Com-ip.ru

КОМ IP
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Время срабатывания автоматического выключателя формула

Выключатель автоматический

Выключатели автоматические для монтажа на ровную поверхность и на DIN рейку
Автоматические выключатели классифицируются следующим образом:
• По количеству полюсов – 1, 2, 3 или 4 полюса;
• Токоограничивающие и не токоограничивающие;
• По виду расцепителя – с тепловым, электромагнитным, комбинированным, полупроводниковым расцепителем.
Модульные автоматические выключатели для разных нагрузок, предназначенные для защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий.
Автоматические выключатели изготавливаются:
— однополюсными,
— двухполюсными,
— трёхполюсными
— четырёхполюсными и, как правило, состоят из конструктивных узлов:
главная контактная система;
дугогасительной система;
привод;
расцепляющее устройство;
расцепитель и вспомогательные контакты.

Типы выключателей

Автоматические выключатели серии ВА имеют два типа защиты: тепловую (выполненной с применением биметаллической пластины), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания.

Устройство выключателя

Выбор выключателя

  1. Расчет номинального тока
    1. Рассчитываем ток в линии
      • Одиночный потребитель
        1. Однофазная сеть
        2. Трехфазная сеть
      • Группа потребителей
    2. Выбор номинального тока автомата
    3. Выбираем значение сечения провода
  2. Выбор токо — временной характеристики
  3. Селективность
  4. Выбор по ПКС
  5. Выбор по токоограничению
  6. Количество полюсов
  7. По дополнительным параметрам
  8. По производителю

1. Расчет тока в линии отличается для одиночного потребителя и для группы потребителей. В случае одиночного потребителя выбираем какая у нас сеть однофазная или трехфазная.

В случае однофазной сети рассчитываем ток по формуле:

Uном — напряжение 220вольт
Рном — номинальная мощность, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности для обычных квартир составляет 0,96-0,98

В случае трехфазной сети рассчитываем ток по формуле:

cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98
η — номинальный коэффициент КПД потребителя.

Если в нашем случае требуется произвести расчет для группы потребителей и полной мощности S, то расчет проводится по формуле:

Кс — коэффициент спроса,
Р1, Р2, Рn — номинальные мощности отдельных потребителей, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98, для ламп накаливания и нагревательных приборов 1,0.

Выбор номинального тока автомата равным Iрасч или ближайший больший из стационарного ряда 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
Выбор сечения провода. Выбираем значение тока на который должен быть рассчитано сечения провода из расчета, чтобы допустимые токовые нагрузки для данного провода Iн 2 (с учетом мощной электроплиты, стиральной машины и электроприборов следует брать с запасом 4,00 мм 2 , по крайней мере подводящие провода в квартиру).
2. Выбор время — токовой характеристики. В основном используются три разновидности с характеристиками:
B отключение при превышении тока в 3-5 In, лампы накаливания, обогреватели, электрические духовки и плиты.
C отключение при превышении тока в 5-10 In, стиральные машины, кондиционеры, холодильники, офисные группы, газоразрядные группы.
D отключение при превышении тока в 10-20 In мощные компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки.
Деление условное и в каждом случае необходимо учитывать свои особенности.
3. Селективность. Выбираем автоматы чтобы соблюдалось условие, вводной автомат должен превышать номиналы всех групповых автоматов и учитывать нагрузочную способность проводов. Автоматы стоящие на одной линии ставят по убывающей.
4. Определение ПКС — предельная коммутационная способность. В зависимости от типа проводника медь ПКС не менее 6 000А или алюминий не менее 4 500А. Если рядом подстанция или новый дом, то не менее 10 000А.
5. Класс токоограничения. Имеется три класса по скорости гашения дуги.
1 класс более 10мс
2 класс 6-10мс
3 класс 2,5мс и более
Предпочтение при выборе отдавайте 3 классу.
6. Количество полюсов. В зависимости однофазная или трехфазная сеть, в случае однофазной сети это однополюсные и трехполюсные автоматы, при трехфазной трех или четырех полюсные.
7. Дополнительные параметры. Напряжение питающей сети, род тока переменный или постоянный, частота сети, степень защиты IP, температурный режим работы. Стационарный или модульный, втычной, выкатной.
8. По фирме производителю. Красивее смотрятся когда автоматы взяты одной серии и одного производителя, проще выполнить необходимый ряд.

