Автоматические выключатели снятие характеристик
Методическая разработка по выполнению лабораторной работы «Снятие времятоковой характеристики автоматического воздушного выключателя»
Снятие времятоковой характеристики автоматического воздушного выключателя
Цель работы: изучение конструкции и принципа действия автоматического выключателя, исследование защитной характеристики автоматического выключателя.
Приборы и оборудование
Амперметр Э365, Iн = 100 А..
Нагрузочный трансформатор U 1Н = 220 В, U 2Н = 6 В.
Автоматический выключатель АП50-3МТ, I Н = 50 А.
Автоматический воздушныйвыключатель (автомат) – это аппарат, предназначенный для нечастых включений и отключений электрической цепи при нормальной нагрузке, а также для автоматического отключения цепи при возникновении ненормальных режимов, перегрузки, коротких замыканий и исчезновения или снижения напряжения.
Название «воздушный» выключатель получил потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами при отключении цепи, гасится в среде окружающего воздуха.
Различают несколько разновидностей выключателей: универсальные (работают на постоянном и переменном токе), установочные (предназначаются для установки в общедоступных помещениях), быстродействующие постоянного тока, гашения магнитного поля мощных генераторов и др.
Структурная схема конструкции универсальных и установочных автоматов в основном одинакова. Контакты К производят замыкание и размыкание электрической цепи. Они заключены в дугогасительную камеру, назначение которой – быстро гасить дугу и предотвращать выброс ионизированных газов из дугового промежутка
Контакты К связаны с приводом П через механизм свободного расцепления МСР. на который могут воздействовать также установленные в автомате различные расцепители РЗ, РН и отключающая катушка ОК. Благодаря наличию МСР, отключение автомата происходит при возникновении аварийного режима независимо от положения рукоятки привода.
Расцепители выполняют роль защитных элементов, реагирующих на отклонение определенного параметра от своего нормального значения. Они представляют собой электромагнитные или термобиметаллические реле, измерительные органы которых включены в электрическую цепь, а исполнительные – воздействуют на отключение контактов автомата К.
Автоматы могут снабжаться блок-контактами БК. Установочные автоматы чаще всего используются для защиты электроустановок от сверхтоков перегрузки и коротких замыканий КЗ. Этот тип автоматов позволяет заменить собой в распределительных устройствах неавтоматические выключатели и предохранители. Их применение вместо плавких предохранителей имеет следующие преимущества:
– при перегрузках или КЗ отключаются сразу три фазы, что устраняет возможность неполнофазного режима работы трехфазных двигателей;
– снижаются простои, так как на включение сработавшего автомата требуется меньше времени, чем на замену перегоревшего предохранителя,
– время-токовые характеристики защиты от перегрузок автоматов больше соответствуют параметрам защищаемого электрооборудования, чем предохранители.
Выключатели состоят из следующих основных элементов: главной контактной системы, дугогасительной системы, привода, расцепляющего устройства, расщепителей и вспомогательных контактов.
Рис.1. Эскиз кинематических связей
При номинальном режиме ток проходит по контактам 1 , нагревательному элементу 6 и катушке 9 электромагнитного расцепителя и далее к нагрузке (рис1). При нагрузке ток, проходя по нагревателю теплового реле, нагревает биметаллическую пластину 7 , которая изгибается и действует на рычаг 5 , который связан с защёлкой 4 , которую он приподнимает. Защёлка 3 освобождается и под действием пружины 2 контакт 1 размыкается. При КЗ электромагнит 9 расцепителя втягивает сердечник 10 и толкателем 8 воздействует на рычаг 5 , происходит автоматическое отключение.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомится с конструкцией и принципом действия автомата. Составить эскиз кинематических связей подвижных элементов автомата, паспортные характеристики которого представлены в табл. 1.1.
2. Собрать электрическую схему рис. 1.2.
Рис. 1.2. Схема исследования автоматического выключателя
3. Автомат QF отключить, а движок ЛАТР установить в нулевое положение.
4. Включить автомат QF и замкнуть ключ К. Проверить работоспособность электросекундомера и обнулить его.
