Автоматические выключатели с тепловым отключением

Питер Кетлер, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, г. Бломберг (Германия)
Альберт Баишев, ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва

Избегайте риска – используйте автоматические выключатели для защиты приборов

Автоматические выключатели используются повсеместно в самых разных отраслях. Phoenix Contact представляет линейку автоматических выключателей серии СВ.
Это термомагнитные и электронные автоматические выключатели с различными отключающими характеристиками, специально разработанные для обеспечения надежной селективной защиты вторичных цепей постоянного тока.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ С ТЕРМОМАГНИТНЫМИ РАСЦЕПИТЕЛЯМИ

В случае перегрузки термомагнитные автоматические выключатели отключаются механически с определенной задержкой посредством биметаллической пластины. Этот тип размыкания цепи называется тепловым отключением. При появлении короткого замыкания магнитный сердечник вызывает мгновенное отключение контролируемого устройства (или нескольких устройств, контролируемых одним автоматическим выключателем) от источника питания, предотвращая отключение всей группы устройств, запитанной от одного источника.

В линейку СВ включены аппараты с тремя видами характеристик срабатывания электромагнитного расцепителя, удовлетворяющих конкретным условиям применения.

Три характеристики отключения аппаратов серии СВ (рис. 1) разработаны для того, чтобы обеспечить лучшую защиту различных устройств.

Рис. 1. Диапазоны срабатывания характеристик автоматических выключателей серии СВ с термомагнитным расцепителем

Выключатели с быстрой характеристикой F1 – хороший вариант для защиты устройств с низкими пусковыми токами.

Для защиты приборов с более высокими пусковыми токами предназначены аппараты с характеристикой отключения SFB (Selective Fuse Breaking), представляющей собой оптимизированную характеристику С. Диапазон срабатывания характеристики SFB составляет [6–10] I_ном, что значительно уже, чем для стандартной характеристики отключения С, кратной [7,5–15] I_ном на постоянном токе. Это обеспечивает лучшую селективность отключения и надежное срабатывание автоматического выключателя даже при существенном увеличении дистанции между источником питания и нагрузкой.

Характеристика М1 отличается большей инерционностью, благодаря чему она идеально подходит для защиты устройств с очень высокими и длительными пусковыми токами.

СИГНАЛЬНЫЙ КОНТАКТ И РАЗМЫКАНИЕ ЦЕПИ

Изолированный переключающий сигнальный контакт, встроенный в каждый термомагнитный автоматический выключатель СВ, обеспечивает высокую гибкость при организации сигнализации состояния защиты. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где в системе возникла неисправность, и незамедлительно принять меры по ее устранению.

При неисправности в нагрузке необходимо обеспечить надежное электрическое разъединение, чтобы изолировать неисправный прибор. Термомагнитные автоматические выключатели гарантируют надежное отключение, используя механическое размыкание цепи, что в данном случае является их преимуществом перед электронными защитными устройствами.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Электронные автоматические выключатели изготавливаются в корпусе, аналогичном корпусу термомагнитных выключателей. Защитное устройство имеет встроенную схему на базе биполярного транзистора, которая отключает ток нагрузки при срабатывании. Ключевое преимущество автоматических выключателей данного типа перед автоматическими выключателями с механическим расцепителем – возможность активного ограничения тока. Кроме того, некоторые версии этих устройств дают возможность дистанционного включения и отключения.

Ток перегрузки в данном случае ограничен коэффициентом 1,25, что значительно ниже, чем в случае с термомагнитными выключателями. Это означает, что максимальная длина провода между источником питания и нагрузкой при использовании электронных автоматических выключателей может быть в несколько раз больше. Однако при выборе необходимо убедиться, что пусковые токи защищаемого устройства не достигают границ срабатывания автоматического выключателя, чтобы не допустить ошибочные срабатывания.

Серия СВ предлагает четыре типа электронных автоматических выключателей. Первые два типа имеют один сигнальный контакт – нормально замкнутый либо нормально разомкнутый. Другие два снабжены для сигнализации своего состояния активным выходом 24 В. При этом один из них имеет вход Reset, который позволяет дистанционно включить автоматический выключатель с помощью импульса 24 В после его срабатывания. И последний вариант предоставляет возможность как дистанционного включения, так и отключения автоматического выключателя с помощью подачи сигнала 24 В на вход Control. Благодаря данным функциям удаленное управление выполняется намного проще и быстрее.

ПРЕИМУЩЕСТВА КОНСТРУКЦИИ

Все версии новых автоматических выключателей СВ имеют одинаковые внешние размеры, соответствующие стандарту DIN 43880, что позволяет устанавливать их в стандартных монтажных коробках (рис. 2). Ширина устройства – всего 12,3 мм, что существенно экономит место при монтаже.

Рис. 2. Пример монтажа автоматических выключателей в стандартную распределительную коробку глубиной 120 мм вместе с блоком питания 24 В и УЗИП производства Phoenix Contact

Выключатели имеют штекерную конструкцию. При этом базовый элемент является универсальным и подходит для штекера любого типа данной серии. Это позволяет пользователю при необходимости свободно варьировать типы выключателей без разрыва электрических соединений. При подключении штекера он автоматически фиксируется в базовом элементе с помощью защелки, что предотвращает любую возможность случайного отсоединения автоматического выключателя от своего базового элемента.

Линейка автоматических выключателей от Phoenix Contact обеспечивает простой и удобный монтаж благодаря полной совместимости с системой клемм CLIPLINE Complete, которая характеризуется всеобъемлющей номенклатурой аксессуаров. Например, стандартные перемычки могут использоваться для быстрого и удобного распределения потенциала от одного источника питания на несколько автоматических выключателей. Использование двойного ряда перемычек позволяет проводить ток нагрузки до 41 А. Кроме того, перемычки можно использовать и для сигнальных контактов, с их помощью можно организовать как групповую, так и индивидуальную сигнализацию состояния автоматических выключателей.

Передовая технология подключения Push-in позволяет проводить монтаж проводов без использования инструмента и существенно сокращает время на установку (рис. 3).

Рис. 3. Подключение перемычек и проводов к базовым элементам автоматических выключателей

ТИПОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Автоматические выключатели серии СВ предназначены в первую очередь для использования во вторичных системах питания напряжением 24 В постоянного тока для защиты конечных приборов и проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. Наилучшая защита обеспечивается при защите каждого канала отдельным автоматическим выключателем. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где произошел сбой, и принять меры.

Для менее критичных частей системы широко применяется вариант защиты целой группы приборов с помощью одного выключателя.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Читайте так же:

Как подключить тепловое реле через трансформаторы тока

Автоматический выключатель с регулируемыми расцепителями

1 декабря 2012 k-igor

Я стараюсь быть объективным и при возможности не рекламировать различных производителей, тем более что они мне за это не платят =) Но в этой статье придется мне отступить от своих принципов и рассказать о силовом автоматическом выключателе серии ВА-99С.

Автомат торговой марки EKF предназначен для нечастых включений и отключений, а также для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания. Казалось бы ничего особенного…

В чем же особенность силового автоматического выключателя серии ВА-99С?

Выключатели до 400А комплектуются термомагнитными расцепителями ТМ, а на токи выше 400А предусмотрен электронный расцепитель STR23SE.

Автоматический выключатель с регулируемыми расцепителями серии ВА-99С

Как видим, на картинке снизу видны регуляторы уставок расцепителей, которые позволяют установить нужные нам параметры. Это и есть их особенность.

Термомагнитные расцепители автоматов до 100А не имеют регулируюемую уставку по току короткого замыкания. Тепловой расцепитель имеет регулировку 0,8-0,9-1,0 от номинального тока. Выключатели, выполненные в габарите 250А позволяют отрегулировать уставку по току в пределах (5-10) Ir.

