Меню

Ток динамической стойкости автоматических выключателей

Ток динамической стойкости автоматических выключателей

Автоматические выключатели (АВ) предназначены для отключения питания сети при перегрузке и коротких замыканиях.
Технически отключение производится путем размыкания контактов и гашения возникающей при размыкании электрической дуги. От того насколько быстро производится прерывание тока, зависит качество автоматического выключателя.
Механическое разъединение контактов производят расцепители. В большинстве АВ расцепителей два: — тепловой и электромагнитный.
Тепловой расцепитель предназначен для ограничения тока перегрузки. Как правило ток срабатывания теплового расцепителя равен номинальному току АВ. Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая производит механическую работу при нагревании. Такая конструкция обеспечивает режим работы АВ соответствующий температурным характеристикам защищаемого кабеля.
Для определения фактического тока срабатывания теплового расцепителя необходимо учитывать окружающую температуру.
Например АВ производства АББ рассчитаны на срабатывание при токе равном 1,13 I номинального за время менее 1 часа. Номинальный ток можно узнать из таблицы:

Электромагнитный расцепитель устроен иначе. Его действие основано на воздействие электромагнитных сил на отключающее устройство. Поэтому он срабатывает мгновенно при превышении током определенного значения. Это значение определяется характеристикой АВ которая обозначается буквами B C D K Z. Такой принцип действия наиболее эффективно ограничивает ток короткого замыкания. В разных схемах применяются АВ разных типов. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя АВ производства АББ можно определить из графика:

Основные типы УЗО

1. УЗО типа АС, реагирующие на синусоидальный переменный дифференциальный ток. Принятое обозначение В европейских странах согласно требованиям норм в настоящее время УЗО типа АС заменяются на УЗО типа А.

2. УЗО типа А реагирует как на синусоидальный ток так и на пульсирующий. Принятое обозначение В последние годы резко возросло количество потребителей источников импульсного тока на который УЗО типа АС не реагирует. Такими потребителями являются: стиральные машины, компьютеры, телевизоры и прочее.

3. УЗО типа В, реагирующее на переменный, пульсирующий, постоянный, гладкий постоянный токи. Принятое обозначение Применяется в специальных промышленных установках со смешенным питанием.

4. Селективные УЗО типа S и G. Используются в радиальных схемах в качестве головных противопожарных устройств. Селективность обеспечивается задержкой времени срабатывания (G – 60 мс, S – 120 мс при dI = 300 мА). УЗО, работающие с выдержкой времени дольше находятся под воздействием экстремальных токов, поэтому к ним применяются повышенные требования по току короткого замыкания до 15 кА.

Однако не все производители имеют в ассортименте УЗО типа S и G. Например АББ выпускает УЗО типа S и AP-R (помехоустойчивые) с задержкой срабатывания AP-R – 10 мс, S – 130 мс при dI = 100 мА:

Качество автоматических выключателей и устройств защитного отключения.

В настоящее время вследствие несогласованности ряда положений, а также и упущений в отечественных электротехнических нормативных документах (ГОСТы, СП, ПУЭ) на российском рынке получили распространение электрозащитные устройства электроустановок до 1 кВ 4-х уровней качества. Речь идет прежде всего об устройствах защитного отключения (УЗО) и автоматических выключателях (АВ).

1 уровень.
Данный уровень качества принят в ЕС с 2002 года.
К этому уровню относится наиболее качественная продукция таких производителей как: Doepke (Дёпке); Siemens (Сименс); Moeller (Мёллер); Hager (Хагер); Kopp (Копп); часть продукции ABB (АББ); часть продукции SEZ (СЭЗ).
Основными техническими характеристиками УЗО данного уровня качества являются:

  • коммутационная способность Im = 1500 А
  • термическая и динамическая стойкость к току короткого замыкания Iкз = 10(15) кА
  • техническое совершенство элементов устройств позволяют обеспечивать самые высокие требования к качеству. Срок службы в среднем составляет 30 лет. Гарантия 5-10 лет.