5. Разомкнуть ключ К. Регулятором напряжения ЛАТР быстро установить ток 15 А и отключить автомат.
6. Через 2 мин включить автомат QF. Одновременно замкнуть ключ К и подключить нагрузочный трансформатор ТН к источнику регулируемого напряжения.
7. В момент срабатывания автомата зафиксировать значение тока и время срабатывания по электросекундомеру. Данные записать в табл. 1.2.
Характеристики автоматических выключателей
Автоматический выключатель, называемый попросту “автоматом” – это знакомое практически каждому электротехническое устройство, предназначенное для отключения сети при возникновении определенного рода проблем. Защита сети от токов, превышающих допустимое значение, давно применяется в электрических схемах. При этом любой аппарат максимально-токовой защиты выполняет две наиболее важные функции – вовремя распознать слишком высокое значение тока и среагировать на него, разорвав цепь до того момента, как ей будут нанесены повреждения.
Высокие токи, в свою очередь, принято разделять на две категории:
1. Большое значение тока, ставшее следствием перегрузки сети;
2. Сверхтоки короткого замыкания, вызванные замыканием фазного и нулевого проводников.
Если в случае с коротким замыканием все предельно просто (современный автомат способен определить КЗ и отключить питание практически мгновенно), то с током перегрузки дела обстоят несколько сложнее. Отличаясь совсем не намного от номинального значения, такой ток может без последствий протекать в сети, в связи с чем, нет нужды в его мгновенном отключении.
Существует целый ряд токов, каждый из которых обладает собственным максимально допустимым временем отключения сети, колеблющимся в диапазоне от нескольких секунд до 20 и более минут. Также должны быть исключены ложные срабатывания, когда ток не несет никакой опасности и в отключении нет необходимости.
Конструкции современных автоматических выключателей предполагают использование одного из трех видов расцепителей, первый из которых – механический, предназначенный для ручного включения и выключения. Также применяется электромагнитная конструкция, отключающая токи короткого замыкания и наиболее сложная – технология тепловой защиты от перегрузок. Как раз характеристика теплового и электромагнитного расцепителей определяет характеристику автоматического выключателя. В данном случае используется буквенное обозначение на корпусе, стоящее перед цифровым обозначением токового номинала аппарата.
По обозначению характеристики судят о том, в каком диапазоне защита от перегрузок срабатывает, а точную регулировку выполняют за счет регулировочного винта, поджимающего биметаллическую пластину, которая реагирует увеличение протекающего электрического тока, разрывая цепь. Кроме того, характеристика “автомата” позволяет определить диапазон максимально-токовой защиты, который зависит от параметров встроенного соленоида.
Итак, все характеристики автоматических выключателей представляют собой зависимость между значением тока нагрузки и временем отключения при его достижении. Далее будут перечислены характеристики “автоматов”, а также описаны их отличия и функциональное назначение.
• Характеристика MA не подразумевает использование теплового расцепителя. В действительности, в его применении не всегда есть необходимость. В качестве примера можно привести электродвигатели, защита которых осуществляется при помощи максимально-токовых реле. Роль же автомата в данном случае заключается в обеспечении защиты от токов КЗ.
• Характеристика А. Отличительной особенностью данной характеристики является то, что тепловой расцепитель срабатывает при превышении номинального значения тока уже на 1,3 единицы со временем отключения около часа. Автоматические выключатели, обладающие характеристикой А, используются в цепях, где нормальный рабочий режим исключает возможность появления кратковременных перегрузок. Один из примеров – цепи с полупроводниковыми устройствами, которые могут выйти из строя при малейшем превышении силы тока.
• Характеристика В. Главное отличие данной характеристики от характеристики А заключается в срабатывании расцепителя только при трех- и более кратном превышении номинального значения тока. При этом соленоид срабатывает всего за 0,015 секунды, а время срабатывания расцепителя теплового типа при трехкратной перегрузке составляет 4-5 секунд. Область применения “автоматов” характеристики B – осветительные и другие сети со сравнительно небольшим пусковым превышением тока.
• Характеристика С для большинства электриков является наиболее известной. В отличие от автоматов В и А, аппараты данной характеристики обладают большей перегрузочной способностью, минимальный порог которой составляет пятикратное повышение, по сравнению с номинальным значением. Наиболее распространены автоматические выключатели С в сетях с нагрузкой смешанного типа, обладающей умеренными пусковыми токами. Благодаря этому, автоматы как раз этого типа устанавливают в бытовых электрощитах.
• Характеристика D. Особенность данной характеристики состоит в большой перегрузочной способности. Минимальный порог срабатывания электромагнитного соленоида в данном случае составляет десятикратное превышение номинального значения тока, а время срабатывания теплового расцепителя может не превышать 0,4 секунды. Основная область применения “автоматов” характеристики D – это подключение электродвигателей с большими пусковыми токами.
• Характеристика K отличается тем, что соленоид обладает большим разбросом срабатывания в цепях переменного и постоянного тока. Так, если для переменного тока гарантированный порог срабатывания составляет 12-кратное превышение номинала, то для постоянного тока перегрузка должна составить 18 токов. Такая особенность позволяет использовать аппараты данной характеристики исключительно для подключения индуктивной нагрузки.
• Характеристика Z также обладает значительным различием гарантированного срабатывания электромагнитной защиты в цепях переменного и постоянного тока. Однако сфера применения таких автоматов – подключение электронных устройств.
Видео-обзор дифавтоматов, УЗО, автоматических выключателей от разных производителей таких как АВВ, Schneider electrik, IEKи многих других от Александра Горшунова
Автоматические выключатели снятие характеристик
Иванов Виктор Петрович
Президент Российского Союза химиков, председатель комиссии РСПП по химической
промышленности. Заслуженный химик России. Почетный профессор РХТУ им. Д.И. Менделеева. Эксперт газеты «Энергетика и промышленность России».
Новое в Каталоге Энергетика.RU
- 28.09.2021 Контактор приглашает принять участие в очередном вебинаре по работе с автоматическими выключателями в литом корпусе серий ВА.
29 сентября в 12.00 по московскому времени ведущий специалист учебного центра Legrand Розенберг Н.Н. расскажет о настройке и эксплуатации автоматических выключателей, а так же ответит на ваши вопросы.
7 октября в Самаре Группа Legrand примет участие в Форуме электротехники и инженерных систем ЭТМ. Мероприятие пройдет на «Солидарность Самара Арене». Одним из главных организаторов выступает профессио.
Завод АО «Контактор», бренд Группы Legrand, сокращает срок производства автоматических выключателей. Это позволит также уменьшить время поставки оборудования клиентам и конечным пользователям.
- 15.09.2021 Выключатели постоянного тока для промышленности и энергетики
На протяжении всего периода своей деятельности завод «Контактор» (бренд Группы Legrand c 2007 года) разрабатывал и производил автоматические выключатели постоянного тока для нужд советской, а далее уж.
Встречи с Александром Крамским, генеральным директором компании СервисЭНЕРГАЗ (Группа ЭНЕРГАЗ), стали традицией. Крамской – интересный собеседник, вдумчивый инженер и умелый организатор, готовый к раз.
На базе оборудования ОВЕН разработан шкаф управления активатором приготовления пищевых продуктов.
- 24.11.2020 Релейный модуль — PLC-RPT- 5DC/1/SSI — 1094764
PLC-INTERFACE состоит из базовой клеммы с зажимом push-in и штекерным миниатюрным реле с внутренней схемой усиления и соответствующим вспомогательным напряжением для слабых источников сигнала, 1 замык.
Контроллер телеметрии для узлов учета газа крупных и средних промышленных объектов ТВПС-1 применяется в системах телеметрии и управления, в которых для связи с верхним диспетчерским уровнем требуется .
ОВЕН РТ50 – это реле температуры (капиллярный термостат) для систем вентиляции и кондиционирования, а также отопления и горячего водоснабжения. РТ50 – реле температуры, положение контактов которого за.
- 16.01.2019 АСУ ТП электротехнического оборудования (АСУ ТП ЭТО)
«ССТэнергомонтаж» — один из четырех мировых производителей индукционно-резистивных систем (систем на основе скин-эффекта).
Диагностика и техническое обслуживание источников бесперебойного питания (ИБП) Makelsan Delta APC Inelt MGE Chloride Newave
Главные новости энергетики
Россия проработает систему ценообразования на выбросы парниковых газов
Объем снижения потребления электроэнергии в четвертом квартале 2021 года превысит 1 ГВт
«Россети Кубань» вложит 2,3 млрд. рублей в реконструкцию трех подстанций в Сочи
«Росэнергоатом» построит Татарстане ЦОД стоимостью 9 млрд. рублей
Развитие восходящего импульса на рынке нефти набирает обороты
В фокусе внимания России находится ряд технологий экологичного производства водорода
«Россети ФСК ЕЭС» построит вторую транзитную ЛЭП от Кольской АЭС
Теория и методика прогрузки автоматических выключателей
Заключительный этап электромонтажа требует, согласно нормативным техническим документам, проведения определенных испытаний и измерений, среди которых — испытание работоспособности коммутационных аппаратов защиты. Показания последних должны соответствовать номинальным данным.
Главное предназначение аппаратов защиты — не допустить возникновение в электрических цепях коротких замыканий. В связи с этим необходимо проводить электромонтаж строго по проекту.
Так что же представляют собой номинальные данные аппаратов защиты?
Основными характеристиками (данными) для автоматических выключателей являются следующие:
1. Номинальный ток, то есть допустимая величина тока при условии работы сети в нормальном режиме.
2. Ток срабатывания защиты. Это характеристика величины тока при коротком замыкании или перегрузке в электрической линии.
3. Время срабатывания защиты. В этом случае речь идёт об уставке по времени при перегрузке или коротком замыкании.
Прогрузка автоматических выключателей подразумевает под собой измерение ключевых характеристик автоматических выключателей.
Обязанность по проведению измерений основных данных автоматических выключателей ложится на плечи персонала электролаборатории. Устройство для прогрузки автоматов различных типов позволяет применять их для проверки вольтамперных характеристик автоматических выключателей. Так, в соответствии с руководством ПУЭ п. 3.1.8 защита электрических сетей от коротких замыканий (КЗ) обеспечивает требования селективности и минимальное время отключения. В требованиях ПУЭ п. 1.7.79 и п. 7.3.139 представлены значения отношений минимального расчетного тока КЗ к Iноминальному току плавкой вставки или расцепителя, которые обеспечивают надежное отключение поврежденной электрической сети.
В системе TN максимальное время автоматического защитного отключения не должно быть больше 2 и 4 десятых секунд соответственно для 380 и 220В (ПЭУ п. 1.7.79 табл. 1.7.1).
Для автоматического отключения сети в электроустановках до 1000 Вольт с глухозаземлённой нейтралью, проводимость защитных нулевых проводников выбирается с учетом максимального короткого замыкания и должна быть такой, чтобы при возникновении аварийной ситуации возникал ток превышающий в 4 раза Iноминального плавкой вставки и в 6 раз I расцепителя автоматического выключателя с обратнозависимой характеристикой (ПЭУ п. 7.3.139).
Автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем (без временной выдержки), при защите сетей, используют кратность тока КЗ согласно требований ПЭУ п.1.7.79.
Для вновь смонтированных электроустановок или после их реконструкции используется методика прогрузки автоматов и испытаний на основании ПУЭ 1.8.37 п.п. 3.1, 3.2. Так, у выключателей с Iноминальным 400 Ампер и выше, проводится проверка сопротивления изоляции, которое должно быть не меньше 1Мом (ПУЭ 1.8.37 п. 3.1). Кроме того, проводится проверка действия расцепителя с мгновенным действием (электромагнитным расцепителем), и должно обеспечивать срабатывание выключателя при токе не более 1,1 номинального тока отключения, рекомендуемого заводом-изготовителем.
