Подробно рассказываем о кривых срабатывания автоматических выключателей
В результате протекания по проводам токов, превышающих максимально допустимые значения, выходит из строя бытовая техника, перегревается и плавится проводка. Задача замыкающего и размыкающего электроцепь автоматического выключателя – защитить линию от повреждений сверхтоками перегрузок и коротких замыканий. Правильный выбор автомата даёт возможность не только своевременно обесточить электролинию на избыточно нагруженном участке, сохранив работоспособность защитного устройства, но и избежать перебоев с электричеством при подключении в сеть электроприборов с высокими пусковыми токами. Кривые срабатывания автоматических выключателей наглядно демонстрируют зависимость времени срабатывания защитного устройства от отношения величины протекающего по нему тока к номинальному.
Особенности работы автоматов защиты сети
Чтобы понять, какой автоматический выключатель вам подходит больше всего, нужно детально представлять себе работу устройства с комбинированным расцепителем.
Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с установленным на специальной пружине сердечником, который втягивается внутрь катушки под воздействием увеличившегося в результате короткого замыкания электромагнитного поля, размыкая подвижный контакт автоматического выключателя. Электрическая дуга, возникающая на подвижном контакте при срабатывании любого из расцепителей, дробится и затухает между пластинами дугогасительной камеры автомата.
Маркировка A, B, C, D, K или Z на корпусе автоматического выключателя – это токовременная характеристика срабатывания. Она показывает, во сколько раз значение силы тока должно превысить номинальное, чтобы произошло автоматическое отключение. Цифра справа от неё – номинальный ток, на который рассчитан автомат.
Справка! Номинальный ток – это максимально допустимый ток, который электрическая сеть способна проводить продолжительное время без перегрева токопроводящих элементов и изоляции. Оптимальное для объекта значение номинального тока определяется сечением проводки и предполагаемой нагрузкой оборудования, которое планируется к ней подключить.
По кривой тока можно узнать, разомкнёт ли автомат, который вы собираетесь установить в электрощитке на входе в квартиру, сеть в случае, если произойдёт короткое замыкание. На графике ниже красная пунктирная линия, соответствующая рассчитанной для автомата типа C с номиналом 16 А кратности увеличения нагрузки в момент КЗ, пересекает кривую в зоне электромагнитной защиты автомата и соответствует времени срабатывания 0,01 с.
Однако если вы поставите автоматический выключатель, номинал которого существенно больше повседневной нагрузки, в случае возникновения короткого замыкания кратность превышения номинального значения тока, под которое рассчитан приобретённый вами автомат, будет незначительной, отключение, судя по графику ниже, произойдёт лишь через 10 с после наступления аварийной ситуации. За это время проводка, работающая под большой нагрузкой, может оплавиться.
Установка разных по типу защитных устройств на входе в квартиру и отдельно для каждой ветви электрической сети позволяет поддерживать нормальное электроснабжение практически всей жилой площади даже в случае, если на одном из участков произошла перегрузка сети в результате КЗ. Совмещая кривые двух автоматов, мы видим, что повышение нагрузки, в результате которого автомат типа B (кривая синего цвета) разомкнёт цепь через 0,02 с, вызовет отключение автомата типа C (сиреневая кривая) больше чем через минуту.
Типы кривых срабатывания
Каждая кривая расположенного ниже графика показывает, как изменяется время размыкания цепи в зависимости от нагрузки и типа автоматического защитного устройства. Тип мгновенного расцепления A, B, C, D, K или Z определяется кратностью превышения нагрузки в токопроводящей сети:
- A – для срабатывания автомата необходимо повышение нагрузки в 2–3 раза;
- B – чтобы сработал электромагнитный расцепитель, нагрузка должна увеличиться в 3–5 раз;
- C – расцепитель сработает в случае увеличения тока в 5–10 раз;
- D – защитный выключатель сработает после того, как ток в сети превысит номинальный в 10–20 раз;
- K, Z – параметры задаются техническими условиями производителя.
Каждому типу кривой соответствуют две линии, определяющие диапазон, в котором работает автомат, и две зоны: верхняя, демонстрирующая, как быстро будет срабатывать автоматический выключатель в неразогретом состоянии, и нижняя, показывающая, как изменится время отключения, если проводка будет разогретой.
Время-токовая характеристика типа В
Защитное устройство с токовременной нагрузкой типа B используется в электролиниях, где практически не фиксируются пусковые токи. Срабатывает он за 0,04 с при повышении значения номинала переменного тока в 5 раз в разогретом состоянии и через 32 секунды в неразогретом виде, если его номинал не превышает 32 А.
Время-токовая характеристика типа С
Перегрузочная способность автоматов C-типа позволяет использовать их в качестве вводных устройств, размыкающих в случае необходимости общую сеть. При повышении силы тока в 5 раз по отношению к номинальной автомат разомкнёт гоячую сеть через 0,02 с и через 10 с, если номинальное значение силы тока защитного устройства не более 32 А. Если значение номинальной силы тока будет превышено в 5 раз, автоматическое защитное устройство разомкнёт цепь через 0,01 с.
Время-токовая характеристика типа D
Автоматические защитные устройства типа D устанавливают в сетях с большими пусковыми нагрузками. При увеличении номинального значения в 10 раз, сеть будет разомкнута через 0,02 с в разогретом виде и через 3 секунды, если номинальный ток увеличится в те же 10 раз для автомата с номинальным значением силы тока не превышающим 32 А в то время, когда проводка ещё не успела разогреться.
Время-токовая характеристики A, K и Z
Высокочувствительные автоматы типа A защищают удлинённые цепи с полупроводниками, в работе которых не допускаются даже незначительные перегрузки.
Выключатели K-типа применяются в цепях с индуктивной нагрузкой и срабатывают при увеличении номинального переменного тока в 12 раз и в 18 постоянного. Автоматы Z-типа применяются в линиях, оснащённых электроникой. Срабатывают они при повышении номинального переменного тока в 3 раза или в 4,5 постоянного.
Изменение характеристик расцепления автоматов
Температура окружающего воздуха и тепло, исходящее от расположенных рядом полюсов могут существенно изменить параметры работы автоматического выключателя. При рассчёте нагрузочной способности защитного автомата возможный перегрев учитывается с помощью умножения значения номинального тока на коэффициенты Kt и Kn.
Приспосабливая автоматический выключатель к требованиям управляемой им электросети, некоторые производители оснащают защитные устройства регулируемыми расцепителями. Максимум номинального значения тока такого автомата при покупке вы можете определить по максимальному уровню уставки тока отключения.
Испытания автоматических выключателей
Чтобы убедиться в работоспособности защитного устройства, параметры его работы проверяют следующим образом:
- В неразогретом состоянии через автомат защиты пускают ток, превышающий номинальное значение в 1,13 раза. Автоматы с номинальным значением силы тока не более 63 A должны отключить электричество через час, с номинальным значением более 63 A – лишь через 2 часа.
- Ток, превышающий номинальное значение в 1,45 раза заставит сработать выключатель номиналом до 63 А меньше чем за час. Для автоматов, рассчитанных на 63 А и более, время до размыкания электрической цепи не должно превысить 2 часа.
- Если через холодное защитное устройство номиналом до 63 А пропустить ток, в 2,55 раза больше номинала, автомат, рассчитанный не более чем на 32 А, сработает в диапазоне от 1 с до 1 мин и не позднее чем через 2 минуты, если номинальный ток защитного автомата выше 32 А.
- Через защитное устройство типа B или C в неразогретом состоянии пропускают ток нижнего порога диапазона. Для приборов с номиналом меньше 32 А время срабатывания должно находиться в пределах от 0,1 с до 45 с, для автоматов с номиналом силы тока от 32 А оно составит не больше 90 с.
- Через тот же холодный выключатель B или C, пропускают ток верхнего порога диапазона. Автоиат должен сработать за время меньше 0,1 с.
Полученные результаты должны соответствовать токовременным характеристикам, отображённым кривыми графика. При проведении испытательных мероприятий следует помнить, что обязательное отключение защитного автомата в установленное Правилами устройства электроустановок время, происходит лишь в случае, если ток однофазного КЗ равен или превышает верхнее значение, определённое производителем для выключателя такого диапазона.
Время-токовая характеристика С автоматических выключателей
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
В прошлой статье я Вам очень подробно рассказывал про время-токовую характеристику типа В на примере автоматических выключателей ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальными токами 10 (А) и 16 (А). Я продолжу начатую тему и сегодня на очереди время-токовая характеристика типа С.
Это, наверное, одна из самых распространенных и применяемых характеристик в жилом секторе, хотя порой ее применение не всегда оправдано, но об этом еще поговорим в самое ближайшее время. Кому интересно, то подписывайтесь на рассылку новостей сайта.
Как раз мне в электролабораторию пришли на испытания пару десятков модульных автоматов серии Z406 (Effica) от компании Elvert (Китай).
Впервые сталкиваюсь с этим производителем, поэтому прогрузить эти автоматы будет вдвойне интереснее.
По внешнему виду никаких особенных отличий у автоматов Elvert от автоматов других производителей я не нашел.
Единственное, что сразу бросилось в глаза, так это наличие и исполнение заглушек для пломбировки клемм автоматов. Заглушкам модульных автоматов я посвятил отдельную статью, где рассмотрел различные виды заглушек у основных производителей (IEK, Legrand, Schneider Electric, КЭАЗ), но такого варианта я еще не встречал.
Заглушки автоматов Elvert всегда идут в комплекте, а значит не нужно заботиться о том, чтобы приобретать их отдельно.
Заглушка легко перемещается по направляющим, тем самым открывая и закрывая доступ к зажимному винту.
Если в заглушке нет необходимости или она Вам мешает, то ее можно снять с автомата, переместив до упора и слегка сжав.
Проволока для пломбы продергивается через специальные отверстия, сделанные, как в самой заглушке, так и в корпусе автомата.
Вот на примере прогрузки автоматов Elvert я Вас подробно и познакомлю с время-токовой характеристикой типа С. А в качестве примера возьму два автомата: однополюсный автомат с номинальным током 16 (А) и трехполюсный автомат с номинальным током 63 (А).
Напомню, что тип время-токовой характеристики всегда указывается на корпусе автомата в виде латинской буквы, и в нашем случае, это С16 и С63. Цифры после буквы обозначают величину номинального тока автомата.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.5.3.5, существует 3 стандартных типа время-токовой характеристики (или диапазонов токов мгновенного расцепления): B, C и D. Так вот автомат с характеристикой С должен срабатывать в пределах от 5-кратного до 10-кратного тока от номинального (5·In до 10·In).
Помимо стандартных характеристик типа В, С и D, существуют еще и не стандартные характеристики типа А, К и Z, но о них я расскажу Вам как-нибудь в другой раз.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.3.5.17, ток мгновенного расцепления — это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. это и есть его электромагнитный расцепитель (ЭР).
А теперь проверим заявленные характеристики представленных выше автоматов. Для этого я воспользуюсь, уже известным Вам, многофункциональным устройством РЕТОМ-21.
Вот график время-токовой характеристики (сокращенно, ВТХ) типа С, взятый из паспорта автомата Elvert:
Помимо характеристики С, на графике показаны характеристики В и D, но на них в рамках данной статьи не обращайте внимания.
На графике показана зависимость времени отключения автоматического выключателя от протекающего через него тока. Ось Х — это кратность тока в цепи к номинальному току автомата (I/In). Ось У — время срабатывания (t), в секундах (минутах).
Запомните, что время-токовые характеристики практически всех автоматов изображают при температуре окружающей среды +30°С и данная характеристика не исключение.
График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания зон теплового (зеленого цвета на графике) и электромагнитного (коричневого цвета на графике) расцепителей автомата.
Верхняя линия теплового расцепителя (зеленого цвета на графике) — это холодное состояние, т.е. без предварительного пропускания тока через автомат, а нижняя линия теплового расцепителя — это горячее состояние автомата, т.е. который только что был в работе или сразу же после его срабатывания.
1. Токи условного нерасцепления (1,13·In)
У каждого автомата есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13·In. При таком токе автомат не отключится в течение 1 часа (для автоматов с номинальным током ≤ 63А) и в течение 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).
Точку условного нерасцепления автомата (1,13·In) всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что она уходит как бы в бесконечность и с нижней линией теплового расцепителя пересекается в диапазоне от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.
Таким образом, при прохождении через наш рассматриваемый автомат Elvert С16 тока 1,13·In = 18,08 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа. А при прохождении через автомат С63 тока 1,13·In = 71,19 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа.
Вот значения «токов условного нерасцепления» для различных номиналов автоматов:
- 10 (А) — 11,3 (А)
- 16 (А) — 18,08 (А)
- 20 (А) — 22,6 (А)
- 25 (А) — 28,25 (А)
- 32 (А) — 36,16 (А)
- 40 (А) — 45,2 (А)
- 50 (А) — 56,5 (А)
- 63 (А) — 71,19 (А)
Проверку рассматриваемых автоматов на токи «условного нерасцепления» я проводить не буду, т. к. это занимает достаточно длительное время, да и согласно нашей утвержденной методики на автоматы, такую проверку мы не проводим.
2. Токи условного расцепления (1,45·In)
Есть еще понятие, как «условный ток расцепления» автомата и он всегда равен 1,45·In. При таком токе автомат отключится за время не более 1 часа (для автоматов с номинальным током ≤ 63А) и за время не более 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).
Кстати, точку условного расцепления автомата (1,45·In) практически всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что она пересекает график в двух точках зоны теплового расцепителя: нижнюю линию в точке 60-70 секунд, а верхнюю — в точке от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.
Таким образом, автомат с номинальным током 16 (А) в течение часа, не отключаясь, может держать нагрузку порядка 23,2 (А), а автомат с номинальным током 63 (А) — порядка 91,35 (А). Но это при условии, что автоматы изначально были в холодном состоянии, в ином случае время их отключения будет значительно меньше.
Вот значения «токов условного расцепления» автоматов различных номиналов для их холодного состояния:
- 10 (А) — 14,5 (А)
- 16 (А) — 23,2 (А)
- 20 (А) — 29 (А)
- 25 (А) — 36,25 (А)
- 32 (А) — 46,4 (А)
- 40 (А) — 58(А)
- 50 (А) — 72,5 (А)
- 63 (А) — 91,35 (А)
Вот об этом не стоит забывать при выборе сечения проводов и кабелей для электропроводки (вот Вам таблица в помощь).
Вот представьте себе, что кабель сечением 2,5 кв.мм Вы защищаете автоматом на 25 (А). Вдруг по некоторым причинам Вы перегрузили линию до 36 (А). Такое зачастую бывает, особенно в зимнее время, когда включены нагреватели и множество различных бытовых приборов.
Автомат номиналом 25 (А) при токе 36 (А) может не отключаться в течение целого часа (из холодного состояния), а по кабелю будет идти ток, который превышает его длительно-допустимый ток (25 А).
За это время кабель конечно же не расплавится, но нагреться может достаточно сильно. Более точнее скажу, когда проведу данный эксперимент и измерю температуру нагрева с помощью тепловизора. Так что кому интересно, то подписывайтесь на рассылку сайта «Заметки Электрика», чтобы не пропустить выход новых статей.
А Вы все знаете, что повышенная температура всегда подвергает изоляцию ускоренному старению, т.е. сегодня нагрели, завтра и послезавтра перегрели, происходит ее старение и растрескивание, изоляция ухудшается, что в итоге может привести к короткому замыканию и прочим разным последствиям.
А если еще учесть то, что в последнее время производители кабельной продукции преднамеренно занижают сечения жил, то ситуация тем более усугубляется.
Некоторые мои коллеги в Интернете, ссылаясь на мое мнение, утверждают, что я не прав и сильно перестраховываюсь. Да, возможно это и так, и температура нагрева кабеля не выйдет за предельные нормы, но еще раз повторю про ситуацию с занижением сечения жил. Вы думаете, что приобрели кабель сечением 2,5 кв.мм, но по факту это может оказаться кабель с сечением жил 2,0 кв. мм. И про прочей равной нагрузке он может нагреться уже гораздо сильнее. Поэтому я считаю, что данный факт мы, как специалисты, должны учитывать в том числе.
В принципе, выбор номиналов автоматических выключателей это отдельная тема для статьи. Я лишь привел здесь одну из наиболее распространенных ошибок.
Лично я рекомендую защищать кабели следующим образом:
- 1,5 кв.мм — защищаем автоматом на 10 (А)
- 2,5 кв.мм — защищаем автоматом на 16 (А)
- 4 кв.мм — защищаем автоматом на 20 (А) и 25 (А)
- 6 кв.мм — защищаем автоматом на 25 (А) и 32 (А)
- 10 кв.мм — защищаем автоматом 40 (А)
- 16 кв.мм — защищаем автоматом 50 (А)
- 25 кв.мм — защищаем автоматом 63 (А)
Для удобства все данные я свел в одну таблицу:
А теперь проверим рассмотренные автоматы на токи условного расцепления.
Чтобы мне не терять время, я буду сразу проверять 4 автомата с номинальным током 16 (А), подключив их последовательно.
В общем наводим ток 23,2 (А) и засекаем время.
Первым отключился четвертый автомат, время срабатывания которого составило 108,4 (сек.).
Сейчас я исключу отключившийся автомат из схемы и продолжу испытания остальных. Более подробнее про это Вы можете посмотреть в видеоролике в конце статьи, а сейчас я укажу получившееся время срабатывания всех четырех автоматов:
- автомат №1 — 376,32 (сек.)
- автомат №2 — 130,48 (сек.)
- автомат №3 — 220,92 (сек.)
- автомат №4 — 108,4 (сек.)
Все наши автоматы сработали в пределах заявленных время-токовых характеристик.
Теперь у нас на очереди трехполюсный автоматический выключатель Elvert с номинальным током 63 (А). Проверять его тепловой расцепитель я буду, пропуская одновременно через все три полюса ток 91,35 (А).
Автомат сработал за время 267,2 сек., что также соответствует ВТХ.
3. Проверка теплового расцепителя при токе 2,55·In
Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п. 9.10.1.2 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то его тепловой расцепитель должен сработать за время не менее 1 секунды и не более 60 секунд для автоматов с номинальным током ≤ 32 (А), или не менее 1 секунды и не более 120 секунд для автоматов с номинальным током > 32 (А).
На графике видно, что нижний предел по отключению взят с некоторым запасом, т.е. не 1 секунду, а целых 8 секунд. Верхний предел тоже взят с небольшим запасом — не 60 секунд, а 40 секунд. На то есть право у производителей автоматов. Вот поэтому они всегда к каждому автомату прикладывают, непосредственно, свою ВТХ, которая, естественно, что удовлетворяет всем требованиям ГОСТ Р 50345-2010.
Проверим!
Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 40,8 (А), согласно ГОСТ Р 50345-2010, должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния. Но, согласно ВТХ завода-производителя, время отключения должно находиться в пределах от 8 до 40 секунд.
Первый раз автомат отключился за время 5,35 (сек.), а второй раз — за время 5,26 (сек).
Как видите, время срабатывания автомата лежит вне предела ВТХ завода-производителя, но вполне соответствует ГОСТ Р 50345-2010.
И для какой цели производитель отобразил график ВТХ в таком виде, если автоматы срабатывают вне этого графика?! Это несоответствие необходимо исправить!
Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 160,65 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 120 секунд из холодного состояния. Каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.
Автомат отключился за время:
- первый полюс — 15,37 (сек.)
- второй полюс — 31,89 (сек.)
- третий полюс — 30,52 (сек.)
4. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 5·In
Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Верхний предел по времени ГОСТом Р 50345-2010 не определен, и у автоматов разных производителей здесь может наблюдаться не большой разброс в пределах от 1 до 10 секунд.
Странно, конечно, ведь речь идет об электромагнитном расцепителе и он должен срабатывать без выдержки времени. Но тем не менее, при токе 3·In электромагнитный расцепитель еще не срабатывает и по факту автомат отключается все таки от теплового расцепителя. Вот именно поэтому измеренное значение петли фаза-ноль сравнивают не с 5-кратным током, а с 10-кратным, учитывая коэффициент 1,1.
Итак, автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 80 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.
Первый раз автомат отключился за время 0,942 (сек.), а второй раз — за время 0,95 (сек.), что вполне удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.
Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 315 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.
Автомат отключился за время:
- первый полюс — 4,97 (сек.)
- второй полюс — 3,36 (сек.)
- третий полюс — 5,2 (сек.)
5. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 10·In
Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.
Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 160 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.
Первый раз автомат отключился за время 6,5 (мсек.), а второй раз — за время 6,5 (мсек.).
Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 630 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.
Автомат отключился за время:
- первый полюс — 7,6 (мсек.)
- второй полюс — 7,8 (мсек.)
- третий полюс — 7,6 (мсек.)
Как видите, оба автомата полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и заявленным характеристикам завода-изготовителя Elvert.
Всю информацию по пределам срабатывания время-токовых характеристик различных типов (B, C и D) я представил в виде общей таблицы:
Как видите, разницей между время-токовыми характеристиками типа В, С и D являются только значения срабатывания электромагнитного расцепителя (ЭР). По тепловой защите они работают в одних пределах по времени.
Кому интересно, то смотрите весь процесс прогрузки автоматов в моем видеоролике:
P.S. Это все, что я хотел рассказать Вам про время-токовую характеристику типа С на примере модульных автоматических выключателей Elvert серии Z406. Надеюсь, что теперь Вы сможете самостоятельно определять пределы времени срабатывания модульных автоматов с характеристикой С, а также правильно рассчитывать сечения проводов в зависимости от номиналов автоматов. Все интересующие вопросы пишите в комментариях. Спасибо за внимание. До новых встреч.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
Время-токовые характеристики автоматических выключателей.
Как известно автоматические выключатели могут иметь следующие виды расцепителей обеспечивающих защиту электрической цепи от сверхтоков: электромагнитный — защищающий сеть от коротких замыканий, тепловой — обеспечивающий защиту от токов перегрузки и комбинированный представляющий собой совокупность электромагнитного и теплового расцепителя (подробнее читайте статью «автоматические выключатели«).
Примечание: Современные автоматические выключатели предназначенные для защиты электрических сетей до 1000 Вольт имеют, как правило, комбинированные расцепители.
Расцепители автоматических выключателей — это исполнительные механизмы которые обеспечивают отключение (расцепление) электрической цепи при возникновении в ней тока выше допустимого, причем чем больше это превышение тем быстрее должно произойти расцепление.
Зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока и называется время-токовой характеристикой или сокращенно — ВТХ.
Условия и значения ВТХ
ВТХ автоматов определяются следующими значениями:
1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)
Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.
Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления» или как ее еще называют — характеристика срабатывания.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:
Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.
Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.
Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе.
2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата.
3) Условный ток расцепления — установленное значение тока, которое вызывает срабатывание автоматического выключателя в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.16) Согласно пункту 8.6.2.3 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток расцепления равен 1,45 номинального тока автомата.
* Условное время равно 1 ч для выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч с номинальным током свыше 63 А. (ГОСТ Р 50345-2010, п.8.6.2.1)
Время-токовая характеристика автоматического выключателя определяется условиями и значениями приведенными в таблице 7 ГОСТ Р 50345-2010:
In — номинальный ток автоматического выключателя
Графики ВТХ
Для удобства производителями в паспортах на автоматические выключатели время-токовые характеристики указываются в виде графика где по оси X откладывается кратность тока электрической цепи к номинальному току автомата (I/In), а по оси Y время срабатывания расцепителя.
Для подробного рассмотрения в качестве примера возьмем график ВТХ для автоматического выключателя с характеристикой «B»
ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные ниже графики предоставлены в качестве примера. У различных производителей графики ВТХ могут отличаться (смотрите в паспорте автомата), однако они в любом случае должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и в частности значениям указанным в таблице 7 приведенной выше.
Как видно график ВТХ представлен двумя кривыми: первая кривая (красная) — это характеристика автомата в так называемом «горячем» состоянии, т.е. автомата находящегося в работе, вторая (синяя) — характеристика автомата в «холодном» состоянии, т.е. автомата через который только начал протекать электрический ток.
При этом синяя кривая имеет дополнительно штриховую линию, эта линия показывает характеристику автомата (его теплового расцепителя) с номинальным током до 32 Ампер, это различие в характеристиках автоматов с номиналами до и выше 32 Ампер обусловлено тем, что в автоматах с большим номинальным током биметаллическая пластина теплового расцепителя имеет большее сечение и соответственно ей необходимо больше времени что бы разогреться.
Кроме того каждая кривая имеет два участка: первый — показывающий плавное изменение времени срабатывания в зависимости от тока электрической цепи является характеристикой теплового расцепителя, второй — показывающий резкое снижение времени срабатывания (при токе от 3 In в горячем состоянии и от 5 In в холодном состоянии ), является характеристикой электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Как видно, на графике ВТХ отмечены основные значения характеристик автомата согласно ГОСТ Р 50345-2010 при 1.13In (Условный ток нерасцепления) автомат не сработает в течении 1-2 часов, а при токе в 1,45 In (Условный ток расцепления) автомат отключит цепь за время менее 50 секунд (из горячего состояния).
Как уже было сказано выше ток мгновенного расцепления определяется характеристикой срабатывания автомата, у автоматических выключателей с характеристикой «B» он составляет от 3In до 5In, при этом согласно вышеуказанному ГОСТу (таблице 7) при 3In автомат не должен сработать за время менее 0,1 секунды из холодного состояния, но должен отключиться за время менее 0,1 секунды из холодного состояния при токе в цепи 5In и как мы можем увидеть из графика выше данное условие выполняется.
Так же по время-токовой характеристике можно определить время срабатывания автомата при любых других значениях тока, например: в цепи установлен автомат с характеристикой «B» и номинальным током 16 Ампер, при работе в данной цепи произошла перегрузка и ток вырос до 32 ампер, определяем время срабатывания автомата следующим образом:
Делим ток протекающий в цепи на номинальный ток автомата 32А/16А=2
Определив что ток в цепи в два раза больше номинала автомата, т.е. составляет 2In откладываем данное значение по оси X графика и поднимая от нее условную линию вверх смотрим где она пересекается с кривыми графика:
Как мы видим из графика при токе 32 Ампера автомат с номинальным током 16 Ампер разомкнет цепь за время менее 10 секунд — из горячего состояния и за время менее 5 минут — из холодного состояния.
Приведем примеры ВТХ автоматических выключателей всех стандартных характеристик срабатывания (B, C, D):
ПРИМЕЧАНИЕ: Время-токовые характеристики согласно ГОСТ Р 50345-2010 указываются для автоматов работающих при температуре +30+5 оC смонтированных в соответствии с определенными условиями.
Условия испытания. Поправочные коэффициенты
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 При испытаниях выключатели устанавливают отдельно, вертикально, на открытом воздухе в месте, защищенном от чрезмерного внешнего нагрева или охлаждения.
испытания автоматических выключателей проводят при любой температуре воздуха, а результаты корректируют по температуре +30 °С на основании поправочных коэффициентов, предоставленных изготовителем.
При этом в любом случае отклонение испытательного тока от указанного в таблице 7 не должно превышать 1,2% на 1 °С изменения температуры калибровки.
Изготовитель должен подготовить данные по изменению характеристики расцепления для температур калибровки, отличных от контрольного значения.
Таким образом, что бы точно узнать время отключения автоматических выключателей, эксплуатируемых при условиях отличающихся от условий испытания необходимо воспользоваться поправочными коэффициентами которые должен предоставить изготовитель данных выключателей.
Приведем пример таких поправочных коэффициентов (обычно их всего 2):
- Температурный коэффициент (Кt)
Температурный коэффициент учитывает отличие температуры окружающей среды при которой автоматический выключатель испытывался от фактической температуры окружающей среды при которой он эксплуатируется:
Как видно из графика, чем ниже температура окружающей среды тем выше данный коэффициент. Объясняется это просто — чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток должен протекать через автоматический выключатель что бы нагреть расцепитель до температуры необходимой для его срабатывания.
- Коэффициент, учитывающий количество установленных рядом автоматов (Кn)
Как было сказано выше, автоматические выключатели при их испытании устанавливаются отдельно, однако на практике они устанавливаются в электрических щитах в один ряд с другими автоматами, что соответственно ухудшает их охлаждение за счет ухудшения циркуляции воздуха и тепла от установленных рядом выключателей:
Соответственно, как и можно увидеть из графика, чем больше рядом установлено автоматов, тем меньше данный коэффициент.
Зная поправочные коэффициенты можно скорректировать номинальный ток автомата в зависимости от условий его эксплуатации.
Например: имеется автоматический выключатель с номинальным током 16 Ампер установленный в щитке с 5 другими автоматами при температуре окружающего воздуха +10оC.
- По графикам выше найдем поправочные коэффициенты:
- Кt=1,05
- Кn=0,8
- Зная поправочные коэффициенты скорректируем номинальный ток автомата:
In/= In* Кt* Кn=16*1.05*0.8=13.44 Ампер
Соответственно при эксплуатации автоматического выключателя в вышеуказанных условиях для определения времени его срабатывания необходимо принимать ток не 16 Ампер, а 13,44 Ампера.
типы и характеристики. Номинальный ток автоматического выключателя.
Это устройство защищает проводку от короткого замыкания, а также от подключения избыточной нагрузки. Выбор автоматического выключателя производится с учетом следующих параметров.
- 1 из 1
На фото:
Номинальный ток автоматического выключателя
Сколько ампер на миллиметр? Возможности вашей проводки определяют значение номинального тока. А какие провода для нее потребуются, выясняют следующим образом. Рассчитывают предполагаемую максимальную нагрузку, то есть суммарную потребляемую мощность для всех электроприборов в помещении. А затем, используя полученные данные, выбирают нужные характеристики проводов:
- для медного провода допустимая сила тока составляет 10 А на 1 мм² сечения,
- 1 из 1
На фото:
- для алюминиевого провода — 6 А на 1 мм² сечения. Из-за высокого удельного сопротивления и низкой механической прочности жилы алюминиевые провода в настоящее время практически не используются. Так что дальнейшие расчеты приведены только для медных проводов.
Формула расчета максимальной силы тока
I=P:U
или мощность/ напряжение сети (в нашем случае – 220 В).
Например, если мощность всех электроприборов в помещении равна 5 кВт, полученный результат составит примерно 22,7 А. Т.е. для этой цепи электропитания потребуются провода сечением 2,5 мм² (на жаргоне – два с половиной квадрата). Возможностям такой проводки будет идеально соответствовать автоматический выключатель на 25 А.
Характеристики автоматических выключателей
Чувствительность к перегрузкам. Этот параметр характеризуется буквенной маркировкой от A до D. Он показывает, как быстро устройство реагирует на избыточную нагрузку в сети: отключает питание сразу или с небольшой задержкой.
Автоматы имеют несколько характеристик чувствительности.
Почему не сразу? На практике необходимость задержки автомата объясняется наличием пусковых токов у некоторых приборов (например, у агрегата холодильника, электродвигателя стиральной машины и т. д.).В момент запуска этих устройств значение силы тока в цепи их питания во много раз превышает номинальные параметры. Такой скачок длится доли секунды и не представляет никакой угрозы для проводов, однако автомат со слишком высокой чувствительностью успевает отреагировать на перегрузку в сети и отключает подачу напряжения. Подобные излишние меры предосторожности причинят массу неудобств жильцам дома, которые будут вынуждены бегать к распределительному щитку и дергать за рубильник каждый раз при включении холодильника или стиральной машины.
- Характеристика А обозначает наиболее высокую чувствительность. Такие устройства реагируют на перегрузку практически мгновенно и применяются для защиты цепей питания особо точных приборов. Для бытовых нужд они не используются.
- Характеристика B указывает на наличие небольшой временной задержки срабатывания автомата. В бытовых условиях такое приспособление можно применять для защиты сети питания, к которой подключены сложные и дорогостоящие устройства типа плазменной панели, компьютера и т. д.
- Характеристикой C обладают автоматические выключатели, наиболее подходящие для широкого использования в быту. Обычно именно они применяются для защиты отдельных участков цепи электропитания внутри дома. Задержка срабатывания такого прибора является вполне достаточной для того, чтобы он не реагировал на мгновенные перегрузки в сети, обесточивая последнюю только в случае серьезной неисправности.
- Характеристика D свидетельствует о том, что автомат наименее чувствителен к перегрузкам. Как правило, подобное устройство устанавливают на вводе электроэнергии в дом, в самом первом распределительном щитке, и оно контролирует всю электрическую сеть здания. По сути, этот аппарат является дублирующим: он срабатывает только в том случае, если следующий за ним автомат (защищающий отдельный участок цепи в конкретном помещении) по тем или иным причинам не отреагировал на возникшую неисправность.
В яблочко! По мнению специалистов, оптимальное значение отключающей способности (обозначается как Ics или Icn) для бытовых автоматов составляет от 3 до 4,5 кА. Эти цифры показывают, что силовые контакты не будут повреждены, а специальная дугогасящая камера сможет эффективно отвести электрический разряд от их поверхностей при силе тока, доходящей до 3–4,5 кА (3000–4500 А).
На фото: автоматический выключатель от фабрики ABB.
Типы автоматических выключателей
Номинальная отключающая способность. Этот параметр показывает стойкость его силовых контактов к протеканию токов большой силы и к подгоранию в момент разрыва цепи.
В последнем случае возникает так называемая дуга, похожая на разряд молнии, что сопровождается очень высокой температурой (тысячи градусов). Следовательно, чем выше значение отключающей способности автомата, тем более качественный материал применяется при изготовлении его деталей и тем дольше он прослужит.
Само собой, это отражается и на стоимости изделия. Возможно, подобные расходы не являются оправданными, так как токи значительной силы возникают только в результате короткого замыкания, что на практике происходит довольно редко.
В статье использованы изображения abb.com, doepke.de, moeller.net, ekf.su, schneider-electric.com
статьи, выключатели, автоматические выключатели, электроустановочные изделия, выбор
- Комментировать в FB
- Комментировать в VK
Характеристика срабатывания автоматического выключателя
Главная » Разное » Характеристика срабатывания автоматического выключателя
Что такое время токовые характеристики автоматических выключателей
При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.
Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автомата зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой автомата (так иногда называется токовая характеристика), благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.
Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.
При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5. Автомат стоит на 10 А, и от 12 его вырубит. Что в таком случае делать? Если например поставить на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время токовая характеристика».
Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой
Как известно основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.
Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ, благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться прогревания теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.
Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время токовой характеристикой автоматического выключателя.
Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время токовую характеристику.
Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:
- — B — от 3 до 5 ×In;
- — C — от 5 до 10 ×In;
- — D — от 10 до 20 ×In.
Что означают цифры указанные выше?
Приведу небольшой пример. Допустим, есть два автомата одинаковой мощности (равные по номинальному току) но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).
В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а какие-нибудь мощные моторы включаются нечасто, самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.
Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми АВ при КЗ.
Согласитесь логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.
Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
Пунктирной линией обозначен предельный ток срабатывания для автоматов до 32 А.
Что показано на графике время токовой характеристики
На примере 16-Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.
На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.
Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).
Как видно на графике если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 40 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 40 сек.
На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.
При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).
Если через автомат будет протекать ток равный 10×In, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.
К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.
Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома
В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С. А вот о случае короткого замыкания?.
Если дом новый, имеет хорошее состояние электросети, подстанция находится рядом, а все соединения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких величин, что его должно хватить на срабатывание даже вводного автомата.
Ток может оказаться малым при коротком замыкании, если дом является старым, а к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление петли фаза-нуль) – в таком случае автомат категории C может не сработать вообще. Поэтому единственным выходом из этой ситуации является установка автоматов с характеристикой типа В.
Следовательно, время токовая характеристика типа В является определенно более предпочтительной, в особенности в дачной или сельской местности или в старом фонде.
В быту на вводной автомат вполне целесообразно ставить именно тип С, а на автоматы групповых линий для розеток и освещения – тип В. Таким образом будет соблюдена селективность, и где-нибудь в линии при коротком замыкании вводной автомат не будет отключаться и «гасить» всю квартиру.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — поделись с друзьями!
Чувствительность электромагнитных расцепителей регламентируется параметром, называемым характеристикой срабатывания. Это важный параметр, и на нем стоит немного задержаться. Характеристика, иногда ее называют группой, обозначается одной латинской буквой, на корпусе автомата ее пишут прямо перед его номиналом, например надпись C16 означает, что номинальный ток автомата 16А, характеристика С (наиболее, кстати, распространенная). Менее популярны автоматы с характеристиками B и D, в основном на этих трех группах и строится токовая защита бытовых сетей. Но есть автоматы и с другими характеристиками. Согласно википедии, автоматические выключатели делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:
При этом википедия ссылается на ГОСТ Р 50345-2010. Я специально перечитал весь этот стандарт, но ни о каких типах L, Z, K в нем ни разу не упоминается. В другом месте ссылались на уже не действующий ГОСТ Р 50030.2-94 — но я и в нем упоминания о них не нашел. Да и в продаже я что-то не наблюдаю таких автоматов. У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2. В общем, будем иметь в виду, что, кроме B, C и D существуют и иные кривые, но в данной статье будем рассматривать только эти. Сами по себе кривые отключения одинаковы — они вообще показывают зависимость времени срабатывания теплового расцепителя от тока. Разница лишь в том, до какой отметки доходит кривая, после чего она резко обрывается до значения, близкого к нулю. Посмотрите на следующую картинку, обратите внимание на разброс параметров тепловой защиты автоматических выключателей. Видите два числа сверху графика? Это очень важные числа. 1.13 — это та кратность, ниже которой никакой исправный автомат никогда не сработает. 1.45 — это та кратность, при которой любой исправный автомат гарантированно сработает. Что они означают на деле? Рассмотрим на примере. Возьмем автомат на 10А. Если мы пропустим через него ток 11.3А или меньше, он не отключится никогда. Если мы увеличим ток до 12, 13 или 14 А — наш автомат может через какое-то время отключиться, а может и не отключиться вовсе. И только когда ток превысит значение 14.5А, мы можем гарантировать, что автомат отключится. Насколько быстро — зависит от конкретного экземпляра. Например, при токе 15А время срабатывания может составлять от 40 секунд до 5 минут. Поэтому, когда кто-то жалуется, что у него 16-амперный автомат не срабатывает на 20 амперах, он это делает напрасно — автомат совершенно не обязан срабатывать при такой кратности. Более того — эти графики и цифры нормированы для температуры окружающей среды, равной 30°C, при более низкой температуре график смещается вправо, при более высокой — влево. Для характеристик k, l, z кривые несколько другие: кратность гарантированного несрабатывания 1.05, а срабатывания 1.3. Извините, более красивого графика не нашел: Что нам следует иметь в виду, выбирая характеристику отключения? Здесь на первый план выходят пусковые токи того оборудования, которое мы собираемся включать через данный автомат. Нам важно, чтобы пусковой ток в сумме с другими токами в этой цепи не оказался выше тока срабатывания электромагнитного расцепителя (тока отсечки). Проще тогда, когда мы точно знаем, что будет подключаться к нашему автомату, но когда автомат защищает группу розеток, тогда мы только можем предполагать, что и когда туда будет включено. Конечно, мы можем взять с запасом — поставить автоматы группы D. Но далеко не факт, что ток короткого замыкания в нашей цепи где-нибудь на дальней розетке будет достаточен для срабатывания отсечки. Конечно, через десяток секунд тепловой расцепитель нагреется и отключит цепь, но для проводки это окажется серьезным испытанием, да и возгорание в месте замыкания может произойти. Поэтому нужно искать компромисс. Как показала практика, для защиты розеток в жилых помещениях, офисах — там, где не предполагается использование мощного электроинструмента, промышленного оборудования, — лучше всего устанавливать автоматы группы B. Для кухни и хозблока, для гаражей и мастерских обычно ставятся автоматы с характеристикой C — там, где есть достаточно мощные трансформаторы, электродвигатели, там есть и пусковые токи. Автоматы группы D следует ставить там, где есть оборудование с тяжелыми условиями пуска — транспортеры, лифты, подъемники, станки и т.д. Существует разница в токе срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) в зависимости от того, переменный или постоянный ток проходит через автомат. Если мы знаем значение переменного тока, при котором срабатывает отсечка, то при постоянном токе срабатывание произойдет при значении, равном амплитудному значению переменного тока. То есть ток нужно умножить примерно на 1.4. Часто приводят вот такие графики (по-моему, не очень верные, но подтверждающие то, что разница между пременным и постоянным током есть): Все написанное выше относится к обычным модульным автоматическим выключателям. У автоматов других типов характеристики несколько другие. Например, кривые срабатывания для автоматов АП-50 — в частности, можно заметить одно существенное отличие: кратности токов гарантийного срабатывания и несрабатывания у них другие. Характеристики срабатывания селективных автоматовДругие кратности и у селективных автоматов (специальные автоматы, применяемые в качестве групповых). Главное отличие селективных автоматов — их срабатывание происходит с небольшой задержкой, для того, чтобы не отключать всю группу, если авария произошла на одной из линий, защищенной нижестоящим автоматом. Ниже приведены характеристики E и K для селективных автоматических выключателей серии S750DR фирмы ABB: Усенко К.А., инженер-электрик, [email protected] |
Времятоковые характеристики автоматических выключателей | Полезные статьи
Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!
Чтобы защитить электрические сети, а также подключенное к ним оборудование от токов, которые превышают допустимые номинальные значения, используются автоматические выключатели (АВ), которые, благодаря встроенным в них тепловым и электромагнитным расцепителям, размыкают цепь и обесточивают линию. Срабатывание автоматического выключателя может быть обусловлено токами перегрузки, которые возникают из-за того, что суммарная мощность подключенной нагрузки превышает допустимые значения или токами короткого замыкания.
Время, которое необходимо чтобы обесточить электрическую цепь может занимать от нескольких долей секунды до нескольких минут и зависит от номинального тока автоматического выключателя, его время токовых характеристик (ВТХ), а также типа сработавшего расцепителя.
Токовременная характеристика автоматического выключателя характеризует зависимость промежутка времени, которое требуется для срабатывания устройства, от кратности фактического тока, протекающего через АВ к номинальному току выключателя.
Автоматические выключатели выпускаются нескольких классов. Наиболее часто используются устройства таких классов:
- B – обесточивают сеть, когда фактическая величина тока превышает номинальный ток АВ в 3-5 раз;
- C – срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз;
- D — отключает подачу электроэнергии, если кратность фактического и номинального тока колеблется от 10 до 20.
Токовременные характеристики указываются на корпусе устройства вместе с номинальным током.
Автоматический выключатель класса С
Автоматический выключатель класса B
Защита электрических цепей и подключенной к ни нагрузки от токов большой величины, вызванных коротким замыканием осуществляется при помощи электромагнитного расцепителя. Вне зависимости от класса, к которому относится устройство, время, нужное чтобы обесточить цепь исчисляется долями секунды.
Срабатывание АВ из-за возникновения перегрузок в сети происходит благодаря тепловому расцепителю (биметаллической пластине) и занимает более длительный промежуток времени.
Для каждого автоматического выключателя, вне зависимости от класса, существуют такие характеристики, как «условный ток нерасцепления» и «условный ток расцепления».
«Условный ток нерасцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,13 раз. При таком значении фактического тока устройство не обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.
«Условный ток расцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,45 раза. При таком значении фактического тока устройство обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.
Существуют специальные графики, по которым можно определить время отключения автоматических выключателей в зависимости от кратности превышения фактического тока над номинальным для устройств каждого класса.
Также на скорость отключения в большой степени влияет состояние автоматического выключателя. Для каждого устройства существует понятие «холодное» состояние, присущее выключателям через которые нагрузка была только что включена и «горячее» состояние, для АВ находившихся в работе некоторый промежуток времени.
На графике ВТХ нижняя кривая соответствует горячему» состоянию автоматического выключателя, а верхняя – «холодному» состоянию. Соответственно для АВ находящемуся в эксплуатации потребуется меньше времени для обесточивания сети, чем устройству, к которому только что подключили нагрузку.
Описание параметра «Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя»
Тип мгновенного расцепления модульных автоматических выключателей указывается одной или двумя латинскими буквами. Данные символы определяют кратность номинального тока, при которой сработает электромагнитный расцепитель.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие значения:
- В (3-5In) — защита электронной аппаратуры, систем освещения с лампами накаливания, ТЭНов;
- С (5-10In) — защита распределительных сетей, систем освещения с газоразрядными лампами, бытовой техники;
- D (10-20In) — защита трансформаторов и электродвигателей.
Также существуют типы мгновенного расцепления не предусмотренные стандартом — их устанавливают сами производители автоматических выключателей.