Наладка автоматических выключателей

В случае возникновения внештатной ситуации автоматический выключатель должен отключаться быстро и безопасно, не допуская появления языков пламени и искр, которые могут повредить устройство рядом, что создает опасность возникновения пожара. Использование высококачественных устройств защиты оправдано.

  • квалифицированные
    специалисты
  • оперативность
  • гарантия качества
    выполненных работ

Принципиальная схема работы модульного автоматического выключателя

Электрический ток протекает с одной клеммы на катушку магнитного расцепителя, затем на систему контактов и через биметаллическую пластину на вторую клемму.

  • Электромагнитный расцепитель – электромагнит моментального срабатывания для защиты от токов короткого замыкания. Время срабатывания — несколько миллисекунд.
  • Тепловой расцепитель – биметаллическая пластина, срабатывающая при возникновении токов перегрузки. Время срабатывания может достигать продолжительной величины до 2-ух часов.
  • Рычаг управления – элемент, с помощью которого можно осуществить включение-отключение автоматического выключателя
  • Механизм свободного расцепления – связывает рукоятку управления с подвижным контактом. Он же обеспечивает автоматическое отключение при перегрузке и КЗ.
  • Дугогасительная камера – эл. магнитная энергия выделяется в виде дугогасительной дуги

Основные расцепители применяемые в модульном автоматическом выключателе

1. Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным сердечником и пружины.

В случае протекания тока короткого замыкания сердечник моментально втягивается, создавая силу превосходящую силу натяжения возвратной пружины, что приводит в действие рычаг отключения.

При размыкании контактов образуется электрическая дуга проходящая через отражающую пластину и выступ в дугогасительную камеру. Здесь она разделяется на отдельные мелкие дуги, это приводит к быстрому снижению тока до нуля. Этот процесс длится от 2-ух до 4-ех миллисекунд.

2. Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину состоящую из двух соединенных между собой металлов, имеющих разные коэффициенты расширения.

Прохождение тока через автоматический выключатель сопровождается нагревом биметаллической пластины, а при увеличении величины тока в цепи выше номинального значения или другими словами перегрузке, пластина деформируется и воздействует на механизм свободного расцепления, таким образом, отключая автоматический выключатель.

В связи с участившимися случаями подделки автоматических выключателей Вы можете обратиться для испытания новых купленных автоматов в нашу лабораторию. Срок выполнения испытаний до 1 часа.

Прибор для проверки автоматических выключателей

Проверка автоматических выключателей осуществляется прибором Сатурн-М1, путем создания искусственного замыкания с плавным регулированием значения тока в цепи проверяемого автомата с измерением его значения и времени отключения аппарата.

Этапы проверки автоматических выключателей

  • Проверяем маркировку автоматического выключателя
  • Уточняем ток срабатывания, характеристику срабатывания от сверхтоков, времятоковую характеристику
  • Испытания электромагнитного расцепителя (на примере автомата С16А):
    — подключаем прибор для испытания автоматов Сатурн-М1 к прогружаемому автомату
    — задаем на приборе максимальный ток срабатывания автоматического выключателя в соответствии с его времятоковой характеристикой
    — подаем нарастающий ток, автомат С16 А должен сработать в соответствии с времятоковой характеристикой в диапазоне от 80А до 160 А
    — автомат сработал на значении тока 155 А, значит электромагнитный расцепитель исправен.
  • Испытания теплового расцепителя (на примере автомата С16А):
    — подключаем прибор для испытания автоматов Сатурн-М1 к прогружаемому автомату
    — задаем интервал времени воздействия трехкратного номинального тока на тепловой расцепитель.
    — подаем трехкратный номинальный ток на автомат, который должен сработать в соответствии с время-токовой характеристикой не более чем за 60 секунд
    — автомат сработал через 11,16 секунд, значит тепловой расцепитель исправен
  • Записываем измеренные значения тока срабатывания электромагнитного расцепителя и времени срабатывания теплового расцепителя и делаем заключение о пригодности автоматического выключателя

По итогам испытаний составляется Протокол проверки автоматических выключателей

Стоимость проверки автоматических выключателей

Наименование услугиЦена за единицу, руб.
Прогрузка автоматических выключателейот 95

Базовая стоимость проверки выключателя с электромагнитным, тепловым или комбинированным расцепителем в нашей электролаборатории не дорогая и составляет от 95 рублей. за 1 шт.