Автоматический выключатель серии ВА-99С с термомагнитным расцепителем ТМ

Стоит также обратить внимание на то, что у данной серии автоматических выключателей имеются аппараты с термомагнитными расцепитялеями на токи 180 и 225А.

Автоматические выключатели с электронными расцепителями STR23SE (200-630)А имеют грубую и тонкую регулировку по защите от перегрузки, что позволит достаточно точно настроить аппарат. По защите от токов короткого замыкания автоматы с электронным расцепителем позволяют установить уставку от 2 до 10.

Автоматический выключатель серии ВА-99С с электронным расцепителем STR23SE

В общем данные аппараты будут полезны для выполнения селективной защиты значительно не завышая номинальные токи автоматических выключателей. Кроме этого, на эти автоматы при необходимости можно установить дополнительные устройства, включая электропривод.

Еще одним немало важным достоиством выключателя серии ВА-99С считаю его цену. Предложите аналог по меньшей цене?

Защита в действии. Принцип действия автоматического выключателя

Основные принципы работы автоматических выключателей

Так как автоматический выключатель кроме коммутационных операций выполняет функции защиты электрических сетей и различного электрического оборудования в аварийных ситуациях, то его нужно рассматривать с учетом вариантов использования.
Коммутационные функции автоматический выключатель может выполнять не часто — не более 30 раз в сутки. Для более частых переключений, отключений и включений существуют специальные устройства и приборы.
Автоматические выключатели (автоматы) сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась простата и удобство их эксплуатации и обслуживания, особенно в установках большой мощности.
В основном, коммутация автоматических выключателей выполняется в ручном режиме, но есть модели, разработанные для использования со специальным (электромагнитным или электродвигательным) приводом. Такие устройства позволяют проводить управление выключателем дистанционно.
Но ручной (или приводный) режим управления относится к операции включения. Отключение автоматического выключателя (автомата) происходит в автоматическом режиме. Выключение может происходить при достижении максимально допустимых токов или (в некоторых устройствах) при достижении минимально допустимых токов.
В зависимости от функциональности автоматического выключателя их делят на:

• автоматы тока максимального,
• автоматы понижения напряжения,
• автоматы обратной мощности.

Автомат тока максимального применяется для разрыва электрической цепи в условиях достижения предельных нагрузок или тока короткого замыкания. Такое использование автоматического выключателя повторяет использование рубильника с предохранителями. Но в выключателе не нужно менять плавкие вставки, а достаточно его повторно включить. Хотя рубильник с предохранителем незаменим при некоторых особых режимах использования электрической системы.
Использование автоматических выключателей в условиях с повышенной влажностью или запыленностью должно быть в закрытом щите или шкафу с достаточной степенью защиты IP.
Скорость срабатывания (отключения цепи) определяется принципом работы и системой гашения дуги. Эти характеристики свойственны для токоограничивающих автоматов.
Регулируемая скорость срабатывания (отключения) автоматического выключателя реализована в селективных (регулируемых) автоматах.
Но если требуется защита от токов другой направленности по сравнению с рабочими, то применяют автоматы обратного тока.
Особую конструкцию имеют неполяризованные автоматические выключатели, которые могут отключать цепь, контролируя его величину во всех направлениях. Поляризованный автомат производит контроль величины тока только в одном направлении.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

• электромагнитный — защищают от короткого замыкания цепи,
• тепловой — защищают от перегрузок цепи,
• комбинированный — совмещают защиту от КЗ и перегрузок,
• полупроводниковый — настраиваемые системы защиты с точной установкой параметров.

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

• контактная система,
• система расцепителей,
• система дугогашения,
• система управления,
• механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Читайте так же:

Розетки с регулятором теплого пола

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

Основные принципы работы автоматических выключателей

• автоматы тока максимального,
• автоматы понижения напряжения,
• автоматы обратной мощности.

