Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Мгновенный расцепитель имеет два исполнения по току срабатывания: с кратностью 3 5 к номинальному току теплового расцепителя / ном и разбросом ( З — т — 4) / ном и с кратностью 11 / ном и разбросом ( 84 — 14) / Ном. [3]

По расчетному току / р 143 А из условия (4.17) выбираем автомат QFI типа А3716Ф УЗ с номинальными токами электромагнитного и теплового расцепителя , равными 160 А. [4]

Принимаем по табл. 10.2 трехполюсный автоматический выключатель регулируемый с температурной компенсацией АЕ2046 — 10Р без дополнительных контактов и расцепителей на номинальный ток 63 А с номинальным током теплового расцепителя / Р50 А и уставкой номинального тока расцепителя 0 9 — 5045 А. [5]

При установке автоматов и предохранителей в закрытых шкафах ( например, в распределительных пунктах) ввиду ухудшения условий охлаждения их следует нагружать током не более 85 — 90 % номинального тока теплового расцепителя автомата или плавкой вставки предохранителя. [6]

Помещение, где установлены двигатели и защищающие их автоматы, обычное, отапливаемое, с температурой около 20 С; завод калибрует автоматы АП50 при температуре 35 С. Поэтому номинальные токи тепловых расцепителей выбираются по уравнению ( 33) / Ср. [7]

Толчки тока при пуске электродвигателей, если частота пуска не слишком велика, не принимаются во внимание при выборе тепловых расцепителей и реле. Благодаря этому номинальный ток теплового расцепителя или реле близок к номинальному току защищаемого электродвигателя и обеспечивает хорошее качество защиты от перегрузки. [8]

Кратность тока срабатывания отсечки к номинальному току Люм теплового расцепителя 3 5 при разбросе ( 3 — ь4) / HQM и 11 / нок при разбросе ( 8 — 14) / ном — Отсечка калибруется на заводе на переменном токе; ток срабатывания отсечки по постоянному току составляет 1 3 тока срабатывания по переменному току. [9]

В таблице использованы обозначения: К. ДРУ — дифференциальное реле утечки; / нтеп — номинальный ток теплового расцепителя . [11]

Переключателем П1 включается рабочий или резервный источник. Для защиты от КЗ служит автоматический выключатель АВ типа АП50 — ЗМТ с номинальным током теплового расцепителя 50 А и 11-кратной отсечкой. Выпрямитель собран по трехфазной двухполупериодной схеме на диодах Д1 — Д6 типа ВК. [13]

По приложению 4 принимаем трехполюсный автомат типа АП50 — ЗМТ с номинальным напряжением 380 в. Зная расчетный ток двигателя ( / расч 2 7 а), выбираем пределы регулирования номинального тока теплового расцепителя — от 2 5 до 4 а. Настраиваем тепловой расцепитель на 2 7 а при установке автомата на открытом щитке. В примечании к приложению 4 указывается, что кратность тока срабатывания теплового расцепителя равна 1 25 — 1 35; отсюда можем найти ток срабатывания теплового расцепителя: / сраб. [14]

По приложению 4 принимаем трехполюсный автомат типа АП50 — ЗМТ с номинальным напряжением 380 в. Зная расчетный ток двигателя ( 7Н — расч 2 7 а), выбираем пределы регулирования номинального тока теплового расцепителя — от 2 5 до 4 а. Настраиваем тепловой расцепитель на 2 7 а при установке автомата на открытом щитке. В примечании к приложению 4 указывается, что кратность тока срабатывания теплового расцепителя равна 1 25 — 1 35; отсюда можем найти ток срабатывания теплового расцепителя: / сраб. [15]

Выбор автоматического выключателя

Выбрать автоматический выключатель для электродвигателя, характеристики которого приведены в таблице 1. Режим работы – непрерывный.

Таблица 1 – Характеристики электродвигателя

Вариант	Р_ном, кВт	КПД	cos φ	U_н, В
1,5	0,83	0,85

Основным элементом автомата, реализующего функции защиты электродвигателя (в дальнейшем рассматриваем асинхронные двигатели серии 4А или АИ) от токов КЗ являются электромагнитный расцепитель и токовая отсечка. Причем, они должны быть отстроены от пусковых токов I_п (и ударного пускового тока I_удп). Для асинхронных двигателей с фазным или короткозамкнутым ротором пусковой ток находим по формуле (1.1):

где K_I – кратность пускового тока двигателя;

I_н – номинальный (линейный) ток в обмотке статора, находим по формуле (1.2).

где P_н – полная номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_нл – номинальное линейное напряжение на обмотке статора, В;

η – коэффициент полезного действия;

cosφ – коэффициент мощности.

Если двигатель работает в повторно-кратковременном режиме, номинальный ток двигателя берется при относительной продолжительности включения ПВ = 25 %.

Ударный пусковой ток двигателя по своей величине равен току трехфазного КЗ за сопротивлением, равным сопротивлению неподвижного электродвигателя. Величина ударного пускового тока (его амплитудное значение) определяется по формуле (1.3):

Для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором ток срабатывания электромагнитного расцепителя (токовой отсечки) отстраивается от ударного пускового тока двигателя при полном напряжении питания сети и выведенном пусковом резисторе в цепи ротора (для двигателей с фазным ротором), ток срабатывания токовой отсечки находим по формуле (1.4):

Причиной перегрузки двигателей могут быть затянувшийся пуск, большая нагрузка на валу. А при обрыве одной из фаз, торможение двигателя. Часто перегрузки бывают кратковременными. Наиболее опасными являются устойчивые перегрузки. Основной опасностью сверхтоков для электродвигателя является сопровождающее их повышение температуры обмоток двигателя. Перегрузка по току оценивается с помощью коэффициента кратности пускового тока двигателя и задается в каталоге.

Читайте так же:

Расчет тепловых импульсов от токов кз

В качестве элементов защиты могут применяться тепловые расцепители автоматов, тепловые реле магнитных пускателей, максимальные токовые реле автоматов с выдержками времени на срабатывания.

Токовые (электромагнитные) защиты имеют преимущества по сравнению с тепловыми ввиду простоты эксплуатации и более легкого подбора и регулировки защитных характеристик.

Однако токовые защиты не позволяют использовать перегрузочные возможности электродвигателей из-за малого времени их действия при небольших кратностях тока. Ток срабатывания максимальной токовой защиты от перегрузки определяется по формуле (1.5):

На практике широко используются тепловые расцепители.

Номинальный ток теплового или комбинированного расцепителей для двигателей с длительным режимом работы и легкими условиями пуска равен:

Для двигателей с короткозамкнутым ротором, работающим в повторно-кратковременном режиме, но при тяжелых условиях пуска:

Номинальная уставка на ток срабатывания теплового расцепителя определяется согласно методике, приведенной выше. Время действия защиты от перегрузки, с одной стороны, должно быть больше времени пуска электродвигателя (либо больше времени его самозапуска), с другой стороны, это время не должно превышать допустимой для двигателя длительности прохождения сверх тока. Время пуска асинхронных двигателей составляет 10-15 секунд.

Выбор защитной аппаратуры для асинхронного двигателя серии АИР со следующими основными техническими данными:

Тип двигателя – АИР 100 L2;

Мощность – 5,5 кВт;

Коэффициент мощности – 0,89;

Коэффициент кратности пускового тока – 7,5;

Номинальное напряжение – 380 В.

Необходимо выбрать защитный аппарат, позволяющий осуществлять пуск и защиту двигателя в режимах перегрузки.