Цены на услуги электролаборатории по прогрузке автоматических выключателей доступны для любого обратившегося клиента. Рассчитать конечную стоимость поможет наш специалист. Расходы клиента могут возрасти при большой удаленности от офиса компании. Общая стоимость зависит от выполненного объема работ.

Услуги электролаборатории являются востребованными на рынке. Связаться с сотрудниками компании можно по телефону (495) 172-48-46, электронной почте info@elaba24.ru. Наши специалисты принимают заявки в чате, перезванивают потенциальным заказчикам в течение 5 минут. Звоните и заказывайте прогрузку автоматических выключателей в Москве по привлекательным расценкам.

Выбор автоматических выключателей для электродвигателей

Выбирая автоматические выключатели для защиты двигателей, мы должны учитывать, что при пуске электродвигателя, возникает пусковой ток, превышающий в 5 — 7 раз номинального значения.

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

  • Uном. – номинальное напряжение, В;
  • Uном.сети – номинальное напряжение сети, В.
  • Iном.расц. – номинальный ток расцепителя выключателя, А;
  • Iном.дв. – номинальный ток электродвигателя, А.

Ток уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя выбирается по формуле [Л1,с. 106]:

Для приближенного расчета тока уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя, можно принять по таблице 6.1 [Л1,с. 107].

Таблица 6.1 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания отсечки автоматических выключателей, устанавливаемых в цепях электродвигателей

Автоматический выключателиьРасцепитель
А3700; А3790ПолупроводниковыйРП1,11,01,31,5
ВАБПР
«Электрон»РМТ1,351,6
МТЗ-11,42,2
АВМЭлектромагнитный1,41,11,8
А3110; АП-50; А3700; ВА; АЕ201,32,1
А3120; А3130; А31401,151,9

Надежность срабатывания автомата при двухфазном и однофазном коротком замыкании при КЗ на выводах электродвигателя определяется коэффициентом чувствительности и рассчитывается по формуле [Л1,с. 107]:

При отсутствии значений по коэффициенту разбросу kp, рекомендуется принимать коэффициент чувствительности в пределах 1,4-1,5.

В случае если чувствительности защиты от междуфазных КЗ недостаточно, следует принять следующие меры:

  • уточнить значение Iс.о с учетом влияния сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателя;
  • выбрать другой тип АВ;
  • увеличить сечение кабеля на одну, две ступени, но не больше;
  • применить выносную релейную защиту.

При недостаточной чувствительности защиты от однофазных КЗ, следует принять следующие меры:

  • применить кабель другой конструкции с нулевой жилой, алюминиевой оболочкой;
  • проложить дополнительные зануляющие металлические связи;
  • применить АВ со встроенной защитой от однофазных КЗ;
  • применить выносную релейную защиту от однофазных КЗ, ток срабатывания данной защиты принимается 0,5-1*Iном.дв. Коэффициент чувствительности kч > 1,5, согласно ПУЭ 7-издание;

Выбор тока срабатывания для теплового и электромагнитного (комбинированного) расцепителя автоматического выключателя

Для того, чтобы защитить двигатель от перегрузки, то есть от повреждений, вызываемых длительным протеканием тока превышающего номинальный, нужно использовать тепловые и электромагнитные (комбинированные) расцепители. Номинальный ток теплового расцепителя определяется по формуле [Л1. с 109]:

Данные коэффициенты определяются для разных типов выключателя по таблице 6.2 [Л1. с 112].