Конструкция автоматических выключателей

• электромагнитный — защищают от короткого замыкания цепи,
• тепловой — защищают от перегрузок цепи,
• комбинированный — совмещают защиту от КЗ и перегрузок,
• полупроводниковый — настраиваемые системы защиты с точной установкой параметров.

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

• контактная система,
• система расцепителей,
• система дугогашения,
• система управления,
• механизм свободного расцепления.

Читайте так же:

Выключатели автоматические ток срабатывания теплового расцепителя

Специальные предложения для оптовиков! Отличная выгода + индивидуальное обслуживание

Что такое прогрузка автоматических выключателей

При работе энергосистемы, зачастую необходимо включать или выключать различные цепи (например, линии электропередач, распределительные устройства, генераторные установки) как в нормальных, так и в аварийных условиях. Ранее эту функцию выполняли переключатели и предохранители, расположенные последовательно с цепью. Однако такое средство контроля имеет два недостатка. Во-первых, когда предохранитель перегорает, требуется довольно много времени, чтобы заменить его и восстановить подачу тока. Во-вторых, предохранитель не может качественно прерывать сильные токи замыкания, возникающие в результате неисправностей в современных цепях высокого напряжения.

С развитием энергосистемы, требуется использование более надежных средств защиты, таких как автоматические выключатели. Данный прибор может замыкать или размыкать цепь вручную или автоматически при любых условиях, в том числе во время короткого замыкания.

Принцип работы автоматического выключателя

Автоматический выключатель состоит из неподвижных и подвижных контактов, называемых электродами. При нормальных условиях работы, эти контакты остаются замкнутыми и не будут автоматически открываться до тех пор, пока система не выйдет из строя. Конечно, контакты могут быть открыты вручную или с помощью пульта дистанционного управления, когда это необходимо. При возникновении неисправности в какой-либо части системы, отключающие катушки выключателя срабатывают автоматически, а движущиеся контакты раздвигаются механизмом, тем самым размыкая цепь.

Когда контакты автоматического выключателя разъединяются в условиях неисправности, между ними возникает электрическая дуга. Таким образом, ток может проходит до тех пор, пока разряд не прекратится. Появление дуги не только задерживает процесс прерывания тока, но и генерирует огромное количество тепла, которое может привести к повреждению системы или самого выключателя. Поэтому основная задача автоматического выключателя состоит в том, чтобы погасить дугу в кратчайшие сроки, дабы выделяемое тепло не достигло опасного значения. Это основной принцип работы автоматического выключателя.

Зачем нужен этот прибор

Автоматические выключатели выполняют три основные задачи:

они должны проводить ток максимально эффективно, когда отключены;
будучи включенными, они должны надежно изолировать контакты друг от друга;
в случае короткого замыкания, устройства должны отключать ток как можно быстрее и надежнее, тем самым защищая все последующее оборудование.

Почему важно проверять устройство

Автоматический выключатель может простаивать годами, но при возникновении короткого замыкания он должен тут же, в течение нескольких миллисекунд, защитить электрические цепи. Основными ошибками, возникающими в приборах, являются: неправильное соединение, короткие замыкания в катушках, повреждение/износ механических соединений или изоляционного материала. Поэтому автоматы должны регулярно и тщательно проверяться на исправность работы.

Автоматические выключатели выполняют жизненно важную роль в защите дорогостоящего оборудования от повреждений из-за неисправностей, то есть надежно подключают и отключают электроэнергию. Это требует подтверждения их надежности с помощью полевых испытаний во время монтажа и регулярных эксплуатационных испытаний в течение всего срока службы, чтобы предотвратить неполадки и проблемы, которые могут поставить под угрозу безопасность подстанции. Поэтому регулярное тестирование производительности является важной и экономически эффективной частью любой стратегии технического обслуживания.