Основными техническими характеристиками АВ данного уровня качества являются:

  • максимальная отключающая способность Iмо = 10 кА
  • 3-й класс ограничения тока короткого замыкания. Что означает время гашения дуги (время отключения короткого замыкания) не более 0,01 с. Обеспечивается аппаратной реализацией магнитного дутья. Это важный параметр, так как он позволяет максимально быстро отключить короткое замыкание, не повредив защищаемую цепь.
Читайте также:  Как выключать свет во всей квартире одним выключателем

Указанные параметры АВ обозначаются знаком:

2 уровень.
Данный уровень технических характеристик принят в Германии в 1975 году и действует в странах ЕС.
Этот уровень представлен следующими производителями:
Часть продукции ABB (АББ); часть продукции SEZ (СЭЗ); Schneider El (Шнайдер электрик); Legrand (Легран); OEZ (ОЭЗ); Gewis (Гэвис).
Основными техническими характеристиками УЗО данного уровня качества являются:

  • коммутационная способность Im = 500 А
  • термическая и динамическая стойкость к току короткого замыкания Iкз = 6 кА
  • в основном это морально устаревшие устройства либо устройства со значительным использованием пластика. Такие устройства обеспечивают надежную работу при отсутствии в сети значительных перегрузок и высоком качестве электроснабжения.

Основными техническими характеристиками АВ данного уровня качества являются:

  • максимальная отключающая способность Iмо = 6 кА
  • тот же 3-й класс ограничения тока короткого замыкания. вполне надежны при выше перечисленных условиях.

Указанные параметры АВ обозначаются знаком:

3 уровень.
Является недопустимым в странах ЕС.
Представлен продукцией таких производителей как: Шнайдер Электрик («Домовой»), Легран, ИЭК, ДЭКрафт, Щит, Неон, Флавир, Sassin, Chin.
Основными техническими характеристиками УЗО данного уровня качества являются:

  • коммутационная способность Im = 500 А
  • термическая и динамическая стойкость к току короткого замыкания Iкз = 4,5 кА

Однако данные параметры могут быть подтверждены только для марок «Домовой» и «Легран» в том случае если устройства производятся под контролем фирм Шнайдер Электрик и Легран. В остальных случаях государственное тестирование параметров не производится.
Для устройств этой группы комплектующие поступают из Китая и отличаются недостаточным качеством, что приводит к частым и опасным отказам в работе.
Применение УЗО в России регламентировано током Iкз > 3 кА, что недостаточно для значительного числа электроустановок.
Сроки эксплуатации не поддаются оценке из-за частого брака.

Основными техническими характеристиками АВ данного уровня качества являются:

  • максимальная отключающая способность Iмо = 3 или 4,5 кА
  • 3-й класс ограничения тока короткого замыкания не обеспечен.

Для АВ данного типа характерны частые отказы вследствие залипания контактов, ложных срабатываний, выходы из строя при первых включениях.

4 уровень. Представлен продукцией фирм: завод «Сигнал», «Энергомера», марки ВКЗ, ТЕСС-Инжениринг.

В этой группе представлены УЗО электронного типа или зависимые от напряжения питания. Их работу обеспечивает электронный усилитель дифференциального тока, который питается от общего напряжения. При отгорании нуля усилитель отключается и устройство не может выполнять свою функцию, однако по фазному проводнику опасный потенциал продолжает заноситься на защищаемое оборудование. Такая ситуация крайне опасна для жизни. Кроме того, для устройств данного типа характерны частые ложные срабатывания.

