Время-токовые характеристики автоматических выключателей в таблицах

Оглавление

Предельная коммутационная способность
Особенности подбора автоматов
Инструкция по подключению двухполюсного автомата
- Рабочие элементы устройства
- Пошаговый фото-инструктаж по подключению
Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей
Автоматические защитные выключатели: классификация и различия
Автоматические выключатели — классификация
Графики ВТХ
Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей
Какие данные можно найти в таблицах?
- Исходные данные:
- Расчетные данные:
Выбор автоматического выключателя. ВТХ.

Предельная коммутационная способность

Что определяет эта характеристика? Необходимо отметить, что в электрических сетях нередко случаются короткие замыкания. Это когда между фазой и нулем происходит обрыв изоляции, и ток начинает движение по этой перемычке, минуя потребителя. При этом возникают так называемые сверхтоки. Они большой величины, но краткосрочные. Так вот, предельная коммутационная способность прибора – это значение сверхтока, которое автомат (ВА 47 29) может выдержать, не теряя своей работоспособности. Конечно, он при этом разъединяет электрическую цепь.

В основном автоматические выключатели с данной характеристикой имеют величину 4500, 6000 и 10000 А. этот показатель также указывается на корпусе в значке прямоугольника. Если прибор можно использовать и в сети переменного тока, и постоянного, то указываются две величины и соответствующие им значки.

Сила тока короткого замыкания в основном зависит от сопротивления проводки, поэтому приходится учитывать, из какого материала она изготовлена, какого сечения провода были уложены, качество стыков, длина разводки и так далее.

Правда, выключатели с пределом 4500 А давно не используются в быту. А вот 6000-апмерные сегодня самые ходовые. Что касается 10000А автоматов (ВА 47 29), то их обычно используют в том случае, если подстанция расположена рядом с домом. И то это общий входной автомат.

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Инструкция по подключению двухполюсного автомата

А сейчас попытаемся разобраться в подключении двухполюсового автомата к электрической бытовой цепи 220 В. Это значит, что на входе будут присутствовать 2 провода – фаза и ноль.

Провод, необходимый для подключения, имеет 3 жилы сечением 2,5 мм (ВВГнгП 3*2,5), следовательно, величина максимально допустимого длительного тока – 25 А.

Рабочие элементы устройства

Мы выбрали двухполюсное автоматическое устройство защиты, которое выглядит следующим образом:

Нам потребуются четыре контакта, два из которых находятся в верхней части (входящие), два – в нижней (отходящие). Крепление будет происходить с помощью крепежных винтов, фиксирующих прижимные пластины

На поверхности корпуса есть подсказка – схема подключения автомата.

По маркировке мы определили, что автомат соответствует сечению проводов – С40. Это значит, что ток 40 А является предельным током реагирования устройства

Местом крепления устройства является металлическая пластина – DIN-рейка.

Если посмотреть с обратной стороны, то можно увидеть защелку, при помощи которой автомат одним движением фиксируется на DIN-рейке

Разобрались с составными частями, переходим к инструкции.

Пошаговый фото-инструктаж по подключению

Отключаем напряжение в сети, проверяем его отсутствие с помощью мультиметра. Подготавливаем провода, которые имеют двойную изоляцию. Под слоем внешней защиты скрываются три провода разного цвета. Соответствие цветов следующее: черный – фаза, синий – ноль, желтый – земля.

Нам потребуются только 2 провода – фаза и ноль, третий (земля) пойдет отдельно. На 1 см снимаем изоляцию и вставляем оголенные концы проводов в клеммы

Слева должна находиться фаза, справа – ноль

Обратите внимание, чтобы часть изоляции не попала под контакт – при нагревании кабель может оплавиться и стать причиной поломки устройства

Осторожно затягиваем винты и переходим к заземлению

Для крепления заземления применяем проходной контакт, который фиксируется на DIN-рейке так же, как и сам автоматический выключатель. Вставляем третий провод и зажимаем его

Следующий шаг – подключение отходящих проводов, которые крепятся к нижним клеммам.

Аналогичным образом снимаем изоляцию, вставляем концы в клеммы и зажимаем их аккуратно, чтобы не повредить корпус устройства. Следом фиксируем провод заземления

Подключение закончено. Осталось подать напряжение, перевести рычаг управления в активное положение и проверить работу.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.

Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Автоматические выключатели — классификация

Основные характеристики автоматов:

Номинальный ток
Класс срабатывания
Количество фаз

На корпусе автомата вы можете найти обозначения этих характеристик: B6, C13, D32.