Как определить, что автоматический выключатель неисправен

Автоматический выключатель может испортиться преждевременно, например, из-за летней жары. Если это произойдет, устройство перестанет сработать, даже если через эту цепь проходит слишком много электричества. Проще говоря, возникнет серьезная проблема, потому что она может в конечном итоге привести к пожару в доме. Стоит отметить, что в домашних условиях можно только визуально проверить устройство. Тесты и замену стоит предоставить профессионалам.

Причины выхода устройства из строя:

Короткое замыкание. Обычно возникает, когда некоторые провода случайно соприкасаются.
Перегрузка электрической цепи. Прибор пропускает больше тока, чем предусмотрено производителем.

Типичные признаки неисправного автомата:

запах гари в щитке, исходящий от электрического оборудования;
прибор горячий на ощупь;
видны сгоревшие детали, оборванные провода и явные признаки износа.

Если при проверке автоматического выключателя наблюдается какой-либо из вышеперечисленных признаков, значит пришла пора вызывать электриков с просьбой замены устройства.

Этапы заводского тестирования автоматических выключателей

Типовые испытания организуются с целью проверки возможностей и обеспечения точной номинальной характеристики автоматического выключателя. Такие испытания проводятся в специально построенной испытательной лаборатории в соответствие с ПУЭ.

Механическое испытание — это испытание типа механической способности, включающее повторное отключение и включение устройства. Автоматический выключатель должен закрываться и открываться с надлежащей скоростью, и выполнять свою работу и функцию без каких-либо сбоев.

Тепловые испытания проводятся для проверки теплового поведения автоматов. Из-за протекания номинального тока через его полюс в номинальном состоянии, испытуемый выключатель подвергается установившемуся повышению температуры. Повышение температуры для номинального тока не должно превышать 40 °C.

Диэлектрические испытания. Эти тесты проводятся для проверки мощности частоты и импульсного напряжения выдерживаемой емкости. Испытания частоты мощности проводятся на новом устройстве. Испытательное напряжение изменяется с номинальным напряжением выключателя. При импульсных испытаниях на выключатель подается импульсное напряжение определенной величины. Для наружного контура проводятся сухие и влажные испытания.

Испытание на короткое замыкание. Электроустановка подвергается внезапным коротким замыканиям в испытательных лабораториях, и осциллограммы используются, чтобы знать поведение автоматических выключателей во время включения, во время разрыва контакта и после гашения дуги. Осциллограммы изучаются с особым учетом токов возбуждения и размыкания, как симметричных, так и несимметричных напряжений рестрикции, а распределительное устройство иногда испытывается в номинальных условиях.

Читайте так же:

Электрический двигатель тепловое действие электрического тока

Регламент испытания автоматического выключателя

Плановые испытания проводятся на основании и со стандартами ПУЭ. Эти тесты проводятся на территории завода-изготовителя. Обычные и плановые испытания подтверждают правильность функционирования автоматического выключателя. Некоторые руководящие принципы и рекомендации по этим испытаниям включают регулярное техническое обслуживание и проверку того, что производительность автоматического выключателя соответствует калибровочным кривым производства. Крайне важно, чтобы испытания автоматических выключателей проводились в стабильных условиях при подходящей температуре, чтобы не было никаких отклонений в данных.

Профилактическое обслуживание автомата защиты цепи, осмотр и испытание

Профилактическое обслуживание зависит от условий эксплуатации. Первичные проверки будут направлены на выявление твердых частиц, загрязняющих внутреннюю работу устройства. Накопление твердых частиц обычно можно утилизировать, щелкнув на выключателе «Выкл» и «Вкл», чтобы очистить накопившуюся пыль.

Испытание отключения автоматического выключателя

Анализируя ток, потребляемый катушкой отключения во время работы выключателя, можно определить, имеются ли механические или электрические проблемы. Во многих случаях такие проблемы могут быть локализованы, и с помощью них можно найти первопричину.

