Подробно рассказываем о кривых срабатывания автоматических выключателей

Вопросы и ответы

Особенности работы автоматов защиты сети

Чтобы понять, какой автоматический выключатель подойдет именно вам, необходимо иметь детальное представление о работе комбинированного расцепителя. В конструкцию современного автоматического выключателя обычно входят как тепловые, так и электромагнитные расцепители.

Термическая, представляющая собой биметаллическую пластину, размыкает электрическую цепь, когда суммарная мощность входящего в нее оборудования превышает максимально допустимую. Отключение питания происходит из-за изменения положения в результате деформации, вызванной тепловым расширением, спаянным из двух металлических элементов термическим разъединителем разного состава.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с сердечником, закрепленным на специальной пружине, которая втягивается в катушку под действием электромагнитного поля, усиленного в результате короткого замыкания, и размыкает подвижный контакт выключателя.

Электрическая дуга, возникающая на подвижном контакте при срабатывании одного из триггеров, дробится и затухает между пластинами дуги аппарата.

Маркировка A, B, C, D, K или Z на главном выключателе соответствует характеристике тока отключения. Он показывает, во сколько раз ток должен превышать номинальное значение, чтобы произошло автоматическое отключение. Число справа от него — номинальный ток, на который рассчитан автомат.

Ссылка! Номинальный ток – это максимально допустимый ток, который электрическая сеть способна пропускать длительное время без перегрева токопроводящих элементов и изоляции. Оптимальное значение номинального тока для объекта определяется сечением проводов и предполагаемой нагрузкой оборудования, которое планируется к нему подключить.

Из кривой тока можно узнать, разомкнет ли автомат, который вы собираетесь установить в электрощите на входе в квартиру, сеть в случае короткого замыкания.

На графике ниже красная пунктирная линия, соответствующая коэффициенту повышения нагрузки, рассчитанному для автоматического выключателя типа С со значением 16 А в момент короткого замыкания, пересекает кривую в зоне электромагнитной защиты автоматического выключателя и соответствует времени прохождения 0,01 с.

Это означает, что провода не будут повреждены, так как цепь будет разомкнута практически сразу после возникновения перегрузки.

Но если установить автоматический выключатель, номинал которого значительно выше суточной нагрузки, то в случае короткого замыкания кратность превышения номинального значения тока, на которое рассчитан купленный вами автомат, будет незначительной, отключение, судя по график ниже, произойдет только через 10 секунд после возникновения чрезвычайной ситуации.

За это время провода, работающие под большой нагрузкой, могут расплавиться.

Установка защитных устройств различного типа на вводе в квартиру и отдельно на каждую ветку электросети позволяет поддерживать нормальное электроснабжение практически всей жилой площади, даже если на одном из участков произошла перегрузка сети в результате короткого замыкания.

Комбинируя кривые двух машин, мы видим, что увеличение нагрузки в результате размыкания цепи машиной типа B (синяя кривая) через 0,02 с приведет к отключению машины типа C (пурпурная кривая) через более одной минуты. Размыкание закороченной ветви восстановит нормальный ток в проводах, поэтому выключатель С не сработает.

Типы кривых срабатывания

Каждая кривая на графике ниже показывает, как время открытия изменяется в зависимости от нагрузки и типа устройства автоматической защиты. Тип мгновенного отключения A, B, C, D, K или Z определяется кратностью перегрузки в действующей сети:

  • А — чтобы машина заработала, необходимо увеличить нагрузку в 2-3 раза;
  • Б — для работы электромагнитного расцепителя нагрузка должна увеличиться в 3-5 раз;
  • C – расцепитель сработает при увеличении тока в 5–10 раз;
  • D — защитный выключатель сработает после того, как ток в сети превысит номинальный в 10-20 раз;
  • K, Z — параметры устанавливаются спецификацией производителя.

Каждому типу кривой соответствуют две линии, определяющие область, в которой работает автомат, и две зоны: верхняя, показывающая, как быстро сработает выключатель в холодном состоянии, и нижняя, показывающая, как сработает выключатель время изменится, если провода нагреются.

По вертикально расположенной оси отложено время размыкания цепи защитного устройства, по горизонтальной оси графика можно определить, во сколько раз должна увеличиться сила тока для работы автомата в данный момент времени.

Цифры в левом верхнем углу графика означают, что тепловой расцепитель может разомкнуть цепь при превышении значения номинального тока в 1,13 раза и обязательно сработает примерно через час при увеличении нагрузки в 1,45 раза.

Время-токовая характеристика типа В

Токонагруженное защитное устройство типа Б применяется в линиях электропередач, где практически не регистрируются пусковые токи. Он срабатывает за 0,04 с при увеличении значения номинального тока в 5 раз в нагретом состоянии и через 32 с в ненагретом, если его номинал не превышает 32 А.

Время-токовая характеристика типа С

Перегрузочная способность автоматов типа С позволяет использовать их в качестве устройств ввода, размыкающих общую сеть при необходимости.

При увеличении тока в 5 раз по сравнению с номинальным автомат размыкает горячую сеть через 0,02 с и через 10 с, если номинальный ток защитного устройства не более 32 А. При превышении номинального тока в 5 раз, устройство автоматической защиты размыкает цепь через 0,01 с.

Время-токовая характеристика типа D

Устройства автоматической защиты типа Д устанавливаются в сетях с большой пусковой нагрузкой. При увеличении номинального значения в 10 раз сеть размыкается через 0,02 скажем нагретого состояния и через 3 секунды при увеличении номинального тока сразу в 10 раз для автомата с номинальным значением тока не более 32 А в момент, когда провода еще не прогрет.

Время-токовая характеристики A, K и Z

Высокочувствительные автоматические выключатели типа А защищают протяженные цепи с полупроводниками, где не допускаются даже небольшие перегрузки.

Автоматические выключатели типа К используются в цепях с индуктивной нагрузкой и работают при 12-кратном номинальном переменном токе и 18-кратном номинальном постоянном токе. Машины типа Z используются в линиях, оборудованных электроникой. Работают при увеличении номинального переменного тока в 3 раза или в 4,5 напрямую.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Температура окружающей среды и тепло от близлежащих полюсов могут значительно изменить характеристики автоматического выключателя. При расчете нагрузочной способности выключателя учитывают возможный перегрев путем умножения значения номинального тока на коэффициенты Kt и Kn.

Для адаптации автоматического выключателя к требованиям управляемой им электрической сети некоторые производители оснащают защитные устройства регулируемыми расцепителями. При покупке вы можете определить максимальный номинальный ток для такого автомата по уровню настройки максимального тока отключения.

Что делать, чтобы автомат не выключался от пускового тока?

С автоматическим выключателем, как и с любым защитным устройством, суть работы заключается в том, чтобы обеспечить полноценную защиту, но при этом свести к минимуму вероятность ложного срабатывания. Так как пусковые токи — большие или малые — есть всегда, сначала нужно узнать, чему они численно равны. Я составил таблицу, показывающую фактические пусковые токи различных бытовых приборов.

Читайте также: Что такое выпрямитель напряжения: виды и устройство

Лампа накаливания

Имеют значительный пусковой ток из-за физических свойств вольфрамовой катушки — в холодном состоянии сопротивление значительно ниже, чем в горячем. Но что означают цифры в таблице? Представим, что у нас есть пятирожковая люстра с общей мощностью ламп накаливания 500 Вт, которые включаются одновременно.

Пусковой ток будет достигать 25 А. Это много? Согласно ПУЭ-7 (таблица 7.1.1) и СП 256.1325800.2016 (таблица 15.3) минимальное сечение медных жил должно быть 1,5 мм2. Для надежной защиты такого кабеля требуется АБ с номиналом не более 10 А. При установке АБ с характеристикой «В» она может срабатывать при пусковых токах более 30 А вам нужно «С» здесь? Нет.

Светодиодные лампы

Они также включают светодиодные прожекторы. Эти источники света сконструированы таким образом, что при включении драйвер потребляет огромное количество тока. Производители стараются сделать пуск таких ламп более плавным, но компромисс между пусковым током и КПД светодиодной лампы обычно выбирают при Кр = 50…150. Положение спасает низкий номинальный ток светодиода лампы.

Если вы собираетесь включать сразу много таких ламп, то придется идти на хитрости и предварительные расчеты, исходя из данных от производителя. Вот несколько способов уменьшить пусковой ток при включении большого количества светодиодов:

  • Разделитесь на группы, которые включаются через одну машину, но в разное время.
  • Разделите на группы, которые включаются одновременно, но с разных машин.
  • Используйте устройства, снижающие пусковой ток в момент включения. Например, реле для ограничения пускового тока МРП.

Все нагрузки, которые я рассматриваю ниже, подключаются к розеткам с минимальным сечением жил в кабеле 2,5 мм2. Итак, несмотря на категоричное мнение Иваныча, мы поставили максимальный автомат на 16 А.

Холодильник

Несмотря на мотор, у него относительно небольшой пусковой ток, который даже при самом неблагоприятном раскладе не превысит 10 А.

Электроника

Как я уже говорил, у него большой пусковой ток из-за входных конденсаторов. Однако этот факт компенсируется тем, что большая часть современной электроники при включении работает в режиме ожидания (Standby.

В нем потребление значительно ниже номинального значения. Для снижения негатива нужно поступать так же, как и с Светодиодное освещение — включайте разные устройства в разное время в разные розетки, питающиеся от разных автоматов.

Погружной насос

К этому пункту можно отнести и другое оборудование, где рабочий элемент крепится непосредственно к валу двигателя. Эти устройства имеют самый высокий пусковой ток. Но что говорят цифры? Даже относительно мощный насос мощностью 500 Вт потребляет при запуске ток не более 16 А.

Это значит, что мы можем не только установить автомат с характеристикой «В», но и понизить ее до 10 и даже 6 А! Это благотворно скажется на защите насоса — больше шансов, что машина отключит питание при заклинивании крыльчатки (мне недавно сказали, что в насосе застряла крыса). Также обратите внимание, что насос часто питается от кабеля длиной в десятки метров.

Стиральная машина и кондиционер

Эти крупные бытовые приборы редко потребляют более 2000 Вт электроэнергии. Но даже при такой мощности они имеют небольшой пусковой ток, так как на электродвигатель приходится только часть потребления — они питаются не напрямую, а через схемы плавного пуска.

Мясорубка, кухонный комбайн, пылесос

У них также есть электродвигатель, потребляющий значительный пусковой ток. Но наибольшим этот ток будет только в крайнем случае — при включении на максимальную скорость в агрегатах без редуктора. Только тогда пусковой ток с малой долей вероятности станет причиной отказа от характеристики «В» в пользу «С».

Испытания автоматических выключателей

Чтобы убедиться, что устройство защиты работает, рабочие параметры проверяются следующим образом:

  • В ненагретом состоянии через выключатель допускается ток, превышающий номинальный в 1,13 раза. Автоматы с номинальным значением тока не более 63 А должны отключать питание через один час, с номинальным значением более 63 А — только через 2 часа.
  • Ток, превышающий номинальное значение в 1,45 раза, приведет к срабатыванию автоматического выключателя до 63 А менее чем за час. Для машин, рассчитанных на 63 А и более, время до размыкания электрической цепи не должно превышать 2 часов.
  • При пропускании тока через устройство защиты от холода с выходной мощностью до 63 А, что в 2,55 раза больше номинального значения, автомат, рассчитанный не более чем на 32 А, будет работать в диапазоне от 1 с до 1 мин и не позднее более 2 минут, если номинальный ток переключателя выше 32 А.
  • Ток низкого диапазона проходит через устройство защиты типа B или C в холодном состоянии. Для аппаратов с номиналом менее 32 А время срабатывания должно быть в пределах от 0,1 с до 45 с, для аппаратов с номиналом тока 32 А и более оно будет не более 90 с.
  • Через тот же холодный выключатель В или С пропускается ток верхней зоны. Машина должна сработать менее чем за 0,1 с.

Полученные результаты должны соответствовать характеристикам тока во времени, показанным кривыми на графике.

При проведении контрольных мероприятий необходимо помнить, что обязательное отключение автоматического выключателя в установленное правилами устройства электроустановок время происходит только в том случае, если ток однофазного короткого замыкания равен или превышает верхнее значение, определяемое производитель автоматического выключателя этой серии.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector