Библиотека строителя. Статьи строительной тематики

Выключатель автоматический характеристика срабатывания. Кривые срабатывания автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя следует обращать внимание на его тип или иначе класс автоматического выключателя. Все существующие на сегодняшний день автоматические выключатели (автоматы) состоят из двух типов размыкателей: теплового и магнитного.

Магнитный размыкатель, его еще называют быстродействующим, предназначен для защиты цепей от короткого замыкания. Быстродействующим его называют, потому что время его срабатывания может варьироваться от нескольких миллисекунд до нескольких секунд.

Тепловой размыкатель более медленный, и необходим для защиты электроцепей от перегрузки. Его работа связанна с нагревом биметаллической пластины до определенных температурных значений, при достижении которых автомат размыкает цепь. Этот процесс может протекать от нескольких секунд до нескольких минут.

Совместная характеристика срабатывания автоматического выключателя и двух его размыкателей зависит от подключаемого вида нагрузки. Существует несколько видов время — токовых характеристик отключения автоматических выключателей, называемых, иногда, типами автоматов: A, B, C, D, E, K, L, Z. Для бытовых целей в основном применяются автоматы: A, B, C, D, при этом самый чувствительный тип A, затем B и так далее.

Буквенная маркировка автоматических выключателей указывает на скорость отключения ими электросети при превышении токовых нагрузок. Как уже было описано выше автомат может реагировать сразу или немного погодя. Отключение с задержкой необходимо, например, для нормальной работы мощных бытовых электроприборов, таких как пылесос, холодильник, стиральная машина и прочие.

Дело в том, что при запуске этих электроприборов, сила тока в цепи их питания, кратковременно в несколько раз превышает номинальные параметры. Этот скачек не наносит никакого ущерба электропроводке. Вместе с тем, если у Вас установлен излишне чувствительный автоматический выключатель (например, с маркеровкой A) он непременно среагирует на скачек напряжения, и обесточит подконтрольный ему участок цепи. А это согласитесь, создает некоторое неудобство.

Характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель тип А: предназначен для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки, а также для защиты полупроводниковых устройств. Имеет самую высокую чувствительность и быстрое время срабатывания. По этой причине данные устройства в быту, практически не применяются;

Автоматический выключатель типа B: имеет небольшую временную задержку отключения, и в быту может быть установлен для подключения к контролируемой им линии электропроводки чувствительных электроприборов, например, компьютера или телевизора либо для освещения.

Автоматический выключатель тип С: пожалуй, больше остальных подходит для монтажа в квартире или доме. Имеет оптимальное время срабатывания для комфортного применения в быту.

Автоматический выключатель тип D: эта характеристика автомата говорит о том, что он наименее чувствителен к перегрузкам. В основном автоматы такого типа устанавливают на вводе (вводной автоматический выключатель) в квартиру или дом, доверяя им контроль всей электросети жилища. В каком то, смысле этот автомат подстраховывает более чувствительные автоматические выключатели, подключаемые за ним, от неисправностей. То есть, если по каким то причинам более чувствительный автомат не сработает, то обесточивает сеть именно он.

Цена автомата также привязана к его типу (классу), чем чувствительный автоматический выключатель, тем соответственно он дороже. Следует учитывать этот момент, делая выбор автоматического выключателя для дома или квартиры, так как некоторые не совсем добросовестные продавцы, могут посоветовать Вам, приобрести дорогой, но не подходящий для установки в жилых помещениях автомат.

Автоматический выключатель , или, говоря проще, автомат - это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации. У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи: 1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток; 2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения. При этом высокие токи можно поделить на две категории: 1) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них); 2) сверхтоки короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку. Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры. С токами перегрузки все сложнее. Такой ток 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 автоматического выключателя 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. Получается, что уставку срабатывания защиты от перегрузок необходимо регулировать под конкретную нагрузку, изменять ее диапазоны . И, разумеется, перед установкой аппарата защиты от перегрузок его необходимо прогружать и проверять. Итак, в современных «автоматах» есть три вида расцепителей: механический – для ручного включения и выключения, электромагнитный (соленоидный) – для отключения токов короткого замыкания, ну и самый сложный – тепловой для защиты от перегрузок. Именно характеристика теплового и электромагнитного расцепителей и является характеристикой автоматического выключателя , которая обозначается латинской буквой на корпусе перед числом, обозначающим токовый номинал аппарата. Эта характеристика 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. Ниже перечислим характеристики модульных автоматических выключателей , расскажем о том, чем они отличаются друг от друга и для чего предназначены автоматы, имеющие их. Все характеристики представляют собой зависимости между током нагрузки и временем отключения на этом токе. 1) Характеристика 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 остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три 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 не в два, а в три 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 пятикратной 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 пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной 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 десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной 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 восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 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 два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три 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. Александр Молоков,

Кривые срабатывания автоматических выключателей, они же время-токовые характеристики, показывают зависимость времени отключения автоматического выключателя от величины тока.

Конструкция автоматических выключателей

Автоматический выключатель состоит из двух расцепителей — теплового расцепителя и электромагнитного.

Тепловой расцепитель — это биметаллическая пластина. При протекании тока пластина нагревается и меняет свою форму (изгибается). Таким образом, при протекании тока, который превышает номинальный ток автомата, биметаллическая пластина изгибается настолько сильно, что происходит отключение автомата. Когда вы включаете автомат — взводится пружина и она фиксируется рычажком, который фиксирует автомат во включенном положении. Этот самый рычажок биметаллическая пластина и снимает.

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от короткого замыкания. При коротком замыкании в кабеле протекает ток, который в несколько раз превышает номинальный ток автомата. Этот ток необходимо мгновенно отключить. Для это в механизме автомата используется электромагнит — катушка и сердечник. При протекании тока катушка втягивает сердечник, который нажимает на фиксирующий рычажок и, таким образом, приводит в действие механизм отключения.

Типы кривых срабатывания

Параметры автоматических выключателей и их кривых срабатывания (время-токовых характеристик) жестко определены межгосударственным стандартом ГОСТ IEC 60898 .

Рассмотрим эти кривые подробнее. Их построение выполняют по логорифмической шкале. По горизонтали (оси абсцисс) откладывают кратность значения номинального тока (отношения тока к номинальному току автоматического выключателя). По вертикали (оси ординат) откладывают время в секундах и минутах. Время-токовые характеристики можно разделить на две части: верхняя ниспадающая часть и нижняя вертикальная.

Верхняя часть кривой показывает процесс работы теплового расцепителя . Чем меньше превышение тока тока над номинальным током автомата, тем медленнее изгибается биметаллическая пластина и тем дольше она отключает автомат.

Нижняя часть показывает процесс работы электромагнитного расцепителя . Эта часть кривой срабатывания имеет закругление вблизи нуля — это время движения механических контактов при размыкании. Мгновенно это произойти не может, но время очень мало.

Стандартом предусмотрены три типа автоматов с различными характиристиками срабатывания, которые определяются по диапазону срабатывания электромагнитного расцепителя:

  • Характеристика B — 3-5 I ном;
  • Характеристика C — 5-10 I ном;
  • Характеристика D — 10-20 I ном.

Таким образом, для различных типов нагрузок выбирают автомат с соответствующей характеристикой. Для нагрузок с низкими пусковыми токами — с характеристикой «B». Для нагрузок с большими пусковыми токами (например, двигателей) — с характеристикой «D».

Причем, в новой редакции стандарта - ГОСТ IEC 60898-2-2011 характеристика «D» отсутствует.

Испытания автоматических выключателей

Стандартом предусмотрены следующие испытания:

  1. Начальное состояние автомата — «холодное», т.е. через него перед этим не пропускался ток. Через автомат пропускают ток 1.13 I ном.
  2. Начальное состояние автомата — сразу после испытания «a». Через автомат пропускают ток 1.45 I ном.
  3. 2.55 I ном.
  4. Начальное состояние автомата — «холодное». Через автомат пропускают ток нижней границы диапазона характеристики (3 I ном для «B», 5 I ном для «C»).
  5. Начальное состояние автомата — «холодное». Через автомат пропускают ток верхней границы диапазона характеристики (5 I ном для «B», 10 I ном для «C»).

Результатом испытания «a» является отсутствие срабатывания автомата за время t>1час для автоматов с номинальным током I ном ≤63A и t>2час для автоматов с I ном >63A.

Результатом испытания «b» является срабатывание автомата за время t<1час для автоматов с номинальным током I ном ≤63A и t<2час для автоматов с I ном >63A.

Результатом испытания «c» является срабатывание автомата в пределах 1с32A.

Результатом испытания «d» является срабатывание автомата с характеристикой «B» в пределах 0,1с32A; с характеристикой «C» в пределах 0,1с < t < 15c для автомата с I ном ≤32A и 0,1с32A.

Результатом испытания «e» является срабатывание автомата за время t<0,1c.


По этим точкам строят время-токовые характеристики, а сами точки выделены на кривых.

Важные выводы

  1. Получается, что если ток нагрузки, который протекает через автомат, превышает номинальный ток автомата меньше, чем в 1.13 раз, то автомат не отключится . Это обстоятельство следует учитывать при выборе кабеля.
  2. При проектировании следует учитывать, что требования п.1.7.79 ПУЭ гарантированно выполняются только в том случае, если ток короткого замыкания превышает верхнюю границу диапазона срабатывания, т.е. 5 I ном для характеристики «B», 10 I ном для характеристики «C», 20 I ном для характеристики «D». Эти величины кратности срабатывания следует использовать при при однофазном коротком замыкании.
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
Была ли эта статья полезной?
Да
Нет
Спасибо, за Ваш отзыв!
Что-то пошло не так и Ваш голос не был учтен.
Спасибо. Ваше сообщение отправлено
Нашли в тексте ошибку?
Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!