Испытание сопротивления изоляции

Для испытания сопротивления выключателя, проводники нагрузки и линии должны быть предварительно отключены. Если их не отсоединить, то тестовые значения будут также включать характеристики подключенной цепи. Испытание на сопротивление имеет решающее значение для проверки того, что изоляционный материал работает корректно. Для проверки сопротивления изоляции используется прибор, известный как мегаомметр. Прибор подает напряжение постоянного тока на провод в течение заданного периода времени, чтобы проверить сопротивление внутри изоляции на конкретном проводе или обмотке. Следует также отметить, что если включить напряжение, которое слишком высоко для того, чтобы эта изоляция выдержала, то потенциально можно повредить изоляцию.

Испытания соединения

Проверка соединения важна для того, чтобы убедиться в наличии соответствующего электрического соединения и распознать следы перегрева. Важно, чтобы электрические соединения были установлены по правилам — это предотвращает и уменьшает перегрев.

Испытание контактного сопротивления

Нормальный износ контактов возникает после длительного использования. Простой способ определить следы ослабления внутри выключателя — это оценить сопротивление на каждом полюсе. Признаки аномальных отклонений внутри устройства, таких как эрозия и загрязнение контактов, очевидны, если на выключателе имеются чрезмерные падения милливольт. Проверка контактного сопротивления важна для определения того, пригоден ли прибор к работе.

Испытание на срабатывание при перегрузке

Компоненты отключения от перегрузки можно проверить, введя 300 % номинальной мощности выключателя в каждый полюс автоматического выключателя, чтобы определить, будет ли он автоматически реагировать на срабатывание. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что автоматический выключатель работает корректно.

Как проводится прогрузка автоматического выключателя

В современной электронике используются различные устройства для проверки автоматических выключателей. Также проверка проводится с помощью разных методов тестирования и типов тестеров. При выполнении прогрузки делается частичный демонтаж прибора, а по окончанию тестов — возврат выключателя на место.

Чтобы начать проверку, требуется глубокое знание самого устройства, а именно надо:

понимать, как оно работает;
ознакомиться с ПУЭ;
знать исходные значения предыдущих тестов;
иметь начальные значения, с которыми сравниваются фактические результаты;
иметь установленные настройки или начальные характеристики, заданные производителем.

Для тестов используются специальные устройства, например, анализатор, микроомметр, а для проверки автоматических выключателей напряжением до 1000 В — СИНУС-1600 или Сатурн-М.

Прогрузка с помощью анализатора автоматических выключателей

Испытание с помощью анализатора — это эффективный способ проверки выключателя. Тестер анализирует не только время срабатывания, но и существенную синхронность полюсов в различных операциях. Это показывает время открытия или закрытия каждого полюса в одиночных или комбинированных операциях, а также проверяет возможную разницу между полюсами или время рассогласования, которое может привести к опасному отсутствию синхронизации.

Способ тестирования автоматического выключателя с помощью анализатора может выявить и дополнительные проблемы, что приводит к проверке других характеристик, таких как время сопротивления, время хода, время скорости, состояние катушек и механический анализ.

Прогрузка с помощью микроомметра

Автоматические выключатели обычно несут огромную величину тока. Большее контактное сопротивление вызывает большие потери и низкую пропускную способность тока, также высокую температуру. Так что тестирование сопротивления с помощью микроомметров является другим способом проверки прибора для выявления и предотвращения предстоящих проблем.

Синус-1600

Синус-1600 — достаточно функциональный прибор для испытаний, причем он безопасен и прост в эксплуатации. Его применение эффективно и рационально при предъявлении к форме испытательного тока повышенных требований относительно параметра нелинейных искажений.

Сатурн-М

Сатурн-М применяется для прогрузки автоматических выключателей с тепловыми и электромагнитными расцепителями. Применяется также и в лабораторных условиях в целях контроля тока, протекающего по прибору.