По формуле (1.2) определим номинальный ток двигателя:

Тогда по формуле (1.1) пусковой ток двигателя будет равен:

Согласно формуле (1.3) ударный пусковой ток будет равным:

В качестве защитного аппарата, выполняющего одновременно функции управления в режиме редких включений, можно применить автоматический выключатель серии ВА51. Автоматические выключатели серии ВА51 предназначены для эксплуатации в электроустановках с напряжением до 660 В переменного тока и до 440 В постоянного тока. Выключатели осуществляют защиту от токов КЗ, перегрузки и недопустимого снижения напряжения, а также от нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей. Они имеют электротепловые и электромагнитные расцепители тока, но может быть исполнение только с электромагнитным расцепителем. Отношение тока срабатывания электромагнитных расцепителей к номинальному току тепловых расцепителей (кратность отсечки) находится в пределах 10 — 12. Указанная кратность (кратность отсечки) относится к автоматическим выключателям переменного тока. Автоматические выключатели с тепловыми максимальными расцепителями должны срабатывать при токе, значение которого равно 1,25 номинального тока расцепителя в течение времени менее 2 ч (в нагретом состоянии). Номинальный ток автомата должен быть не меньше номинального тока электродвигателя. Согласно расчетной величины номинального тока двигателя I_н = 11 А находим номинальный ток автомата I_на = 16 А.

Ток срабатывания токовой отсечки (электромагнитного расцепителя) отстраивается от ударного пускового тока. Принимаем согласно формуле (1.4):

Находим номинальную уставку на ток срабатывания электромагнитного расцепителя и выбираем тип автомата, имеющего данный расцепитель:

– тип автомата ВА51-30.

Номинальный ток электромагнитного расцепителя – 16 А.

Для защиты двигателя при длительном протекании пускового тока применяется тепловой расцепитель автомата ВА-51-30М1-34. Номинальный ток расцепителя должен быть не выше номинального тока автомата (I_т ≤ I_на).

Номинальная уставка на ток срабатывания теплового элемента есть среднее значение между током несрабатывания расцепителя – 1,1·I_на =1,1·16=17,6 А и нормированным значением тока срабатывания – 1,45·I_на = 1,45·16 = 23,2 А.

Ближайшее нормированное значение номинальной уставки для данной серии автомата равно I_нт = 20 А.

Определим для автомата ВА-51-35М1-34 с тепловым расцепителем на номинальный ток 20 А время срабатывания при токе перегрузки (пусковом токе двигателя), равном 23,25 А.

Определим кратность тока I_п по отношению к номинальному току расцепителя I_т

Находим пределы по времени срабатывания для заданного тока (1,8-5) с.

Время пуска двигателя не должно превышать пределов по времени срабатывания защиты.

Вывод. Для защиты асинхронного двигателя в случае возникновения аварийных режимов при пуске можно использовать автоматический выключатель серии ВА51 с электромагнитным расцепителем.

Основные параметры защитного аппарата:

— номинальный ток автомата, его электромагнитного и теплового расцепителей – I_на = 16 А;

— номинальная уставка на ток срабатывания электромагнитного расцепителя – I_но = 250 А;

— номинальная уставка на ток срабатывания теплового элемента – I_нт = 20 А;

— пределы по времени срабатывания тепловой защиты – t_с = (1,8-5) с.

Пускорегулирующая аппаратура

Электромагнитные контакторы используются для дистанционной коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока.

Составные части контактора:

Главные (силовые) контакты
Дугогасительная система
Электромагнитная система:
- магнитопровод (катушка, сердечник)
- якорь
- вспомогательные контакты
- реле времени
- реле перегрузки
- блокировочные устройства.
При подаче постоянного напряжения на катушку управления, электромагнит притягивает якорь – главные контакты замыкаются. Контактор не имеет механизма удержания силовых контактов во включенном состоянии – при отсутствии управляющего напряжения на катушке контакты размыкаются. Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных контактов.
Реле перегрузки
Для защиты электродвигателей от перегрузок (Overloads), дисбаланса фаз (Phase Failure Imbalance) и выпадения фазы (Phase Loss) используются контакторы с реле перегрузки (Overload Relays).
Тепловые реле перегрузки
Тепловое реле перегрузки (Thermal Overload Relay) имеет три полюса и представляет собой биметаллические пластины, по которым протекает ток электродвигателя. Если ток электродвигателя на 20% превышает номинальный ток, то пластины начинают изгибаться и через определённое время разрывают силовую цепь. Время-токовая характеристика теплового реле – это кривая зависимости времени срабатывания реле от тока нагрузки.
Класс расцепления теплового реле перегрузки
Класс расцепления (Trip Class) соответствует максимальному времени в секундах (5, 10, 15, 20, 25, 30, 40) расцепления теплового реле при симметричной трёхполюсной нагрузке и токе, превышающем ток уставки в 7,2 раза (с холодного состояния).
Электронные реле перегрузки
Электронные реле перегрузки (Electronic Overload Relay) отличаются большим диапазоном уставки, и возможностью выбора класса расцепления.
Магнитные пускатели (фидерные сборки)
Магнитные пускатели (Motor Starters) предназначены для пусков, реверсирования, выключения и защиты электродвигателей от перегрузок (с помощью теплового реле или автоматического выключателя).
Фидерные сборки (Load Feeders)
- Прямой пуск электродвигателя: один контактор
- Реверс электродвигателя: два контактора с механической или электрической блокировкой, исключающей одновременное включение контакторов.
Категории применения для контакторов и пускателей двигателей (Utilization Category)
Автоматические выключатели двигателей
Для защиты электродвигателей от перегрузки и короткого замыкания (Short Circuit) применяются автоматические выключатели (Circuit Breakers).
Автоматический выключатель может иметь следующие расцепители:
- Тепловой (см. выше)
- Магнитный (мгновенный)
- Минимального напряжения
- Независимый (для дистанционного отключения автоматического выключателя).
Магнитный расцепитель
Магнитный расцепитель (Magnetic Circuit Breaker) срабатывает за доли секунды при токе в 10-20 раз превышающем номинальный. В зависимости от диапазона токов мгновенного расцепления (чувствительности магнитного расцепителя) автоматические выключатели делятся на типы:
Время-токовые характеристики автоматических выключателей AM, A, B, C, D, K, Z
Задачи автоматических выключателей
1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток;
2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения.
Категории высоких токов:
1) сверх токи короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку.
Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.
2) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них);
Ток перегрузки ненамного отличается от номинального, в течение какого-то времени он может протекать по цепи совершенно без последствий. Поэтому нет необходимости отключать такой ток мгновенно, тем более что он мог и возникнуть очень кратковременно. Ситуация отягощается тем, что каждая сеть имеет свой предельный ток перегрузки. И даже не один.
Устройство автоматических выключателей. Виды расцепителей.
1) механический – для ручного включения и выключения,
2) электромагнитный (соленоидный) – для отключения токов короткого замыкания,
3) тепловой для защиты от перегрузок.
Характеристика теплового и электромагнитного расцепителей и является характеристикой автоматического выключателя, которая обозначается латинской буквой на корпусе перед числом, обозначающим токовый номинал аппарата.
Характеристика автоматических выключателей означает:
а) диапазон срабатывания защиты от перегрузок, обусловленный параметрами встроенной биметаллической пластины, изгибающейся и разрывающей цепь при протекающем через нее большом электрическом токе. Точная настройка достигается за счет регулировочного винта, поджимающего эту самую пластину;
б) диапазон срабатывания максимально-токовой защиты, обусловленный параметрами встроенного соленоида.
Характеристики модульных автоматических выключателей
Есть целый ряд токов, для каждого из которых теоретически можно определить свое максимальное время отключения сети, составляющее от нескольких секунд до десятков минут. Но и ложные срабатывания тоже необходимо исключить: если ток для сети безвреден, то отключение не должно происходить ни через минуту, ни через час – вообще никогда.
1) MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.
