Вход/регистрацияПоиск по сайту
Сделай САМ!

2014-11-25 18:06:05        Автор: energoad



Электрощитовое оборудование. Часть первая. Автоматические выключатели.

В одной из предыдущих статей был рассмотрен выбор провода/кабеля для прокладки внешних и внутренних силовых и осветительных линий. Проводящая линия и выключатель/розетка/патрон в конце этой линии являются пассивными компонентами электрической сети, даже можно сказать лишь сегментом разветвлённой сети. Нервным центром, даже можно назвать нейроном этого участка общей электросети является устройство защиты (автоматический выключатель), которое защищает указанный сегмент сети и оконечных потребителей энергии. Кроме этого автомат защиты выполняет свою функцию и в отношении всей электросети в целом от проблем, возникших на отдельном участке. По организации любую локальную электросеть можно сравнить с окончаниями нервной системы человека. Например, если обжечь палец сигнал поступает на ближайший нервный коммутатор организма, который при превышении болевого уровня временно «отключает» передачу болевых сигналов к мозгу, дабы не выводить из равновесия всю нервную систему. Так же и автомат защиты, при возникновении проблем на контролируемом им участке сети, отключает этот сегмент от общей сети, предотвращая проблемы для всех окружающих систем жилища, которые могут вызвать испорченный провод или искусственно созданное короткое замыкание (далее КЗ) проводки. 

красавец Автомат защиты является одним из простейших элементов автоматики электросетей. Его работу можно сравнить с безусловным рефлексом – есть раздражитель – будет однозначная реакция на раздражение. При более близком рассмотрении автоматический выключатель имеет 2 типа реле в своём арсенале. Первое реле – тепловое, отвечает за отключение контролируемой линии от общей сети при долговременной перегрузке линии, выражающейся в превышенном токе относительно установленного проектировщиком номинала и вызванного этим явлением поражающего фактора – перегрева, с возможным последующим возгоранием проводки. Второе реле – электромагнитное, срабатывает при значительном превышении номинального тока. Защищает данное реле от КЗ и вызванных его возникновением поражающих факторов – возгораний проводки, оплавлений в местах контакта оголённых разноимённых проводников (нулевого и фазного), и сгорания проводки от расплавления током. Помимо автоматических расцепителей, существует простейший механический ручной расцепитель, который позволяет оператору электросети принудительно отключать линию вручную.

Вот так выглядит автомат изнутри:

ABB без одежды



1 — ручка взвода
2 — механизм включения
3 — контакты (2 шт)
4 — клеммы подключения (2 шт)
5 — биметаллическая пластина теплового расцепителя
6 — калибровочный винт
7 — катушка электромагнитного расцепителя
8 — дугогасительная камера









 
Характеристики автоматических выключателей.
 
  1. основные характеристики автомата Номинальный ток. Характеристика, которая показывает, какой максимальный расчётный ток может пропустить автомат без отключения линии от вышестоящей электросети. Стандартный ряд номиналов на примере АВВ: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3А; 4А; 6А; 8А; 10А; 13А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А и т.д.
  2. Рабочее напряжение. Тут всё тривиально, указывается номинал напряжения для которого предназначен автомат и тип тока – переменный/постоянный.
  3. Рабочая время-токовая характеристика автомата. Определяет допуски на превышение номинального тока при которых происходит отключение линии, так же регламентирует время в течение которого происходит отключение линии.
   Типы автоматов по данной характеристике:
  • MA – отсутствие теплового расцепителя. Не всегда есть необходимость в тепловом расцепителе. Допустим, чтобы защитить электродвигатель часто используют максимально-токовые реле поскольку стартовый ток довольно высок, а автомат служит защитой от токов КЗ
  • А – токи срабатывания близки к номинальным. Используется при защите цепей, режим нормальной работы которых исключает возникновение кратковременных перегрузок. Для примера можно рассмотреть устройства в которых присутствуют полупроводниковые элементы, для которых небольшое превышение токового режима губительно.
  • В – токи срабатывания больше чем в характеристике А. Находят своё применение в осветительных сетях, либо сетях где пусковые значения токов малы либо ничтожны.
  • С – этакий середнячок, токи срабатывания больше чем в характеристике В. Наиболее часто используемый, и соответственно часто продаваемый автомат. Такая популярность вызвана возможностью использования в смешанных электросетях, с умеренными пусковыми токами. Имеют, пожалуй, самую низкую цену. По этой причине в 90% случаев в бытовых электрощитках можно встретить именно эти экземпляры, по той простой причине, что местным электрикам лень разбираться в характеристиках и искать где купить автоматы с характеристикой «В» для линий освещения.
  • D ещё больший ток срабатывания нежели предыдущие группы. Используется в основном для подключения электродвигателей.
  • К и Z имеют большую разницу между номиналами токов срабатывания при работе в сетях переменного и постоянного токов. Применяются для подключения электроники.
Время-токовые рабочие характеристики
 
Испытание Тип Испытательный
ток
Начальное
состояние
Время
расцепления
или
нерасцепления
Требуемый
результат
Примечание
a B,C,D 1,13 In холодное < 1 ч (при I< 63 А)
< 2 ч (при I> 63 А)
Без
расцепления
 
b B,C,D 1,45 In сразу же 
после
испытания
< 1 ч (при I< 63 А)
< 2 ч (при I> 63 А)
Расцепление Непрерывное
нарастание
тока в течение
5 секунд
c B,C,D 2,55 In холодное 1 c < t < 60 c
(при I< 32 А)

1 c < t < 120 c 
(при I> 32 А)
Расцепление  
d B
C
D
3 In
5 In
10 In
холодное t<0,1 с Без
расцепления
Ток создаётся
замыканием 
вспомогательного
выключателя
e B
C
D
3 In
5 In
10 In
холодное t<0,1 с Расцепление Ток создаётся
замыканием 
вспомогательного
выключателя

Термин "холодное состояние" означает, что при контрольной температуре калибровки ток предварительно не пропускают.
Примечание - Для выключателей типа D рассматривается возможность дополнительного испытания для промежуточного значения между с и d.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Диапазоны токов мгновенного расцепления
 
тип характеристики диапазон срабатывания
B 3 In   -   5 In
C 5 I  -   10 In
D 10 I  -   20 In
где In - номинальный ток автомата
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
Наиболее часто используются автоматы характеристик В и С, при этом в 90% случаев, как уже говорилось раньше, там где уместно и даже где лучше бы было поставить автомат с характеристикой В ставят излюбленный автомат имеющий характеристику С, воистину царица полей.

Каждый производитель автоматических выключателей приводит характеристики своей продукции в каталогах на оборудование. Для разных производителей время-токовые характеристики могут разнится. На территории РФ показатели время-токовых характеристик для автоматов регламентируются ГОСТ Р 50345-2010, в частности пункт 8.6.1 «Нормальная время-токовая характеристика» определяет токи и времена срабатывания для широко используемых характеристик автоматов В, С и D.

Ниже приведу время-токовые характеристики для наиболее часто используемых автоматов наиболее популярных производителей.
 

Характеристики автоматов ABB
Характеристики автоматов Legrand
Характеристики автоматов Schneider
  1. Предельная коммутационная способность. Это максимальный ток который автомат сможет несколько раз включить-отключить, оставшись при этом в живых). Наиболее часто встречающиеся в бытовых нуждах номиналы: 4,5 кА (отходящие автоматы в квартирном щитке); 6кА (вводной автомат в квартирном щитке) и 10кА (отходящие автоматы в ВРУ – вводно-распределительном щите).
  2. Класс токоограничения. По сути это время реакции автомата на КЗ. Почти все автоматы представленные в настоящее время на рынке имеют 3 класс, он означает, что время реакции автомата равняется 1/3 полупериода сетевого напряжения. Встречаются также и автоматы 2-го класса, у него реакция автомата – ½ полупериода. Частенько данную характеристику не указывают на автоматах по причине практически полного засилья автоматов с 3-им классом.  
  3. Количество полюсов автомата. Бывают 1,2,3 и 4-полюсные для одновременного отключения от одного до четырёх проводников. Могут иметь как один расцепляющий механизм на всю колодку так и отдельные расцепители на различные полюса.
  4. Могут иметь дополнительный контакт для удобного использования шинки-гребёнки и возможность подключения к интегрирующим шинам (но это уже немного другая тема).
По способу монтажа наиболее часто встречаются автоматы для установки на DIN-рейку. Это стандартный способ крепления во всех бытовых электрощитовых системах. Также встречаются автоматы с возможностью крепления посредством винтовых соединений. Помимо предыдущих двух видов существуют интеграционные системы, наподобие конструктора, где автоматы выступают в роли деталей. Примером такой системы может быть ABB SMISSLINE, она позволяет интегрировать автоматы в уже подготовленную платформу фазных и нулевых шин, при этом не требуется выполнять никаких дополнительных монтажных операций, просто воткнуть автомат или другой необходимый модуль в любое требуемое место. Но это уже совершенно другая область электрощитовых решений, в бытовых системах практически не используется по причине большой цены.
 
автомат с креплением на DIN рейку система smissline
автомат с креплением на DIN рейку система smissline


Ну, и на последок, небольшой пример выбора автоматов. Рассмотрим типовую ситуацию. Есть 2 линии. Одна под освещение, вторая – розеточная. Выбору кабеля для подобных линий была посвящена отдельная статья. Итак, имеем линию освещения. Допустим она питает осветительные элементы общей мощностью 1 кВт. Максимальный ток в данной цепи при нормальном режиме работы не будет превышать 5А. Ближайший номинал автоматического выключателя – 6А. Для осветительной сети наилучшим образом подходит время-токовая характеристика «В». Таким образом необходимый автомат – В6. Ситуация с розеточными линиями практически идентична. Например нужно подключить скважинный насос. Номинальная мощность насоса – 3 кВт, максимальная мощность – 3,5 кВт, пусковой кратковременный ток превышает номинальный в 4-7 раз. Таким образом рабочий ток в цепи (при нормальном, устоявшемся режиме работы) – не будет превышать 16А при максимальной загрузке, что определяет выбор номинала автомата. Выбор время-токовой характеристики тривиален. Пусковой ток будет в 4-7 раз превышать номинальный. Выбор рабочей характеристики автомата очевиден – это будет характеристика «С» она позволит в течении небольшого времени (около секунды) запуститься насосу с превышением номинального тока автомата в 4-7 раз, и не сработать электромагнитному расцепителю. При этом, если бы был использован автомат с характеристикой «В» то ещё во время пуска автомат бы выбило. Выбор падает на автомат С16. 

 




Комментарии к теме (0)
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи



Комментарии отсутствуют