 x MW = 0.5 x 18 = 9 мм
— Контактная группа — Номер для заказа

— 1НО+1НЗ — 5ST3020
— 2НО — 5ST3021
— 2НЗ — 5ST3022

Блок-контакты срабатывания ( FC ) с кнопками TEST и RESET

— Добавлены кнопки тестирования(TEST) контрольных цепей без комутации аппарата и сбрасывания(RESET) вручную сигналас срабатывания
— Контактная группа — Номер для заказа

— 1НО+1НЗ — 5ST3020-2
— 2НО — 5ST3021-2
— 2НЗ — 5ST3022-2

Расцепитель минимального напряжения ( UR )

— Установка справа от автомата
— Разъединяет автомат при пропадании(прерывании) напряжения или при снижении его величины ниже допустимого предела
— Не допускают включения автомата при сохранении уловий разъединения
— Моудульная ширина 1MW = 18 мм
— Расцепление при уровне напряжения 35%-70% от номинала
— Номинальное напряжение — Артикул(встроенный блок-контак) — Артикул(без блок-контакта)

— 230 В AC — 5ST3040 —5ST3043
— 110 В DC — 5ST3041 — 5ST3044
— 24 В DC — 5ST3042 — 5ST3045

Независимые расцепители(блоки)

— Установка српава от автомата
— Для дистанционного отключения автоматического выключателя
— Модульная ширина 1MW = 18 мм
— Номинальное напряжение — Номер для заказа

— 110. ..415 В AC — 5ST3030
— 24…60 В AC/DC — 5ST3031

Механизм дистанционного привода ( RC ), мотор-привод

— Установка справа от автомата
— Дистанционое включеие-выключение автомата, также включение в случае срабатывания после квитирования
— Ручное включение на месте
— Дистанционная индикация положения привода и автомата
— Номинальное напряжение 230 В AC
— Номер для заказа — 5ST3050

Почему ток включения автоматического выключателя больше, чем ток отключения?

Автоматический выключатель используется для включения и выключения цепи, а также для изоляции неисправного участка в случае неисправности. Ток включения и отключения выключателя — оба этих термина очень важны для выбора автоматического выключателя для любой электроустановки. Ток включения и отключения Параметр мощности выключателя имеет первостепенное значение, когда выключатель отключается во время отключения. неисправности, а также при замыкании автоматического выключателя при неисправности.

Допустимый тормозной ток автоматического выключателя — это максимальный ток повреждения, который может протекать через автоматический выключатель в течение короткого периода времени с момента возникновения короткого замыкания до устранения неисправности без каких-либо необратимых повреждений. Максимальный отключающий ток или ток отключения при коротком замыкании выключателя выражается в кА (среднеквадратичное значение). Автоматический выключатель с отключающей способностью при коротком замыкании 40 кА может отключать ток 40 кА без повреждений.

Ток включения выключателя — это максимальное пиковое значение тока, которое выключатель может отключить без каких-либо повреждений, если выключатель замыкается при неисправности.


Ток включения выключателя всегда больше тока отключения. Чтобы понять, почему ток замыкания выключателя должен быть больше его отключающей способности, давайте обсудим, как ведет себя ток повреждения, каковы характеристики тока повреждения.

При возникновении неисправности в электрической сети присутствует переменный и постоянный ток. Величина постоянного тока составляет от 60 до 80% переменного тока. Симметричные составляющие переменного тока тока короткого замыкания приведены ниже.


Есть три периода времени после возникновения неисправности.

Вспомогательный переходный период:

Переменный ток очень велик, но затухает очень быстро. Постоянный ток составляет от 60 до 80% и затухает за 1-2 цикла.

Переходный период:

Ток падает медленнее.

Период устойчивого состояния:

В установившемся периоде ток достигает установившегося значения.

Величина тока во время субпереходного процесса является максимальной и , если автоматический выключатель включен, когда неисправность сохраняется. должен быть способен прервать ток повреждения без повреждения.

Величина тока в субпереходный период:

Взаимосвязь между включающим и отключающим токами:

Пусть симметричный ток отключения равен I Ампер (RMS)

Пиковое значение симметричного тока отключения составляет

= √2 x I
= 1. 414 х я

Во время переходного периода постоянный ток также присутствует в течение одного-двух периодов. Величина постоянного тока примерно равна пиковому значению симметричного тока прерывания.

Пиковое значение тока во время переходного периода составляет

= 1,414 x I x 1,8
= 2,55 x I

Ток включения = 2,55 x ток симметричного отключения

Если ток симметричного торможения мощность выключателя 40 кА (среднеквадратичное значение), ток включения выключателя должен быть 2.55 * 40 = 102 КА (пик).

Похожие сообщения:

Рейтинги автоматических выключателей | Включающая и отключающая способность

Номинальные характеристики автоматического выключателя:

В этом разделе вы узнаете номиналов автоматического выключателя и включающую и отключающую способность автоматического выключателя . Автоматический выключатель может быть задействован в любых условиях. неисправность в системе, к которой он подключен.Каждое электрическое оборудование будет иметь номинал, указанный на нем, чтобы избежать его повреждения. Точно так же номиналов автоматического выключателя также указываются производителями на автоматическом выключателе. При возникновении неисправности автоматический выключатель должен выполнять следующие три обязанности:

(i) Он должен быть способен размыкать неисправную цепь и отключать ток короткого замыкания.

(ii) Он должен быть способен замыкаться на неисправность.

(iii) Он должен выдерживать ток короткого замыкания в течение короткого времени, пока другой автоматический выключатель (включенный последовательно) устраняет замыкание.

В соответствии с вышеупомянутыми обязанностями три категории автоматического выключателя r ниже

(i) Отключающая способность

(ii) Включающая способность и

(iii) Кратковременная мощность.

(i) Отключающая способность:

Это ток (среднеквадратичное значение), при котором автоматический выключатель может отключиться при заданном восстанавливающемся напряжении и в определенных условиях (например,g., коэффициент мощности, скорость нарастания пускового напряжения). Отключающая способность всегда указывается как среднеквадратичное значение. значение тока короткого замыкания в момент размыкания контактов. Когда происходит замыкание, возникает значительная асимметрия тока замыкания из-за наличия постоянного тока. компонент. Компонент быстро угасает, типичный коэффициент уменьшения составляет 0,8 за цикл. В этот момент ток короткого замыкания составляет

x = максимальное значение переменного тока компонент

у = д.c. компонент

∴ Симметричный ток отключения = среднеквадратичное значение. значение переменного тока компонент

= x / √2

Несимметричный ток отключения = действующее значение значение общего тока

Обязательно к прочтению:

Обычно отключающую способность в МВА выражают, принимая во внимание номинальный ток отключения и номинальное рабочее напряжение. Таким образом, если I — номинальный ток отключения , то т в амперах, а V — номинальное рабочее напряжение в сети. вольт, то для 3-х фазной цепи,

Отключающая способность = √3 × V × I × 10 -6 МВА

В Индии (или Великобритании) обычно принимают ток отключения равным симметричному току отключения.Однако в американской практике ток отключения считается равным асимметричному току отключения. Таким образом, американский рейтинг автоматического выключателя выше, чем рейтинг Индии или Великобритании.