Номинальный ток

Конкретный автомат рассчитан на некую максимальную для него силу тока. Единица измерения — Ампер (А). В России приняты единые параметры максимальной (т.е. номинальной) силы тока для производимых автоматических выключателей. Это 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Класс срабатывания

При кратковременном скачке тока автомат может не сработать! Верхний уровень срабатывания автомата определяет его класс: «B», «C», «D». Мы поможем вам подобрать автоматы по тому типу, который вам больше подходит.

B Автоматы этого класса можно применять в сетях, где не бывает больших скачков напряжения (возможный диапазон скачков — 3-5 значений номинального тока).

C Автоматы для возможного диапазона скачков 5-10 значений номинального тока, что характерно для жилых и офисных помещений.

D Автоматы для сетей с возможным диапазоном скачков от 10 до 50 значений номинального тока, например, на строительных площадках.

Количество фаз автомата

Автоматы выпускаются однофазные, двухфазные, трехфазные, четырехфазные (их еще называют соответственно однополюсные, двухполюсные, трехполюсные, четырехполюсные).

Чаще всего в жилых помещениях ставят однофазные автоматы, которые размыкают фазный проводник. Двухфазные (или двухполюсные) типа «фаза+нейтраль» применяются не так часто. Эти автоматы размыкают фазный (L) и нулевой (N) провода — одновременно.

На производствах и в промышленных условиях, где применяется напряжение 380 Вольт, обычно используют трех- и четырехфазные (то есть трех- и четырехполюсные) автоматы.

Обычно автомат занимает на DIN-рейке столько же модулей, сколько у него фаз.

Графики ВТХ

Для удобства производителями в паспортах на автоматические выключатели время-токовые характеристики указываются в виде графика где по оси X откладывается кратность тока электрической цепи к номинальному току автомата (I/In), а по оси Y время срабатывания расцепителя.

Для подробного рассмотрения в качестве примера возьмем график ВТХ для автоматического выключателя с характеристикой «B»

Как видно график ВТХ представлен двумя кривыми: первая кривая (красная) — это характеристика автомата в так называемом «горячем» состоянии, т.е. автомата находящегося в работе, вторая (синяя) — характеристика автомата в «холодном» состоянии, т.е. автомата через который только начал протекать электрический ток.

При этом синяя кривая имеет дополнительно штриховую линию, эта линия показывает характеристику автомата (его теплового расцепителя) с номинальным током до 32 Ампер, это различие в характеристиках автоматов с номиналами до и выше 32 Ампер обусловлено тем, что в автоматах с большим номинальным током биметаллическая пластина теплового расцепителя имеет большее сечение и соответственно ей необходимо больше времени что бы разогреться.

Кроме того каждая кривая имеет два участка: первый — показывающий плавное изменение времени срабатывания в зависимости от тока электрической цепи является характеристикой теплового расцепителя, второй — показывающий резкое снижение времени срабатывания (при токе от 3 In в горячем состоянии и от 5 In в холодном состоянии ), является характеристикой электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Как видно, на графике ВТХ отмечены основные значения характеристик автомата согласно ГОСТ Р 50345-2010 при 1.13In (Условный ток нерасцепления) автомат не сработает в течении 1-2 часов, а при токе в 1,45 In (Условный ток расцепления) автомат отключит цепь за время менее 50 секунд (из горячего состояния).

Как уже было сказано выше ток мгновенного расцепления определяется характеристикой срабатывания автомата, у автоматических выключателей с характеристикой «B» он составляет от 3In до 5In, при этом согласно вышеуказанному ГОСТу (таблице 7) при 3In автомат не должен сработать за время менее 0,1 секунды из холодного состояния, но должен отключиться за время менее 0,1 секунды из холодного состояния при токе в цепи 5In и как мы можем увидеть из графика выше данное условие выполняется.

Так же по время-токовой характеристике можно определить время срабатывания автомата при любых других значениях тока, например: в цепи установлен автомат с характеристикой «B» и номинальным током 16 Ампер, при работе в данной цепи произошла перегрузка и ток вырос до 32 ампер, определяем время срабатывания автомата следующим образом:

Делим ток протекающий в цепи на номинальный ток автомата 32А/16А=2

Определив что ток в цепи в два раза больше номинала автомата, т.е. составляет 2In откладываем данное значение по оси X графика и поднимая от нее условную линию вверх смотрим где она пересекается с кривыми графика:

Как мы видим из графика при токе 32 Ампера автомат с номинальным током 16 Ампер разомкнет цепь за время менее 10 секунд — из горячего состояния и за время менее 5 минут — из холодного состояния.

Приведем примеры ВТХ автоматических выключателей всех стандартных характеристик срабатывания (B, C, D):

ПРИМЕЧАНИЕ: Время-токовые характеристики согласно ГОСТ Р 50345-2010 указываются для автоматов работающих при температуре +30+5 оC смонтированных в соответствии с определенными условиями.