Источник

Проверка выбранного защитно-коммутационного аппарата на динамическую устойчивость и термическую стойкость

Цель работы

Научиться проверять выбранный выключатель высокого напряжения на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Краткие теоретические сведения

Выключатель, выбранный по номинальному напряжению, номинальному продолжительному току и номинальной мощности отключения должен быть проверен на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Ток динамической устойчивости – это максимальное значение тока, который способен пропустить выключатель, не повреждаясь, и без отбрасывания контактов. Динамическая устойчивость должна проверяться из условия: номинальное амплитудное значение тока выключателя должен быть больше, чем протекающий через выключатель ударный ток короткого замыкания. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока. При определении максимального расчетного тока короткого замыкания должны рассматриваться все возможные варианты короткого замыкания, и из них должен быть выбран наиболее тяжелый, каким обычно является режим отключения трех- и однофазного короткого замыкания на «землю».

Читайте также:  Выключатели врубные с боковой несъемной рукояткой

Ток термической стойкости, действующий определенное время – это ток, который выключатель способен пропустить, не повреждаясь. Термическая стойкость должна проверяться из условия протекания через выключатель тока короткого замыкания в течение максимального времени, обусловленного временем срабатывания защиты. Номинальный ток термической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ток термической стойкости при коротком замыкании.

Задание

Проверить выбранный выключатель высокого напряжения на динамическую устойчивость и термическую стойкость.

Проанализировать проделанную работу.

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2, №3 и №5.

Порядок выполнения расчёта

Выбранный выключатель проверяем на динамическую устойчивость по условию

(18)

где iн.а.в — номинальный амплитудный ток выключателя, кА;

iу — ударный ток 3-х фазного короткого замыкания, кА.

Ударный ток 3-х фазного короткого замыкания iу, кА, определяется по формуле

(19)

где Ку — ударный коэффициент при трёхфазном коротком замыкании, для воздушных линий выше 1000 В принимается 1,8.

Выбранный выключатель проверяем на термическую стойкость по условию

(20)

где Iн.тс.в — номинальный ток термической стойкости выключателя, кА;

tтс.в — время действия номинального тока термической стойкости выключателя, с;

I — установившееся значение тока короткого замыкания, равное трёхфазному току короткого замыкания, кА;

tпр — приведённое время короткого замыкания от возникновения до отключения (суммарное время срабатывания защиты), принимаем 0,2 с.

Пример выполнения расчёта

Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2, №3 и №5.

Для воздушной кабельной линии выбран выключатель высокого напряжения ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11.

Выбранный выключатель проверяем на динамическую устойчивость.

Ударный ток 3-х фазного короткого замыкания

Выключатель динамически устойчив.

Выбранный выключатель проверяем на термическую стойкость

Выключатель термически стойкий.

По результатам расчёта практической работы выбранный для воздушной кабельной линии выключатель высокого напряжения ВМП-10-630-20 с электромагнитным приводом ПЭ-11 динамически устойчив и термически стойкий.

1.По каким критериям проверяют выбранный высоковольтный выключатель?

2.Как осуществляется проверка высоковольтного выключателя на динамической устойчивости?

3.Как осуществляется проверка высоковольтного выключателя на термическую стойкость?

Литература

Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / Е.А. Конюхова. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 320с.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. – М.: Омега-Л, 2012.

Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб для студ. сред. проф. образования / Юрий Дмитриевич Сибикин. — М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 368с.

Источник



Расшифровки характеристик и выбор автоматических выключателей

Содержание:

При выборе автоматического выключателя покупателю нужно определиться с количеством полюсов устройства, номинальным током, типом защитной характеристики и не только. Подбор значения по любому из параметров осуществляется в зависимости от помещения, в которое будет устанавливаться устройство. Специалисты точно знают, что необходимо выбрать. Но как обычному пользователю сделать правильный выбор? Обо всем по порядку.

Назначение и разновидности автоматов

Автоматический выключатель – предохранительное устройство, которое перекрывает поступление тока в проводку при перегрузке в сети и/или коротком замыкании. Это происходит с помощью расцепителя. Он бывает трех видов, от которых зависит прямое назначение выключателя.

Тепловой служит для защиты от перегрузок в сети, представляет собой биметаллическую пластину теплового реле. При превышении значения номинального тока она нагревается, расширяется и выгибается, толкая рычаг, который разрывает соединение.

Второй тип – электромагнитный. Это система из катушки, сердечника и пружины, предназначенная для защиты от короткого замыкания. При резком увеличении силы тока, проходящего через катушку, меняется магнитное поле, это в свою очередь меняет положение сердечника, приводя к сжатию пружины и срабатыванию рычага.

Читайте также:  Как подключить диммерный выключатель

Есть и универсальный вариант — комбинированный. Он объединяет в себе оба вышеописанных механизма, защищая одновременно и от перегрузок, и от скачков напряжения.

По конструкции автоматические выключатели разделяются на несколько разновидностей в зависимости от силы тока, на которую они рассчитаны:

  • воздушный – от 800 до 6300 А;
  • в литом корпусе – от 10 до 2500 А;
  • модульный – от 0,5 до 125 А.

Последний является одним из самых распространенных. При его выборе следует отметить, что он доступен по цене и прост в использовании и монтаже. Применяется в квартирах, частных домах и офисах. Устройства в литом корпусе и воздушные чаще устанавливаются на промышленных предприятиях и имеют более высокую цену.

Есть разделение автоматических выключателей и по времени срабатывания. Это характеристика, которая определяет скорость расцепления. В зависимости от её значения выделяют опять же три типа. Первый – нормальные (0,02-0,1 с), далее идут селективные (до 1 с) и быстродействующие с токоограничивающим эффектом (до 0,05 с). Последние являются особо долговечными и эффективными. Такой автомат срабатывает перед самой перегрузкой, до сильного повышения тока. Для выбора по данному параметру необходимо учесть силу перегрузок, которые могут возникнуть, и их частоту. Чем они выше и чем чаще происходят, тем быстрее устройство должно на них реагировать.

Основные параметры выбора

Номинальный ток. Первая и одна из самых важных характеристик, по которой следует выбирать, основываясь на том, какая предполагается нагрузка на сеть. Чем выше будет номинальный ток у устройства, тем выше будет и порог его отключения. Но не стоит выбирать автомат с «запасом» по данной характеристике, иначе он может не справиться со своей основной задачей – защитой сети от перегрузок. К тому же, чем выше значение данного параметра у аппарата, тем больше его цена. Расчет подходящего значения номинального тока можно провести по следующей формуле I= P/U, где:

I (А) – искомое значение;

P (Ватт) – суммарная потребляемая мощность. Для её вычисление необходимо сложить мощность всех электроприборов в доме и умножить полученное число на коэффициент 0,7. Потребляемая мощность всегда указывается в паспорте электротехники, а также на её корпусе, обычно сзади на специальной наклейке.

U (В) – напряжение сети.

Полученное значение необходимо округлить до ближайшего из стандартного ряда. Основными считаются автоматические выключатели со значением номинального тока 6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А.

Класс (тип расцепления) – этот параметр обозначается латинской буквой и показывает количество раз превышения номинального тока, при котором автоматический выключатель срабатывает.

  • A – 2-3 предназначен для проводки большой протяженности в любых зданиях.
  • B – 3-5 подходит для жилых домов;
  • C – 5-10 для мест, где в сеть подключается много оборудования, например, для промышленного предприятия или частной мастерской.
  • D – 10-20 аналогичен C.

Количество полюсов – эта характеристика связана с фазами сети. Для однофазной применяются однополюсные (в электросетях TN-C, TT) и двухполюсные (в электросетях IT) выключатели, а для трехфазной – трехполюсные (в электросетях TN-C, TT, IT) и четырехполюсные (в электросетях TN-S).

Надеемся, что данная статья поможет Вам в выборе подходящего автомата. Но для установки данного оборудования советуем обратиться к квалифицированному специалисту, чтобы монтаж был выполнен правильно и в последствии не возникли неполадки.

Источник