Автоматические выключатели с тепловым отключением

Задача автоматического выключателя обеспечить защиту проводов и кабелей от перегрева, способного вызвать их разрушение или пожар. Причинами перегрева могут быть длительные перегрузки или значительные токи короткого замыкания. Для предотвращения перегрева проводов используют хорошо испытанное решение — автоматический выключатель, содержащий тепловой и электромагнитный расцепители.

Автоматический выключатель обеспечивает также выполнение функций отключения, разделения электрических цепей и управления.

Выбор автоматического выключателя, начинается с изучения параметров сети, в которой он будет установлен. Выбор зависит от напряжения сети, установленной мощности, режима нейтрали, частоты, характеристик тока короткого замыкания.

Процедура расчёта

1. Расчёт рабочего тока

Максимальный рабочий ток электроустановки определяется по характеристикам потребителей (см. Потребляемая мощность бытовых электроприборов).

2. Защита от перегрузок

Значение номинального тока автоматического выключателя выбирается в зависимости от сечения проводников, которые он защищает.

Расчёт допустимых токов в проводах и кабелях, а также их сечений производится из условия защиты от перегрузок. По значению рабочего тока определяется номинальный ток автоматического выключателя.

Читайте так же:

Что такое тепловое действие электрического тока определение

Исходя из полученного таким образом значения номинального тока и различных условий прокладки кабеля, его типа и различных факторов коррекции: температуры, расстояния между проводами (кабелями) и их количества, расстояния между кабельными каналами, сопротивления почвы, определяют сечение проводников.

Для автоматических выключателей должно соблюдаться неравенство :

Iн ≤ Iпр

где : Iн — номинальный ток автоматического выключателя.

Iпр — допустимый ток в проводнике сечением в зависимости от условий его прокладки.

3. Защита от коротких замыканий

Расчёт максимального тока короткого замыкания в электрическом щитке — Iкз. Этот расчёт используется для выбора защитного устройства по отключающей способности.

4. Оценка особых факторов возникающих в электроустановке

Некоторые факторы влияют на выбор типа автоматического выключателя, такие как бросок тока в цепи при включении трансформатора, двигателя или другой нагрузки, обладающей значительной индуктивностью.

Категории использования

Категория использования автоматического выключателя определяется тем, является ли он специализированным устройством для выполнения селективности в условиях короткого замыкания с автоматическим выключателем, установленным в электрической цепи ниже, за счет специальной временной задержки, или таковым не является.

Категория А — неспециализированные автоматические выключатели; они не предназначены исключительно для селективной работы в условиях короткого замыкания, с автоматическими выключателями, расположенными ниже по цепи. Они не имеют ни задержки срабатывания, ни соответствующего ей параметра по кратковременно допустимому току.
Категория В: специализированные автоматические выключатели, специально предназначенные для селективной работы в условиях короткого замыкания с обычными автоматическими выключателями, установленными в электрической цепи ниже. Такие автоматические выключатели имеют регулируемую временную задержку и для них оговорен параметр кратковременно допустимого тока Icw.

Определение характеристик автоматических выключателей Z, B, C и D.

В электрических сетях низкого напряжения автоматические выключатели характеризуются номиналом, числом полюсов (одно, двух, трех и четырехполюсные), отключающей способностью, а также типом рабочих характеристик Z, B, C или D.

Выбор типа характеристики должен производиться с учетом :

возможных бросков тока в электроприемниках, чтобы избежать ложных отключений,
ограничения тока короткого замыкания в конце линии (то есть Iкз мин), чтобы гарантировать отключение.

В соответствии со стандартом NF EN 60-898 (NF C 61-410) тип характеристики определяется магнитным расцепителем автоматического выключателя, обеспечивающим защиту от короткого замыкания.

Характеристика Z — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 2,4 до 3,6 Iном.
Характеристика В — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 3 до 5 Iном.
Характеристика С — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 5 до 10 Iном.
Характеристика D — магнитный расцепитель отрегулирован на заводе на значение тока срабатывания от 10 до 20 Iном.