Представляется нелогичным давать отключающую способность в МВА, поскольку она получается из произведения тока короткого замыкания и номинального рабочего напряжения. Когда протекает ток короткого замыкания, на контактах выключателя присутствует только небольшое напряжение, в то время как рабочее напряжение появляется на контактах только после того, как ток был прерван.Таким образом, рейтинг МВА — это произведение двух величин, которые не существуют одновременно в цепи.

Поэтому согласованный международный стандарт определения отключающей способности определяется как номинальный симметричный ток отключения при номинальном напряжении.

(ii) Включающая способность:

Всегда есть возможность замкнуть или замкнуть цепь в условиях короткого замыкания. Способность выключателя «включать» ток зависит от его способности выдерживать и успешно замыкать под воздействием электромагнитных сил.Эти силы пропорциональны квадрату максимального мгновенного тока при включении. Таким образом, включающая способность указывается в терминах пикового значения тока, а не действующего значения.


Пиковое значение тока (включая составляющую постоянного тока) во время первого цикла волны тока после замыкания выключателя известно как включающая способность .

Можно отметить, что определение касается первого цикла волны тока при включении выключателя.Это связано с тем, что максимальное значение тока короткого замыкания может иметь место в первом цикле только тогда, когда максимальная асимметрия возникает в любой фазе выключателя. Другими словами, замыкающий ток равен максимальному значению асимметричного тока .

Чтобы найти это значение, мы должны умножить симметричный ток отключения на √2, чтобы преобразовать его из среднеквадратичного значения. до пика, а затем на 1 · 8, чтобы включить «эффект удвоения» максимальной асимметрии. Общий коэффициент умножения равен √2 × 1 · 8 = 2 · 55.

∴ Включающая способность = 2 · 55 × Симметричная отключающая способность

(iii) краткосрочный рейтинг:

Это период, в течение которого автоматический выключатель может проводить ток повреждения, оставаясь замкнутым. Иногда неисправность в системе носит очень временный характер и сохраняется в течение 1 или 2 секунд, после чего неисправность автоматически устраняется. питания, выключатель не должен срабатывать в таких ситуациях.

Это означает, что автоматические выключатели должны иметь возможность безопасно пропускать большой ток в течение определенного периода времени, оставаясь при этом замкнутыми. I.е., они должны иметь подтвержденные кратковременные характеристики. Однако, если неисправность сохраняется в течение более длительного времени, чем указанный предел времени, автоматический выключатель сработает, отключив неисправную секцию.

Кратковременность автоматического выключателя зависит от его способности выдерживать (а) воздействие электромагнитных сил и (б) повышение температуры. Масляные выключатели имеют установленный предел в 3 секунды, когда отношение симметричного тока отключения к номинальному нормальному току не превышает 40.Однако, если это соотношение больше 40, то указанный предел составляет 1 секунду.

Помимо всех трех номиналов автоматического выключателя , каждая цепь работает с максимальным номинальным напряжением и номинальным током, при превышении номинальных значений автоматический выключатель может выйти из строя.
(iv) Номинальное напряжение:
Каждый автоматический выключатель имеет номинальное напряжение, которое обозначает максимальное напряжение, с которым он может работать. Другими словами, номинальное напряжение автоматического выключателя может быть выше, чем напряжение цепи, но никогда не может быть ниже.Например, автоматический выключатель на 480 В переменного тока можно использовать в цепи 240 В переменного тока, но автоматический выключатель на 240 В переменного тока нельзя использовать в цепи переменного тока 480 В. Номинальное напряжение является функцией способности автоматического выключателя подавлять внутренние дуга, возникающая при размыкании контактов выключателя.

Некоторые автоматические выключатели имеют так называемое «косое» номинальное напряжение , например, 120/240 В. В таких случаях автоматический выключатель может применяться в цепи, где номинальное напряжение между любым проводником и землей не соответствует превышают нижний номинал, а номинальное напряжение между проводниками не превышает более высокое номинальное значение.
(В) Номинальный ток:

Это среднеквадратичное значение тока, которое автоматический выключатель может выдерживать непрерывно на своей номинальной частоте при определенных условиях. Единственным ограничением в этом случае является повышение температуры токоведущих частей.

Номинальный непрерывный ток автоматического выключателя — это максимальный непрерывный ток, который автоматический выключатель рассчитан выдерживать без отключения. Этот номинальный ток иногда называют номинальным током, потому что единицей измерения является ампер или, проще говоря, ампер.

Номинальный ток для автоматического выключателя часто обозначается как In. Его не следует путать с уставкой тока (Ir), которая применяется к автоматическим выключателям, которые имеют постоянную регулировку тока. Ir — это максимальный продолжительный ток, который автоматический выключатель может выдерживать без отключения для данной уставки продолжительного тока. Ir может быть указывается в амперах или в процентах от In.

Как упоминалось ранее, проводники рассчитаны на то, какой ток они могут выдерживать непрерывно.Это обычно называется допустимой токовой нагрузкой проводника. В общем, допустимая токовая нагрузка проводов должна быть по крайней мере равной сумме любого непостоянного тока нагрузки плюс 125% постоянного тока нагрузки. Допустимая нагрузка проводника является одним из факторов, которые должны следует учитывать при выборе и применении автоматического выключателя.

Автоматические выключатели Siemens номиналом рассчитаны на использование проводов 60 ° C или 75 ° C. Это означает, что даже если используется провод с более высоким температурным номиналом, допустимая нагрузка на проводник должна рассчитываться исходя из его 60 ° C или 75 ° C. рейтинг.

Почему мощность автоматического выключателя была указана в МВА, а теперь в кА?

Номинальные параметры автоматического выключателя — отключающая способность, включающая способность, номинальное напряжение и ток, рабочий цикл и кратковременная работа выключателя

Пожалуйста, не убивайте меня, чтобы упомянуть неожиданный рейтинг MVA автоматического выключателя, который есть у всех нас слышал про автоматические выключатели на 500 или 1000 МВА. Эти рейтинги не будут отображаться на последних моделях, поскольку это была старая логика, и сейчас все изменилось. Чтобы прояснить основную концепцию и узнать, что именно произошло с правилами, давайте рассмотрим следующее объяснение.Фактически это отключающая способность (а не ток отключения) выключателя, которая теперь выражается в кА, а не в МВА (как было раньше).