Таблица 6.2 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания защиты от перегрузки автоматических выключателей

Автоматический выключателиьРасцепительkн = kз*kр
А3700; АЕ20Тепловой1,151
А3110; АП501,251
ВА51; ВА521,2-1,351
АВМЭлектромагнитный1,11,11,20,5-0,7
А3700Полупроводни- ковыйРП1,11,15-1,21,27-1,320,97-0,98
«Электрон»МТЗ-1, РМТ1,11,15-1,351,27-1,490,75
ВАБПР1,11,08-1,21,19-1,320,97-0,98

Общая формула по определению тока теплового расцепителя, имеет следующий вид:

Время срабатывания защиты от перегрузки выбирается из условия, что защита не будет срабатывать при пуске и самозапуске двигателя [Л1. с 112]:

Продолжительность пуска для двигателей с тяжёлыми условиями пуска, составляет более 5 – 10 сек, например для двигателей центрифуг, дробилок, шаровых мельниц и т.д и для двигателей с лёгкими условиями пуска равным 0,5 – 2 с, например для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Проверка чувствительности при однофазных КЗ

Данную проверку нужно выполнять, если для отключения однофазных КЗ используется защита от перегрузки. В настоящее время ПУЭ 7-издание п. 1.7.79 предъявляет требования, чтобы время отключение выключателя тока однофазного КЗ не превышало 0,4 с.

1. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.

Время срабатывания автоматического выключателя формула

Любому автоматическому выключателю необходимо время на срабатывание. Оно может быть составлять сотые доли секунды, а может и несколько минут. Все зависит от тока, который будет протекать через автоматический выключатель. Если правильно выбрали кабель и автомат, то можете не бояться, что при повышенном токе изоляция на ваших проводах не расплавится, например за 30 секунд, которые необходимы, чтобы автоматический выключатель сработал от определенной перегрузки.

Есть такие интересные время-токовые характеристики автоматических выключателей – это такие красивые графики кривых зависимости времени срабатывания от величины тока. Они на автоматах обозначаются буквами B, C и D.

Эти буковки стоят перед значением номинала автомата. Ниже представлены обычные графики, по которым можно определить, через какое время нагрузка будет обесточена при повышенном токе или его скачке. В школу ходили? С графиками работать умеете? Тогда сразу разберетесь. По вертикальной оси стоит время в секундах. По горизонтальной шкале стоит отношение протекающего по проводам тока к номинальному току автомата I/In.

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей и зачем они нужны?

Чем же различаются время-токовые характеристики автоматических выключателей «B», «C» и «D»? Все просто! Они различаются в значении величины отношения протекающего тока к номинальному току I/In.

№ ппВремя-токовая характеристика автоматического выключателяОтношение протекающего тока к номинальному току I/In
1B3-5
2C5-10
3D10-20

Если все равно остались вопросы, то идем дальше разбираться вместе. Буду приводить все на конкретных примерах, так как это будет более понятно, чем если буду объяснять «на пальцах».

Допустим, есть у нас автоматический выключатель номиналом 10А с характеристикой В. Мы выбрали на 10А, так как проще будет считать, и они часто используются в быту.

Например, произошло ЧП. Жена попросила повесить ковер, а Вы когда сверлили, попали в провод, идущий от распредкоробки. Бабах! Вокруг тишина и темно. Здесь Вы просто сверлом закоротили жилы провода, и произошло короткое замыкание. Было такое? Признаюсь, что у меня в молодости такое было.

В данной ситуации автоматические выключатели с характеристикой В срабатывают практически мгновенно, когда ток в сети превысит значение номинала автомата в 3-5 раз. В нашем случае это ток лежит в пределах 30-50 ампер. Конечно при коротком замыкании ток увеличивается в сотни раз, но автомату с характеристикой В достаточно 3-5 кратного увеличения. Здесь приходит в действие электромагнитный расцепитель.

Смотрим графики ниже и видим, что при токе 50А автомат сработает через 0,01 секунду. Это получается отсюда. Ток при КЗ делим на номинальный ток автомата, т.е. 50А/10А=5. Теперь на горизонтальной шкале находим цифру 5 и ведем условную линию (на рисунке она выделена красным) вертикально вверх до пересечения с кривой. Ставим точку и от нее ведем условную горизонтальную линию до оси времени. У нас получилось ориентировочно 0,01 секунда. Аналогично при перегрузке сети током 15А у нас отношение составило 1,5 и время задержки на срабатывание составит 30 секунд. Здесь автомат отключится благодаря работе теплового расцепителя. Если сечение провода рассчитано правильно, то его изоляция таким током и за это время не успеет расплавиться. Вы защищены.