2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,3 от номинального . При этом время отключения составит около часа. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему работает, отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в 3 раза , гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды.
Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.
3) Характеристика В Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный в 3 и более раз . Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при 5 кратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока.
Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.
4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет 5 кратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при 10 кратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного.
Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.
Характеристики автоматических выключателей B, C и D
5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет 10 раз номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при 20 кратной перегрузке по току.
Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.
6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет 8 раз номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 кратном номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз.
Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.
7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет 2 раза номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет 3 раза номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.
Применяются автоматы Z только для подключения электронных устройств.
04.04.06
Другие статьи
Почему двустенные трубы так популярны?
Для жилых помещений для прокладки электропроводки мастера чаще всего выбирают кабель ВВГнг-Ls
Правила монтажа проводов и кабелей для скрытой проводки
Рассмотрим четыре способа разводки
Преимущества и недостатки советского и европейского стандартов установки розеток и выключателей
При обустройстве предусадебного участка возникает необходимость провести свет в беседку, гараж и хозпостройки. Мы расскажем какой кабель выбрать.
Декрафт – это торговая марка Schneider Electric сегмента эконом, созданная в 2007 году.
Почему выгодно использовать корпуса для светодиодных линейных ламп с цоколем G13
Следующие общие правила и рекомендации помогут вам предотвратить несчастные случаи при выполнении любых электромонтажных и ремонтных работ в квартире или доме.
Пример упрощенного расчета
Высокое напряжение может убить даже без касания проводов
Сравним светодиодные светильники с металлогалогенными и натриевыми.
Остались узкие сферы использования, где нить накала остается по-прежнему лучшим вариантом.
В статье рассмотрим ошибки, которые возникают при монтаже домашней электропроводки и последствия, которые могут повлечь за собой данные ошибки.
Особенности эксплуатации и прокладки кабеля в резиновой изоляции и оболочке.
Защита от попадания влаги и пыли внутрь корпуса электрического оборудования, является гарантией его надежной и безопасной работы на протяжении всего срока службы
Определение проводов (фаза, ноль, заземление) при помощи цвета изоляции проводников значительно упрощает и ускоряет процесс монтажа распределительных щитков и электропроводки.
Все искусственные источники света не могут заменить солнце и поэтому, наша задача научиться правильно выбирать лампы и светильники. Что такое цветовая температура?
Устройство защитного отключения — УЗО, предназначено для защиты человека от поражений электрического тока, так оно срабатывает при меньших утечках тока чем автоматические выключатели.
Не каждая домохозяйка сразу сообразит, как перевести амперы в ватты или в киловатты, либо наоборот — ватты и киловатты в амперы. Для чего это может потребоваться? Для выбора розетки, вилки, а результате вы будете знать, почему (не)работаю приборы на полную мощность.
Сечение кабеля выбирается по мощности электроприборов или оборудования, которые будут им запитаны.
Как организовать пространство в квартире удобным и безопасным. Установите розетки и выключатели в соответствии с рекомендациями.
Из-за эффективности светодиодные лампы получили широкое распространение, их используют практически для всех видов цоколей, с разными видами колб. Однако у светодиодных ламп есть один недостаток цена. Высокая стоимость приобретения светодиодных источников света компенсируется длительным сроком эксплуатации.
Силовые кабели удобно классифицироваться по номинальному напряжению, на которые они рассчитаны. Классификационными признаками могут служить также вид изоляции и конструктивные особенности кабелей
Как схема, так и методика монтажа электропроводки в бане имеют некоторые особенности. Разберемся, как ее грамотно проложить.
Прокладка кабеля в земле применяется с целью электроснабжения зданий, сооружений, обеспечения уличного освещения, электроснабжения дачных участков, бытовок, и во многих других случаях.
Основные принциы электропроводки помогут вам правильно принять решение при проведении электромонтажных работ в вашем доме или квартире.