В подавляющем большинстве случаев используются автоматические выключатели с характеристикой С.

Тип D с большим порогом срабатывания используется для защиты цепей, в которых бывают значительные пусковые токи при включении. (трансформаторы, двигатели, другие потребители с индуктивной нагрузкой).

Тип Z или В, имеющие небольшой порог срабатывания используются при ограниченных токах короткого замыкания в конце линии (если защищается линия большой длины).

Ограничивающая способность автоматических выключателей.

Определение: Это способность автоматического выключателя пропускать при коротком замыкании только незначительную часть тока. Ограничение тока короткого замыкания по времени и по амплитуде позволяет исключить разрушительные электродинамические воздействия и уменьшить тепловые эффекты в электрической установке.

Принцип работы: Уменьшение амплитуды и времени прохождения тока обеспечивается за счет :

очень быстрого размыкания контакта;
ускоренного развития дуги, напряжение которой превышает напряжение питающей сети и направлено встречно.

Преимущества ограничения:

Уменьшение габаритов защитного устройства;
Снижение цены защитного устройства;
Уменьшение электромагнитных, электродинамических, механических, тепловых эффектов.

Классы ограничения автоматических выключателей:

Класс 1: без ограничения теплового напряжения
Класс 2: тепловое напряжение ограничено на уровне 160 000 А2 с максимум
Класс 3: тепловое напряжение ограничено значением 55 000 А2 с максимум.

Отключающая способность может быть 4500, 6000 и 10000 А. Автоматы с ОС 4500 А в странах Евросоюза запрещены к применению.

Тип автоматического выключателя в зависимости от режима нейтрали

В схеме ТТ:

однополюсный с нулем (Ph + N) или двухполюсный
трехполюсный с нейтралью (3Ph + N) или четырехполюсный

В схеме IT:

двухполюсный
четырехполюсный

В схеме ТN:

TNC — однополюсный или трехполюсный
TNS — однополюсный с нулем или двухполюсный трехполюсный с нейтралью или четырехполюсный

Для любого режима, если нейтраль не разведена, следует использовать трехполюсные устройства.

В режиме нейтрали ТТ или TNS, автоматические выключатели однополюсный с нулем или трехполюсный с нейтралью позволяют обеспечить полное отключение электроприборов от питающей сети. Однако, если функция полного отключения реализована в этой же цепи выше при помощи двух или четырехполюсного выключателя, то можно использовать однополюсные (трехполюсные) автоматические выключатели.

Изменение параметров автоматических выключателей в зависимости от условий окружающей среды

В зависимости от температуры.

Автоматический выключатель отрегулирован для работы при номинальном токе и температуре окружающей среды:

+ 30° для модульных автоматических выключателей;
+ 40° для автоматических выключателей в литом корпусе.

В случае, когда температура окружающей среды превышает базовые величины, определенные в стандарте, следует уменьшить величину тока, чтобы избежать ложных срабатываний.

В зависимости от частоты.

Параметры устройств приводятся для частоты питающей сети 50/60 Гц.

При частоте 400 Гц, должны применяться коэффициенты коррекции:

для порога срабатывания магнитного расцепителя модульных автоматических выключателей,
для порога как теплового так и магнитного расцепителей автоматических выключателей в литом корпусе.

Работа автоматического выключателя на постоянном токе требует выполнения целого ряда предосторожностей.

В зависимости от числа устройств расположенных рядом.

Когда несколько аппаратов расположены рядом и работают одновременно при номинальной нагрузке, удаление тепла от каждого полюса ограничено. В результате повышения температуры происходят непредусмотренные отключения автоматических выключателей. Для предотвращения этого явления следует учитывать поправочные коэффициенты для номинальных токов.

В случае установки теплоизолирующих разделительных перегородок, поправочные коэффициенты можно не учитывать.

голоса

Рейтинг статьи