Прежде чем мы углубимся в детали, давайте узнаем, что именно делает автоматический выключатель и каковы различные типы номиналов автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это устройство управления и защиты, используемое для механизма переключения и защиты системы, которое:

  • Включает и размыкает цепь вручную или автоматически в нормальных и аварийных условиях.
  • Разомкните цепь автоматически и закройте путь к короткому замыканию и токам, протекающим через него.
  • Перенести ток короткого замыкания в течение очень короткого времени, пока другой последовательно подключенный автоматический выключатель устраняет замыкание, происходящее в подключенной цепи.

Исходя из трех функций автоматического выключателя, упомянутых выше, существует шесть следующих номиналов автоматического выключателя:

  • Отключающая способность
  • Включающая способность
  • Рабочий цикл автоматического выключателя ( Номинальная рабочая последовательность)
  • Номинальное напряжение
  • Кратковременная рабочая мощность
  • Нормальный номинальный ток

Отключающая способность (ранее МВА, теперь кА)

Отключающая способность — максимальная неисправность или ток короткого замыкания (RMS), который автоматический выключатель может выдержать или прервать путем размыкания замкнутых контактов при номинальном восстанавливающемся напряжении без повреждения автоматического выключателя и подключенных устройств.

Отключающая способность автоматического выключателя выражается в среднеквадратичном значении из-за симметричных и асимметричных факторов из-за наличия пульсаций и составляющих постоянного тока во время короткого замыкания в течение очень короткого времени.

Отключающая способность выключателя ранее была рассчитана в МВА с учетом номинального тока отключения и номинального рабочего напряжения выключателя. Ее можно рассчитать следующим образом:

Отключающая способность = √3 x V x I x 10 -6 … MVA

или

Отключающая или отключающая способность = √3 x номинальное напряжение сети x номинальный ток сети x 10 -6 … MVA

Пример:

Что такое ток отключения или отключения выключателя с номинальной отключающей способностью 100 МВА и номинальным рабочим напряжением 11 кВ.

Решение:

Ток отключения = 100 x 10 -6 / (√3 x 11 кВ) = 52,48 кА

Почему отключающая способность выражается в кВт, а не в МВА?

Очевидно нелогично выражать мощность автоматического выключателя в МВА, потому что во время короткого замыкания возникает очень низкое напряжение и самый высокий ток. Когда выключатель размыкает контакты для устранения токов повреждения, на контактах выключателя появляется номинальное напряжение.Короче говоря, одинаковые номинальные величины не появляются постоянно во время токов короткого замыкания. Вот почему номинальная отключающая способность автоматического выключателя не может быть выражена в МВА.

По этим причинам производители следуют последним и пересмотренным международным стандартам, чтобы выразить номинальную отключающую способность автоматического выключателя как отключающий симметричный ток в кА при номинальном напряжении, а не в МВА. За номинальной отключающей способностью автоматического выключателя в амперах или кА следуют ток отключения и переходное восстанавливающееся напряжение (TRV), поскольку оно может быть как симметричным, так и асимметричным во время короткого замыкания.

Включающая способность

Включающая способность автоматического выключателя — это пиковое значение тока, включая кратковременные коэффициенты пульсаций и составляющие постоянного тока во время первого цикла волны тока повреждения после замыкания контактов автоматического выключателя.

Имейте в виду, что номинальная включающая способность выключателя в кА выражается в пиковом значении, а не в среднеквадратичном значении (отключающая способность рассчитывается в среднеквадратичном значении). Это связано с возможностью успешного замыкания контактов выключателя во время токов короткого замыкания при одновременном управлении электромагнитными силами и возникновении и гашении дуги без повреждения выключателя и цепи.

Эти вредные силы прямо пропорциональны квадрату максимального мгновенного значения тока при замыкании. Вот почему включающая способность указывается в пиковом значении по сравнению с отключающей способностью, которая выражается в среднеквадратичном значении.

Значение токов короткого замыкания является максимальным в первой фазе или волнах в случае максимальной асимметрии в фазе, подключенной к выключателю. Проще говоря, включающий ток равен максимальному значению асимметричного тока, то есть включающая способность выключателя всегда больше, чем отключающая способность выключателя .

Номинальный ток включения при коротком замыкании принимается равным 2,5 x действующее значение составляющих переменного тока номинального тока отключения, поскольку теоретически ток короткого замыкания может возрасти в два раза по сравнению с уровнем симметричного замыкания на начальной стадии.

Включающую способность выключателя можно рассчитать следующим образом.

Для преобразования симметричного тока отключения из действующего значения в пиковое значение:

Включающая способность выключателя = симметричный ток отключения x √2

Умножьте приведенное выше выражение на 1.8, чтобы включить эффект удвоения максимальной асимметрии. то есть влияние тока короткого замыкания с учетом небольшого падения тока в течение первой четверти цикла.

Включающая способность выключателя = √2 x 1,8 x Симметричный ток отключения = 2,55 x Симметричный ток отключения

Включающая способность выключателя = 2,55 x Симметричный ток отключения

Рабочий цикл автоматического выключателя или номинальная рабочая последовательность

Это показывает требования к механической нагрузке механизма переключения автоматического выключателя.

Рабочий цикл или номинальная рабочая последовательность автоматического выключателя можно выразить следующим образом:

O — t — CO — t ‘- CO

Где:

  • O = Отключение автоматического выключателя
  • t = 0,3 секунды для первого автоматического повторного включения, если не указано
  • t ‘= Время между двумя операциями (восстановление исходного состояния и предотвращение несоответствующего нагрева контактов выключателя
  • CO = Операция замыкания сразу после операции размыкания без задержки по времени

:

Номинальное напряжение

Значение безопасного максимального предела напряжения, при котором выключатель может работать без каких-либо повреждений, называется номинальным напряжением выключателя.

Значение номинального напряжения выключателя зависит от толщины изоляции и изоляционного материала, используемого в конструкции выключателя. Номинальное напряжение выключателя связано с самым высоким напряжением в системе из-за повышения напряжения из-за отсутствия нагрузки или внезапного изменения нагрузки до более низкого значения. Таким образом, он может справиться с повышением напряжения в системе до максимальной номинальной мощности. Например, автоматический выключатель должен выдерживать 10% номинального напряжения системы в случае системы 40 кВ, где предел на 5% выше напряжения системы 400 кВ.Сюда. автоматический выключатель, который будет использоваться на линии 6,6 кВ, должен иметь номинальное значение около 7,2 кВ и т. д. из-за соответствующего максимального напряжения системы

С другой стороны, автоматический выключатель с номинальным напряжением 400 В переменного тока не должен работать при более высоком напряжении, т. е. 1000 В или более того, выключатель с номинальным напряжением 1000 В переменного тока может использоваться при напряжении системы 400 В. Если использовать выключатель на номинальном уровне напряжения, он сможет погасить дугу, возникающую в контактах выключателя. Если мы используем прерыватель на более высоких уровнях напряжения вместо номинального напряжения, переходное восстанавливающееся напряжение (TVR) по сравнению с диэлектрической прочностью среды гашения дуги.В этом случае дуга может все еще существовать, поскольку гаситель дуги не может ее успешно различить, что приводит к повреждению автоматического выключателя или изоляции выключателя.