Уточним, какое количество, каких именно светодиодных светильников или ламп требуется установить, чтобы в помещении было достаточно светло и комфортно.
Сравним энергоэффективность светодиодных ламп, люминесцентных (энергосберегающих), галогенных и ламп накаливания.
Семь практических рекомендаций
Простые и доступные способы экономии, которые легко использовать в быту
Восемь практических рекомендаций как выбрать светильник для офиса и/или дома.
Розетка — и это главное! — должна находиться не там, где она не портит интерьер, а там, где пользоваться ею удобно и безопасно.
Тепловая защита автоматического выключателя
Разновидности электрических автоматических выключателей
Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.
Функции автоматического выключателя
Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:
- Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
- Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
- Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).
Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.
Устройство и принцип работы
Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.
В разрезе, типовой примерный вид.
Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.
Электромагнитный расцепитель
ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.
Тепловой расцепитель
Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.
Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.
Разница расцепителей
Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.
Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.
Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?
Защита автомата при разных перегрузках
Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.
Механизмы автоматического выключателя
Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.
Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов – это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.
Явления, вызываемые сверхтоками
Протекание экстремальной силы тока вызывает следующие неблагоприятные явления:
1. Тепловой перегрев повреждает изоляцию проводников и рабочие компоненты, становится причиной возгораний. Развитие этого явления блокируется установкой аппарата защитыпо току с быстродействием ≤ 0,005 с.
2. Электродинамическая сила деформирует и разрушает токопроводящие компоненты, вызывая поломку коммутационного аппарата. Способом борьбы является подбор комплектующих с повышенной электродинамической стойкостью и правильная компоновка деталей, исключающая взаимное ЭМ-влияние.
3. Магнитное поле отрицательно влияет на работу измерительных приборов, компьютеров и прочей прецизионной техники. Воздействие поля минимизируется применением экранов из магнито-мягких сплавов (пермаллой, феррит).
В чем состоит влияние температуры на автомат?
Чтобы ответить на этот вопрос давайте рассмотрим стандартную характеристику автомата (например, Acti9 iC60N) при различных температурах.
Контрольной температурой для бытовых автоматов является 30 гр.С. — ей соответствует правый график Рис.1.
Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «Acti 9», Schneider Electric)
Обратите внимание на гарантированные токи нерасцепления (Int=1,13*In) и расцепления (It=1,45*In) теплового расцепителя в верхней левой части этого графика. Для контрольного времени в 1 час (3600 с) при кратности 1,13 автомат точно не сработает, а при кратности 1,45 точно сработает и отключит присоединение. Думаю, вам знакомы эти величины.
А теперь посмотрим на левый график Рис. 1. Здесь те же кривые построены для температуры 50 гр.С. Как видно гарантированные токи стали меньше (1,05 и 1,3) и как бы сместились влево.
Такие же отклонения, только вправо, происходят при снижении температуры. Условно это можно показать на Рис. 2.
Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «System pro M compact», ABB)
Таким образом, при увеличении температуры возникает риск ложного отключения автомата от рабочих токов, или даже его термического повреждения, а при снижении — риск отказа защиты от перегрузки кабеля, если она выбрана по контрольной температуре.
От чего должен защищать автомат?
В первую очередь автомат предназначен для защиты проводки от возгорания и разрушения. Электроприборы, как правило, автомат не защищает, не защищает и человека от удара током — эту функцию выполняет дифференциальный выключатель (УЗО в народе) или дифференциальный автомат (совмещает в себе УЗО и защитный автомат). Так вот, раз защищает проводку, значит номинал не должен быть завышен для исключения лишних срабатываний — если проводке угрожает возгорание или разрушение, ни о каком запасе по мощности не должно быть и речи! Простая мудрость: если хочешь надежную защиту и минимум срабатываний — увеличь сечение токопроводящих жил проводов, в разумных пределах естественно.
Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.
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.
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.
голоса
Рейтинг статьи