- А (2-3In) — защита от сверхтока электрических цепей с полупроводниковыми приборами, измерительных цепей с преобразователями, а также электропроводок большой протяженности при необходимости их отключения за время не более 0,2с — являются разработкой фирмы SIEMENS.
- Z (3,2-4,8In) — защита полупроводников и измерительных цепей трансформаторов
- L (6,4-9,6In) — защита распределительных сетей
- K (9,6-14,4In) — защита электродвигателей
В случае наличия обозначения MA следует, что данный автоматический выключатель не имеет теплового расцепителя. И следовательно невозможно задать кратность относительно номинального тока. В таких случаях у автоматических выключателей указывается непосредственно значение тока короткого замыкания при превышении, которого сработает электромагнитный расцепитель
B (3-5In) | C (5-10In) | D (10-20In) |
---|---|---|
A (2-3In) – разработка SIEMENS |
---|
Автомат защиты от перегрузки по току — как выбрать, подключение, характеристики
Начнем с основ — что такое защита от перегрузки по току? Автоматический выключатель представляет собой автоматический электрический выключатель. Миниатюрные автоматические выключатели предназначены для предотвращения повреждения электрической цепи от перегрузки по току. Они предназначены для отключения при перегрузке или коротком замыкании для защиты от электрических неисправностей и отказа оборудования. Миниатюрные автоматические выключатели подразделяются на разные типы в зависимости от условий отключения при перегрузке по току.Ниже представлена внутренняя структура автоматического выключателя максимального тока на 1 ампер.
Характеристики автоматических выключателей
Различие между каждым типом или классом автоматического выключателя определяется током, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Точное время отключения (время отключения) при заданном токе можно определить по кривой или классу отключения при перегрузке по току.
Тип автоматического выключателя | Поездки сразу на |
кривой а | 2-3x номинального тока |
кривой б | 3 -5x Номинальный ток |
C Кривая | 5-10x. Оцененный ток |
D Curve | 10-20X |
10-20X | |
10-20X. | |
Z-кривая | 2-3-кратный номинальный ток |
Автоматические выключатели типа А являются наиболее чувствительными и редко используются.Они рассчитаны на мгновенное срабатывание при токе в 2-3 раза больше номинального.
Миниатюрные автоматические выключатели типа B предназначены для немедленного срабатывания , в 3–5 раз превышающего номинальный ток . Они в основном используются в домашних и коммерческих низковольтных приложениях, где перегрузка по току, вероятно, будет низкой . К ним относятся домашних электропроводок и осветительных приборов. Обычно они не используются в таких приложениях, как двигатели.
Автоматические выключатели типа C предназначены для мгновенного отключения при токах, в 5-10 раз превышающих номинальный ток. Обычно используемые в коммерческих и промышленных целях, часто используются в небольших двигателях, вентиляторах, трансформаторах и флуоресцентном освещении .
Миниатюрные автоматические выключатели с наименьшей чувствительностью типа D рассчитаны на мгновенное срабатывание при токах в 10-20 раз превышающих номинальный ток .Это делает их подходящими для высоконагруженных систем и других применений с сильными перенапряжениями . Автоматические выключатели типа D применяются в источниках бесперебойного питания , больших двигателях , трансформаторах, рентгеновских аппаратах и сварочном оборудовании .
Часто используемые в двигателях миниатюрные автоматические выключатели типа K предназначены для немедленного отключения, , когда ток достигает 8-12-кратного номинального тока .Миниатюрные автоматические выключатели типа K и D имеют очень похожие свойства. Основное отличие состоит в том, что миниатюрные автоматические выключатели типа K срабатывают быстрее , когда ток немного превышает номинальный. Это делает их более чувствительными, чем миниатюрные автоматические выключатели типа D, и в то же время они подходят для таких приложений, как двигатели.
Как и миниатюрные автоматические выключатели типа A, типа Z предназначены для чувствительных систем . Они рассчитаны на мгновенное срабатывание, когда ток достигает 2-3 раза от номинального тока.Миниатюрные автоматические выключатели Z-типа обычно используются для защиты полупроводниковых цепей.
Как выбрать автоматический выключатель?
При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать четыре фактора: 90 150 1) Допустимая нагрузка по току . Это номинальный ток, на котором будет основываться характеристика отключения. 90 150 2) Характеристика отключения . В несколько раз больше номинального тока, при котором должен сработать автоматический выключатель. Это определит тип автоматического выключателя.
3) Номинальная отключающая способность при коротком замыкании Это максимальный ток и напряжение, на которые рассчитаны автоматические выключатели для безопасного разрыва цепи. Коммутационная способность также может быть указана как максимальный ток при заданном напряжении. 90 150 4) Количество полюсов . Количество полюсов определяет количество фаз (или цепей), которые можно защитить одним устройством.Однополюсный автоматический выключатель защищает только одну цепь, а трехполюсный автоматический выключатель защищает до трех цепей. Перегрузка одного полюса приведет к срабатыванию автоматического выключателя.
Другим фактором, который следует учитывать, , является долговечность или срок службы , который говорит вам о максимальном количестве циклов. Как правило, миниатюрный автоматический выключатель рассчитан на двойное срабатывание . Вы можете проверить этот со спецификацией конкретного миниатюрного автоматического выключателя.
Часто задаваемые вопросы по автоматическим выключателям
1) Как проверить автоматические выключатели?
Для проверки автоматического выключателя после установки вам понадобится подходящий портативный вольтметр от известного производителя. Электрики также рекомендуют перед установкой вручную проверить коммутационный механизм автоматических выключателей; обычно для открытия и закрытия более надежных моделей требуется большее давление.
2) Можно ли комбинировать различные автоматические выключатели?
При выборе миниатюрных автоматических выключателей технические характеристики имеют большее значение, чем торговая марка, поэтому теоретически вы можете использовать любой компонент, совместимый с конкретным устройством.Тем не менее, смешивание марок в одной и той же установке не рекомендуется, так как это снижает надежность испытаний и может привести к аннулированию гарантии на установку.
3) Почему миниатюрные автоматические выключатели выбирают чаще, чем предохранители?
Миниатюрные автоматические выключатели выполняют ту же функцию, что и электрические предохранители, которые плавятся и тем самым разрывают цепь, если протекающий ток превышает определенный предел. Однако предохранители могут быть менее надежными, чем миниатюрные автоматические выключатели — последние лучше работают при более низких напряжениях и не нуждаются в замене после использования.
4) В чем разница между автоматическими выключателями и автоматическими выключателями?
Автоматические выключатели в литом корпусе выполняют функции, очень похожие на миниатюрные автоматические выключатели, но имеют более высокую электрическую мощность. Все миниатюрные автоматические выключатели представляют собой устройства до 100 ампер и предназначены для цепей низкого напряжения, поэтому их кривые срабатывания не могут быть отрегулированы. Напротив, автоматические выключатели в литом корпусе имеют регулируемую характеристику срабатывания, что означает, что они могут использоваться при более высоких напряжениях — в некоторых случаях до 2500.
5) В чем разница между автоматическими выключателями и автоматическими выключателями с заземлением?
Заземляющие автоматические выключатели используют заземление в качестве основного метода контроля электрического тока и предотвращения поражения электрическим током. Они работают, обнаруживая любое отклонение напряжения через корпус устройства, а затем разрывая цепь, если оно превышает установленный уровень. Они выполняют ту же функцию, что и УЗО, но последние обнаруживают паразитное напряжение напрямую, и поэтому теперь их чаще выбирают электрики.
6) В чем разница между автоматическими выключателями и УЗО?
УЗО — это еще один вид оборудования для обеспечения электробезопасности. В то время как миниатюрные автоматические выключатели имеют общую функцию, устройства защитного отключения специально разработаны для защиты от часто смертельного риска поражения электрическим током в результате прикосновения к оголенным проводам или неправильно заземленным кабелям. Они работают непосредственно в электрических цепях для обнаружения неисправностей и отключения потенциально опасных токов.Устройства защитного отключения также доступны в различных типах — типы A, B, C, D, K и Z.
Краткое описание автоматических выключателей максимального тока
Благодаря этой статье вы узнали, что такое миниатюрные автоматические выключатели, вы узнали о принципах и характеристиках операции. Вы узнали, для чего не предназначены автоматические выключатели максимального тока, и ознакомились с методикой подключения автоматического выключателя к одному и многим электрическим компонентам.
Миниатюрные автоматические выключатели применяются везде, где возможно увеличение тока в розетках или в сети.Хорошо подобранные миниатюрные автоматические выключатели точно защищают всю электрическую установку машины, обеспечивая безопасность даже очень чувствительных датчиков. Мы верим, что вы сможете выбрать автоматический выключатель максимального тока, наиболее подходящий для вашей установки, чтобы он выполнял свои функции, максимально используя свои возможности.
Специалисты EBMiA могут помочь с выбором подходящих автоматических выключателей . Благодаря сотрудничеству с известными производителями мы можем поставлять компоненты и аксессуары высочайшего качества.В этом вопросе и в случае любых других сомнений или вопросов достаточно проконсультироваться с нашими опытными продавцами-консультантами, которые будут рады предоставить необходимую информацию.
Предлагаем вам прочитать следующие статьи, в которых мы описываем:
Ограничитель перенапряжения — подключение, что это такое, как работает, конструкция
Выключатель-разъединитель — что это такое, как выбрать, конструкция, применение
Устройство защитного отключения — что это такое и как оно работает?
Предохранители, элементы защиты электроустановок
Выключатель двигателя — эффективный способ защиты двигателя
Кулачковый выключатель — способ подключения, принцип работы
Реле времени — принцип работы, реле времени , типы
Защита от перенапряжения — что это такое, виды, преимущества
Электрощитовое оборудование
.
Характеристики срабатывания автоматических выключателей — materialyszkolne.pl
Стандарт EN 60898 определяет три типа характеристик автоматического выключателя: B, C и D. Характеристика B — Icn = от 3 до 5 x In Характеристика C — Icn = от 5 до 10 x In приемники в цепях освещения, втычных цепях и цепях управления, характеристики срабатывания: lm = 3-5 x ln, магнитное расцепление происходит между 3-5 ln.Автоматические выключатели серии Hti — это самые большие автоматические выключатели во всей линейке миниатюрных автоматических выключателей GE (210 г/полюс).Автоматические выключатели DM обеспечивают базовую защиту от перегрузки по току и току утечки.Номинальный ток до 125 А, откалиброван при 40 °C (другие автоматические выключатели, кроме серии ГТ, были откалиброваны на 30°С).. В программе предусмотрена визуализация селективности устройств и документирование этого факта G100.Селективность – термины и определения Справочник по селективности, 05/2018, A5E03603181010-01RU Селективность по максимальному току На основании EN 60947-1, 2. 5.23: Селективность по максимальному току – это согласование двух или более характеристик автоматических выключателей максимального тока.. Селективность гарантируется только до тока стандартом ПН-74/Е-93002 введены в действие три типа характеристик автоматических выключателей, обозначенных буквами Л, У и К. Л и У предназначались для защиты установочных проводов и подключенных к ним приемников от воздействия коротких замыканий и перегрузки..
Времятоковые характеристики наиболее популярных групп автоматических выключателей.
Автоматические выключатели Siemens сертифицированы следующими классификационными обществами: BV, DNV, GL и LRS Защита от воздействия коротких замыканий и перегрузок установок, в которых используются электросиловые устройства, такие как двигатели и трансформаторы, характеристики расцепления: lm = 5-10 ln / магнитное расцепление происходит между 5 и 10 ln.Поэтому говорят, что для времятоковой характеристики автоматических выключателей МТЗ типа В коэффициент k составляет от 3 до 5. . Выпускаемые типы Допускается применение четырехполюсных автоматических выключателей в однофазных цепях при условии, что L и N проводники соединены таким образом, чтобы обеспечить работу цепи управления Все полюса -.. В таблице 1 приведены значения токов отключения при коротком замыкании и перегрузке в зависимости от времятоковой характеристики автоматического выключателя.Времяамперные характеристики отключения являются общими для автоматических выключателей разных производителей и обозначаются буквами Б, С, Д, К, Л, З..
Eaton Electric — производитель современных миниатюрных автоматических выключателей с широким диапазоном номинальных токов.
На следующих таблицах обозначены: — In — номинальный ток выключателя, t — время срабатывания k от 5 до 10 (для характеристики D от 10 до 20).Особенности автоматических выключателей максимального тока с характеристикой «С»: предназначены для защиты от коротких замыканий и перегрузок в установках, где используется электросиловое оборудование, такое как двигатели и трансформаторы; Характеристика отключения: lm = 5-10 lh / магнитное отключение происходит между 5 и 10 ln Отключение инициируется биметаллическим элементом, через который протекает ток перегрузки, вызывая его нагрев и деформацию со временем Стандарт EN 60898 определяет три типа автоматических выключателей характеристики: B, C и D. Характеристика B — Icn = от 3 до 5 x In Характеристика C — Icn = от 5 до 10 x In.. Это означает, что при простом умножении: 1,13 × 16. На рис. 3 представлены времятоковые характеристики устройств защитного отключения: — мгновенного действия I I Δn = 30 мА, — кратковременной задержки G о I Δn = 30 мА, — выдержки времени S о I I Δn = 300 мА.. С этой точки зрения можно выделить следующие типы выключателей: лицевая панель; б) внутренняя схема, в) продольный разрез [8] В соответствии со стандартом PN-EN 60898-1:2007 [3] селективные выключатели изготавливаются для следующих времятоковых характеристик: Cs, F и E (рис.3).Рис.3 Токо-временные характеристики селективных автоматических выключателей: а) характеристика типа GE имеет самую полную серию устройств защитного отключения с максимальной токовой защитой, доступную на рынке…
7) Тип отключения Тип отключения — это степень, в которой УЗО чувствительно к форме кривой дифференциального тока.
Номинальные токи 0,5–63 A Характеристики срабатывания B, C, D Отключающая способность при коротком замыкании 10 кА, 6 кА Автоматические выключатели ETIMAT 10 0,5–63 В заголовке каталога HAGER 2010. pdf Автор: Grzes Дата создания: 04.02.2011 10:09:45 Ключевые слова () UL 1077, позволяющий использовать автоматические выключатели в качестве «дополнительной защиты» в сетях переменного тока до 480 В (2- и 3-полюсные). предназначены для управления и защиты от Характеристики НЗМ ИЗМв 1.3: .. Программа для черчения в едином масштабе, сравнения и документирования времятоковых характеристик отключения малогабаритных автоматических выключателей НЗМ, автоматических выключателей ИЗМ и низковольтных силовых предохранителей. корабли.. В свою очередь, при возникновении короткого замыкания в цепи немедленно срабатывает автоматический выключатель, вне зависимости от его времятоковой характеристики.Практически всем приходилось сталкиваться с автоматическими выключателями сверхтока — называемыми также сверхтоками. Применяются в жилищно-коммунальном строительстве, а также в промышленности
Предложение включает в себя характеристики суммирующих трансформаторов, их электромагнитные свойства и пригодность для автоматических выключателей.
.. здесь исключения, как и в случае миниатюрных автоматических выключателей.Защищают электроустановку от коротких замыканий и перегрузок Для автоматических выключателей максимального тока, используемых в бытовых установках, используются три основные характеристики: B; С; Д; Характеристики отключения B, C и D. Термобиметаллические элементы во всех трех характеристиках срабатывают при токе в 1,13-1,45 раза больше номинального, срабатывают расцепители короткого замыкания, на селективность обычных выключателей с расцепителями мгновенного действия рассчитывать не приходится. .. Для жилых, коммерческих и промышленных зданий.. Предназначены для работы в более тяжелых условиях.. Автоматические выключатели максимального тока выпускаются также в версиях для промышленных решений элемент электроустановки, задачей которого является прерывание непрерывности цепи при ток, протекающий в этой цепи, превышает безопасное для этой цепи значение тока и электричества.Применение — Автоматические выключатели максимального тока используются в качестве защиты электроустановок в жилых, общественных и производственных зданиях. . Кроме того, предлагаются модели с нулевой цепью или без нее, а с течением времени происходит деформация. Их размещают в распределительной коробке. в большинстве современных квартир и домов (квартир с керамическими (винтовыми) предохранителями еще очень много, но я думаю, что они составляют меньшинство).. Характеристика U применялась, когда при включении в установке могли возникнуть более высокие токи.Свойства выключателей максимального тока с характеристикой «В»: предназначены для защиты кабелей и приемных устройств в цепях освещения, штепсельных и контрольных розетках, характеристика срабатывания: lm = 3-5 x ln срабатывание магнита находится в пределах 3-5 ln ..
.
Hyundai Electric :: Hyundai Electric
Поддержка JavaScript отключена. Stona может работать неправильно. Включите Javascript, чтобы в полной мере использовать все функции веб-сайта.
Модульный аппарат
Миниатюрный автоматический выключатель / выключатель дифференциального тока HiRO, HiRD
Типы HiRO и HiRD представляют собой комбинацию устройства защитного отключения и миниатюрного автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту от перегрузки и короткого замыкания. и ток утечки на землю.Вся продукция соответствует стандартам IEC/EN и может использоваться в промышленности, зданиях и других электроустановках.
Особенности:
- Токоограничивающая конструкция
- Высокая устойчивость к огню, температуре и механическим повреждениям
- Сброс индикатора ВКЛ/ВЫКЛ
- Двойное электрическое соединение через кабели или медную шину
Характеристики отключения:
Кривая отключения | Номинальный ток | Условия | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Терморасцепитель | Электромагнитный расцепитель | ||||||
Стандартный | Время срабатывания | Ток перед отключением | Ток отключения | Время срабатывания | |||
нет срабатывания | Освобождение | ||||||
Б | 6-63А | 1. 13x В | > 1ч | 3x In | > 0,1 сек | ||
1,45x In | 5x In | ||||||
С | 0,5-63А | 1.13x В | > 1ч | 5x In | > 0,1 сек | ||
1,45x In | 10x In | ||||||
Д | 0,5-63А | 1.13x В | > 1ч | 10x In | > 0,1 сек | ||
1,45x In | 20x In |
Автоматический выключатель HiRO32:
- ток утечки 6кА для AC240 / 4В
- номинальный ток 6, 10, 16, 20, 32А
- номинальный остаточный ток 30 мА
- количество полюсов 1 + N
- тип отключения А
- характеристики В, С
Автоматический выключатель HiRO40:
- ток утечки 4,5 кА для AC240 / 4 В
- номинальный ток 1, 3, 5, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40А
- номинальный остаточный ток 10, 30, 100, 300, 500 мА
- количество полюсов 1 + N
- тип отключения AC
- характеристики В, С, D
Автоматический выключатель HiRD125:
- ток утечки 10кА для AC240 / 4В
- номинальный ток 63, 80, 100, 125 А
- номинальный остаточный ток 10, 30, 100, 300, 500 мА
- количество полюсов 1 + N, 2, 3, 3 + N, 4
- тип отключения AC
- характеристики В, С, D
Автоматический выключатель HiRD63:
- ток утечки 6кА для AC240 / 4В
- номинальный ток 40, 50, 63А
- номинальный остаточный ток 10, 30, 100, 300, 500 мА
- количество полюсов 1 + N, 2, 3, 3 + N, 4
- тип отключения AC
- характеристики В, С, D
Автоматический выключатель HiRD32:
- ток утечки 6кА для AC240 / 4В
- номинальный ток 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 13, 15, 16, 20, 25, 32А
- номинальный остаточный ток 10, 30, 100, 300, 500 мА
- количество полюсов 1 + N, 2, 3, 3 + N, 4
- тип отключения AC
- характеристики В, С, D
Наверх
страниц .
Устройства защитного отключения — характеристика и выбор
Устройства защитного отключения являются предохранительными устройствами, которые служат для защиты людей от поражения электрическим током, а также электрооборудования от повреждений, в том числе от возможности возгорания. В статье представлено подробное описание, принципы работы, конструкция, виды, технические параметры и аспекты правильного выбора устройств защитного отключения.
УЗО — характеристики УЗО
УЗО предназначены для длительной работы в закрытом состоянии.Как правило, они снабжены устройством защитного отключения, но есть и конструкции, дополненные элементом защиты от сверхтоков. В случае УЗО требуется полное отключение полюсов, что означает, что цепь нейтрали механически связана с другими полюсами. Размыкание фазных полюсов происходит одновременно, а нейтральный полюс имеет контакт с длительным контактом во время размыкания контактов выключателя. Это чрезвычайно важно в случае четырехполюсных УЗО, установленных в трехфазных цепях, поскольку размыкание нейтрального полюса в первую очередь может привести к повреждению, например. устройства, которые должны быть защищены от перенапряжения.
УЗО дополнительно оснащаются визуальным индикатором положения контакта. Красный цвет означает, что контакты замкнуты, а зеленый цвет информирует пользователя о разомкнутых контактах УЗО.
Включение и выключение устройств защитного отключения обычно производится рычагом (ручной привод). В современных выключателях его движение обычно вверх для включения, а для выключения — рычаг тянется вниз.
В УЗО основные пути тока маркируются, как и у других выключателей. Полюсы фаз маркируются следующим образом: 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, а в случае нейтральной цепи добавляется буква N. из-за длительного замыкания контактов нулевой цепи автоматического выключателя (требуется соответствующее подключение проводов). Графическое обозначение полюсов двухполюсных и четырехполюсных устройств защитного отключения с максимальной токовой защитой показано ниже.
УЗО прямого действия, не зависящее от напряжения сети: а) пример четырехполюсного выключателя, б) подключение к сети, фото: ETI Polam
Основным параметром устройств защитного отключения является номинальный ток утечки I Δn . Нормированные значения составляют 10, 30, 100, 300, 500 мА и 1 А. При остаточном токе 100 % I Δn и более УЗО должны сработать. Если, с другой стороны, дифференциальный ток не достигает 50 % I Δn , УЗО не должно срабатывать.Таким образом, УЗО могут срабатывать в диапазоне от 50 до 100 % I Δn .
Кроме того, устройства защитного отключения рассчитаны на соответствующие номинальные токи, например, 16 А, 25 А, 40 А, 63 А, 80 А или 100 А. Это приводит к необходимости корректировки размеров и сечений выводов автоматических выключателей. пути тока, разработку соответствующих клемм для подключаемых проводов, а также проектирование соответствующей контактной системы для данной величины тока.