Обычно номинальное напряжение автоматического выключателя выше, чем номинальное напряжение шины и нагрузки в энергосистеме. Как правило, существует два типа автоматических выключателей, связанных с уровнями напряжения, то есть низковольтные выключатели и высоковольтные выключатели, имеющие следующие особенности.

  • Выключатели низкого напряжения могут использоваться для 1 кВ переменного тока и 1.2кВ постоянного тока, при этом уровень высокого напряжения больше, чем у выключателей низкого напряжения.
  • Высоковольтные автоматические выключатели используются как для внутреннего, так и для наружного управления в высоковольтных системах, в то время как низковольтные автоматические выключатели используются внутри помещений.
  • Низковольтные выключатели более сложны и срабатывают чаще, чем высоковольтные выключатели из-за меньших межфазных зазоров и межфазных зазоров. Методы испытаний различаются для обоих типов выключателей уровня напряжения.

Связанное сообщение: Автоматический выключатель Smart WiFi — Строительство, установка и работа

Ожидая вышеуказанного номинального напряжения, два дополнительных номинала напряжения могут быть приняты во внимание при рассмотрении уровня напряжения для автоматических выключателей для различных операций.

  1. Номинальное импульсное напряжение
  2. Номинальное выдерживаемое напряжение промышленной частоты

Номинальное импульсное напряжение автоматического выключателя показывает способность выдерживать переходные импульсы от молнии или коммутационных импульсов. Продолжительность импульсного или переходного напряжения автоматического выключателя измеряется в микросекундах. По этой причине его контакты относительно изоляции рассчитаны на то, чтобы выдерживать переходное пиковое напряжение в течение очень короткого времени или периода.

Выдерживаемое напряжение промышленной частоты Номинальное значение автоматического выключателя показывает способность справляться с внезапным повышением напряжения, которое очень велико, чем более высокое напряжение в системе. Это происходит из-за резких изменений нагрузки или одновременного отключения большой части нагрузки.

Это напряжение из-за промышленной частоты составляет очень короткое время, обычно 60 секунд, но автоматический выключатель должен выдерживать перенапряжение промышленной частоты.

В следующей таблице показаны различные номинальные уровни напряжения выключателя i.е. Номинальное напряжение системы, максимальное напряжение системы, выдерживаемое напряжение промышленной частоты и уровни импульсного напряжения.

Связанное сообщение:

Кратковременная рабочая емкость

Кратковременная емкость автоматического выключателя — это определенный короткий период, в течение которого автоматический выключатель пропускает ток повреждения, оставаясь замкнутым.

Для уменьшения нежелательного срабатывания автоматического выключателя, такого как ток короткого замыкания в течение очень короткого времени или внезапного изменения или уменьшения нагрузки, автоматический выключатель не должен отключать и отключать цепь, если сбой исчезает автоматически, и обрабатывать электромагнитную силу и температуру. повышаться.Если оно превышает указанное время в секундах или миллисекундах, выключатель размыкает контакты, чтобы обеспечить максимально возможную защиту подключенной части нагрузки и оборудования.

Используются различные классы, такие как B, C, D и класс 1, класс 2 и класс 3 с соответствующими кривыми. Лучше всего подходит класс 3, который позволяет тестировать максимум 1,5 л джоуля в секунду в соответствии с IS 60898. Например, масляный контур прерыватель имеет выдержку времени 3 секунды, и она не должна превышать точных 3 секунд при прохождении тока короткого замыкания. Номинальная кратковременная токовая нагрузка должна равняться номинальной отключающей способности автоматического выключателя . Следовательно, необходимо проявлять осторожность в отношении чувствительного устройства, учитывая номинальную временную нагрузку выключателей.

Связанные сообщения:

Нормальный номинальный ток

Нормальный номинальный ток автоматического выключателя — это среднеквадратичное значение тока, который он способен непрерывно проводить при номинальном напряжении и частоте без изменений в работе из-за повышения по температуре во время нормальной работы.

Нормальный ток должен составлять 125% от номинального тока цепи. Например, если ток нагрузки составляет 24 А, номинал автоматического выключателя должен быть следующим.

= 24A x 125%

= 24A x 1,25

Номинальный ток автоматического выключателя = 30 A

Другой способ: ток выключателя может быть увеличен на 0,8 для определения тока нагрузки. то есть выключатель на 25 А может использоваться для осветительной нагрузки 20 А и т. д.

Ток нагрузки = Номинальный ток выключателя x 0,8

Ток нагрузки = 25A x 0.8 = 20А.

Похожие сообщения:

Рейтинг выключателей | Отключающая способность

Номинальные характеристики автоматического выключателя: Номинальные характеристики автоматического выключателя

A могут использоваться для работы при любых условиях. Тем не менее, на номинальные характеристики автоматического выключателя возлагаются основные обязанности в случае неисправности системы, к которой он подключен. В условиях неисправности автоматический выключатель должен выполнять следующие три функции:

  • Он должен обеспечивать размыкание неисправной цепи и отключение тока повреждения.
  • Он должен быть замкнут на неисправность.
  • Он должен быть способен пропускать ток повреждения в течение короткого времени, пока другой автоматический выключатель (включенный последовательно) устраняет неисправность.

В соответствии с вышеупомянутыми обязанностями, три номинала выключателя, а именно.

  1. Отключающая способность автоматического выключателя
  2. Включающая способность автоматического выключателя и
  3. Краткосрочный рейтинг.
1. Отключающая способность автоматического выключателя:

Это ток (среднеквадратичное значение), при котором автоматический выключатель может отключиться при заданном восстанавливающемся напряжении и при определенных условиях (например, при коэффициенте мощности нарастания напряжения повторного включения).

Отключающая способность всегда указывается как среднеквадратичное значение. значение тока короткого замыкания в момент размыкания контактов. Когда происходит короткое замыкание, возникает значительная асимметрия тока короткого замыкания из-за наличия d.c. составная часть. Постоянный ток Компонент быстро угасает, типичный коэффициент уменьшения составляет 0,8 за цикл. На рис. 19.24 контакты разделены на DD ′. В этот момент ток короткого замыкания составляет

.

Обычно отключающую способность в МВА выражают с учетом номинального тока отключения и номинального рабочего напряжения. Таким образом, если I — номинальный ток отключения в амперах, а V — номинальное напряжение в сети в вольтах, то для трехфазной цепи

В Индии (или Великобритании) обычно принимают ток отключения равным симметричному току отключения.Однако в американской практике ток отключения считается равным асимметричному току отключения. Таким образом, американский рейтинг, присвоенный рейтингам автоматических выключателей, выше, чем индийский или британский рейтинг.

Представляется нелогичным давать отключающую способность в МВА, поскольку она получается из произведения тока короткого замыкания и номинального рабочего напряжения. Когда протекает ток короткого замыкания, на контактах выключателя присутствует только небольшое напряжение, в то время как рабочее напряжение появляется на контактах только после того, как ток был прерван.Таким образом, рейтинг MVA — это произведение двух величин, которые не существуют одновременно в цепи.

Таким образом, согласованный международный стандарт определения отключающей способности определяется как номинальный симметричный ток отключения при номинальном напряжении.

2. Включающая способность автоматического выключателя:

Всегда есть возможность замыкания или замыкания цепи в условиях короткого замыкания. Способность прерывателя «пускать» ток зависит от его способности противостоять воздействию электромагнитных сил и успешно замыкать их.Эти силы пропорциональны квадрату максимального мгновенного тока при включении. Следовательно, включающая способность указывается в виде пикового значения тока, а не действующего значения. ценить.

Пиковое значение тока (включая составляющую постоянного тока) во время первого цикла волны тока после замыкания выключателя известно как включающая способность.

Можно отметить, что определение касается первого цикла волны тока при включении выключателя.Это связано с тем, что максимальное значение тока короткого замыкания может иметь место в первом цикле только тогда, когда максимальная асимметрия возникает в любой фазе выключателя. Другими словами, включающий ток равен максимальному значению несимметричного тока. Чтобы найти это значение, мы должны умножить симметричный ток отключения на √2, чтобы преобразовать его из среднеквадратичного значения. до пика, а затем на 1,8, чтобы включить «эффект удвоения» максимальной асимметрии. Общий коэффициент умножения становится √2 x 1,8 = 2,55.

3.Краткосрочный рейтинг:

Это период, в течение которого автоматический выключатель может проводить ток короткого замыкания, оставаясь замкнутым.

Иногда неисправность в системе носит временный характер и сохраняется в течение 1-2 секунд, после чего неисправность автоматически устраняется. В интересах бесперебойного питания выключатель не должен срабатывать в таких ситуациях. Это означает, что автоматические выключатели должны иметь возможность безопасно пропускать большой ток в течение определенного периода времени, оставаясь при этом замкнутыми. I.е., они должны были иметь краткосрочный рейтинг. Однако, если неисправность сохраняется в течение более длительного времени, чем указанный предел времени, автоматический выключатель сработает, отключив неисправную секцию.

Кратковременные характеристики автоматического выключателя зависят от его способности выдерживать (а) воздействие электромагнитных сил и (б) повышение температуры. Масляные выключатели имеют установленный предел в 3 секунды, когда отношение симметричного тока отключения к номинальному нормальному току не превышает 40.Однако, если это соотношение больше 40, то указанный предел составляет 1 секунду.

Нормальный ток: Это среднеквадратичное значение. значение тока, который автоматический выключатель может выдерживать непрерывно при номинальной частоте в заданных условиях. Единственное ограничение в этом случае — повышение температуры токоведущих частей.

Прочие характеристики выключателя

Номинальное напряжение изоляции (Ui)

Это значение напряжения, к которому относятся испытательное напряжение диэлектрика (обычно больше 2 Ui) и длина пути утечки.

Максимальное значение номинального рабочего напряжения никогда не должно превышать номинального напряжения изоляции, то есть Ue ≤ Ui.

Номинальное выдерживаемое импульсное напряжение (Uimp)

Эта характеристика выражает в пиковых кВ (заданной формы и полярности) значение напряжения, которое оборудование способно без сбоев выдерживать в условиях испытаний.

Обычно для промышленных автоматических выключателей Uimp = 8 кВ, а для бытовых типов Uimp = 6 кВ.

Категории селективности и номинальный кратковременный выдерживаемый ток (Icw)

IEC 60947-2 определяет два типа автоматических выключателей, определяемых их «категорией селективности»:

  • Категория селективности B включает автоматические выключатели, обеспечивающие селективность за счет номинального значения кратковременного выдерживаемого тока и соответствующей кратковременной задержки.Для этой категории автоматических выключателей производитель должен указать значение тока короткого замыкания (Icw), которое может выдерживаться в течение определенного времени.

Можно отсрочить срабатывание автоматического выключателя этого типа, если уровень тока короткого замыкания ниже, чем этот номинальный кратковременный выдерживаемый ток (Icw) (см. Рисунок h42).

Обычно применяется к силовым выключателям открытого типа или «воздушным» автоматическим выключателям, а также к некоторым типам сверхмощных выключателей в литом корпусе. Icw — это максимальный ток, который автоматический выключатель категории B может выдержать термически и электродинамически без повреждений в течение периода времени, указанного производителем.

Рис. H42 — Автоматический выключатель категории B

  • Категория селективности A включает все остальные автоматические выключатели. Автоматические выключатели этой категории не имеют преднамеренной задержки срабатывания «мгновенного» магнитного расцепителя короткого замыкания (см. , рисунок h43). Обычно автоматические выключатели в литом корпусе или модульные автоматические выключатели относятся к категории А. Эти автоматические выключатели могут обеспечивать селективность в условиях короткого замыкания другими способами. Но производитель не предоставляет значение Icw.

Рис. H43 — Автоматический выключатель категории A

Номинальная включающая способность (Iсм)

Icm — это максимальное мгновенное значение тока, которое автоматический выключатель может установить при номинальном напряжении в определенных условиях. В системах переменного тока это мгновенное пиковое значение связано с Icu (то есть с номинальным током отключения) коэффициентом k, который зависит от коэффициента мощности (cos φ) токовой петли короткого замыкания (как показано на , рисунок h44). .

Рис.h44 — Связь между номинальной отключающей способностью Icu и номинальной включающей способностью Icm при различных значениях коэффициента мощности тока короткого замыкания, как стандартизовано в IEC 60947-2

Icu cosφ Icm = kIcu
6 кА 0,5 1,7 x Icu
10 кА 0,3 2 x Icu
20 кА 0.25 2,1 x Icu
50 кА ≤ Icu 0,2 2,2 x Icu

Пример: Автоматический выключатель Masterpact NW08h3 имеет номинальную отключающую способность Icu, равную 100 кА. Пиковое значение его номинальной включающей способности Icm будет 100 x 2,2 = 220 кА.

Номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании (Ics)

Номинальная отключающая способность (Icu) или (Icn) — это максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель может успешно отключить без повреждения.Вероятность возникновения такого тока чрезвычайно мала, и в нормальных условиях токи короткого замыкания значительно меньше номинальной отключающей способности (Icu) выключателя. С другой стороны, важно, чтобы высокие токи (с малой вероятностью) прерывались в хороших условиях, чтобы выключатель был немедленно доступен для АПВ после ремонта неисправной цепи. Именно по этим причинам была создана новая характеристика (Ics), выраженная в процентах от Icu, а именно: 25, 50, 75, 100% для промышленных автоматических выключателей.Стандартная последовательность испытаний следующая:

  • O — CO — CO [1] (при Ics)
  • Испытания, выполняемые в этой последовательности, предназначены для проверки того, что выключатель находится в хорошем состоянии и доступен для нормальной работы.

Для внутренних выключателей Ics = k Icn. Значения коэффициента k приведены в таблице XIV стандарта IEC 60898.

В Европе промышленная практика использует коэффициент k, равный 100%, так что Ics = Icu.

Ограничение тока короткого замыкания

Многие конструкции низковольтных автоматических выключателей имеют возможность ограничения тока короткого замыкания, в результате чего ток уменьшается и предотвращается достижение его (в противном случае) максимального пикового значения (см. Рисунок h45).Характеристики ограничения тока этих выключателей представлены в виде графиков, типичных для которых показан на рис. , рис. h46, диаграмма (a).

Способность автоматического выключателя ограничивать ток короткого замыкания связана с его способностью, более или менее эффективной, предотвращать прохождение максимального ожидаемого тока короткого замыкания, позволяя протекать только ограниченному количеству тока, как показано на Рисунок h45.

Рис. H45 — Ожидаемые и фактические токи

Характеристики ограничения тока указаны производителем выключателя в виде кривых (см. Рис. х46).

  • Диаграмма (a) показывает ограниченное пиковое значение тока в зависимости от действующего значения переменного тока предполагаемого тока повреждения («предполагаемый» ток повреждения относится к току повреждения, который протекал бы, если бы выключатель не имел токоограничивающая способность)
  • Ограничение тока значительно снижает термические напряжения (пропорционально I 2 t), что показано кривой диаграммы (b) из . предполагаемый ток короткого замыкания.

Выключатели низкого напряжения для бытовых и аналогичных установок классифицируются в соответствии с определенными стандартами (в частности, европейским стандартом EN 60 898). Автоматические выключатели, принадлежащие к одному классу (ограничителей тока), имеют стандартизованные ограничивающие пропускные характеристики I 2 t, определенные этим классом.

В этих случаях производители обычно не предоставляют характеристические кривые производительности.

Рис. H46 — Рабочие характеристики типичного выключателя с ограничением тока низкого напряжения

Преимущества ограничения тока

Ограничение тока снижает как тепловые, так и электродинамические нагрузки на все элементы схемы, через которые проходит ток, тем самым продлевая срок службы этих элементов.Кроме того, функция ограничения позволяет использовать «каскадные» методы (см. «Координация между автоматическими выключателями»), что значительно снижает затраты на проектирование и установку.

Использование токоограничивающих выключателей дает множество преимуществ:

  • Лучшая консервация монтажных сетей: выключатели с ограничением тока сильно ослабляют все вредные воздействия, связанные с токами короткого замыкания
  • Снижение теплового воздействия: значительно снижается нагрев проводников (и, следовательно, изоляции), что соответственно увеличивает срок службы кабелей
  • Уменьшение механических воздействий: силы из-за электромагнитного отталкивания ниже, с меньшим риском деформации и возможного разрыва, чрезмерного обгорания контактов и т. Д.
  • Снижение воздействия электромагнитных помех:
    • Меньшее влияние на измерительные приборы и связанные с ними цепи, телекоммуникационные системы и т. Д.

Таким образом, эти автоматические выключатели способствуют более эффективному использованию:

  • Кабели и проводка
  • Сборные системы кабельных каналов
  • Распределительное устройство, уменьшающее старение установки

Пример

В системе с ожидаемым током короткого замыкания 150 кА (действ.) Автоматический выключатель Compact L ограничивает пиковый ток до менее 10% от расчетного ожидаемого пикового значения, а тепловые эффекты — до менее 1% от рассчитанного.

Каскадирование нескольких уровней распределения в установке после ограничивающего выключателя также приведет к значительной экономии.

Метод каскадирования позволяет, по сути, существенно сэкономить на распределительных устройствах (более низкая производительность, допустимая после ограничивающего автоматического выключателя) и проектных исследованиях до 20% (в целом).

Схемы селективной защиты и каскадирование совместимы в диапазоне Compact NSX вплоть до полной отключающей способности распределительного устройства при коротком замыкании.O представляет собой операцию открытия.
CO представляет собой операцию закрытия, за которой следует операция открытия.

Отключающая способность автоматического выключателя | Электрооборудование Вопросы и ответы

Отключающая способность автоматического выключателя

выражает наивысшее действующее значение тока короткого замыкания, которое автоматический выключатель способен отключить при определенных условиях переходного восстанавливающегося напряжения и напряжения промышленной частоты.

Переходное восстанавливающееся напряжение: восстанавливающееся напряжение промышленной частоты, которое появляется на контактах выключателя после затухания переходных колебаний и окончательного гашения дуги на всех полюсах.

Когда происходит короткое замыкание, по волне короткого замыкания видно, что действующее значение тока изменяется со временем из-за наличия постоянной составляющей тока, которая со временем спадает.

Момент возникновения неисправности наблюдается максимальный ток короткого замыкания, который уменьшается во времени. Когда происходит сбой, реле обнаруживает сбой и подает команду на отключение автоматическому выключателю, этот процесс займет несколько рабочих циклов. Следовательно, фактический ток короткого замыкания, прерываемый автоматическим выключателем, меньше начального значения тока короткого замыкания.

Пусть в момент разъединения контактов.

Переменная составляющая тока короткого замыкания, Iac = x

Постоянная составляющая тока короткого замыкания, Idc = y

Симметричный ток отключения = действующее значение переменного тока составляющей тока короткого замыкания в момент разъединения контактов.

Симметричный ток отключения = x / (2) 1/2

Асимметричный ток отключения = действующее значение комбинированных сумм компонентов переменного и постоянного тока

Обычно отключающая способность в МВА определяется как (3) 1 / 2 x номинальное напряжение в кВ x номинальный ток отключения в кА.

Ток отключения также может быть определен в кА для определенных условий TRV:

Максимальный симметричный ток отключения:

Это значение симметричного тока отключения автоматического выключателя, которое автоматический выключатель может отключить. при заявленном восстанавливающемся напряжении и заявленном эталонном напряжении повторного включения при заданных условиях

Асимметричная отключающая способность:

Асимметричная отключающая способность автоматического выключателя — это значение асимметричного отключающего тока, которое автоматический выключатель способен отключать при установленном восстанавливающемся напряжении. и указанное эталонное напряжение повторного запуска при заданном условии

Определение значений короткого замыкания для автоматических выключателей

Автоматические выключатели защищают электрооборудование от повреждений, которые могут возникнуть в результате токов короткого замыкания.Однако «ток короткого замыкания» может варьироваться в зависимости от приложения. Как стандарты IEC и EN помогают разработчикам правильно определять защиту от сверхтоков в электрическом оборудовании?

