Якими параметрами характеризується автоматичний вимикач?
Детальний опис технічних, експлуатаційних і фізичних параметрів з супутніми зображеннями; розбір характеристик В, С і D для модульних автоматів
Технічні та експлуатаційні характеристики автоматичних вимикачів
До технічних даними автоматичного вимикача відносять:
Серед параметрів головного ланцюга перераховують:
- рід струму;
- напруга мережі;
- частота змінного струму.
До експлуатаційних характеристик вимикача відносять:
Парочка фотографій лицьовій панелі силового автоматичного вимикача з поясненням «що є що»:
Розшифровка деяких абревіатур:
КЗ - коротке замикання (Надструм);
ПКС - п редельная до оммутаціонная з пособности або гранична відключає здатність або гранична найбільша відключає здатність (значення струму короткого замикання при якому вимикач розімкне ланцюг, однак після цього його працездатність не гарантована; при ла льшіх токах існує загроза зварювання головних контактів, що веде до сумних наслідків);
In - номінальний струм автоматичного вимикача.
Номінальний струм
Під номінальним струмом (позначають In) автоматичного вимикача розуміється струм, при якому апарат розрахований на тривалу експлуатацію і не активує захисного спрацьовування. Якщо зазначений у маркуванні ток перевищено, автомат по закінченні певного часу перериває постачання мережі.
- номінальний струм автоматичного вимикача - струм, на проведення якого прораховані струмопровідні елементи;
- номінальний струм теплового розчеплювача - струм, на який налаштовуються розчіплювати пристрої (при ньому спрацьовування не викликається).
Надалі, під номінальним струмом будемо мати на увазі номінальний струм теплового розчеплювача.
Номінальний струм є однією з визначальних характеристик автоматичного вимикача, так як відносного цього значення прораховуються надструми, при яких расцепителями викликається розмикання контактів. Для вірного вибору автоматичного вимикача потрібно знати номінальний струм мережі.
Номінальний струм мережі вираховується з споживаної потужності. Наперед відомо, який прилад скільки споживає потужності. Отримують сумарну потужність і в першому наближенні використовують співвідношення:
P = U · I, де Р - споживана потужність в ватах, U - напруга в мережі в вольтах, I - струм в мережі в амперах.
Але це формула вірна для мережі постійного струму, для мережі змінного струму все набагато складніше.
Повна потужність (S) є векторною сумою активної потужності (Р) і реактивної потужності (Q):
S 2 = P 2 + Q 2.
В свою чергу:
- активна потужність P = I · U · Cos # 981 ;;
- реактивна потужність Q = I · U · Sin # 981 ;.
де # 981; - кут, з яким струм відстає або випереджає напругу. Для вимірювання коефіцієнта реактивної потужності (Cos # 981;) застосовують фазометри.
Струм миттєвого розчеплення (захисна характеристика В, С або D)
Автоматичний вимикач характеризується струмом, при якому викликається миттєве розчеплення головною контактної групи. Це відбувається при короткому замиканні, яке фіксує і відключає електромагнітний расцепитель.
Для модульних і силових автоматичних вимикачів характеристика миттєвої захисту вказується по-різному:
- модульним автоматам присвоюється захисна характеристика: B, C, D;
- для силових вимикачів задається значення електричного струму або число кратне номінального струму.
Розбір захисних характеристик B, C і D модульних автоматичних вимикачів
Для модульних автоматичних вимикачів згідно з таблицею 2 на сторінці 11 стандарту ГОСТ Р 50345-99 встановлюється певна захисна характеристика:
- B - розчіплювати пристрій активується при струмі 3-5 від In;
- C - розчіплювати пристрій активується при струмі 5-10 від In;
- D - розчіплювати пристрій активується при струмі 10-50 від In.
де In - номінальний струм автомата.
Наприклад, при значенні In = 10А і захисної характеристиці C розчеплення відбудеться при досягненні струмом короткого замикання діапазону 5-10 · In або 50-100 ампер, а при захисної характеристиці K відключення зголоситься в діапазоні 8-14 · In або 80-140 ампер.
Переважне застосування модульної автоматики:
- B - для мереж з малими струмами КЗ (електричні нагрівачі, плити);
- C - для мереж з великими струмами (найбільш вживане виконання);
- D - для мереж з високими струмами пуску (зварювальні апарати, електродвигуни, трансформатори).
Пускові струми з'являються на короткий час від частки секунди до 10 секунд, в залежності від підключеного пристрою.
наприклад:
- лампа розжарювання ЛОН короткочасно при включенні споживає 2-4 номінальних потужності;
- електричний двигун в момент розгону може споживати 8-14 робочих потужностей.
Миттєва захист для силових автоматичних вимикачів
Миттєва захист для силових автоматів (уставка) задається числом в амперах або у вигляді Х · In (Х - ціле число), при якому спрацює розчіплювати пристрою в місцях потрапляння КЗ.
Виробник може пропонувати різні уставки в своєму каталозі, але на практиці завозяться вимикачі налаштовані на одне значення, а решта під замовлення (до 60 днів в залежності від заводу).
Времятоковая характеристика вимикача автоматичного
Графічна залежність, яка відображає взаємозв'язок наростання струму і час через яке відбудеться відключення напруги. Зростання струму представляється залежним від номінального струму (In), тобто зображується шкала зі значеннями кратними In.
На зображенні зліва представлена времятоковая характеристика для автоматичного вимикача Record Plus випуску корпорації General Electric.
Вертикальна вісь (ординат) діаграми присвоєна часу спрацьовування в секундах, а горизонтальна вісь (абсцис) відображає зростання струму.
Двома червоними лініями відокремлена область, в якій відбувається автоматичне спрацьовування під дією розчіплює пристрою. В ідеалі повинна бути одна лінія, по якій можна відстежити час розчеплення головних контактів, але реальність накладає свій відбиток, створити точний расцепитель неможливо (цього в принципі і не потрібно).
Область знаходиться зліва від крайньої червоної лінії - область, де автоматичний вимикач ще не спрацював. А область праворуч від другого червоної лінії - область, де вже відбулося автоматичне відключення.
На діаграмі домальована товста зелена лінія, умовно розділяє зони спрацьовування теплового (верхня частина) і електромагнітного (нижня частина) расцепителей. Комбінацію цих расцепителей називають термомагнітним розчіплювати пристроєм.
Дві сірі лінії позначають зону спрацювання при налаштуванні теплового розчеплювача на значення 0,8 In.
Гранична комутаційна здатність або «живучість», а також робоча комутаційназдатність
Під граничною відключає (або комутаційної) здатністю (ПКС, позначають Icu) розуміється здатність автоматичного вимикача зняти напругу в зоні КЗ. Після спрацьовування з такою навантаженням не передбачається подальше проведення номінального струму цим пристроєм (прямий шлях на утилізацію). Її величина залежить від напруги в мережі, чим вище напруга, тим менше ПКС (зворотна залежність, вказується при декількох напружених).
Здатність до струмообмеження
Автоматичні вимикачі поділяються на:
- токоограничивающие або швидкодіючі;
- нетокоогранічівающіе.
Нетокогранічівающіх автоматичних вимикачів більшість (вони дешевше).
Струмообмежувальним вимикачі - автомати, які розмикають головні контакти в зоні короткого замикання з такою швидкістю і силою, що Надструм не встигає досягти своїх максимальних значень (переривається в «зародку»). Для такої апаратури потрібно швидкодіюча механіка, яка крім високої швидкості розбіжності контактів забезпечить достатню силу їх розриву.
Струмообмеження скорочує значення:
- діючих електродинамічних сил (пропорційні квадрату сили струму), які можуть викликати пошкодження провідників, комутаційної апаратури і обладнання, яке підлягає;
- електромагнітних полів;
- теплових напружень, через які ізоляційні покриви швидко втрачають свій ресурс (теплове старіння ізоляції).
комутаційна зносостійкість
Комутаційна (або електрична) зносостійкість виражається в кількості циклів включення / відключення під навантаженням (розведення контактів із загорянням електричної дуги з її подальшим гасінням). При горінні електричної дуги матеріал (композитна серебросодержащий напайку) на контактах випаровується, що призводить до поступового зносу. Є синонімом ресурсу або строку служби виробу.
У каталогах також вказується механічна зносостійкість - включення / відключення без навантаження (практичного значення не має).
Тобто при народженні сверхтока не буде повністю від'єднано весь об'єкт, а тільки та його частина, в якій відбулося КЗ. Селективний вимикати повинен мати більшу ПКС і більшої робочої відключає здатністю.
У стандарті вводиться поняття часткової селективності - вибірковість при надструми гарантується тільки до певного рівня КЗ. Після перевищення цього порога ввідний апарат не забезпечує витримку часу, а миттєво спрацьовує.
кількість полюсів
Полюсність є явною характеристикою вимикача, тобто візуально відслідковується. Автомати випускаються на один (1P), два (2P), три (3P) і чотири (4P) полюса.
Більшість силових автоматичних вимикачів випускаються триполюсні (розраховані на трифазне напругу). Окремі виробники випускають двополюсні автомати (спеціально під постійну напругу) - вони виготовляються в триполюсні розмірі, але струмопровідні елементи знаходяться тільки в двох полюсах. Такі виконання (2P) найчастіше замовні (ми поставимо протягом 5 робочих днів).
Модульні автоматичні вимикачі підтримуємо на складі з будь-якою кількістю полюсів.
габаритні розміри
Лінійні розміри автоматичного вимикача можна дізнатися заздалегідь, щоб при монтажі комутаційний апарат увійшов в виділене йому простір. Виробники ведуть постійну боротьбу за зниження габаритних характеристик, але взаємний вплив струмоведучих частин (електромагнітне та теплове) не дозволяє зближувати елементи.
Дані головної мережі
Головний ланцюг описується наступними параметрами:
- рід струму (змінний чи постійний);
- напруга (вимірюється в V, позначають Ue);
- частота (вимірюється в Hz, для змінного струму).
Автомати розробляються на задіяння в мережах до певного напруження і роду струму. Відповідність характеристик ланцюга і захисного пристрою має задовольнятися при виборі останнього.
Різні виконання окремих марок можуть функціонувати в мережах змінного і постійного струму (наприклад, ВА 04-36 або ВА 51-35). Для змінного струму виконання триполюсні, під мережі постійного струму габарит той же, але струмопровідні елементи є в двох полюсах (в середньому полюсі вони відсутні).
Експлуатаційні характеристики автоматичного вимикача
Варіації під'єднання провідників:
- провідники з очищеної від ізоляції житлової;
- кабелі або проводи оконцование кабельним наконечником;
- під'єднують електротехнічні мідні шини з штирьовим або вилковим приєднанням.
Розрізняють переднє і заднє приєднання. Зручним для експлуатації є переднє приєднання (не потрібно звільняти доступ для ремонтних або періодичних робіт).
Монтаж вимикача може здійснюватися за допомогою гвинтів або на DIN-рейку (останнє характерно для модульних вимикачів).