Все имеющиеся на рынке УЗО должны соответствовать требованиям класса защиты II.Для этого используется кожух с соответствующей механической прочностью, изготовленный из непроводящего (изолирующего) материала, который, как правило, не распространяет горение. Активные элементы на корпусе не допускаются. УЗО обычно имеют степень защиты IP20.
Наиболее важные параметры УЗО точно определены в стандартах на продукцию, например, PN-EN 61008-1 или PN-EN 61009-1:
- дифференциальный ток I Δ (ток утечки) — векторная сумма мгновенных токов протекающий в главной цепи устройства защитного отключения (выраженное как действующее значение),
- номинальный ток нулевой последовательности I Δn — указанное изготовителем значение номинального тока устройства защитного отключения при определенных условиях.
Рекомендуемые значения номинального дифференциального тока срабатывания I Δn УЗО следующие: 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30 A.
Устройства защитного отключения — конструкция устройств защитного отключения
Устройства защитного отключения, имеющиеся на рынке, подразделяются на:
- устройства защитного отключения прямого действия (работа не зависит от сетевого напряжения),
- устройства защитного отключения с непрямым действием (работа в зависимости от напряжения сети).
Обычно в Польше и Европе используются устройства защитного отключения, работа которых не зависит от работы сети, а их расцепитель активируется только током утечки. Устройства защитного отключения косвенного действия популярны в англо-саксонских странах, в основном в США, Канаде и Австралии. УЗО строятся на основе трех основных по своей конструкции элементов: трансформатор тока
- Ферранти,
- расцепляющий элемент,
- механизм, размыкающий или замыкающий подвижные контакты выключателя.
Основные элементы конструкции выключателя: а) трансформатор Ферранти, б) размыкающий элемент (реле), в) механизм выключателя, фото: ETI Polam
Пути тока устройства защитного отключения от отдельных полюсов проходят через Трансформатор тока Ферранти. Сумма токов в токовых путях, проходящих через этот трансформатор, при нормальных условиях работы должна быть равна нулю. Другими словами — внутри сердечника трансформатора Ферранти индуцируется магнитный поток от каждого из активных проводников, и его суммарная величина должна быть равна нулю. В случае появления тока утечки, вызывающего дисбаланс векторной суммы токов, магнитный поток, создаваемый в сердечнике трансформатора Ферранти, является магнитным потоком, индуцирующим ток во вторичной (выходной) обмотке, который приводит к освобождению реле защелки выключателя.
В зависимости от типа УЗО отдельные элементы отвечают за обнаружение и измерение дифференциального тока. При превышении заданных значений дифференциального тока реле срабатывает механизм размыкания контактов выключателя.
УЗО прямого действия
Расцепители УЗО прямого действия запитываются только током утечки. Современные конструкции основаны на поляризованных расцепителях, принцип работы которых в нормальных условиях работы заключается в поддержании подвижного якоря постоянным магнитом. При появлении тока утечки в сердечнике реле создается магнитный поток, противоположный магнитному потоку, создаваемому постоянным магнитом.Это вызывает ослабление потока постоянного магнита, что фактически приводит к выпадению якоря реле, оттянутого назад возвратной пружиной, что, в свою очередь, инициирует срабатывание механизма и размыкание контактов устройства защитного отключения. .
Устройства защитного отключения косвенного действия
В случае устройств защитного отключения косвенного действия в конструкции расцепителей используются специальные электронные схемы с усилителем тока, которые обеспечивают необходимую мощность для отключения расцепителя.Это позволяет использовать в конструкции автоматических выключателей трансформаторы Ферранти из материалов с несколько более слабыми магнитными параметрами. Автоматические выключатели этого типа нельзя использовать в цепях с колебаниями или потерями напряжения.
Механизм, размыкающий контакты как прямого, так и непрямого действия УЗО, должен быть надежным и достаточно чувствительным в зависимости от типа, а также должен обеспечивать соответствующее контактное давление.Контакты выключателя должны быть способны проводить номинальный ток в течение всего срока службы, а размыкание подвижных контактов должно обеспечивать соответствующее изолирующее расстояние. Во избежание перенапряжения в фазных полюсах цепь нейтрали замыкается первой и размыкается последней.
УЗО снабжены кнопкой «ТЕСТ», позволяющей убедиться в работоспособности в процессе эксплуатации. При нажатии кнопки со встроенным резистором генерируется ток утечки, протекающий снаружи суммирующего трансформатора Ферранти, вызывая его разбалансировку, что, в свою очередь, приводит в действие механизм переключателя.
Типы УЗО
УЗО можно классифицировать по нескольким признакам. Из-за отключения токов короткого замыкания существует два типа устройств защитного отключения, таких как:
- ВДТ — автоматический выключатель с остаточным током без встроенной защиты от сверхтока ,
- ВДТ — автоматический выключатель с остаточным током без встроенной максимальной токовой защиты защита ,
- ВДТ — выключатели дифференциального тока с модулем максимального тока Автоматический выключатель остаточного тока со встроенной защитой от перегрузки по току ).
Устройства защитного отключения типа ВДТ не оборудованы модулем максимального тока, поэтому требуется, чтобы они были снабжены плавким предохранителем. Следовательно, на их корпусе имеется маркировка предохранителя. С другой стороны, модели с модулем МТЗ, как и МТЗ, легко отключают токи перегрузки и короткого замыкания в соответствии с заданными характеристиками автоматического выключателя и не требуют дополнительной защиты предохранителями.
Примеры символов дополнительной защиты устройств защитного отключения типа ВДТ, фото: ETI Polam
Устройства защитного отключения также можно разделить по времени срабатывания (задержке срабатывания). При этом можно выделить три типа УЗО:
- УЗО мгновенного действия, УЗО
- Г/кВ кратковременного действия — время их удержания не менее 10 мс, УЗО
- селективное — время их удержания не менее 40 мс, обеспечивают селективность срабатывания с выключателями мгновенного действия и с короткой выдержкой.
Кроме того, в связи с их назначением в электроустановках, доступны следующие типы устройств защитного отключения:
- устройства защитного отключения, обеспечивающие защиту в случае отказа, вызывающего автоматическое отключение источника питания, например, в на случай замыкания на землю L-PE,
- устройства защитного отключения высокочувствительные (I Δn ≤ 30 мА дополнительная защита),
- селективные устройства защитного отключения (I Δn ≤ 500 мА), предназначенные для защиты электроустановки от пожар, вызванный протеканием тока утечки на землю, в результате повреждения или ухудшения состояния изоляции электропроводки или монтажного оборудования.
Типы отключения УЗО
Доступные на рынке УЗО рассчитаны на различные токи утечки, поэтому разнообразие типов отключения УЗО постепенно расширяется с ростом требований. Существует несколько основных типов отключения — AC, A, F, B, B+, и каждый из них имеет различную чувствительность к току утечки.
Условные обозначения указанных типов устройств защитного отключения, фото.ETI Polam
Тип отключения переменного тока
Устройства защитного отключения с типом отключения переменного тока испытывают синусоидальным переменным током частотой 50 Гц. Их реальный рабочий ток должен находиться в диапазоне от 0,5 I Δn до I Δn .
Отключение типа А
Устройства защитного отключения типа А испытываются на синусоидальный переменный ток частотой 50 Гц, а также на однонаправленные дифференциальные токи с различными углами задержки тока.При этом типе испытаний допустимо, чтобы реальный дифференциальный режим находился в более широких пределах, чем 0,5 I ∆n – I ∆n . Кроме того, устройства защитного отключения типа А также испытывают при воздействии однонаправленного пульсирующего тока с постоянной составляющей 6 мА. При этом испытании угол задержки дифференциального тока должен быть равен 0°.
Отключение типа F
УЗО типа F в основном представляют собой автоматические выключатели типа А с расширенными возможностями обнаружения дифференциального тока.Они корректно обнаруживают постоянную составляющую величиной до 10 мА (тип А — 6 мА), а также искаженные токи, содержащие высшие гармоники. Работу автоматических выключателей типа F испытывают дифференциальным током, содержащим основную составляющую 50 Гц, составляющую 1000 Гц и составляющую рабочей частоты 10 Гц. Испытательный ток с такими составляющими увеличивают до значения 0,2 I Δn , а автоматический выключатель должен срабатывать в диапазоне 0,5 I Δn –1,4 I Δn .Эти требования относятся к гармоникам, возникающим в цепях преобразователей, используемых для питания, например, двигателей. Если устройство защитного отключения должно использоваться в цепи с однофазным инвертором, то вместо очень дорогого выключателя типа B или B+ достаточно использовать устройство защитного отключения типа F.
Расцепитель типа B
тип А и дополнительно испытаны на постоянных дифференциальных токах от двухимпульсного выпрямителя, питаемого от сети, трехфазного выпрямителя и гальванических элементов (гладких источников постоянного тока — с нулевой пульсацией).При этих трех испытаниях постоянным током реальное дифференциальное отключение должно находиться в диапазоне 0,5 I ∆n -2 I ∆n . Помимо испытаний на однонаправленные токи, выключатели типа В испытывают синусоидальным дифференциальным током частотой до 1000 Гц и дифференциальным током, содержащим высшие гармоники.
Тип расцепителя B +
Автоматы защитного отключения с типом расцепителя B +, не подпадающие под стандартизацию IEC или европейского стандарта CENELEC, встречаются на некоторых европейских рынках (включая Польшу). Требования к ним содержатся в немецком стандарте на продукцию DIN VDE 0664-400:2012-05. Это автоматические выключатели, которые, кроме токов, определяемых автоматическими выключателями типа В, должны обнаруживать дифференциальные токи частотой до 20 кГц.
Для высокочувствительных автоматических выключателей (I Δn = 30 мА) до частоты примерно 150 Гц номинальный рабочий ток составляет 30 мА, между 150–1000 Гц этот ток увеличивается, но не превышает желудочкового порог фибрилляции. Для частот в диапазоне 1000–20 000 Гц номинальный ток срабатывания составляет 420 мА (14 I Δn ) соответственно и также не превышает линии, определяющей порог фибрилляции.Автоматические выключатели на 100 мА при частоте тока нулевой последовательности около 150 Гц поддерживают номинальный ток срабатывания 100 мА. Выше этой частоты, до 1000 Гц, он поддерживает ток отключения на уровне 420 [А]. Для аппаратов на 300 мА гарантированный ток отключения в диапазоне частот 1–20 000 Гц составляет 420 мА, хотя это автоматический выключатель с током срабатывания нулевой последовательности I Δn = 300 мА.
Устройство защитного отключения с типом срабатывания AC, фото: ETI Polam
Устройство защитного отключения с типом срабатывания A, фото.ETI Polam
УЗО с типом срабатывания В, фото: ETI Polam
УЗО с типом срабатывания В+, фото ETI Polam
УЗО — выбор УЗО в зависимости от многих параметры установки
, в котором он должен быть установлен. Неправильный выбор может привести к их несрабатыванию или ненужному срабатыванию, что может быть обременительно при эксплуатации электроустановки.УЗО выбирают в первую очередь по величине дифференциального тока, что требует учета ожидаемых значений тока утечки в проектируемой установке, в которой они должны работать, но это не единственный критерий.
Автоматические выключатели также выбираются на основе номинального тока, где значение номинального тока устройства защитного отключения регулируется в зависимости от условий нагрузки установки. Большое значение имеет и время срабатывания автоматических выключателей при сохранении селективности их срабатывания (мгновенного, кратковременного, селективного). В установочных цепях, где требуется селективность срабатывания, применяют селективные выключатели. Кроме того, чтобы получить условие селективности, для автоматических выключателей, предназначенных для селективной работы, используется соответствующая градация номинальных дифференциальных токов.
Кроме того, устройства защитного отключения выбирают с учетом способности короткого замыкания — следует проверить, не превышает ли расчетный ток короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя его номинальную способность короткого замыкания, и если да, требуется дополнительная защита предохранителем.При выборе устройств защитного отключения необходимо также обратить внимание на тип приемников, установленных в защищаемой цепи, и использовать соответствующий тип устройства защитного отключения (AC, A, F, B, B+), который будет должным образом защищать данную цепь. против различных форм дифференциальных токов. Конечно, устройства защитного отключения также могут быть выбраны на основе других параметров, таких как номинальное напряжение, частота или условия окружающей среды.
Устройства защитного отключения – ограничения в использовании устройств защитного отключения
Устройства защитного отключения выполняют определенные функции в защищаемой цепи.Это может быть защита от поражения электрическим током при выходе из строя, дополнительная защита или противопожарная защита. Иногда устройства защитного отключения выполняют более одной функции, что часто зависит от того, как проектировщик планирует установку и как будут защищены требующие ее цепи.
Однако существуют установки и цепи, в которых не следует использовать устройства защитного отключения или даже в которых их использование запрещено. Примером может быть, например, сетевая система TN-C, в которой проводники PE и N не разделены.Другим случаем являются установки безопасности, безотказная работа которых имеет решающее значение для аварийного освещения, устройств жизнеобеспечения, систем кризисного управления или устройств авиационной безопасности. При проектировании этого типа установки существуют соответствующие процедуры и требования, такие как ограниченное количество ступеней защиты от источника до нагрузки, завышение уставок защиты от короткого замыкания для исключения ненужных отключений, сигнализация перегрузки по току или контроль дифференциального тока. ценность.
Другая группа устройств, бесперебойность работы которых чрезвычайно важна по экономическим причинам, включает: банковские ИТ-системы, холодильные камеры, морозильники и вентиляторы, работающие без присмотра.
Устройства защитного отключения в стандартах
На протяжении десятилетий прошлого века устройства защитного отключения производились в соответствии с инструкциями компании и документацией различных производителей. Отсутствовали национальные или международные стандарты, определяющие требования к параметрам, конструкции и методу типовых испытаний.Первое упоминание об устройствах защитного отключения появилось в проекте поправки к стандарту VDE 0100 в 1953 г., а в 1958 г. был опубликован первый полный проект VDE 0100/11.58, в котором были собраны полные на тот момент правила применения устройств защитного отключения.
За прошедшие годы были разработаны положения как немецких стандартов VDE, так и австрийских правил ÖVE для устройств защитного отключения. В 1977 году технический комитет IEC взял на себя вопросы и разработку правил.Кроме того, в 1970-х годах ИЭК опубликовал очень ценные результаты исследований проф. Готфрид Бигельмайер, испытавший и доказавший эффективность использования УЗО в качестве дополнительной защиты на собственном теле. Последовательные итерации пересмотра европейских стандартов EN и международных стандартов IEC способствовали созданию текущего набора базовых стандартов, включенных в сборник ПКН, таких как PN-EN 61008-1, PN-EN 61008-2-1 или PN-EN. 61009-1. Это относится и к стандарту PN-EN 61557-6:2004 «Электробезопасность в низковольтных электрических сетях переменного напряжения до 1 кВ и постоянного напряжения до 1,5 кВ.Устройства, предназначенные для проверки, измерения или контроля защитных мер. Часть 6. Устройства защитного отключения (УЗО), применяемые в сетях ТТ, ТН и ИТ» и PN-EN 61557-11:2009 «Электробезопасность в электрических сетях низкого напряжения с переменным напряжением до 1000 В и постоянным напряжением до 1500 В». Устройства, предназначенные для проверки, измерения или контроля мер по сохранению. Часть 11: Эффективность устройств контроля остаточного тока (RCM) типа A и типа B, используемых в сетях TT, TN и IT)».
Резюме
В статье рассматриваются основные вопросы УЗО в части их конструкции, параметров, рекомендаций по выбору, ограничений в их использовании и стандартов на продукцию. Возрастающие требования рынка вынуждают производителей устройств защитного отключения разрабатывать высококачественную продукцию и расширять свое предложение новыми типами расцепителей, чувствительными к различным формам дифференциальных токов. Проверка разработанных конструкций УЗО в ходе типовых испытаний в аккредитованных научно-исследовательских лабораториях позволяет ETI Polam выводить на рынок современные качественные решения, обеспечивающие надлежащую степень защиты и безопасности при их эксплуатации.
Литература
1. PN-EN 61557-6:2004 «Электробезопасность в низковольтных электрических сетях переменного напряжения до 1 кВ и постоянного напряжения до 1,5 кВ. Устройства, предназначенные для проверки, измерения или контроля защитных мер. Лот 6: Устройства защитного отключения (УЗО), применяемые в сетях ТТ, ТН и ИТ)».
2. PN-EN 61557-11:2009 «Электробезопасность в низковольтных электрических сетях переменного напряжения до 1000 В и постоянного напряжения до 1500 В.Устройства, предназначенные для проверки, измерения или контроля защитных мер. Часть 11: Эффективность устройств контроля остаточного тока (RCM) типа A и типа B, используемых в сетях TT, TN и IT)».
3. Э. Мусял, С. Чапп «Автоматы защитного отключения (2). Обзор и характеристики современных конструкций», ежемесячный SEP INPE 109/2008.
4. С. Чапп, Э. Мусял, «Автоматы защитного отключения – Часть 1 и 2», монографии SEP INPE 56/2016 и 59/2017.
Публикация статьи: март 2022
.
Как не оконфузиться при выборе автоматического выключателя / Хабр
Краткая заметка по поводу выбора автоматических выключателей. Искренне надеюсь, что читатель не узнает для себя ничего нового.
У поста есть видеоверсия на моем ютуб канале. Реалии времени заставляют меня делать еще и видео:
Определимся с целью
Для начала нужно определиться — для чего нам автоматический выключатель в электрощите. Задача автоматического выключателя — прежде всего защитить стационарную кабельную линию от протекания токов свыше предельно допустимых. Если ток превышен — то проводники нагреваются, с плавлением и разрушением изоляции или расплавлением самих проводников. И если не случится пожара, то случится дорогостоящий ремонт, с работами по замене замурованной в стенах электропроводки. А ток может быть превышен, если к линии подключили слишком много потребителей (происходит перегрузка) или если происходит короткое замыкание. Неправильный выбор характеристик автоматического выключателя — путь к дорогостоящему ремонту, а при особенной везучести — к пожару.
Номинальный ток
Поняв, что автоматический выключатель должен защитить кабельную линию от протекания тока свыше допустимого, мы должны понять, какой же ток допустимый. Чаще всего ссылаются на вот эту табличку из ПУЭ (таблица 1.3.4):
Но, на мой субъективный взгляд, у этой таблички есть существенный недостаток, и он указан в источнике — эта табличка составлена для окружающей температуры +25, температуры земли +15 и температуры жилы (!!!) +65. Длительная работа изоляции при повышенной температуре ускоряет процесс старения полимеров, поэтому мое личное мнение — указанные в таблице цифры стоит уменьшить хотя бы на 1/4. Если кабель проложен таким образом, что его охлаждение затруднено, то предельно допустимый рабочий ток также уменьшают. Например если кабель расположен в пучке с другими кабелями или под слоем теплоизоляции.
И вот в этом месте подходим к самой неочевидной вещи. В таблице указаны предельно допустимые токи, а на автоматических выключателях указан номинальный ток. Номинальный ток автоматического выключателя, указанный на нем — это ток, который может длительно проходить через автоматический выключатель и не вызывать его отключения. Для определения тока отключения заглянем в документацию, в график время-токовых характеристик:
Но это график конкретного экземпляра автоматического выключателя. В реальном мире, у автоматических выключателей есть разброс характеристик, даже у выключателей взятых из одной коробки. Поэтому на графике изображена область, в которой окажется характеристика случайно взятого автоматического выключателя.
В результате, если взять определенный ток, то мы получим диапазон значений времени, за которое сработает автоматический выключатель. От и до, как например вот здесь:
Думаю очевидно, что в расчетах стоит полагать, что нам попался самый плохой экземпляр, и берется самое худшее значение.
В автоматическом выключателе есть два расцепителя — тепловой, который достаточно точный, но медленный, и электромагнитный — очень быстрый, но неточный. (В посте (https://serkov.su/blog/?p=5563) я разбирал, как к такому пришли, и почему лучше пока ничего не придумали.) В итоге получается нелинейная зависимость времени срабатывания от протекающего тока. Для наглядности возьмем автоматический выключатель, на котором указан номинальный ток 16А. При перегрузке будет работать тепловой расцепитель:
До тока в 1,13 от номинального, расцепления совсем не произойдет (16*1,13=18,08А)
При токе в 1,45 от номинального тепловой расцепитель сработает, но за время менее 1 часа (!). (16*1,45=23,2А)
При токе в 2,55 от номинального тепловой расцепитель сработает за время менее 60 сек. (16*2,55= 40А)
При превышении тока еще сильнее — сработает электромагнитный расцепитель, но об этом чуть позже.
Все это становится понятнее, если взглянуть на график:
Откуда взялись эти магические цифры? Из стандарта (у нас в стране — ГОСТ 60898-1-220). Просто разработчики условились, что разброс параметров срабатывания расцепителей должны быть в этих пределах. Причем скорее всего взяли просто две удобные точки времени — 1 час и 1 минута, и воспользовались статистическими данными, чтобы получить кратности номинального тока.
Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.
А теперь сценарий везунчика по жизни. В частный дом заходит кабель, сечением 1,5 мм2. Щиток с автоматическим выключателем находится в холодном предбаннике, когда на улице мороз -35. Кабель от щитка идет через стену под слоем утеплителя. Автоматический выключатель на 16А почти час (!) будет пропускать ток в (16*1,45*1,25(поправочный на температуру, рис.4) = 29А. При 19А по табличке из ПУЭ у нас жилы будут горячими — +65С, а под слоем утеплителя изоляция уже начнет плавиться.
Еще раз резюмирую: Номинальный ток автоматического выключателя НЕ РАВЕН предельно допустимому току кабеля. Предельный ток кабеля должен вызывать отключение автоматического выключателя в адекватное время.
Тип электромагнитного расцепителя
Тепловой расцепитель медленный, что плохо при коротком замыкании — токи могут быть огромными, и даже за одну секунду могут наделать бед. Поэтому в конструкцию автоматического выключателя добавили электромагнитный расцепитель, который срабатывает за доли секунды. Но он настроен на ток в разы превышающий номинальный.
Дело в том, что некоторые виды потребителей при включении потребляют ток в разы, превышающий ток в рабочем режиме. Например мотор в пылесосе в момент включения кратковременно потребляет ток в 2-3 раза больший, но после разгона мотора, потребление снижается. Возможно вы замечали, как лампочки накаливания слегка притухают в момент включения чего-то как раз из-за этого. Вот график потребления тока мотора пылесоса:
Чтобы эти пусковые токи не заставляли сработать электромагнитный расцепитель, его характеристику сдвинули в зону бОльших токов, что бы такие кратковременные превышения тока были в зоне теплового расцепителя, который в силу своей инерционности такие краткосрочные процессы не замечает.
В итоге получилась линейка автоматических выключателей с одинаковыми тепловыми расцепителями, но с разными электромагнитными. Из-за огромного разброса параметров электромагнитных расцепителей — получились большие разбросы кратности тока срабатывания:
Характеристика В — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 3-5 раз
Характеристика С — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 5-10 раз
Характеристика D — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 10-20 раз
Вот они на графике:
Есть и другие характеристики (K, Z и т.д) но встречаются крайне редко и под заказ, поэтому опустим их.
Если по какой-то причине стартовые токи кратковременно попадут в зону действия электромагнитного расцепителя то возможны ложные срабатывания. И именно для исключения таких ложных срабатываний и сделали несколько типов характеристик.
Некоторые производители для упрощения указывают стартовые токи, вот например светодиодный драйвер уважаемой фирмы при включении кушает солидные 55А (из-за зарядки конденсатора в блоке питания), производитель даже сразу посчитал, сколько светодиодных драйверов можно подключить параллельно на один автоматический выключатель:
4 штуки с характеристикой В и 7 штук на автомат с характеристикой С. Кто бы мог подумать, что 150 ватт светодиодного света могут вышибать 16А автомат! Ситуация становится еще хуже, если используются некачественные светодиодные светильники, где производитель не только не предусмотрел плавный старт, да даже пусковой ток не регламентирует!
Если используется большое количество светодиодных светильников — то придется делить их на группы, чтобы одновременный пуск не вызывал срабатывание автоматического выключателя. Пытливый читатель задастся вопросом — а почему бы не взять просто автоматический выключатель с характеристикой «C» или «D»? Тогда бы пусковые токи не вызывали бы ложных срабатываний! Но не все так просто….
Ток короткого замыкания
Можно иногда услышать выражение «сопротивление цепи фаза-нуль», оно по сути про то же. Ток короткого замыкания — это величина тока в цепи, в случае если из-за повреждения случается короткое замыкание (прямое соединение фазного проводника и нейтрального, или соединение фазного и заземления) в самом дальнем участке. В идеальном мире с идеальными проводниками ток короткого замыкания был бы бесконечным. Но в реальном мире кабели имеют собственное сопротивление, и чем они длиннее тоньше — тем выше их собственное сопротивление. При обычной работе это не так важно — их собственное сопротивление много меньше сопротивления нагрузки. Но если случится короткое замыкание, ток будет ограничен именно этим собственным сопротивлением всех проводников в цепи + внутреннее сопротивление источника тока.
А теперь смотрим. В деревне Вилларибо измеренный ток короткого замыкания линии 278 Ампер, и электрик поставил автоматический выключатель С16:
Как видим все отлично — при коротком замыкании тока будет достаточно, чтобы электромагнитный расцепитель сработал. А вот в деревне Вилабаджо очень плохая проводка, и ток короткого замыкания всего 124 А. Смотрим на график:
В самом худшем случае, электромагнитный расцепитель типа «С» сработает при токе в 10 раз больше номинального (16*10=160А). А значит при 124А возможна ситуация, когда электромагнитный расцепитель при коротком замыкании не сработает, а пока тепловой расцепитель успеет сработать — по линии будет гулять ток в 124А, что может закончиться плохо. В таком случае деревне Вилабаджо нужно или менять проводку, чтобы уменьшить потери, или использовать автоматический выключатель типа В16, у которого электромагнитный расцепитель сработает в худшем случае при токе 5*16=80А. Теперь вы понимаете, почему характеристика типа D (10-20 *Iном) в некоторых случаях изощренный способ стрелять себе в ногу?
Как же определить ток короткого замыкания? Для проектируемых линий его можно расчитать — длина кабеля известна, сечение тоже. Для линий уже находящихся в эксплуатации — только измерять, поскольку никто не знает, на что пришлось пойти электрикам при ремонте поврежденных участков.
Для определения тока короткого замыкания есть специальные приборы. Показывать современные не интересно, поэтому покажу суровый советский олдскул, который есть у меня. М-417 измеряет сопротивление цепи путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении, а ток короткого замыкания необходимо рассчитывать:
Щ41160, творение сумрачного советского гения. Устраивает короткое замыкание на доли секунды и измеряет ток непосредственно. В коричневой коробочке на проводе — предохранитель на 100А.:
Как правило, ток короткого замыкания измеряют при введении линии в эксплуатацию, и планово, раз в несколько лет. Только после измерения тока короткого замыкания можно сказать, правильно ли подобрана защита.
Ток короткого замыкания равен …Oh shi….
Если ток короткого замыкания будет черезчур большим? Вот тут мы сталкиваемся с отключающей способностью автоматического выключателя. В момент размыкания контактов выключателя загорается электрическая дуга, которая сама по себе проводит ток и гаснет неохотно. Для ее принудительного разрушения в конструкции автоматических выключателей предусмотрены дугогасительные камеры. Вот здесь на высокоскоростной съемке видно как работает дугогасительная камера:
На автоматическом выключателе в прямоугольной рамке нанесена величина отключающей способности в амперах — это максимальный ток, который способен разомкнуть автоматический выключатель без поломки. Вот на фото автоматические выключатели с отключающей способностью в 3000, 4500, 6000 и 10000 А:
Для наглядности я их разобрал. Большая отключающая способность заставляет не только делать дугогасительные камеры больше, но и усиливать другие конструктивные части, например защиту от прогара вбок.
Отключающая способность автоматического выключателя должна быть больше тока короткого замыкания в линии. Как правило, 6000 А достаточно для большинства применений. 4500А обычно достаточно для работы в линиях старых домов, но может быть недостаточным в новых сетях.
Коммутационная стойкость
При каждом включении/отключении автомата меж контактов загорается дуга, которая постепенно разрушает контактную группу. Производитель часто указывает количество циклов включения/отключения, который должны выдержать контакты:
Отсюда легко видеть, что автоматический выключатель не замена нормальному выключателю при частом использовании. Если пожадничать, и вместо пускателя с контактором заставить сотрудника включать/отключать мешалку дергая автомат по 10 раз в день, то автомат может прийти в негодность менее чем за пару лет. Вот фото автоматического выключателя, контакты которого пришли в негодность из-за большого тока:
Помните, каждая коммутация и срабатывание автоматического выключателя «съедает» его ресурс.
Класс токоограничения
Наверное самая мистическая характеристика. Указывается в виде цифры в квадратике. Про нее в рунете написано мало и чаще ерунда. Класс токоограничения, если упрощать, говорит о количестве электричества, которое успеет пройти через автоматический выключатель при коротком замыкании прежде, чем он отключит цепь, и говорит о быстродействии. Всего классов три:
Что интересно, отечественными стандартами класс токоограничения не регламентируется, поэтому на картинке выше нет кириллицы. Цифры в таблице — это величина интеграла Джоуля. Отечественные производители указывают класс просто потому что «так принято», а не того требуют отечественные стандарты 🙂 В быту на данный параметр можно не обращать внимание — классы хуже третьего встречаются в продаже не часто.
Селективность
Вам бы не хотелось, чтобы при перегрузке или коротком замыкании срабатывал автоматический выключатель где-то на столбе у ввода в дом. При последовательном соединении автоматов защиты, подбором их характеристик можно добиться селективности — свойству срабатывать защите ближайшей к повреждению, без срабатывания вышестоящей. И у меня две новости.
Хорошая — можно воспользоваться специальными таблицами, которые есть у многих производителей, и подобрать пары автоматических выключателей, которые при перегрузке будут обеспечивать селективность. На графике это видно как непересекающиеся графики работы расцепителей:
Но по графику вы могли понять, что плохая новость — обеспечить полную селективность автоматических выключателей при коротком замыкании затруднительно. Кривые пересекаются в области больших токов. Поэтому чаще всего речь о частичной селективности. Например, если синий график — автомат В10, а фиолетовый В40, то ток селективности составит 120А (значение взято из таблиц одного производителя для конкретной модели автоматов). Тоесть при токах меньше тока селективности — все отлично. При токах больше — сработать могут оба устройства защиты.
В бытовой серии модульных автоматических выключателей обеспечивать селективность, даже частичную, довольно трудно. Лишь большие и мощные устройства защиты, например на подстанциях, имеют тонкие настройки уставок расцепителей для обеспечения селективности с вышестоящими устройствами защиты.
Да скажи уже что ставить!?
Прежде всего то, что предусмотрено проектом.
Ну а если уж совсем среднестатистический случай с кучей оговорок, то:
Линия 1,5 мм2 — Автомат В10 с отключающей способностью 6000А
Линия 2,5 мм2 — Автомат В16 с отключающей способностью 6000А
Применение автоматического выключателя с характеристикой «C» или «D» вместо «B» должно иметь вескую причину.
Плюшки
Автоматические выключатели разных производителей могут содержать разные приятности/полезности, которые напрямую на защитные функции не влияют, но могут быть полезны:
Это различные шторки/колпачки/крышечки для пломбирования вводного автомата по требованию электросетевой компании.
Это визуальный индикатор фактического состояния контактов, такой индикатор останется красным, если контакты из-за перегрузки сварились
Это окошки для дополнительных нашлепок с электромагнитными расцепителями, контактами
Это дополнительное окошко у клемм для использования гребенки при подключении
и прочее и прочее.
Номинальный ток автоматического выключателя не равен предельно допустимому для кабеля! В силу особенностей конструкции автоматический выключатель может длительное время пропускать через себя токи значительно больше номинальных и не отключаться.
Разные типы электромагнитных расцепителей позволяют избежать ложных срабатываний, но использовать тип С, и в особенности тип D нужно понимая что к чему.
Если ток короткого замыкания в вашей линии мал — то использование автоматического выключателя требует вдумчивого подхода.
Если ток короткого замыкания в вашей линии огромен, то отключающая способность автоматического выключателя должна быть еще больше.
А чтобы знать ток короткого замыкания, его нужно измерить специализированным прибором. И только после измерения можно сказать, будет ли правильно работать защита
Хочу сказать спасибо всем, кто принимал участие в рецензировании черновика. Буду рад указаниям на фактические ошибки в статье и ценным дополнениям.
Автоматический выключатель 32 имеет характеристику b 1 полюс 10 k
16 других продуктов из этой категории:
Автоматический выключатель 32a
Legrand
Артикул: SAN711001016
168,84 (включая налог)
Автоматический выключатель.
Автоматический выключатель 3 полюса tx3 32a 3 полюса характеристика b
Legrand
Артикул: SAN711000418
67,87 (включая налоги)
Автоматический выключатель на 3 полюса. имеет три модуля. можно принести священные писания. Автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей, проводов и устройств от перегрузок и коротких замыканий выключателей…
Дифференциал переключателя Abb, 4 полюса, 25 А/30 мА
Busch-Jaeger
Артикул: SAN711001128
93,31 (включая налоги)
Дифференциальный выключатель (RCCB) типа А (чувствительный к переменным и импульсным токам) отключает все полюса соответствующей цепи в случае непрямого контакта.
Автоматический выключатель 25 имеет характеристику c 1 полюс 10 кОм
Viega
Артикул: SAN711002036
10.58 (включая налог)
Автоматические выключатели 90 серии mcb используются для защиты от перегрузок и короткого замыкания .cevde
Автоматический выключатель 6А, характеристика b, 1 полюс, 10 кОм 10.
58 (включая налоги)Миниатюрные автоматические выключатели серии 90 mcb используются для защиты от перегрузки и короткого замыкания в жилых, коммерческих и промышленных приложениях
Автоматический выключатель Abb 16A
Busch-Jaeger
Артикул: SAN711001104
6.22 (включая налог)
Автоматический выключатель защищает кабели и провода от перегрузок и коротких замыканий. в отличие от защитного предохранителя, его можно повторно активировать после срабатывания пускового механизма.
Автоматический выключатель 10a, характеристика b
Legrand
Артикул: SAN711000396
9.41 (включая налог)
Однополюсный автоматический выключатель с характеристикой b предназначен в первую очередь для цепей освещения и цепей силовых розеток. монтаж на профилированную рейку осуществляется с помощью быстрого крепления путем вкручивания.
Автоматический выключатель 25 А TX3
Legrand
Артикул: SAN711000996
65,69 (включая налог)
Автоматический выключатель однополярный с нейтральным драйвером 10 кОм. он состоит из двух единиц и может быть помечен. Миниатюрный автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей, проводов и устройств от перегрузок и короткого замыкания…
Автоматический выключатель Legrand 40A, кривая C, 1 полюс+N 6кА, 1 модуль 117,43 (включая налог)
Автоматический выключатель.Технические характеристики:- характеристика c, 1 полюс + нулевой провод- 1 модуль- с возможностью нанесения надписи.
Дифференциальный выключатель Kopp 2 модуля 2 полюса 25A/0,3A, 230В AC, VDE
Kopp
Ссылка: SAN711000051
72,91 (включая налог)
Дифференциальный выключатель отключает все полюса цепи, как только превышен допустимый ток по умолчанию. Он обеспечивает защиту от потенциально фатальных ситуаций из-за дефектов изоляции и опасного контактного напряжения.
Дифференциальный переключатель 2 модуля 2 полюса 25/0,03 a
Hager
Артикул: SAN711001224
90,89 (включая налог)
Дифференциальный выключатель.Технические характеристики:- 2 полюса- 2 модуля- с возможностью нанесения надписи.
Комбинированный автоматический выключатель Dx3 16 А/30 мА
Legrand
Артикул: SAN711000470
115,82 (включая налог)
Технические характеристики: 1 полюс + нейтральный драйвер 2 модуля с возможностью приведения надписи типа А к мгновенному действию.
Автоматический выключатель 16 имеет характеристику c 1 полюс 10 кОм 8.06 (включая налог)
Миниатюрные автоматические выключатели серии 90 mcb используются для защиты от перегрузки и короткого замыкания. CEVDE
Автоматический выключатель 6 имеет характеристику c 1 полюс 10 кОм
Busch-Jaeger
Артикул: SAN711002028
11,83 (включая налог)
Автоматические выключатели серии 90 mcb используются для защиты от перегрузки и короткого замыкания. CEVDE
Глушитель cx3 40a 4 замыкающих контакта
Legrand
Артикул: SAN723000084
138,84 (включая налоги)
Бесшумный монтажный контактор Legrand. Этот монтажный контактор с низким уровнем шума при переключении и рабочем шуме предназначен для коммутации нагрузок, таких как группы светильников, электродвигатели и…
Дифференциальный переключатель Kopp 4 модуля 4 полюса 25A 300mA 230V AC
Kopp
Артикул: SAN711000055
84,24 (включая налог)
Дифференциальный выключатель отключает все полюса цепи, как только превышен допустимый ток по умолчанию. Он обеспечивает защиту от потенциально фатальных ситуаций из-за дефектов изоляции и опасного контактного напряжения.
Получайте наши последние новости и специальные предложения
«Я принимаю условия и политику конфиденциальности. Lisez les termes et Условия использования»
Как долго должен срабатывать автоматический выключатель. Характеристики отключения автоматических выключателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта.
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальные токовые и времятоковые характеристики автоматических выключателей .
Напоминаю, что данная публикация входит в цикл статей и видеороликов, посвященных устройствам электрозащиты из курса
Основные характеристики автоматического выключателя указаны на его корпусе, где товарный знак или клеймо изготовителя и каталожный номер или серийный номер также проставляются.
Важнейшая характеристика автоматического выключателя — номинальный ток . Это максимальный ток (в амперах), который может неограниченно долго протекать через машину без отключения защищаемой цепи. Если ток превысит это значение, машина сработает и разомкнет защищаемую цепь.
Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизирован и составляет:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.
Значение номинального тока автомата указано на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30°С. С повышением температуры значение номинального тока уменьшается.
В момент включения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др., в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные всплески тока не страшны.
Поэтому для того, чтобы автомат не отключался каждый раз при незначительном кратковременном увеличении тока в цепи, применяют автоматы с разным типом времятоковой характеристики.
Таким образом, следующая основная характеристика:
времятоковая характеристика автоматического выключателя — это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы тока, протекающего по ней. Ток указывается как отношение к номинальному току I/I, т. е. во сколько раз ток, протекающий через автоматический выключатель, превышает номинальный ток для данного автоматического выключателя.
Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одним и тем же будут выключаться по-разному (в зависимости от типа времятоковой характеристики). Это позволяет снизить количество ложных срабатываний при использовании автоматических выключателей с различной токовой характеристикой для разных типов нагрузки,
Учитывать типы времятоковых характеристик:
— Тип А (2-3 номинальных значения тока ) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых приборов.
— Тип Б (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малой кратностью пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, нагреватели, печи, сети общего освещения). Показан для использования в квартирах и жилых домах, где нагрузки наиболее активны.
— Тип С (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеров, холодильников, бытовых и офисных розеточных групп, газоразрядных ламп с повышенным пусковым током.
— Тип Д (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с большими пусковыми токами (компрессоры, грузоподъемные механизмы, насосы, станки). Их устанавливают в основном в производственных помещениях.
— Тип К (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.
— Тип Z (2,5-3,5 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными устройствами, чувствительными к перегрузкам по току.
Времятоковая характеристика D автоматического выключателя отличается от B и C тем, что быстрое отключение тока нагрузки происходит в диапазоне от 10 до 14-кратного номинального тока автоматического выключателя.
Специфика времятоковой характеристики Д заключается в том, что автоматы характеристики Д применяются в основном в промышленности, для защиты электродвигателей и линий их питания. Так как при пуске электродвигателя он не выходит сразу на номинальный режим, а некоторое время разгоняется, то пусковые токи при разгоне двигателя значительно превышают ток, потребляемый при погружении в нормальном, рабочем режиме и могут достигать десятикратного рабочего тока, С больше В нельзя использовать для таких целей, так как это приведет к невозможности пуска электродвигателя в связи с отключением при следующем пуске выключателя после превышения тока .
Автомат класса D с номиналом 40 Ампер не отключится при запуске двигателя, даже если пусковой ток достигнет 400 Ампер менее чем за 1 секунду, он также не может отключиться при более высоких токах, в случае еще более короткий период пускового тока.
Характеристика D теплового расцепителя автоматического выключателя
Время-токовая характеристика D ясно показывает, что тепловой расцепитель, скорость срабатывания которого относится ко времени, превышающему 15 миллисекунд, допускает неотключающий пусковой ток до три оценки за пять секунд, пять оценок за две секунды и десять оценок за одну секунду. Учитывая, что при пуске наиболее мощный пусковой ток образуется в момент включения питания, и далее по мере раскручивания ротора двигателя, стремящегося к номинальному току двигателя, то в том случае, если автомат не включается в первый момент, что будет свидетельствовать о неправильном выборе номинального значения автомата, то дальнейший процесс пуска электродвигателя будет нормальным и автоматический выключатель не отключится из-за пускового тока.
Характеристика D электромагнитного расцепителя автоматического выключателя
Электромагнитный расцепитель, работа которого описывается нижней частью кривой времятоковой характеристики D, характеризуется высокой, миллисекундной, скоростью срабатывания при больших токах, протекающих через катушка выпуска.
Устройство и характеристики времени электромагнитного расцепителя токовой характеристики Д практически не отличаются от характеристик расцепителя для кривой Б и С, так как во всех исполнениях автоматических выключателей электромагнитный расцепитель служит для предотвращения короткого замыкания и является не привязан к текущему рейтингу машины.
При нормальной работе сети и всех устройств через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако, если сила тока по каким-либо причинам превышает номинальные значения, цепь размыкается за счет срабатывания расцепителей выключателя.
Характеристика срабатывания автоматического выключателя — очень важная характеристика, которая описывает, насколько время срабатывания автомата зависит от отношения тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Эта характеристика усложняется тем, что для ее выражения необходимо использовать графики. Автоматы с одним и тем же номиналом будут выключаться по-разному в зависимости от типа кривой автомата (это иногда называют токовой характеристикой) при разных уровнях тока, так что можно использовать автоматы с разными характеристиками для разных видов нагрузки .
Таким образом, с одной стороны выполняется защитная токовая функция, а с другой стороны обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний — в этом важность данной характеристики.
В энергетике бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с возникновением аварийного режима и защита не должна реагировать на такие изменения. То же самое относится и к автоматам.
При включении какого-либо двигателя, например, летнего насоса или пылесоса, в линии возникает большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы автомат должен, конечно, отключаться. Например, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем — 5. Станок стоит 10 А, а от 12 вырубится. Что я должен делать? Если, например, поставить на 16 А, то непонятно, выключится он или нет, если двигатель заклинит или кабель замкнется.
Можно было решить эту проблему, если поставить на меньший ток, но тогда он будет работать от любого движения. Поэтому для автомата было придумано такое понятие, как его « токовая характеристика ». являются тепловыми и электромагнитными расцепителями
Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Таким образом срабатывает механизм развязки, при длительном отключении по перегрузке, с обратнозависимой выдержкой времени. биметаллическая пластина и время срабатывания расцепителя находятся в прямой зависимости от уровня перегрузки.
Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид с сердечником, магнитное поле соленоида втягивает сердечник при определенном токе, срабатывая механизм расцепления — при КЗ происходит мгновенное расцепление, так что пораженный участок сети не будет ждать для утепления теплового расцепителя (биметаллическая пластина) в машине.
Точно определяется зависимость времени срабатывания автомата от тока, протекающего через автомат Времятоковая характеристика автоматического выключателя .
Наверное, все замечали изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так они характеризуют кратность настройки электромагнитного расцепителя на номинал машины, обозначая ее времятоковую характеристику.
Эти буквы обозначают мгновенный ток электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, он показывает чувствительность автомата — наименьший ток, при котором автомат мгновенно отключается.
Машины имеют несколько характеристик, наиболее распространенными из которых являются:
- — Б — от 3 до 5×В;
- — С — от 5 до 10×В;
- — D — от 10 до 20 × дюймов.
Что означают цифры, указанные выше?
Приведу небольшой пример. Допустим есть два автомата одинаковой мощности (равные по номинальному току) но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Рабочий диапазон электромагнитного расцепителя для В16 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.
При токе 100 А автомат Б16 выключается практически мгновенно, а С16 выключается не сразу, а через несколько секунд от термозащиты (после прогрева его биметаллической пластины).
В жилых домах и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а некоторые мощные двигатели включаются не часто, наиболее чувствительными и предпочтительными являются автоматы с характеристикой В. На сегодняшний день характеристика С очень распространен, что также может быть использовано для жилых и офисных зданий.
Что касается характеристики D, то она как раз подходит для питания любых электродвигателей, больших двигателей и других устройств, где при их включении могут присутствовать большие пусковые токи. Также за счет пониженной чувствительности при КЗ автоматы с характеристикой Д могут быть рекомендованы к использованию в качестве вводных для повышения шансов селективности с АБ низшей группы при КЗ.
Согласитесь, что время отклика зависит от температуры машины. Машина остановится быстрее, если ее тепловой корпус (биметаллическая пластина) будет нагрет. И наоборот, при первом включении биметалла время холодного отключения будет больше.
Следовательно, на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.
Пунктиром указан максимальный рабочий ток для автоматов до 32 А.
На графике показано время токовой характеристики
На примере 16-амперного автомата, имеющего временную характеристику С, стараемся учитывать характеристики срабатывания автоматических выключателей .
На графике видно, как ток, протекающий через автоматический выключатель, влияет на временную зависимость его отключения. Кратность тока, протекающего в цепи, к номинальному току автомата (I/In) представляет собой ось X, а время срабатывания, в секундах, — ось Y.
Выше было сказано, что автомат включает в себя электромагнитный и тепловой расцепитель. Таким образом, график можно разделить на две части. Самая крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиты от короткого замыкания (работа электромагнитного расцепителя).
Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку, то он должен отключиться через 40 секунд. То есть при перегрузке 45% автомат отключится через 40 секунд.
На большие токи, которые могут повредить изоляцию проводки, автомат способен среагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.
При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен срабатывать через 0,02 секунды (это если машина горячая). В холодном состоянии при такой нагрузке он отключится в течение 11 секунд. и 25 секунд. (для машин до 32 А и выше 32 А соответственно).
Если ток, протекающий через машину, составляет 10 × In, она выключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или менее чем за 0,01 секунды в горячем состоянии.
Например, при коротком замыкании в цепи, которая защищена С16, и токе 320 ампер, время отключения автомата составит от 0,008 до 0,015 сек. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитит от возгорания и полного разрушения самой машины, короткого замыкания электроприбора и электропроводки.
Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать в быту
В квартирах по возможности необходимо использовать автоматы категории В, которые более чувствительны. От перегрузки этот автомат будет работать так же, как и автомат категории С. А как быть с КЗ?.
Если дом новый, в хорошем состоянии электросети, подстанция рядом, а все подключения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких значений, что его должно быть достаточно для срабатывания даже входной автомат.
Ток может оказаться малым при КЗ, если дом старый, и к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление шлейфа) — в этом случае Машина C-типа может вообще не работать. Поэтому единственный выход из этой ситуации – установка машин с характеристикой типа В.
Содержимое:
Когда все устройства и сама электрическая сеть функционируют в штатном режиме, в них наблюдается обычный ток. Это явление в полной мере относится к автоматическому выключателю. Однако при превышении тока по какой-либо причине его номинального значения срабатывает защитное устройство и цепь размыкается. Параметр такого срабатывания известен как времятоковая характеристика автоматического выключателя. Это зависимость времени отклика машины и отношения между фактическим током, протекающим через машину, и номинальным током устройства.
Для чего нужна времятоковая характеристика?
Трудности практического применения этого параметра в первую очередь связаны с графиками, которые необходимо правильно читать и применять на практике. Отключение машин с одинаковым номиналом не будет происходить одинаково при разных бросках тока. Поэтому для каждого типа автоматического выключателя на графике отображается своя кривая. Это позволяет использовать автоматические выключатели с различными характеристиками для определенного типа нагрузки.
В результате автоматический выключатель выполняет функцию защиты по току и одновременно минимизирует ложные срабатывания. В этом заключается основной практический смысл времятоковой характеристики.
В сфере энергетики часто возникают ситуации, при которых кратковременное увеличение тока не связано с возникновением аварийного режима работы. В этих случаях защитные устройства не должны реагировать на такие изменения. Это происходит при включении двигателей, когда наблюдается значительный скачок тока, в несколько раз превышающий номинальное значение. Если следовать логическим выводам, должно быть обязательное отключение машины. Например, если устройство настроено на 10 А, а пусковой ток равен 12 А, это приведет к неизбежному срабатыванию защиты. Во избежание этого требуется увеличить порог, например, до 16 ампер. Однако в случае чего устройство может не выключиться.
Слишком низкий уровень срабатывания заставит машину реагировать даже на незначительные скачки. Решить эту проблему позволяет времятоковая характеристика, определяющая основной режим работы каждого защитного устройства.
Времятоковые характеристики автоматов
Отключение автоматических выключателей происходит за счет действия основных его элементов — теплового и электромагнитного расцепителей. Конструкция теплового расцепителя состоит из биметаллической пластины, нагреваемой протекающим током. В результате он изгибается и приводит в действие спусковой механизм. Для работы требуется постоянная нагрузка, обратно пропорциональная времени задержки. Уровень перегрузки напрямую влияет на нагрев плиты и время работы теплового расцепителя.
Основными элементами электромагнитного расцепителя являются катушка и сердечник. Когда ток достигает определенного уровня, магнитное поле катушки притягивает сердечник, под действием которого срабатывает механизм отключения. Устройство мгновенно срабатывает при коротких замыканиях, не дожидаясь прогрева теплового расцепителя. Время срабатывания машины зависит от тока, протекающего через автоматический выключатель. Эта зависимость и есть временная характеристика защитного устройства.
Латинские символы B, C и D напечатаны на корпусе каждого устройства. Каждому из них соответствует кратность настройки электромагнитного расцепителя на номинал автомата. То есть с помощью этих букв отображается ток мгновенного срабатывания расцепителя или чувствительность автоматического выключателя. Этот параметр указывает минимальный ток, при котором защитное устройство мгновенно отключается. Таким образом, латинские буквы обозначают времятоковую характеристику каждого конкретного автомата. Обозначение «В» соответствует характеристике 3-5 х пер, «С» — 5-10 х пер и «Д» — 10-20 х пер.
Значение этих цифр следует учитывать в случае двух автоматов, равных по мощности, то есть с одинаковым номинальным током, например моделей В16 и С16. Для выключателя В16 диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя составит 16 х (3-5) = 48-80 А. Соответственно для автомата С16 этот диапазон будет в пределах 16 х (5-10) = 80-160 А. ампер. Таким образом, при наличии тока в 100 А модель В16 мгновенно выключится, а устройство С16 выключится лишь через несколько секунд после того, как биметаллическая пластина нагреется.
Для жилых и офисных помещений наиболее подходящими вариантами считаются автоматы с маркировкой В и С. Это связано с отсутствием больших пусковых токов и крайне редким включением мощных электродвигателей. Машины категории Д применяются в основном на тех объектах, где имеются мощные электродвигатели и другие устройства с большими пусковыми токами.
Временная характеристика тока обязательно учитывает температуру самого защитного устройства. При первом срабатывании тратится больше времени, так как биметаллическая пластина холодная. При повторном срабатывании, когда плита уже прогрета, отключение происходит быстрее.
Кривая времятоковой характеристики
На этом графике показаны временные характеристики тока для различных типов автоматических выключателей — B, C и D. Основным параметром является значение тока, протекающего через устройство защиты и оказывающего прямое воздействие на время отключения. Отношение тока, протекающего в цепи, к номинальному току машины отображается как l/ln по оси X. Время отклика устройства, измеряемое в секундах, фиксируется на оси Y
Поскольку каждый автомат состоит из электромагнитного и теплового расцепителей, представленный график условно разбит на два участка. На крутом участке защищена работа теплового расцепителя, предохраняющего от перегрузок, а на более пологом участке показано действие электромагнитного расцепителя, выполняющего отключение при коротких замыканиях.
На графике хорошо видно, что при разных нагрузках меняется и время выключения устройства. Время отключения при одинаковой нагрузке для холодной и горячей машины будет разным. Таким образом, график времятоковой характеристики позволяет произвести необходимые расчеты и выбрать наиболее подходящее защитное устройство для конкретных условий эксплуатации.
Подбор автомата для дома
Для большинства квартир рекомендуются автоматические выключатели категории В с повышенной чувствительностью. Его работа при перегрузках происходит так же, как и у машины типа С. Однако в случае короткого замыкания их действия могут отличаться.
Идеальные условия — наличие нового дома, хорошее состояние сети, расположение подстанции рядом с объектом. Большое значение имеет качество всех соединений. В такой ситуации в случае короткого замыкания может сработать даже вводной автомат.
Совсем другие условия в старых домах. Как правило, это очень старая проводка, имеющая большое сопротивление. Ток может быть недостаточным, и в случае короткого замыкания машина не будет работать. На таких объектах времятоковая характеристика автоматического выключателя обязательно должна соответствовать категории В. Это условие касается не только квартир, но и дач и старых сельских домов.
Для срабатывания любого автоматического выключателя требуется время. Это могут быть сотые доли секунды, а может быть и несколько минут. Все зависит от тока, который будет протекать через автоматический выключатель. Если кабель и автомат подобраны правильно, можно не опасаться, что при повышенном токе изоляция на ваших проводах не расплавится, например, за 30 секунд, которые необходимы для срабатывания автоматического выключателя от определенной перегрузки.
Есть такие интересные времятоковые характеристики автоматических выключателей — это такие красивые графики кривых зависимости времени срабатывания от величины тока. Они обозначаются на автоматах буквами B, C и D.
Эти буквы стоят перед номиналом автомата. Ниже приведены обычные графики, по которым можно определить, через какое время нагрузка будет обесточена при повышенном токе или его скачке. Ты ходил в школу? Вы умеете работать с графиками? Тогда сразу пойми. По вертикальной оси отложено время в секундах. Горизонтальная шкала представляет собой отношение тока, протекающего по проводам, к номинальному току I/In машины.
Чем отличаются времятоковые характеристики автоматических выключателей «В», «С» и «D»? Это просто! Отличаются они величиной отношения протекающего тока к номинальному току I/In.
Если все-таки остались вопросы, то идем дальше разбираться вместе. Я буду цитировать все на конкретных примерах, так как это будет более понятно, чем если объяснять на пальцах.
Допустим, у нас есть автоматический выключатель на 10А с характеристикой В. Мы выбрали 10А, потому что так будет проще считать, и они часто используются в быту.
Например, возникла чрезвычайная ситуация. Жена попросила повесить ковер, и когда ты его просверлил, то попал в провод, идущий от распределительной коробки. Баба! Вокруг тишина и темнота. Здесь вы просто перерезали жилы провода дрелью, и произошло короткое замыкание. Это было так? Признаюсь, у меня было такое в молодости.
В этой ситуации автоматические выключатели с характеристикой В срабатывают практически мгновенно, когда ток в сети превышает значение номинала автомата в 3-5 раз. В нашем случае этот ток лежит в пределах 30-50 ампер. Конечно, при коротком замыкании ток увеличивается в сотни раз, но у автомата с характеристикой В он увеличивается в 3-5 раз. А вот и электромагнитный выброс.
Смотрим на графики ниже и видим, что при токе 50А автомат сработает через 0,01 сек. Это получено отсюда. Ток при КЗ делим на номинальный ток автомата, т.е. 50А/10А=5. Теперь на горизонтальной шкале находим цифру 5 и проводим условную линию (на рисунке она выделена красным) по вертикали до пересечения с кривой. Ставим точку и проводим от нее условную горизонтальную линию к оси времени. У нас получилось примерно 0,01 секунды. Аналогично при перегрузке сети током 15А у нас коэффициент 1,5 и время задержки срабатывания 30 секунд. Здесь машина остановится из-за срабатывания теплового расцепителя. Если сечение провода рассчитано правильно, его изоляция при таком токе не сможет за это время расплавиться. Вы защищены.
Выше мы рассмотрели нижнюю кривую, но на картинке их можно выделить 3 шт. Для чего все это? Давайте разберемся. Эти кривые предназначены для различных состояний автоматических выключателей: «холодного» (верхняя кривая) и «горячего» (нижняя кривая), а сам график составлен для температуры окружающей среды +30°С. рассчитано время для автомата с номиналом не выше 32А.
Для холодного состояния выключателя с характеристикой В для описанного выше примера время задержки на срабатывание составит при токе 50А — 0,04 сек. а при токе 15 А — 4000 с. (около 67 минут). На рисунке выше это показано синим цветом.
Также имейте в виду, что автоматы стоят в разных местах — в квартире, в подъезде, на улице и т.д. Например, зимой температура +25 в подъезде, +16 на улице, -25 на улице. Соответственно температура элементов выпуска разная и ей нужно разное время для прогрева и запуска машины.
Еще тут есть поправочный коэффициент. Чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток через себя будет пропускать автомат и наоборот. При одинаковой нагрузке в горячих и холодных помещениях одна и та же машина будет работать при разных значениях тока. Эти колебания несущественны и этот вопрос становится актуальным, когда выключатель сильно нагружен и работает на пределе своих возможностей. Стоит поднять температуру окружающей среды, так как это может отключить нагрузку. Часто такой вопрос возникает летом в жарких помещениях.
Теперь скажу несколько слов о времятоковых характеристиках автоматических выключателей С и D. Суть их заключается в том, что все кривые характеристик смещаются вправо, т. е. таким образом увеличивается время их срабатывания. Автомат с характеристикой С при КЗ сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 5-10 раз. Автомат с характеристикой Д при КЗ сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 10-20 раз.
Из графиков получаем (см. ниже). Для автомата при 10А характеристики С время срабатывания уже будет: при токе 50А около 0,02 сек. и при токе 15А около 40 секунд. Это для горячего состояния машины (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 27 сек. а при токе 15А около 5000 сек. (83 мин.).
Для автомата с 10А характеристикой D (см. графики ниже) время срабатывания уже будет: при токе 50А около 1,5 сек. и при токе 15А около 40 секунд. Это для горячего состояния машины (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А около 30 сек. а при токе 15А около 6000 сек. (100 мин.).
Вот видите какая разница в значениях времени при перезагрузке машин. Это тоже надо знать и учитывать при их выборе.
Обычно для квартир используют автоматические выключатели с характеристикой В, а в производстве — С и D. Хотя очень часто в этажных плитах можно встретить автоматы с параметром С. Другие автоматы с параметром В в продаже встречаются редко.
Также обратите внимание, что каждая машина может пропускать через себя ток, превышающий номинальный более чем в 1,13 раза. Это видно из графика. Вы видите значение 1,13 на горизонтальной оси, и если вы будете держать условную линию вертикально вверх, она никогда не пересечет временную кривую. Следовательно, машина при таком токе не работает. Поэтому выбирайте кабель большего сечения, т.е. с запасом. Лучше подстраховаться.
Посмотреть, для каких автоматических выключателей соответствует ток несрабатывания. Это также учитывается при выборе автоматического выключателя по номиналу и кабелю.
Например, для нагрузки, потребляющей ток 25А, вы выбрали кабель сечением 2,5мм2. Потом жена собиралась приготовить ужин, заодно попить чай, разморозить мясо в микроволновке и еще принесла фен (который вы не учли в своих расчетах) на кухню сушить волосы. Таким образом, вместо 25А можно получить в сети 28А, и автомат здесь работать не будет, так как будет работать при токе 25А * 1,13 = 28,25А. Из таблицы видно, что для такого тока уже нужен провод сечением не менее 3 мм2. Но у нас провод сечением 2,5 мм2 и поэтому он будет греться и плавить изоляцию.
При этом учтите, что многие производители лукавят при изготовлении кабеля. Делать это по спецификациям (техническим условиям), в которых сечение кабеля уменьшено. Я придерживаюсь такого мнения в выборе кабеля и автоматических выключателей, что лучше брать все с разумным запасом, чем предполагаемая нагрузка.
Не забудь улыбнуться:
А на работу не ходи ко мне? подумал электрик.
И он не пошел …
Китай Производитель высоковольтных тестеров, Комплект для испытаний высоковольтных частичных разрядов, Поставщик высоковольтных резонансных испытательных систем
Новое поступление
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Серия тестов PD
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Набор для тестирования Hipot
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Тестеры трансформаторов
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Видео
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Свяжитесь сейчас
Профиль компании
{{ util. each(imageUrls, функция(imageUrl){}}
{{ }) }}
{{ если (изображениеUrls.length > 1){ }}
{{ } }}
Вид бизнеса: | Производитель/фабрика и торговая компания | |
Деловой диапазон: | Электрика и электроника, Инструменты и счетчики | |
Основные продукты: | Тестер высокого напряжения , Комплект для испытаний высоковольтных частичных разрядов , Высоковольтная резонансная испытательная система , Локатор повреждений кабеля , Элегазовый газ . .. | |
Сертификация системы менеджмента: | ИСО9001:2015, ИСО14001:2015, ОХСАС18001:2007 | |
Год экспорта: | 2011-07-01 |
HV Hipot Co. является высокотехнологичным предприятием, профессионально занимающимся исследованиями и разработками, производством и маркетингом продуктов для энергетических испытаний, контрольно-измерительных приборов, систем автоматизации энергетики, которые поставляются для национальных энергетических компаний, металлургических нефтехимических корпораций, заводов и государственных учреждений. …
Посмотреть все
Посетите нас
20 шт.Визит клиента
Клиент из России посетил нас
Визит клиента
Посещение клиента
Визит клиента
Визит клиента
Клиент из Турции посетил нас
Клиент из Бразилии посетил нас
Индийский клиент прибыл для проверки поставки резонансной испытательной системы переменного тока
BREB посетить HV HIPOT
Клиент из Филиппин посетил нас
Посещение клиента в Малайзии
Австралийский клиент посещает HV Hipot
корейских клиентов посещают нас
Иран Клиент посетил HV Hipot Electric Co. ltd
клиентов из Южной Кореи посетили нас
клиента из Индонезии посетили HV Hipot
клиентов из Пакистана посетили HV Hipot
Австралийский клиент посещает HV Hipot
Mocorro client vist HV Hipot
Отправьте сообщение этому поставщику
* От:
* Кому:
Миссис Карен Фан
* Сообщение:
Введите от 20 до 4000 символов.
Это не то, что вы ищете? Опубликовать запрос на поставку сейчас
Важность безотказной работы и ее характеристики
Anthony T. Ricciuti
Одной из многих часто желательных характеристик в спецификациях и маркетинговой литературе для автоматических выключателей среднего напряжения является «безотказность». К сожалению, существует много неправильных представлений об этой характеристике.
Определения
Для продуктов с рейтингом IEEET существует несколько родственных определений термина «без отключения»:
• В наиболее общем определении «без отключения» контакты автоматического выключателя должны вернуться в открытое положение и оставаться там, когда операция открытия следует за операцией закрытия, независимо от того, сохраняется ли сигнал закрытия, усилие или действие.
• Распространенный вариант называется «без электрического отключения». Чтобы автоматический выключатель среднего напряжения считался электрически не расцепляющим, он должен иметь возможность получать электрический сигнал отключения и реагировать на него независимо от того, подается ли электрический сигнал включения.
• «Операции без механического расцепления» относятся к механическому расцепляющему механизму, который может размыкать автоматический выключатель среднего напряжения независимо от того, активировано или обслуживается ли какое-либо включающее расцепляющее устройство, приводимое в действие каким-либо образом. свободными или пневматически нерасцепляемыми, если они содержат соответственно гидравлическое или пневматическое размыкающее устройство, способное размыкать автоматический выключатель независимо от того, активировано или обслуживается какое-либо включающее расцепление, приводимое в действие каким-либо образом.
Любой из этих вариантов работы без отключения может включать реле без отключения, в котором его работа изменяет цепь замыкающего расцепителя, позволяя отключающему расцепителю работать беспрепятственно из-за операции замыкающего расцепителя в любом состоянии. Для продуктов с рейтингом IEC, хотя стандарт рекомендует обеспечить пригодность для работы без срабатывания для клиентов, которые выбирают автоматические выключатели среднего напряжения, для этой функции не дается конкретного определения.
Физические требования
Для продуктов с рейтингом IEEE, если операция механического размыкания поддерживается на автоматическом выключателе среднего напряжения, то любой сигнал операции включения расцепителя не должен приводить к перемещению контактов, которое уменьшает открытый зазор между контактами более чем на 10%. Эту характеристику часто путают с определением отсутствия срабатывания. Однако, если любая операция размыкания инициируется одновременно с любым сигналом операции включения, перемещение контактов вплоть до мгновенного касания контактов главного выключателя допустимо до срабатывания выключателя. завершает операцию открытия.
Кроме того, поскольку электрические цепи расцепления обычно используют вспомогательные контакты переключателя, расположенные внутри автоматического выключателя, и, следовательно, электрическая цепь расцепления остается разомкнутой до замыкания основных контактов автоматического выключателя, когда электрическая цепь расцепления поддерживается допустимо мгновенное прикосновение к главным контактам до того, как автоматический выключатель завершит размыкание.
Рисунок 1: Работа автоматического выключателя среднего напряжения Eaton
Энтони Т. Риччиути (Anthony T. Ricciuti) — инженер-специалист в Eaton, компании по управлению электроснабжением, объем продаж которой в 2014 году составил 22,6 млрд долларов США. Энтони имеет степень бакалавра в области машиностроения и более 20 лет опыта проектирования, испытаний и анализа автоматических выключателей. Эта статья впервые появилась в виде официального документа Eaton, www.eaton.com/Eaton/OurCompany/WhitePapers/FeaturedWhitePapers/index.htm.
Каков ваш переломный момент?
Если вы когда-либо учились кататься на велосипеде, доске для серфинга или даже пробовали свои силы в йоге, вы знаете, как трудно бывает найти баланс. Вы можете сфокусироваться на фиксированной точке на расстоянии и перемещать свой вес вокруг, как хотите. Но, в конце концов, часто есть вещи, которые находятся вне вашего личного контроля, которые могут сбить вас с толку.
Мы все испытываем, каково это быть выбитым из равновесия прямо сейчас из-за надвигающейся экономической неопределенности. Если эта неопределенность уже повлияла на ваш бизнес, вы не одиноки. Как ваш бизнес может продолжать процветать перед лицом проблем, находящихся вне вашего контроля?
Подробнее
2021 Канадский электротехнический кодекс Обзор изменений
CSA C22.1:21, Канадский электротехнический кодекс, часть I содержит множество обновлений и изменений, потенциально важных для специалистов-электриков. Этот онлайн-курс для самостоятельного руководства предоставляет ключевые изменения и влияние на отрасль, представленные в удобном для понимания формате.
Предназначен для профессионалов, хорошо знакомых с Кодексом и нуждающихся исключительно в ключевых изменениях, включая общие обновления или изменения, внесенные для уточнения, безопасности и новых продуктов и систем. Также отмечены ключевые изменения, связанные с перемещением или удалением правила.
Этот курс может помочь сэкономить драгоценное время, чтобы обеспечить безопасность и соответствие электротехнических проектов. Это обучение разработано при участии широкого круга экспертов электротехнической промышленности и при сотрудничестве со всеми провинциями, территориями и несколькими ключевыми юрисдикциями по всей Канаде.
Подробнее
Изменение сцены
- Предыдущая
- Следующий
Населенные пункты Севера и Арктики отдают приоритет более чистым и надежным источникам энергии, поскольку они продолжают ощущать воздействие изменения климата. Инвестируя в инициативы по возобновляемым источникам энергии, которые поддерживают энергетическую независимость и экономическое развитие, мы можем сохранить наш воздух чище и построить устойчивые, здоровые сообщества, которые каждый может назвать своим домом, создавая при этом хорошо оплачиваемые, устойчивые рабочие места и снижая выбросы вредных парниковых газов (ПГ). .
Юкон лидирует в стране в ее стремлении к более чистой энергии и инициативам по борьбе с изменением климата.
Подробнее
Компания Linde объявила об открытии первой в мире системы заправки водородом пассажирских поездов в Бремерверде, Германия.
Система заправки водородом Linde, которую она построила, владеет и эксплуатирует, позволит заправить 14 пассажирских поездов, работающих на водороде, что позволит каждому поезду проехать 1000 км без выбросов за одну заправку. Его общая мощность составляет около 1600 кг водорода в день, что делает его одной из крупнейших когда-либо созданных систем заправки водородом. Готовая к будущему система заправки водородом Linde была спроектирована и построена с возможностью интеграции будущего производства экологически чистого водорода на месте. Новые водородные поезда заменят существующие дизельные поезда.
Подробнее
Совет Континентальной ассоциации автоматизированных зданий (CABA) рад сообщить о назначении Криса Лейна из Johnson Controls в Совет директоров CABA. В качестве директора по управлению продуктами для систем автоматизации зданий (BAS) в Johnson Controls Лейн возглавляет группу менеджеров по продуктам, ответственных за разработку стратегии и направления для глобального портфеля продуктов BAS Johnson Controls.
«Для меня большая честь иметь возможность присоединиться к совету CABA и поддержать их видение расширения возможностей взаимодействия между людьми, пространствами и технологиями», — сказал Лейн.
Подробнее починить работу «разнорабочего»?
«В триплексе также есть вторая смена панели…….еще больше недостатков. Думаю, парень был прославленным мастером на все руки. Неочевидные: 240 BB тепла подключил 120….сушилку на 2p20. …диапазон на 2p50….водонагреватель питается от 2c14 Bx на 2p15.»
Перейдите ЗДЕСЬ, чтобы присоединиться к обсуждению. полностью закрыть свою деятельность или внедрить новую платформу с людьми, которые теперь могут свободно работать. После того, как они внедрили Procore, они нашли способ эффективно общаться с заинтересованными сторонами и обеспечить полную прозрачность с точки зрения стоимости проекта и планирования. Это также позволило Гримару использовать исторические данные, чтобы сделать оценки проекта более точными. Grimard удалось оптимизировать процесс торгов, что сделало его более привлекательным для потенциальных клиентов и способствовало развитию бизнеса.
Подробнее
Компания HellermannTyton представляет двухщелевой гофрированный рукав HelaGuard. Решение, состоящее из двух частей, включает одну полукруглую трубку, которая надевается на другую и охватывает жгут проводов или кабелей. Это позволяет добавить гибкую гофрированную защиту к проводке, которая уже подключена с обоих концов.
Стандартный кабелепровод требует, чтобы установщики вводили кабели в трубку и через нее. Это не проблема во время производства. Но если концы провода припаяны к клемме или иным образом недоступны, применение канала без разреза и даже канала с одним разрезом может быть утомительным или невозможным.
ЧИТАЕМЫЕ
от Blake Marchand
для новой таблицы изгиба для Greenlee® 881 Series Benders, Greenlee Tools, Inc. Настаиваясь, чтобы улучшить эргономику и защиту продукта. Раньше подрядчикам обычно приходилось разбирать свой гибочный узел для перемещения за пределы рабочей площадки, поскольку его было сложнее закрепить на рабочей площадке. Новые функции защиты от кражи, встроенные в конструкцию гибочного стола, позволили более надежно заблокировать тележку и ее аксессуары.
Это повышает производительность труда подрядчиков, помогая сократить потребность в утомительной настройке и демонтаже гибочного станка из-за хранения за пределами рабочей площадки. Компания Greenlee хотела сделать мобильный гибочный стол как можно более универсальным и специально разработала его таким образом, чтобы он проходил через большинство дверей шириной 32 дюйма.
Подробнее
Новости о продуктах
- Предыдущая
- Следующий
DCC-11 производства Thermolec представляет собой систему управления энергопотреблением, позволяющую подключать зарядное устройство электромобиля к основному фидеру панели, не влияя на расчет нагрузки.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
- DCC в реальном времени считывает общую потребляемую мощность электрического щита дома или квартиры;
- Он определяет, когда общая потребляемая мощность главного автоматического выключателя превышает 80 %, и временно обесточивает зарядное устройство.
Подробнее
Компания Klein Tools представляет легкие и сверхпрочные наколенники, обе из которых имеют компактную конструкцию для комфорта и защиты в течение всего дня.
Наколенники
- Легкие и прочные наколенники можно носить под или поверх брюк в течение всего дня.
- Благодаря уникальному дизайну наколенники плотно прилегают к телу, создавая ощущение второй кожи, обеспечивая маневренность при работе в ограниченном пространстве.
- Легкая дышащая сетчатая спинка обеспечивает прохладу и комфорт.
- Эластичная манжета из нескользящего силикона помогает наколенникам оставаться на месте.
Подробнее
Рекламный контент
Противопожарная защита для систем хранения энергии с литий-ионными батареями
Литий-ионные хранилища содержат легковоспламеняющиеся электролиты в сочетании с высокоэнергетическими батареями. Кроме того, они склонны к быстрому воспламенению и взрыву в худшем случае. Такие пожары могут иметь значительные финансовые последствия для организаций. Быстрое обнаружение частиц электролитного газа и тушение являются ключом к успешной концепции противопожарной защиты. С декабря 2019 г., Siemens предлагает сертифицированную VdS концепцию противопожарной защиты для стационарных систем хранения с литий-ионными батареями.
Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы узнать больше.
Пиры и профили
- Предыдущая
- Следующий
Блейк Маршан
В связи с тем, что многие организации, правительства и лица, определяющие политику, сталкиваются с трудностями при реализации Целей устойчивого развития ООН (ЦУР ООН), группа CSA разработала методологию сопоставления стандартов CSA с Целями устойчивого развития ООН (ЦУР). нацелен на демонстрацию того, как организации, правительства и лица, определяющие политику, могут использовать стандарты CSA в качестве эффективного инструмента при разработке и реализации своих стратегий ЦУР. Методология была разработана в рамках исследовательского проекта, инициированного CSA Group, завершенного в сотрудничестве с Университетом Гвельфа, Ниагарским колледжем и Столичным университетом Торонто. Для поддержки методологии CSA Group также запустила интерактивную базу данных с возможностью поиска, которая позволяет пользователям стандартов быстро узнать, как и где стандарты CSA поддерживают конкретные задачи ЦУР ООН.
Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года была принята всеми странами-членами ООН в 2015 году. Повестка дня включает 17 целей ООН в области устойчивого развития, которые направлены на продвижение и предоставление стратегий по улучшению здоровья, образования, неравенства и экономики, уделяя приоритетное внимание изменению климата и Окружающая среда.
Подробнее
Действующий с 1 октября 2022 г. Электротехнический кодекс Канады, Часть I, 25-е издание, Стандарт безопасности для электрических установок, Стандарт Канадской ассоциации стандартов C22.1-21 принят в качестве Электротехнического кодекса Британской Колумбии. Все электромонтажные работы, на которые распространяется действие Электротехнических норм Британской Колумбии, должны соответствовать обновленной редакции, вступающей в силу 30 ноября 2022 г.
Все информационные бюллетени и директивы, относящиеся к кодам, которые были выпущены до настоящего времени, остаются в силе. Все информационные бюллетени и директивы, которые могут быть затронуты, будут проверены на соответствие новой редакции кодекса и при необходимости пересмотрены.
Подробнее
Медь Цена в долларах США за фунт
Онлайн-мониторинг и диагностика неисправностей высоковольтных выключателей: анализ извлечения признаков сигналов вибрации
Int. Дж. Метрол. Квал. англ. 10 , 13 (2019)
Исследовательская статья
Онлайн-мониторинг и диагностика неисправностей высоковольтных выключателей: анализ извлечения признаков сигналов вибрации
Научно-исследовательский институт электроэнергетики, Государственная электросетевая компания Чунцина, Чунцин 401123, КНР
* Автор, ответственный за переписку: [email protected]
Получено:
19Сентябрь
2019
Принято:
17
Октябрь
2019
Abstract
Развитие электросетевой системы не только увеличивает напряжение и мощность, но и увеличивает энергетический риск. В этой статье кратко представлен метод извлечения признаков сигнала вибрации высоковольтного автоматического выключателя и алгоритм метода опорных векторов (SVM), а затем проанализирован высоковольтный автоматический выключатель в трех состояниях: нормальная работа, фиксированное ослабление винта и падение размыкающей пружины с использованием SVM на основе описанного выше метода извлечения признаков. Результаты показали, что точность и точность идентификации неисправности выключателя были самыми высокими при использовании функций извлечения энтропии энергии вейвлет-пакета, частота ложных срабатываний была самой низкой, а время обнаружения было самым коротким.
Ключевые слова: высоковольтный автоматический выключатель / вибрационный сигнал / извлечение признаков / энтропия энергии пакета вейвлета лицензии Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.
1 Введение
С бурным развитием хозяйственного строительства потребность страны в электроэнергии увеличивается, а также быстро растут напряжение и мощность электростанций [1]. Более того, выдвигаются повышенные требования к безопасной эксплуатации электростанций. Например, при выходе из строя высоковольтной линии электропередачи область неисправности быстро изолируется от нормальной зоны, чтобы обеспечить общую безопасность энергосистемы. Высоковольтный выключатель является одним из устройств защиты энергосистемы. Его рабочий принцип реализации изоляции поврежденных и неповрежденных линий в электросети заключается в том, что энергия, обеспечиваемая рабочим механизмом, передается прерывающему элементу с помощью приводного стержня, когда система датчика датчика выходит из строя, и прерывающий элемент реализует размыкание и замыкание цепи переданной энергией. Как только высоковольтный автоматический выключатель выйдет из строя при работе с питанием, потери будут огромными [2]. Хуанг и др. [3] предложили метод диагностики механических неисправностей для высоковольтного выключателя, основанный на вейвлетной частотно-временной энтропии и одноклассовой машине опорных векторов (SVM), оптимизировали параметры с использованием алгоритма роя частиц и проверили точность метода экспериментально. Ян и др. [4] предложили метод диагностики отказов, основанный на вероятностной нейронной сети, и с помощью моделирования обнаружили, что модель диагностики быстро сходится, имеет высокую точность и легко обучаема. Бинг и др. [5] удалили шум из сигнала вибрации выключателя, используя метод мягкого порога, затем извлекли характеристики вибрации, используя вейвлет-преобразование и частотно-временную энтропию, и идентифицировали неисправности, используя обобщенную регрессионную нейронную сеть. Экспериментальные результаты показали, что метод может эффективно идентифицировать типы неисправностей. Хуанг и др. [6] предложили метод диагностики механических повреждений, основанный на локальном разложении среднего и энтропии энергии временного разделения, который сочетает описание SVM с нечеткой кластеризацией c-средних. Экспериментальные результаты показали, что метод эффективен как для известных неисправностей с обучающими выборками, так и для неизвестных неисправностей без обучающих выборок. Конг и др. В работе [7] оценивали неисправности с помощью электромагнитного импульса, генерируемого частичным разрядом при появлении повреждения изоляции автоматического выключателя, и экспериментально подтвердили, что повреждение изоляции автоматического выключателя можно отличить по характеристикам формы волны электромагнитного импульса. В этой статье кратко представлен метод извлечения признаков сигнала вибрации высоковольтного автоматического выключателя и алгоритм SVM, а также проанализирован высоковольтный автоматический выключатель в состояниях нормальной работы, фиксированного ослабления винта и падения размыкающей пружины с использованием алгоритма SVM, основанного на вышеуказанном признаке. метод экстракции.
2 Извлечение характеристик
Техническое обслуживание высоковольтных автоматических выключателей подверглось процессу разработки технического обслуживания, планового технического обслуживания и технического обслуживания. Ремонт после поломки означает пассивный ремонт после поломки из-за незрелой технологии, которая не только медленно реагирует, но и может легко привести к потерям при ремонте. Плановое техническое обслуживание заключается в регулярном ремонте автоматических выключателей. Несмотря на активное предотвращение неисправностей, автоматические выключатели необходимо разбирать, что дорого обходится и может привести к повреждениям в процессе разборки. Поддержание состояния заключается в интеллектуальном определении того, происходит ли разрыв цепи или нет, с помощью параметров функции в различных условиях с использованием датчиков и компьютерных технологий. В данной работе механические характеристики вибрации при работе высоковольтного выключателя использовались для онлайн-мониторинга и диагностики.
2.1 Извлечение признаков на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ)
В качестве инструмента анализа сигналов преобразование Фурье может разлагать и синтезировать сигналы, и его формула: (1) где f ( t ) — исходный сигнал до преобразования, F ( ω ) — преобразованный сигнал, e iωt — функция комплексной переменной, t 917 — время, и 1 — длительность сигнала. По сути, преобразование Фурье преобразует правило изменения сигнала, распределенного во временной области, в правило изменения сигнала, распределенного в частотной области, что эквивалентно получению статистики частотного распределения всего анализируемого сигнала и не может отражать локальные частотно-временные характеристики сигнала. сигнал. Но для нестационарной вибрации в данной работе ключевой основой классификации являются локальные частотно-временные характеристики сигнала. Кратковременное преобразование Фурье также называют оконным преобразованием Фурье, и его формула [8] такова: (2) где Wf g ( b , ω ) — это информация, преобразованная во временном окне, g ( t − b ) — это функция окна 902 перевода27, b После добавления оконной функции, по сравнению с предыдущим преобразованием Фурье, оно было разделено по оси времени, что обеспечивает локальный анализ.
2.2 Извлечение признаков на основе энергетической энтропии пакета вейвлетов
Как упоминалось выше, разработанное кратковременное преобразование Фурье позволяет выполнять локальный анализ нестационарных сигналов благодаря разбиению временной оси оконной функцией. Однако из-за фиксированного размера и формы временного окна он по-прежнему представляет собой полночастотный анализ в частотной области и не может полностью отображать точные сигналы в определенной полосе частот в один момент времени.
Вейвлет-преобразование представляет или аппроксимирует аналитический сигнал, используя систему вейвлет-функций, и формула его преобразования [9]: (3) где Вт ф ( a , b ) — преобразованный сигнал, ψ а , б ( t ) является базисной функцией вейвлета, а a и b являются масштабным коэффициентом и трансляционным коэффициентом вейвлет-преобразования соответственно. После преобразования обнаруженного сигнала с помощью упомянутой выше формулы вейвлет-преобразования можно провести анализ сигнала с несколькими разрешениями и получить более точные характеристики. Однако вейвлет-преобразование следует за двоичной вариацией. Когда сигнал обрабатывается, он только разлагает низкочастотную часть сигнала, но не обрабатывает высокочастотную часть. Если эффективные признаки сигнала находятся в высокочастотной части, то получить эффективные признаки после вейвлет-преобразования затруднительно. Чтобы решить вышеуказанные проблемы, для разложения сигнала используется пакетный вейвлет-метод.
Как показано на рисунке 1, пакет вейвлета после разложения выглядит следующим образом:(4) где A означает низкую частоту, а D означает высокую частоту. Метод Гильберта используется для извлечения сигнала огибающей из компонентов трехуровневого разложения. Затем сигнал огибающей делится на n частей по времени. Характеристическая энтропия рассчитывается и используется в качестве собственного значения для распознавания. Формула [10]:(5)где Q и — энергия сигнала огибающей сегмента i , A ( t ) обозначает сигнал огибающей, t 0 и т i — время начала и окончания сигнала огибающей i го сегмента соответственно, ϵ ( i ) — результат энергии сигнала огибающей i th после нормализации, а H – характеристическая энтропия огибающей сигнала.
рисунок 1 Схема вейвлет-пакетной декомпозиции. |
3 Алгоритм SVM
Алгоритм SVM [11] является интеллектуальным алгоритмом, который может обучаться сам по себе. Его основной принцип состоит в том, чтобы спроецировать данные в многомерное пространство с помощью функции ядра, затем найти оптимальную границу классификации в соответствии с принципом линейного разделения и классифицировать данные обнаружения в соответствии с границей классификации. В идеале выборка, используемая для обучения или тестирования, обладает свойством линейной разделимости и может найти оптимальную границу, разделяющую данные на две категории. Но на практике выборочные данные часто не обладают свойством линейной разделимости. Поэтому вводятся переменная резерва [12] и параметр штрафа. Тогда целевая функция для решения задачи: (6) условие: (7) где w — вес, C — параметр штрафа, ξ и — это временная переменная, и . и — результат классификации, х и — выборочные данные, а b — остаточный член. Затем функция Лагранжа [13] и двойственная теория используются для преобразования функции решения в:
целевая функция: (8) условие: (9) где a — множество0227 и и , и и — коэффициент Лагранжа, l — размер выборки, K ( x и , х и ) — функция ядра [14]. В итоге получается решающее уравнение: (10)
Как показано на рис. 2, процесс обнаружения неисправности высоковольтного выключателя выглядит следующим образом:
Сигнал вибрации выключателя регистрируется датчиком вибрации во время работы, в том числе в нормальном рабочем состоянии, в состоянии ослабления фиксирующего винта и в состоянии падения размыкающей пружины.
Методы, предложенные выше, используются для выделения признаков сигналов вибрации.
После извлечения признаков сигнала набор образцов создается с использованием извлеченного набора признаков, и одна часть набора образцов используется в качестве обучающих наборов, а другая часть используется в качестве тестовых наборов.
Учебные наборы находятся в SVM и соответствуют K ( x и , х к ) и C . Целевая функция решается для получения веса оптимальной границы, w , и остаточного члена, b . В итоге получается решающая функция. На этом обучение SVM заканчивается.
Наборы тестов вводятся в SVM для классификации типов неисправностей.
Рис. 2 Поток обнаружения неисправности выключателя на основе SVM. |
4 Экспериментальный анализ
4.1 Экспериментальная платформа
Как показано на рисунке 3, экспериментальная платформа для обнаружения высоковольтных выключателей состоит из высоковольтных выключателей, датчиков вибрации, схем преобразования уровня, модулей АЦП, модулей обработки сигналов и верхнего компьютерного комплекса. Алгоритм выделения признаков и алгоритм SVM компилируются программным обеспечением MATLAB [15]. В алгоритме SVM в качестве функции ядра выбрана радиальная базисная функция, а параметр штрафа равен 0,01.
Рис. 3 Структурная схема обнаружения неисправности автоматического выключателя. |
4.2 Экспериментальные этапы
Датчик вибрации прикрепляется магнитом к поверхности коробки механизма выключателя.
Высоковольтный автоматический выключатель используется для имитации трех рабочих состояний: нормальная работа, ослабление фиксированного винта и падение размыкающей пружины. Информация о вибрации автоматического выключателя собирается датчиком вибрации.
Вибрационные сигналы выключателей при трех режимах работы собирались в течение 12 с, и каждые 0,06 с брались за выборку. В каждом рабочем состоянии было по 200 образцов, среди которых 60 % образцов были взяты в качестве обучающей выборки и 40 % в качестве тестовой выборки.
Четыре метода, включая преобразование Фурье, кратковременное преобразование Фурье, вейвлет-преобразование и энергетическую энтропию вейвлет-пакета, используются для извлечения признаков из обучающих наборов, а SVM вводится в модель обнаружения ошибок для обучения.
После обучения модели обнаружения неисправностей производительность модели проверяется с помощью набора тестов.
4.3 Индекс производительности
В этом исследовании результат классификации представлен матрицей путаницы, и ее выражение выглядит следующим образом: (11)
На основе матрицы (10) производительность алгоритма измеряется точностью, частотой ложных срабатываний и точностью. Формула расчета: (12)где АКК , FAR , DR – коэффициент точности, коэффициент ложных срабатываний и коэффициент точности, TP – количество отказов, которые классифицируются как A и фактически относятся к A , TN – количество неисправностей, которые классифицируются как B и фактически относятся к B , FP обозначает количество неисправностей, которые классифицируются как B и фактически относятся к A и FN обозначает количество неисправностей, которые классифицируются как A и фактически относятся к B .
4.4 Экспериментальные результаты
Имеется всего 600 данных о вибрации автоматических выключателей в различных рабочих состояниях, собранных датчиками вибрации. При наблюдении невооруженным глазом было обнаружено, что формы колебаний автоматических выключателей в одном и том же рабочем состоянии в целом схожи. В зависимости от длины бумаги отображается только один сигнал вибрации в каждом рабочем состоянии. Формы колебаний высоковольтных автоматических выключателей в нормальном рабочем состоянии показаны на рис. 4. Из рис. 4 видно, что за короткое время, когда выключатель работает нормально, возникает вибрация с большой амплитудой, а затем амплитуда постепенно уменьшается. Внезапное увеличение амплитуды за короткое время связано с тем, что автоматический выключатель должен быстро реагировать, когда он обнаруживает неисправность в электросети, а сила и скорость во время включения велики. Уменьшение амплитуды связано с тем, что после закрытия нет других действий и вибрация уменьшается под действием сопротивления. На рис. 5 показана форма рабочей вибрации при ослаблении фиксирующего винта выключателя. По сравнению с формой волны вибрации в состоянии нормальной работы обнаружено, что форма волны близка, но происходит с задержкой. Это показывает, что фиксированный винт не может реагировать быстро, хотя его все еще можно включить после ослабления. После выхода из строя энергосистемы автоматический выключатель в этом состоянии не может быть быстро включен из-за потери, и потери в этот период могут увеличиться. На рис. 6 показана форма волны вибрации при падении размыкающей пружины автоматического выключателя. Время появления вибрации близко к вибрации в нормальном состоянии, но форма сигнала явно другая. В таком состоянии неисправности автоматический выключатель быстро выполняет операцию переключения, когда обнаруживает неисправность в энергосистеме, но автоматический выключатель не может полностью замкнуться из-за падения размыкающей пружины, что приводит к уменьшению амплитуды вибрации. После этого попытки закрытия предпринимаются постоянно, а амплитуда вибрации увеличивается.
Из рисунков 4–6 видно, что формы колебаний высоковольтного выключателя после появления неисправности сильно отличаются от волн без появления неисправности, и разница была значительной. Невооруженным глазом действительно можно различить различные неисправности, но на практике охват системы энергосистемы велик, а количество автоматических выключателей высокого напряжения велико. Хотя некоторое время обнаружения может быть сокращено за счет передачи сигналов вибрации на головной сервер с помощью беспроводного датчика, огромное количество данных сигналов нельзя обрабатывать вручную. Кроме того, после обнаружения неисправности выключателя необходимо как можно скорее принять решение, чтобы предотвратить распространение вреда. Наблюдение за персоналом не может сделать быстрое суждение в большом объеме данных, поэтому необходимо использовать алгоритм SVM и возможности быстрой обработки компьютера для помощи в мониторинге неисправностей.
Показатели точности распознавания четырех методов выделения признаков показаны на рисунке 7. Интуитивно видно, что независимо от того, в каком рабочем состоянии модель обнаружения отказов, которая извлекает признаки с помощью энтропии энергии пакета вейвлета, имеет самый высокий показатель точности распознавания. , за которым следует выделение признаков вейвлет-преобразования, выделение признаков кратковременного преобразования Фурье и выделение признаков преобразования Фурье, что указывает на то, что признак, извлеченный методом энтропии энергии пакета вейвлета, является более точным. Сравнивая уровень точности модели, основанной на одном и том же методе выделения признаков, при распознавании неисправностей в различных рабочих состояниях, можно обнаружить, что эффект распознавания модели распознавания аналогичен, но распознавание в нормальном рабочем состоянии немного лучше.
Частота ложных срабатываний четырех методов выделения признаков показана на рис. 8. Можно видеть, что частота ложных срабатываний четырех методов выделения признаков низка при обнаружении ошибок в нормальном рабочем состоянии и высока при обнаружении ошибок в два других состояния, и, кроме того, частота ложных срабатываний признака, извлеченного из энергетической энтропии вейвлет-пакета, является самой низкой в любом рабочем состоянии.
Как показано на рис. 9, степень точности составляет 70,2 %, 72,3 % и 78,2 % в нормальном состоянии, состоянии ослабленного винта и состоянии падения пружины при использовании преобразования Фурье, 85,15 %, 86,4 % и 86,3 %. при использовании кратковременного преобразования Фурье 88,32%, 92,5% и 89,4% при использовании вейвлет-преобразования и 99,1%, 97,3% и 96,7% при использовании энергетической энтропии вейвлет-пакета. Можно видеть, что показатель точности является самым высоким независимо от того, в каком состоянии используются признаки, извлеченные с помощью энергетической энтропии вейвлет-пакета, и, кроме того, разница незначительна. Точность модели, основанной на трех других методах, имеет флуктуации при различных режимах работы.
Из рисунков 7–9 видно, что обнаружение признаков на основе энтропии энергии вейвлет-пакета имеет более высокую точность и точность, а также более низкую частоту ложных срабатываний при обнаружении нормального автоматического выключателя и автоматического выключателя с двумя типами отказов. Причина в том, что преобразование Фурье преобразует правило вариации сигнала, распределенного во временной области, в правило вариации сигнала, распределенного в частотной области, что эквивалентно получению статистики по частотному распределению всего анализируемого сигнала и не может отражать локальную частотно-временную зависимость. характеристики сигнала. Однако обнаруженный в данном исследовании вибрационный сигнал является нестационарным, и его основные черты сосредоточены в локальном положении. Кратковременное преобразование Фурье (STFT) в некоторой степени облегчает исходную проблему. Добавленная функция временного окна разделяет временную ось сигнала и в некоторой степени отражает локальные частотно-временные характеристики. Однако из-за фиксированного размера и формы временного окна это по-прежнему полночастотный анализ в частотной области, который не может полностью отображать точный сигнал в определенной полосе частот в один момент времени. После применения формулы вейвлет-преобразования к сигналу обнаружения можно провести анализ сигнала с несколькими разрешениями и получить более точные характеристики. Однако вейвлет-преобразование следует за двоичной вариацией. Когда сигнал обрабатывается, он только разлагает низкочастотную часть сигнала, но не обрабатывает высокочастотную часть. Эффективные характеристики вибрационного сигнала находятся в высокочастотной части, и получить эффективные характеристики после вейвлет-преобразования затруднительно. Вейвлет-пакетное преобразование делит сигнал на низкочастотный и высокочастотный и выполняет многомасштабную декомпозицию вейвлет-преобразования, чтобы получить более полные характеристики сигнала. Чем полнее и точнее извлеченные признаки, тем выше точность и аккуратность обучения и обнаружения SVM и тем ниже частота ложных срабатываний.
Время распознавания четырех методов выделения признаков показано на рисунке 10. Можно видеть, что применение различных методов выделения признаков повлияет на время распознавания модели распознавания неисправностей. Время распознавания модели обнаружения, основанной на энтропии энергии вейвлет-пакета, является самым коротким, а время распознавания модели, основанной на преобразовании Фурье, самым большим. Результаты показывают, что извлечение признаков на основе энтропии энергии пакета вейвлета может значительно повысить эффективность распознавания модели распознавания.
Рис. 4 Форма волны вибрации при нормальной работе автоматического выключателя. |
Рис. 5 Форма волны вибрации при ослаблении фиксированного винта. |
Рис. 6 Форма волны вибрации при падении открывающих пружин. |
Рис. 7 Уровень точности распознавания модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. |
Рис. 8 Частота распознавания ложных срабатываний модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. |
Рис. 9 Уровень точности распознавания модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. |
Рис. 10 Время распознавания другой модели нормального обнаружения ошибок извлечения признаков. |
5 Заключение
В этой статье кратко представлен метод извлечения признаков сигнала вибрации высоковольтного автоматического выключателя и алгоритм SVM, а также проанализирован высоковольтный автоматический выключатель в трех состояниях: нормальная работа, фиксированное ослабление винта и падение размыкающей пружины с использованием SVM. алгоритм, основанный на описанном выше методе извлечения признаков. Результаты приведены ниже. Вибрационные сигналы при трех состояниях сравниваются и анализируются, и получается разница между ними. В трех рабочих состояниях скорость распознавания модели, основанной на извлечении признаков энтропии энергии вейвлет-пакета, является самой высокой, за ней следуют извлечение признаков вейвлет-преобразования, краткосрочное выделение признаков Фурье и выделение признаков преобразования Фурье; уровень точности распознавания одинаков, а уровень ложных срабатываний противоположен. Что касается времени распознавания, то время распознавания модели, основанной на извлечении признаков преобразования Фурье, является самым продолжительным, за ним следуют кратковременное преобразование Фурье, вейвлет-преобразование и энтропия энергии вейвлет-пакета. Новизна этого исследования заключается в том, что в нем реализовано быстрое и точное определение наличия неисправностей высоковольтного выключателя и типов неисправностей путем сочетания метода выделения характеристик вибрации с алгоритмом SVM и, кроме того, сравнения различных методов выделения характеристик.
Каталожные номера
- К. Ниайеш, Int. тран. электр. Энергетическая система 25, 11:00–11:12 (2015) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- С. Зубич, М.Б. Джурич, К. Желькович, Электр. Система питания Рез. 119, 218–227 (2015) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Н.Т. Хуанг, Х.Дж. Чен, С.С. Чжан, Г.В. Цай, В.Г. Ли, Д.Г. Сюй, Энтропия 18, 7 (2015) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Л. Ян, Ю. Чжу, Power Syst. Защищать. Контроль 43, 62–67 (2015) [Google ученый]
- Б. Ли, М. Лю, З. Го, Ю. Цзи, Энтропия 20, 448 (2018) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Н. Хуан, Л. Фанг, Г. Кай, Д. Сюй, Х. Чен, Ю. Ни, Энтропия 18, 322 (2016) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- К. Конг, Х.Дж. Лю, Ю.З. Xie, J. Guo, Q. Liu, Y. Chen, S. Wang, X. Sun, IEEE Tran. Power Del. 31, 1168–1175 (2016) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Y. Zhao, P. Geng, C. Xu, J. Song, High Voltage Apparat. 53, 39–46 (2017) [Google ученый]
- J. Liu, N. Tai, C. Fan, S. Chen, IEEE Trans. инд. электр. 64, 1–1 (2017) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Б. Чанг, О. Цвиковски, М. Барнс, Р. Шаттлворт, А. Беддард, П. Ковентри, High Voltage 2, 211–219 (2018) [Перекрестная ссылка] [Google ученый]
- Т. Охтака, В. Кертес, Р.П.П. Смитс, IEEE Trans. Power Del. 33, 1–1 (2017) [Google ученый]
- Х.Г. Ву, С. Ван, Ю. Чжу, К. Линь, Д. Лю, В. Ван, инженер высокого напряжения. 43, 1079–1085 (2017) [Google ученый]
- С. Ли, Л. Гэн, Ю. Чжун, Х. Хан, Аппарат высокого напряжения. 51, 84–87 (2015) [Google ученый]
- Y. Feng, J. Wu, C. Wang, D. Li, J. Yang, Y. Sun, High Voltage Apparat. 53, 1–7 (2017) [Google ученый]
- А. Ростами, А. Джалилян, М.Т. Хаг, К.М. Muttaqi, J. Olamaei, IEEE Trans. инд. заявл. 55, 954–963 (2018) [Google ученый]
Цитируйте эту статью как : Long Li, Jianfeng Xiao, Bin Wu, Mengge Zhou, Qian Wang, Онлайн-мониторинг и диагностика неисправностей высоковольтных выключателей: анализ извлечения признаков сигналов вибрации, Int. Дж. Метрол. Квал. англ. 10 , 13 (2019)
Все фигурки
рисунок 1 Схема вейвлет-пакетной декомпозиции. | |
В тексте |
Рис. 2 Поток обнаружения неисправности выключателя на основе SVM. | |
В тексте |
Рис. 3 Структурная схема обнаружения неисправности автоматического выключателя. | |
В тексте |
Рис. 4 Форма волны вибрации при нормальной работе автоматического выключателя. | |
В тексте |
Рис. 5 Форма волны вибрации при ослаблении фиксированного винта. | |
В тексте |
Рис. 6 Форма волны вибрации при падении открывающих пружин. | |
В тексте |
Рис. 7 Уровень точности распознавания модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. | |
В тексте |
Рис. 8 Частота распознавания ложных срабатываний модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. | |
В тексте |
Рис. 9 Уровень точности распознавания модели обнаружения неисправностей на основе различных методов извлечения признаков. | |
В тексте |
Рис. 10 Время распознавания другой модели нормального обнаружения ошибок извлечения признаков. | |
В тексте |
Что такое проверка автоматических выключателей и как это делается
Проверка автоматических выключателей используется для проверки работы каждой системы коммутации и программирования всей конструкции отключения. Проверка автоматических выключателей необходима для обеспечения безопасной и надежной работы этого ключевого звена в цепочке энергетических активов. Автоматические выключатели выполняют три основные задачи :
- Они должны проводить ток максимально эффективно в закрытом состоянии.
- В разомкнутом состоянии они должны максимально эффективно изолировать контакты друг от друга.
- В случае неисправности они должны максимально быстро и надежно отключать ток повреждения, тем самым защищая все последующее оборудование.
Выполнение проверки автоматического выключателя является более сложной задачей по сравнению с другими электрическими компонентами, такими как трансформатор, поскольку ток короткого замыкания больше. На рынке США и в регионах с частыми землетрясениями наиболее популярными высоковольтными автоматическими выключателями являются блоки с «глухим резервуаром», тогда как в Центральной Европе стандартными являются выключатели с рабочим резервуаром. В других местах доступны оба типа автоматических выключателей.
Почему важна проверка автоматического выключателя ?Автоматический выключатель может простаивать годами, но в случае неисправности он должен в течение нескольких миллисекунд постепенно отключать токи повреждения в огромные килоамперы. К основным ошибкам автоматических выключателей относятся неправильное поведение, короткое замыкание в катушках, повреждение/износ механических соединений или изоляционного материала. Поэтому автоматические выключатели необходимо регулярно и тщательно проверять. Автоматические выключатели играют жизненно важную роль в защита дорогостоящего оборудования от повреждений из-за неисправностей т. е. надежное подключение и отключение электроэнергии; это требует подтверждения их надежности с помощью полевых испытаний во время установки и регулярных эксплуатационных испытаний в течение всего срока службы, чтобы предотвратить дорогостоящие сбои и проблемы, которые могут даже поставить под угрозу безопасность подстанции. Поэтому регулярная проверка работоспособности ваших автоматических выключателей является важной и рентабельной частью любой стратегии технического обслуживания. Тестирование автоматических выключателей, в частности, сосредоточено на получении значений движения и времени на блоках. Однако наши испытательные решения произвели революцию в области испытаний автоматических выключателей. Выполнение испытаний без использования аккумуляторной батареи станции значительно повышает безопасность на протяжении всего процесса испытаний.
Каковы этапы проверки автоматического выключателя? Типовые испытания автоматического выключателяТиповые испытания организуются с целью подтверждения возможностей и обеспечения точности номинальных характеристик автоматического выключателя. Такие испытания проводятся в специально построенной испытательной лаборатории.
- Механические испытания – Типовые испытания механической способности, включающие многократное размыкание и замыкание выключателя. Автоматический выключатель должен замыкаться и размыкаться с надлежащей скоростью, выполнять назначенную ему работу и функционировать без каких-либо сбоев.
- Термическое испытание — Тепловые испытания проводятся для проверки тепловых характеристик автоматических выключателей. 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° для тока менее 800А нормального тока и 50° для нормального значения тока 800А и выше.
- Диэлектрические испытания — Эти испытания проводятся для проверки способности выдерживать промышленную частоту и импульсное напряжение. Испытания частоты сети продолжаются на новом выключателе; испытательное напряжение изменяется с номинальным напряжением автоматического выключателя. При импульсных испытаниях на выключатель подается импульсное напряжение определенного значения. Для наружного контура проводятся сухие и влажные испытания.
- Испытание на короткое замыкание – Автоматические выключатели подвергают внезапным коротким замыканиям в лабораториях для испытаний на короткое замыкание, и снимают осциллограммы, чтобы узнать поведение автоматических выключателей во время включения, во время размыкания контактов и после возникновения дуги. вымирание. Осциллограммы изучаются с особым упором на токи включения и отключения, как симметричные, так и несимметричные напряжения повторного включения, а распределительное устройство иногда испытывается при номинальных условиях.
Обычные испытания проводятся в соответствии со стандартами Индийской инженерной службы и Индийскими стандартами. Эти испытания проводятся на территории производителей. Обычные испытания подтверждают правильность работы автоматического выключателя. Обычные испытания подтверждают правильное функционирование автоматического выключателя. Обычные испытания не обязательно включают сложное оборудование, чтобы убедиться в работоспособности автоматического выключателя. Некоторые руководящие принципы и рекомендации для этих испытаний включают плановое техническое обслуживание и проверку того, что характеристики этого автоматического выключателя соответствуют калибровочным кривым производителя. Крайне важно, чтобы эти испытания проводились в стабильных условиях при подходящей температуре, чтобы не было отклонений в данных. Некоторые из тестов перечислены ниже.
Профилактическое обслуживание автоматического выключателя, проверка и испытанияПрофилактическое обслуживание зависит от условий эксплуатации автоматических выключателей. При первичном осмотре выключателя (автоматических выключателей) будут проверяться твердые частицы, которые загрязняют внутреннюю работу выключателя. От скопления твердых частиц, как правило, можно избавиться, нажав на токарном станке переключатель «Выкл.» и «Вкл.» для удаления скопившейся пыли
Тест отключения автоматического выключателяПутем анализа тока, потребляемого отключающей катушкой во время работы автоматического выключателя, можно определить наличие механических или электрических проблем. Во многих случаях такие проблемы можно локализовать, чтобы помочь найти основную причину. Опционально, мониторинг напряжения питания отключения во время работы может выявить проблемы, возникающие при отключении аккумуляторов.
Проверка сопротивления изоляцииДля проверки сопротивления отдельного выключателя рекомендуется отсоединить проводники нагрузки и линии. Если они не отсоединены, тестовые значения также будут включать характеристики подключенной цепи. Испытания на сопротивление имеют решающее значение для проверки правильности работы изоляционного материала, из которого изготовлены выключатели в литом корпусе. Для проверки сопротивления изоляции используется прибор, известный как мегомметр. Прибор мегомметра подает известное постоянное напряжение на данный провод в течение заданного периода времени, чтобы проверить сопротивление внутри изоляции на этом конкретном проводе или обмотке. Крайне важно, чтобы использовалось напряжение, поскольку сопротивление, проверенное омметром, может отличаться, если нет отчета о разности потенциалов. Следует также отметить, что если вы приложите слишком высокое напряжение, чтобы эта изоляция не выдержала, то вы потенциально можете повредить изоляцию.
Проверка соединенийПроверка соединений важна для того, чтобы убедиться в наличии надлежащего электрического соединения и распознать следы перегрева, обозначенные разницей в цвете. Важно, чтобы электрические соединения были правильно подключены к выключателю, чтобы предотвратить и уменьшить перегрев.
Проверка сопротивления контактовНормальный износ контактов внутри выключателя возникает после длительного использования. Простым методом выявления следов ослабления в автоматическом выключателе является количественное определение сопротивления на каждом полюсе выключателя. Признаки ненормальных условий внутри выключателя, такие как эрозия и загрязнение контактов, очевидны, если на прерывателе наблюдается чрезмерное падение напряжения в милливольтах. Проверка контактного сопротивления важна для определения того, способен ли автоматический выключатель функционировать.
Проверка отключения при перегрузкеКомпоненты отключения при перегрузке выключателей можно проверить, введя 300% номинала выключателя в каждый полюс выключателя, чтобы определить, что он размыкается автоматически. Целью этого является убедиться, что автоматический выключатель будет работать или нет. См. стандарты NETA в отношении времени срабатывания, приемлемого для испытания на срабатывание при перегрузке. При попытке выяснить характеристики срабатывания рекомендуется обратиться к руководствам производителя.
Мгновенное магнитное отключениеПри обычных испытаниях важно выяснить, работает ли магнитная функция и отключит автоматический выключатель, вместо того, чтобы найти точное значение, при котором срабатывает функция мгновенного магнитного поля.
Как выполняется проверка автоматического выключателя?
Различное оборудование для проверки автоматических выключателей используется для проверки работы и состояния автоматических выключателей в энергосистемах. Как проверить автоматический выключатель включает в себя множество различных методов тестирования и типов тестеров. Это определит, как проверить автоматический выключатель с помощью различных инструментов тестирования, которые будут применяться для проверки оборудования в различных условиях или типах работы. Узнайте, как проверить автоматический выключатель с помощью различных наборов тестов, которые могут вам понадобиться.
Испытания с различным оборудованием:Чтобы понять, как проверить автоматический выключатель, необходимо глубокое знание самого выключателя:
- Как он работает
- Его допуски,
- Эталонные значения предыдущих тестов,
- Исходные значения, с которыми можно сравнить фактические результаты, иногда определяемые графиком номинального времени,
- Установленные настройки или исходные характеристики, предоставленные производителем
В этом смысле способ проверки автоматического выключателя становится анализом тенденций, поскольку результаты испытаний не всегда являются окончательными, а имеют смысл только по сравнению с предыдущими данными или результатами.
Проверка с помощью анализатора выключателя
Временные испытания различных операций отключения и включения выключателя — это эффективный способ проверки выключателя, анализирующий не только время срабатывания, но и существенную синхронность полюсов в цепи. разные операции. Это определяет, как тестировать автоматический выключатель с помощью различных моделей его работы, которые могут управляться напрямую из анализатора автоматического выключателя или инициироваться внешним сигналом, проверяя время размыкания или замыкания каждого полюса в одиночном или комбинированном режимах, и проверка возможной разницы между полюсами или несовпадения времени, что может привести к опасному отсутствию синхронизма. Как проверить автоматический выключатель с помощью анализатора автоматического выключателя, зависит также от типа возможных проблем, которые необходимо подтвердить, что приводит к проверке других характеристик, таких как возможный дребезг, надлежащая работа сопротивлений перед вводом, состояние катушек и механический анализ с использованием данных о скорости перемещения и ускорении контакта с использованием соответствующих преобразователей.
Проверка с помощью микроомметра
Автоматические выключатели обычно выдерживают большой ток. Большее контактное сопротивление приводит к большим потерям, низкой пропускной способности по току и опасным горячим точкам в выключателе, поэтому проверка сопротивления с помощью микроомметров является другим способом проверки автоматического выключателя для выявления и предотвращения возможных проблем. Для проверки автоматического выключателя с помощью микроомметра также требуются надежные измерения и широкий диапазон инжекции с высокой мощностью, что позволяет использовать более длинные измерительные провода, меньше проблем с подключением и более точные измерения.
Проверка с помощью сильноточного тестера первичной инжекции
Анализ характеристик времени срабатывания низковольтных автоматических выключателей и автоматических выключателей в литом корпусе выполняется с использованием сильноточной инжекции для проверки всей функциональности. Способ проверки автоматического выключателя этого типа зависит от его максимального номинального тока, настроек защиты от срабатывания и типов обратной кривой, которые определяют уровни срабатывания при перегрузке и коротком замыкании, а также временные задержки; все эти функции должны быть проверены с помощью соответствующего набора для проверки первичной подачи, способного имитировать соответствующие требуемые сильноточные замыкания и фиксировать реакцию выключателя.