Иоахим Беккер ABB Stotz-Kontakt GmbH, Гейдельберг, Германия, [email protected]

В любом современном обществе постоянное наличие электроэнергии жизненно важно. Без электроэнергии будет парализовано большинство жилых домов, коммерческих предприятий и промышленных предприятий.Эта электроэнергия должна быть доставлена ​​конечному пользователю безопасно и надежно, и именно здесь распределительные устройства играют важную роль. Из-за очевидных опасностей такое распределительное устройство или местный распределительный щит должны быть спроектированы так, чтобы защищать установку от неисправностей путем отключения неисправной цепи и, одновременно, обеспечения непрерывной работы незатронутых цепей.

Типы выключателей
Короткое замыкание подвергает оборудование большой нагрузке.Следовательно, при проектировании распределительного устройства или распределительного щита необходимо учитывать тепловые и динамические нагрузки, вызванные максимальным током короткого замыкания в точке подключения на месте. Для предотвращения повреждения установки (или персонала) используются устройства защиты от короткого замыкания для отключения тока короткого замыкания в точке подключения → 1.

01 Различные автоматические выключатели используются для защиты электрооборудования при возникновении токов короткого замыкания. Широкий ассортимент автоматических выключателей АББ охватывает практически все значения напряжения и тока.Показан главный автоматический выключатель ABB S753DR-E63.

Чаще всего для этой задачи переключения используются автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) → 2, миниатюрные автоматические выключатели (MCB), автоматические выключатели, работающие от остаточного тока (RCCB), и автоматические выключатели, работающие от остаточного тока, с максимальной токовой защитой (RCBO). Эти устройства имеют маркировку с указанием максимальной способности к короткому замыканию, чтобы производитель панелей мог выбрать правильный продукт для применения. Такие выключатели подходят для разъединения, но обычно также устанавливаются выключатели-разъединители, чтобы оборудование можно было полностью обесточить для обслуживания или ремонта.

02 Низковольтный автоматический выключатель в литом корпусе ABB A1 (соответствует IEC / EN 60947-2).

Непрерывный ток короткого замыкания
Низковольтные установки обычно питаются от трансформаторов. В такой низковольтной сети непрерывный ток короткого замыкания (I k ) рассчитывается исходя из номинального напряжения и сопротивления переменного тока (импеданса) короткого замыкания. Наложенная составляющая постоянного тока, которая медленно спадает до нуля, также существует → 3. Пиковое значение I k является важным значением для определения короткого замыкания в стандартах.

03 Характеристики токов короткого замыкания.

Стандарты, относящиеся к автоматическим выключателям
В зависимости от конкретного применения, когда проектировщик определяет автоматические выключатели или связанное оборудование для защиты силовых сетей, могут использоваться различные стандарты:
• Стандарт IEC / EN 60898-1 применяется к автоматическим выключателям для максимальной токовой защиты в домашних условиях и аналогичных установках — например, в магазинах, офисах, школах и небольших коммерческих зданиях.Эти выключатели предназначены для использования людьми, не прошедшими инструктаж, и без необходимости обслуживания.
• Стандарт IEC / EN 60947-2 применяется к автоматическим выключателям, используемым в основном в промышленных приложениях, к которым имеют доступ только проинструктированные люди.
• Выключатели-разъединители испытаны на соответствие стандарту IEC / EN 60947-3.
• Комбинация КРУЭ или распределительные щиты проверены на соответствие стандарту IEC / EN 61439.

Из-за разной области применения стандартов в некоторых случаях для одного и того же электрического процесса используются разные определения.Следовательно, инженер должен убедиться, что он полностью понимает, какое конкретное определение, например, способности к короткому замыканию, применимо к конструкции, над которой он работает.

Автоматические выключатели и IEC / EN 60898-1
IEC / EN 60898-1 определяет номинальную способность к короткому замыканию (I cn ) как отключающую способность в соответствии с заданной последовательностью испытаний. Эта последовательность испытаний не включает способность автоматического выключателя выдерживать 85 процентов своего неотключающего тока в течение определенного условного времени.Служебная отключающая способность при коротком замыкании (I cs ) — это отключающая способность в соответствии с заданной последовательностью испытаний, которая включает способность автоматического выключателя выдерживать 85 процентов своего тока без отключения в течение определенного времени.

IEC / EN 60898-1 определяет фиксированные значения отношения I cs к I cn . Значения I cs и I cn выражаются как среднеквадратические значения предполагаемых токов короткого замыкания.

Чтобы соответствовать требованиям стандарта для обеих этих характеристик короткого замыкания, необходимо проверить операции включения / выключения каждого из трех автоматических выключателей.Для разомкнутого режима ток короткого замыкания инициируется под определенным фазовым углом по отношению к форме волны напряжения. Три автоматических выключателя испытываются под разными углами. Последовательность испытаний для I cn — «O — t — CO», где «O» — это размыкание, а «CO» — размыкание, что означает, что проверяемый автоматический выключатель включается и испытывает короткое замыкание. — ток цепи на определенную продолжительность. Время «t» между операциями — 3 мин. Для I cs последовательность испытаний: «O — t — O — t — CO» для однополюсных и двухполюсных автоматических выключателей и «O — t — CO — t — CO» для трехполюсных и четырехполюсных выключателей. -полюсные автоматические выключатели.Способ возникновения тока короткого замыкания, установленный в стандарте, означает, что по крайней мере один испытуемый автоматический выключатель должен отключаться при наиболее значительном фазовом угле напряжения.

Автоматические выключатели и IEC / EN 60947-2
IEC / EN 60947-2 определяет предельную отключающую способность при коротком замыкании (I cu ), также известную как отключающая способность, в соответствии с заданной последовательностью испытаний. Эта последовательность испытаний включает проверку расцепителя перегрузки автоматического выключателя.В IEC / EN 60947-2 I cs — это отключающая способность в соответствии с заданной последовательностью испытаний, которая включает проверку работоспособности выключателя при номинальном токе, испытание на превышение температуры и проверку расцепителя перегрузки. IEC / EN 60947-2 определяет значения от 25 до 100 процентов для отношения I cs к I cn . Опять же, значения I cs и I cn выражаются как среднеквадратические значения предполагаемых токов короткого замыкания.Чтобы соответствовать требованиям стандарта, для обеих мощностей короткого замыкания необходимо испытать каждый из двух автоматических выключателей. Подобно МЭК / EN 60898-1, ток короткого замыкания инициируется под определенным фазовым углом по отношению к форме волны напряжения для разомкнутого режима, но здесь два автоматических выключателя испытываются под одним и тем же углом. Последовательность испытаний для I cu : «O — t — CO» и «O — t — CO — t — CO» для I cs . Время «t» между операциями снова составляет 3 мин, и для размыкания ток короткого замыкания инициируется при определенном фазовом угле напряжения, определяемом как угол, при котором достигается пиковый ток.Этот пиковый ток одновременно является номинальной включающей способностью при коротком замыкании (I см ) и выражается как номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании, умноженная на коэффициент, определенный в МЭК 60947-2.

Выключатели-разъединители и IEC / EN 60947-3
Когда выключатели, разъединители, выключатели-разъединители или блоки с предохранителями включены в конструкцию, используется стандарт IEC / EN 60947-3. Выключатель-разъединитель способен включать и выключать ток при определенных условиях.В разомкнутом положении выключатель нагрузки обеспечивает функцию отключения.

Поскольку выключатель нагрузки не оборудован расцепителем максимального тока, он должен быть защищен автоматическим выключателем, автоматическим выключателем или предохранителем. Способность к короткому замыканию комбинации переключателя и автоматического выключателя определяется как номинальный условный ток короткого замыкания. Он выражается как значение предполагаемого тока короткого замыкания, который может выдержать выключатель нагрузки, защищенный устройством защиты от короткого замыкания (SCPD).Важно помнить, что выключатель нагрузки должен выдерживать ток, ограниченный SCPD.

Этот подход также применим для ВДТ — т. Е. Ток короткого замыкания, указанный на устройстве, является номинальным условным током короткого замыкания комбинации ВДТ с SCPD.

Еще одним значением короткого замыкания, определенным как в IEC / EN 60947-3, так и в IEC / EN 60947-2, является номинальный выдерживаемый кратковременный ток (I cw ). Это значение может применяться к выключателям (например, выключателю-разъединителю), автоматическим выключателям, таким как MCCB или воздушный автоматический выключатель (ACB), и сборным шинам.I cw — значение тока, которое оборудование может выдержать в течение определенного времени без повреждений. IEC / EN 60947-2 определяет предпочтительные значения этого времени 0,05, 0,1, 0,25, 0,5 и 1 с; IEC / EN 60947-3 определяет 1 с. Для переменного тока I cw — это среднеквадратичное значение тока.

Значение I cw важно для распределительных устройств с оборудованием, подключенным последовательно, где селективность между защитными устройствами реализуется с помощью временной задержки. Например, если фидерная цепь оборудована автоматическим выключателем, а последующие ответвленные цепи защищены автоматическими выключателями, то для достижения селективности устанавливается временная задержка для отключения автоматического выключателя.Установка между ACB и MCCB должна выдерживать указанный ток короткого замыкания в течение времени задержки ACB.

Низковольтное распределительное устройство и IEC / EN 61439-1
IEC / EN 61439-1 распространяется на низковольтные распределительные устройства и устройства управления. Для сборок с SCPD во входном блоке производитель должен указать максимальный предполагаемый ток короткого замыкания на входной клемме сборки. Для защиты сборки I cu или I cn SCPD должны быть равны предполагаемому току короткого замыкания или превышать его.Если в качестве SCPD используется автоматический выключатель с выдержкой времени, или если SCPD не встроен в сборку, необходимо указать I cw с максимальной выдержкой времени.

Пример применения: завод меди и медных сплавов
Предположим, что медный завод питается от электросети среднего напряжения 20 кВ с помощью понижающего трансформатора 20 кВ / 400 В. Номинальная мощность трансформатора S r составляет 1600 кВА, а номинальное полное сопротивление u kr составляет 6 процентов.Для распределительных трансформаторов мощностью до 3150 кВА полное сопротивление сети обычно можно не принимать во внимание. Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора ограничивает ток короткого замыкания, который выражается как:

→ 4 показана принципиальная схема блока питания.

04 Пример конфигурации защитного устройства для такого приложения, как медный завод.

Для входящего питания используется прерыватель ABB Emax E2 с номинальным током 2 500 А. Уровень распределения защищен автоматическим выключателем ABB 250 A Tmax XT4S.Конечные цепи оснащены автоматическими выключателями ABB S800C и S200P.

Чтобы добиться правильного каскадирования, выполняется следующий расчет: I cw Emax E2 (версия B) составляет 42 кА. Задержка установлена ​​на 0,1 с. Следовательно, Emax может выдерживать ток короткого замыкания. На уровне распределения I cu Tmax XT4S составляет 50 кА. Кабель между Tmax и шиной для вспомогательного распределения имеет поперечное сечение 95 мм 2 и длину 15 м.Сопротивление кабеля, указанное в технических справочниках, составляет 0,246 Ом / км.

Сопротивление трансформатора 0,00597 Ом. Тогда ток короткого замыкания в распределительной сети составляет:

.

При использовании автоматических выключателей S800C и S200P резервная защита не требуется, поскольку предельная мощность короткого замыкания этих устройств составляет 25 кА. Приведена полная селективность между Tmax XT4S и S800C, S200P.

Пример применения: распределение электроэнергии в большом офисном здании
Если офисное здание питается от электросети среднего напряжения 20 кВ с помощью трансформатора 20 кВ / 400 В, с S r на 630 кВА и au крон из 4 процентов, полное сопротивление короткого замыкания трансформатора снова ограничивает ток короткого замыкания, который составляет:

→ 5 показана принципиальная схема блока питания.

05 Пример схемы защиты для большого офисного здания.

I cu выключателя Tmax XT4 (версия N) — 36 кА. I cu селективного главного выключателя ABB S750DR составляет 25 кА. Следовательно, Tmax и S750DR могут отключать ток короткого замыкания. Кабель между S750DR и вспомогательной распределительной сетью имеет поперечное сечение 16 мм2 и длину 10 м. Сопротивление кабеля, указанное в технических справочниках, составляет 1,32 Ом / км.Сопротивление трансформатора 0,01012 Ом.

Ток короткого замыкания на промежуточном уровне распределения можно рассчитать как:

При использовании MCB S200M резервная защита не требуется, поскольку предельная мощность короткого замыкания составляет 15 кА. Приведена полная селективность между S750DR и S200M.

Для MCB SD200, показанного на → 5, важен номинальный условный ток короткого замыкания. Значение для комбинации SD200 / S750DR составляет 10 кА. Следовательно, SD200 защищен S750DR, так как максимальный ток короткого замыкания в этот момент равен 9.9 кА.

Приведенные выше примеры показывают, что правильная конфигурация защитных устройств может обеспечить безопасную и надежную работу распределительного устройства в условиях короткого замыкания. Упомянутые различные стандарты IEC / EN помогают разработчикам выбрать правильные характеристики для используемых ими продуктов и, таким образом, гарантировать, что электрическая энергия продолжает поступать в приложение независимо от того, какие условия электрического сбоя возникают.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.