Выше мы рассмотрели нижнюю кривую, но на картинке их можно выделить 3 шт. Зачем все это? Давайте разберемся. Эти кривые предназначены для разных состояний автоматических выключателей: «холодного» (верхняя кривая) и «горячего» (нижняя кривая), а сам график составлен для температуры окружающей среды +30С. По пунктирной линии рассчитывается время отключения для автоматом номиналом не выше 32А.

Для холодного состояния автоматического выключателя с характеристикой В для вышеописанного примера, время задержки на срабатывание составит при токе 50А – 0,04 сек. и при токе 15А – 4000 сек. (примерно 67 мин.). На рисунке выше это показано синим цветом.

Еще учтите, что автоматы стоят в разных местах – в квартире, в подъезде, на улице и т.д. Например, зимой дома температура +25, в подъезде +16, на улице -25. Соответственно температура элементов расцепителя разная и ему нужно разное время, чтобы прогреться и заставить автомат сработать.

Еще здесь существуют поправочный коэффициент. Чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток через себя будет пропускать автомат и наоборот. При одной и той же нагрузке в жарких и в холодных помещениях один и тот же автомат будет срабатывать при разных значениях тока. Это колебания не значительные и этот вопрос становится актуальным, когда автоматический выключатель сильно нагружен и работает на пределе своего номинала. Стоит повыситься окружающей температуре, как он сможет отключить нагрузку. Часто такой вопрос встает летом в жарких помещениях.

Теперь скажу несколько слов про время-токовые характеристики автоматических выключателей C и D. Суть их заключается в том, что все графики характеристик сдвинуты вправо, т.е. таким образом, увеличивается время их срабатывания. Автомат с характеристикой C при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 5-10 раз. Автомат с характеристикой D при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 10-20 раз.

Из графиков получаем (смотрим ниже). Для автоматического автомата на 10А характеристики C время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 0,02 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 27 сек. и при токе 15А примерно 5000 сек. (83 мин.).

Для автоматического автомата на 10А характеристики D (смотрим графики ниже) время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 1,5 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 30 сек. и при токе 15А примерно 6000 сек. (100 мин.).

Вот видите какая разница в значениях времени при перегрузке автоматов. Это тоже нужно знать и учитывать при их выборе.

Как правило, для квартир используют автоматические выключатели с характеристикой B, а на производстве — C и D. Хотя очень часто можно встретить в этажных щитках автоматы с параметром C. Еще автоматы с параметром B в продаже редко встречаются.

Также учтите, что каждый автомат может пропускать через себя ток больший номинального в 1,13 раз. Это видно из графика. Видите на горизонтальной оси значение 1,13 и если вести условную линию вертикально вверх, то она никогда не пересечет кривую времени. Следовательно, автомат при таком токе не сработает. Поэтому выбирайте кабель большего сечения, т.е. с запасом. Лучше перестрахуйтесь.

Смотрите для каких автоматических выключателей какой соответствует ток не отключения. Это тоже учитывайте при выборе автоматического выключателя по номиналу и кабеля.

№ ппНоминал автоматических выключателей, АУсловный ток не отключения автоматических выключателей, А
11011,3
21618,08
32022,6
42528,25

Например, для нагрузки, потребляющей ток 25А вы выбрали кабель сечением 2,5мм2. Тут жена собралась готовить обед, попутно пить чай, размораживать мясо в микроволновке и еще принесла на кухню фен (который вы не учитывали в своих расчётах), чтобы волосы посушить. Таким образом, вместо 25А вы можете получить в сети 28А, и автомат тут не сработает, так как он сработает при токе 25А*1,13=28,25А. Из таблицы видно, что для такого тока уже нужен провод сечением минимум 3 мм2. Но у нас провод сечением 2,5 мм2 и поэтому он будет греться и плавиться изоляция.

Да еще возьмите на заметку, что многие производители лукавят при производстве кабеля. Делают его по ТУ (техническим условиям), при которых уменьшают сечение кабеля. Я придерживаюсь такого мнения в выборе кабеля и автоматических выключателей, что лучше все брать с разумным запасом, чем предполагаемая нагрузка.

Не забываем улыбаться:

А не пойти ли мне поработать? — подумал электрик.
И не пошел …

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Тип управления тумблерный выключатель
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector