Технические характеристики автоматов
Номинальный ток
Предельная величина тока, до которой ВА не будет отключаться.
Зависимость номинального тока выключателя от окружающей среды
Чем выше температура воздуха, тем быстрее отключится автомат при превышении нагрузки.
| Номинальный ток In, А | -40° | -30° | -20° | -10° | 0° | 10° | 20° | 30° | 40° | 50° |
| 1 | 1.35 | 1,3 | 1,25 | 1.20 | 1,15 | 1,1 | 1,05 | 1 | 0,93 | 0,88 |
| 2 | 2,7 | 2,6 | 2,5 | 2,4 | 2,3 | 2,2 | 2,1 | 2 | 1,9 | 1,8 |
| 3 | 4,05 | 3,9 | 3,75 | 3.60 | 3,45 | 3,3 | 3,15 | 3 | 2,8 | 2,6 |
| 4 | 5,4 | 5,2 | 5 | 4,8 | 4,6 | 4,4 | 4,2 | 4 | 3.70 | 3,5 |
| 5 | 6,75 | 6,5 | 6,25 | 6 | 5,75 | 5.50 | 5.25 | 5 | 4,7 | 4,5 |
| 6 | 8.10 | 7,8 | 7,5 | 7,2 | 6,9 | 6,6 | 6,3 | 6 | 5.60 | 5.30 |
| 8 | 11,2 | 10,6 | 10 | 9,6 | 9,2 | 8,8 | 8,4 | 8 | 7,4 | 7 |
| 10 | 13,5 | 13 | 12,5 | 12 | 11,5 | 11 | 10,5 | 10 | 9,3 | 8,8 |
| 13 | 17,7 | 17 | 16,3 | 15,6 | 15 | 14 30 | 13.70 | 13 | 12 | 11,4 |
| 16 | 21,6 | 20,8 | 20 | 19,2 | 18,4 | 17.60 | 16,8 | 16 | 14,9 | 14 |
| 20 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 18,6 | 17.60 |
| 25 | 33,9 | 32,6 | 31,3 | 30 | 28,8 | 27,5 | 26,3 | 25 | 23,2 | 22 |
| 32 | 43,2 | 41,6 | 40 | 38,4 | 36,8 | 35,2 | 33,6 | 32 | 30.00 | 28,2 |
| 40 | 54 | 52 | 50 | 48 | 46 | 44 | 42 | 40 | 37,2 | 35,2 |
| 50 | 67,5 | 65 | 62,5 | 60 | 57.50 | 55 | 52,5 | 50 | 46,5 | 44 |
| 63 | 85 | 82 | 78,8 | 75,6 | 72,5 | 69,3 | 66,2 | 63 | 58,6 | 55,4 |
Зависимость коэффициента нагрузки выключателя от температуры окружающей среды при одиночной установке
Как видно из графика, автомат должен работать “по номиналу” при температуре 30°.
Зависимость коэффициента нагрузки выключателя от количества полюсов
Время-токовые характеристики отключения
Быстрота срабатывания при мгновенных перегрузках. Или по-простому: при включении пылесоса (холодильника, компрессора, электродвигателя и т.п.) возникает кратковременный огромный пусковой ток, если стоит ВА с неправильно подобранной время-токовой характеристикой, то он будет постоянно отключаться.
График скорости срабатывания
Данные графики характеризуют скорость срабатывания защиты при перегрузе. То есть при незначительном превышении номинального тока (I/In) скорость срабатывания низкая. Соответственно при увеличении нагрузки автомат быстрее сработает (отключится). Скорость срабатывания также зависит от характеристики.
Характеристика “D”
Характеристика “C”
Характеристика “B”
Номинальное напряжение
Предельное напряжение постоянного или переменного тока, на которое рассчитан выключатель.
Номинальный ток отключения
Ток короткого замыкания (КЗ), при котором автоматический выключатель отключит отходящую линию и останется в работоспособном состоянии.
Класс токоограничения
Быстрота отключения в случае КЗ
Количество полюсов
Необходимое количество отключаемых проводов.
Какую ОС выбрать для автомата
Автоматический выключатель с отключающей способностью 25 kA
Значение этого параметра указывают особой цветовой маркировкой и цифрой (кА) в нижней части лицевой панели. В прошлом веке сравнительно небольшое потребление электроэнергии отечественными домохозяйствами подразумевало возможность применения защитных устройств на 3,5 кА и менее. Однако в наши дни опытные специалисты рекомендуют выбирать автоматы следующим образом:
- 4,5 кА – отдельные группы потребителей;
- 6 кА – ввод квартирного электроснабжения;
- 10 кА – отходящие линии распределителей многоквартирного дома.
Коррекции делают с учетом особенностей конкретного проекта. Увеличенная отключающая способность автоматического выключателя (АВ) пригодится при небольшом расстоянии до местной подстанции, промышленных предприятий.
Пример ВА
Выключатель автоматический IEK ВА47-29
- Номинальный ток — 10А;
- Время-токовая характеристика — С;
- Рассчитан на переменное напряжение — до 400В;
- Номинальный ток КЗ — 4500А;
- Класс токоограничения — 3.
- Количество полюсов — 1.
Выбираем данный автоматический выключатель для медного проводника D=1,5 мм2, выдерживающий 19 А. Максимальная подключаемая нагрузка – до 2,3 кВт.
Теперь тонкости. Автоматический выключатель отключается через час при токе I=1,13Iн, в данном случае 11,3 А и через 40 секунд I=1,45Iн, в данном случае 14,5 А.
Теперь сухие цифры:
- провод D=1,5 мм2, а автоматический выключатель 16А. ВА сработает через час, если нагрузка будет 18А и через 40 секунд, если 23,2А. Проводник выдерживает 19А (производства ГОСТ, ТУ производства меньше держат).
- провод D=2,5 мм2 , а автоматический выключатель 25А. ВА сработает через час, если нагрузка будет 28,2А и через 40 секунд, если 36,2А. Проводник выдерживает 27А (производства ГОСТ, ТУ производства меньше держат).
Отсюда делаем вывод, чтобы автоматика срабатывала необходимо выбирать по проводнику или подключенному электрооборудованию. Никаких запасов в большую сторону быть не должно!
Время-токовая характеристика(ВТХ) необходимо для соблюдения селективности в щите автоматике.
В быту распространены ВА с ВТХ «В», «С» и «D», по убыванию в чувствительности соответственно. Чаще встречаются с характеристикой «С». Обратимся к схеме.
В случае короткого замыкания(КЗ) должен отключится автоматический выключатель №2, но на практике т.к. номиналы и ВТХ ВА №1 и 2 одинаковы, то может отключится раньше ВА №1. Чтобы такого не происходило поступают следующим образом: если позволяет сечение проводов, то увеличивают номинал выключателя №1, к примеру С16. Но если нет возможности, то ставят либо ВА №1 с ВТХ менее чувствительную: D10, либо ВА №2 с ВТХ более чувствительной: В10. Правильное срабатывание ВА на поврежденном участке и есть селективность, но это только часть общей картины.
Вот как надо поступать в таких ситуациях:
А вот самую главную роль играет производитель автоматики. Даже правильно подобранный ВА китайского производителя не гарантирует защиту, в случае ненормальных режимах работы. Он либо сработает и потом выйдет из строя, либо не сработает и выйдет из строя. Советую это запомнить и учитывать при выборе.
Номинальная отключающая способность АВ
В действительности приходится учитывать особенности определенной аварии. Существенное влияние на развитие неблагоприятных процессов оказывает значение cos ϕ. Этот параметр определяет энергетический потенциал сочетания основных электрических параметров.
Нормируют величину тока, при которой автомат разорвет цепь и сохранит достаточную функциональность для выполнения аналогичных действий в штатном режиме. Следует подчеркнуть, что в тематических стандартах подразумевается периодическая компонента тока КЗ. Применяют следующие обозначения номиналов отключающей способности автоматического выключателя для разных групп приборов по признаку целевого назначения:
- промышленные автоматы – Icu (предельная);
- бытовые модели – Icn (эксплуатационная).
Кривые отключения автомата
Номинальная отключающая способность автоматического выключателя – это базовый параметр, определяющий надежность защитного устройства. Технологические проверки при выполнении производственных и сертификационных испытаний выполняют с учетом скорости разрыва цепи питания по соответствующим категориям:
- А – мгновенно;
- В – с установленной задержкой.
Испытания выполняют по стандартной программе:
- моделируют КЗ с последующим выключением автомата;
- проверяют работоспособность;
- повторяют процедуру при разных значениях cos ϕ.
На завершающей стадии уточняют соответствие базовых технических параметров паспортным данным производителя.
Кроме сохранности изоляции контролируют надежность и скорость разъединения контактных групп, отсутствие механических повреждений.
Дифференциальные автоматы и УЗО
Устройство защитного отключения (УЗО) – защитный выключатель, срабатывающий при утечке тока. ВНИМАНИЕ! Не защищает от перегрузки и КЗ, устанавливается только вместе с автоматическим выключателем!
Принцип работы основан на разнонаправленности токов, сумма которых равна 0, I1 + I2=0. При нарушении изоляции, если это электроприбор с металлическим корпусом, который заземлен, ток потечет на землю, соответственно I1 + I2≠0 и сработает УЗО. А вот если корпус не заземлен, то ток не потечет, а будет «дежурить» на корпусе, пока человек не прикоснется. Произойдет утечка, УЗО отключит линии, но человек почувствует удар током. Поэтому обязательным условием правильной работы УЗО является наличие контура заземления и заземление металлических корпусов и деталей электроприборов.
Предельная коммутационная способность автоматического выключателя
Действующими стандартами установлен порядок проведения специальных испытаний. В частности, проверяют сохранение работоспособности после многократных КЗ. Следует понимать, что при совпадении векторов тока и напряжения разрыв цепи выполняется при меньшем энергетическом потенциале. В обратной ситуации (cos ϕ = 0) увеличивается риск повреждения оборудования. Если cos ϕ = 0,5, рекомендуется выбирать предельную коммутационную способность автоматического выключателя с Icu в диапазоне 6-10 кА.
Технические характеристики УЗО
Номинальный ток
УЗО не защищает от сверхтоков, поэтому его номинал должен быть больше номинала ВА.
Ток утечки
Ток утечки подбирается в зависимости от оборудования или характеристик помещения. Чувствительность срабатывания от 10 до 300 мА.
К примеру в ванной комнате без стиральной машины необходима чувствительность 10 мА, для розеток в комнате и оборудования — 30 мА, а для противопожарного и общего УЗО — 100 или 300 мА.
Характеристика дифференциального тока
Есть ток утечки постоянного, переменного и пульсирующего характера. В большинстве электроприборов при пробое изоляции происходит «утекание» пульсирующего или постоянного тока. Соответственно есть УЗО реагирующие только на переменный ток (они дешевле) а есть реагирующие на все токи утечки.
Номинальное напряжение и частота
Предельное напряжение постоянного или переменного тока, на которое рассчитано УЗО и частота работы в сети (в РФ 50Гц поэтому иногда не указывают на лицевой стороне).
Номинальный ток отключения
Ток короткого замыкания (КЗ), при прохождении которого УЗО останется в работоспособном состоянии.
Количество полюсов
Зависит от количества фаз в сети. Двухполюсные — для однофазной сети. Четырёхполюсные — для трёхфазной.
Рабочая наибольшая ОС
Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)
Вероятность наиболее неблагоприятной ситуации крайне мала. Обычно при возникновении аварийных ситуаций токи КЗ значительно меньше предельной отключающей способности автоматического выключателя (Icu). Этим объясняется длительный срок службы защитных устройств в реальных эксплуатационных условиях.
Однако нельзя исключать возможность повторного возникновения КЗ через небольшой промежуток времени после включения питания. Чтобы увеличить запас по надежности, в промышленных моделях нормируют дополнительный параметр Ics. Соответствующее значение указывают в сопроводительной документации на изделие, как % от Icu по стандартной градации:
- 25;
- 50;
- 75;
- 100.
Типовыми испытаниями проверяют сохранение коммутационных способностей автоматического выключателя после 3-х циклов с разрывом цепи после КЗ. После завершения процедуры уточняют соответствие скорости отключения и других технических параметров паспортным данным производителя.
За качественный автомат известного бренда придется заплатить дороже. Однако подобные изделия создают по правилу равенства Icu и Ics (100%).
Дополнительными испытаниями устанавливают действительное значение максимального тока (пиковый уровень) – Icm. В этом случае кроме амплитуды сигнала значение имеет скорость изменения энергетических параметров. В расчетных формулах применяют соответствующий поправочный коэффициент, который в свою очередь зависим от cos ϕ.
Пример УЗО
УЗО IEK ВА47-29
- Номинальный ток — 32 А;
- Ток утечки — 30 мА;
- Характеристика дифференциального тока — реагирует только на переменный ток утечки;
- Рассчитан на переменное напряжение — до 230В 50Гц;
- Номинальный ток КЗ — 3000А.
- Количество полюсов — 2.
Выбираем данное УЗО для автоматического выключателя номиналом до 25А.
Существуют аппараты защиты, совмещающие в себе УЗО и ВА, их называют дифференциальные автоматические выключатели. Советуем устанавливать для экономии места в щите.
Что такое отключающая способность автоматического выключателя
Ряд автоматических выключателей в щитке
Автомат устанавливают в цепи электроснабжения. При чрезмерном увеличении потребляемой мощности происходит нагрев биметаллического элемента. На определенном уровне температуры значительное изменение его формы разрывает контакт линии проводника.
Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.
Отключающая способность автоматического выключателя – это комплексный параметр. Он характеризует гарантированное выполнение техникой основных функций при возникновении аварийных ситуаций.
Нормированные циклы операций включения и отключения
Для выключателей, предназначенных для работы с АПВ, нормированы следующие циклы:
1) О — tбт — ВО — 180 с — ВО;
2) О — 180 с — ВО — ВО,
где О — операция отключения КЗ; ВО — операция включения на КЗ и немедленно (без преднамеренной выдержки времени) следующая за ней операция отключения; tбт — нормированная бестоковая пауза при АПВ, значение которой для разных типов выключателей может находиться в пределах от 0,3 до 1,3 с.
Для выключателей, не предназначенных для работы с АПВ, установлен только второй цикл.
Конструкционные особенности
На практике применяют определение «предельной коммутационной стойкости». По этому показателю определяют устойчивость автомата к максимальным нагрузкам. Если указана одноразовая ПКС, значит защита сработает только один раз. Увеличивают ресурс техники модернизацией функциональных блоков. В частности, улучшают отвод тепла для сохранения целостности конструкции в режиме короткого замыкания и уменьшения негативного воздействия на контактные группы.
Рекомендуется обратить внимание на особенности конструкции, упрощающие монтаж и осмотр. В некоторых моделях для оперативного визуального контроля предусмотрены специальные отверстия. Обязательно следует учитывать близость трансформаторов и других потенциальных источников опасных бросков напряжения. Предельную отключающую способность автоматического выключателя выбирают с запасом.
Подключаемые нагрузки проверяют в режимах максимального потребления.