Если электроустановка смонтирована в соответствии с главами 7.1 и 7.2 раздела 6 ПУЭ, тогда проверяют все секционные и вводные выключатели, автоматы цепей автоматического пожаротушения и пожарной сигнализации, автоматы аварийного освещения, а так же не менее 2% выключателей групповых и распределительных сетей. В других электроустановках проверка аналогичная, но не 1% выключателей. В случае обнаружения автоматических выключателей с не соответствием характеристик требованиям завода изготовителя, проводится проверка всех автоматов.
Для электроустановок находящихся в эксплуатации, периодичность прогрузки автоматов осуществляется каждые три года. Проверка действий расцепителей автоматов проводится согласно ПТЭЭП.
Как производится прогрузка автоматических выключателей?
Устройство прогрузки (проверки) автоматических выключателей
Для того, чтобы проверить первичным током автоматические выключатели, требуются специальные прогрузочные устройства. На сегодняшний день выбор таких устройств очень широк, легко найти подходящее для любого типа и номинального тока.
Это устройство с такой схемой:
Предложенная схема устройства для прогрузки автоматических выключателей состоит из:
лабораторного автотрансформатора (ЛАТР)
ключа управления (КУ)
нагрузочного трансформатора (НТ)
амперметра с различными пределами измерения (шунт)
трансформатора тока (ТТ)
соединительных проводов, которые соединяют испытуемый аппарат с выводами «регулируемый ток»
Обратите внимание: на схеме не обозначен секундомер, который тоже являются важной частью устройства.
Подобное устройство даёт возможность во вторичной обмотке нагрузочного трансформатора наводить требуемый ток.
Методика прогрузки (проверки) автоматических выключателей
Какова методика прогрузки автоматического выключателя? Рассмотрим её на примере автомата российского производства IEK ВА47-29 с номинальным током 6 (А) и защитной характеристикой «С».
Предложенный автоматический выключатель обладает двумя защитами:
тепловой (с выдержкой времени)
Необходимо проверить обе защиты: и тепловую, и электромагнитную. защиту. Для того, чтобы сделать это, нужно заглянуть в паспорт автоматического выключателя и найти там график времятоковых характеристик срабатывания.
Выглядит график следующим образом:
В этом графике отражен полный спектр характеристик срабатывания испытуемого нами аппарата. Ось Х демонстрирует кратность тока, другими словами, отношение к номинальному току тока прогрузки. Ось У отражает выдержку времени срабатывания автомата.
Для данного автоматического выключателя зона срабатывания электромагнитной защиты находится в диапазоне 5-10 кратности по отношению к номинальному току. Иначе говоря, в этом конкретном случае электромагнитная защита будет срабатывать за время не больше 0,01-0,02 секунды при токе в 30-60 (А).
Проверим электромагнитную защиту восьмикратным током 48 (А). При таких показателях тока автомат должен успеть отключиться за время, не превышающее 0,01 секунды: обратите внимание на желтую линию, изображенную на графике.
Зона срабатывания тепловой защиты ограничивается двумя кривыми. Эти кривые демонстрируют различное температурное состояние аппарата — горячее или холодное.
Для проверки тепловой защиты используем 3-кратный ток 18 (А). При заданных условиях, если всё в норме, автомат должен будет отключиться в интервал времени от 3 до 80 секунд, что показано на нашем графике красной линией.
Автоматический выключатель неисправен, при условии, что хотя бы одна из двух вышеназванных защит при проверке не отключит его в отведенные временные рамки. В таком случае автоматический выключатель нельзя допускать к дальнейшей эксплуатации.
Протокол прогрузки (проверки) автоматических выключателей
Все данные по выдержке времени и наводимому току, которые были получены по итогам проведения проверки автоматического выключателя первичным током, то есть проверки срабатывания электромагнитной и тепловой защиты, необходимо тщательно занести в протокол. Стандартная форма протокола выглядит следующим образом:
Периодичность прогрузки автоматических выключателей
Итак, нами была подробно рассмотрена прогрузка автоматических выключателей, однако мы ничего не сказали о том, как часто необходимо проводить такую проверку. Что касается периодичности проведения прогрузок автоматических выключателей, то её определяют нормы заводов-изготовителей.
