Номинальная отключающая способность автоматического выключателя


Как выбрать автоматический выключатель

Для того, чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, нужно знать:

  1. Ток, потребляемый нагрузкой;
  2. Тип нагрузки (освещение, нагрев, двигатель и т.д.);
  3. Величины токов короткого замыкания на шинах щита (или в том месте, где вы устанавливаете автомат).

Начнем с простого: определяем ток, потребляемый нагрузкой.

 где:P — активная потребляемая мощность, Вт.I — полный ток, А.U — фазное напряжение, Вcosφ — коэффициент мощности.

Коэффициенты мощности для основных видов потребителей указаны в СП 31-110-2003, п.6.30 (Таблица 6.12).

Итак, ток нагрузки определили, тип нагрузки тоже. Посчитали токи короткого замыкания на шинах щита. Теперь будем разбираться, что с этим всем делать.Автоматический выключатель (автомат) имеет следующие характеристики:

  1. Номинальный ток;
  2. Характеристику срабатывания;
  3. Отключающую способность.

Номинальный ток

Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше тока нагрузки. Выбираем ближайший больший номинал из существующих. Для модульных выключателей ряд такой: 0,5; 1; 1,6; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63. В реальности надо выбирать из следующего ряда (т.к. автоматы с остальными номиналами поставляются под заказ и стоят ощутимо дороже): 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.Сразу предостерегу от выбора номинала автомата «с запасом». Например, при расчетном токе нагрузке в 22А выбрать автомат с номиналом 50А. Есть п.3.14 ПУЭ, который требует номинал автомата «во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.)».

Характеристика срабатывания

Характеристики срабатывания — время-токовые зависимости, по которым происходит отключение (срабатывание) автомата в случае перегрузки или короткого замыкания.Всего бывает пять характеристик срабатывания автомата: B, C, D, K, Z. , В подавляющем большинстве случаев применяются автоматы с характеристиками срабатывания B, C, D. Причем, самой распространенной является характеристика C. Автоматы с кривыми срабатывания K и Z очень редко используются, это экзотика. Лично я видел их только в каталоге.Кривые срабатывания имеют схожую форму и отличаются только величиной электромагнитной отсечки или кратностью срабатывания. Кратность срабатывания — отношение величины аварийного тока, при котором происходит отключение автомата, к номинальному току автомата. Iк/Iном. Для автоматов с характеристикой B эта величина колеблется в пределах 3…5. Для автоматов с характеристикой C — 5…10. Для автоматов с характеристикой D — 10…20.

Вот здесь нам и пригодится тип нагрузки. Он влияет на выбор характеристики отключения автомата. Как видно из рисунка, автоматы с характеристикой B самый чувствительные. С характеристикой D — менее чувствительные. С характеристикой C — «золотая середина».Автоматы с характеристикой D предназначены для защиты линий питания электродвигателей. Двигатели во время их старта кратковременно потребляют мощность выше номинальной, при этом токи в среднем достигают 7-8 номиналов, а иногда и выше. Соответственно, автомат с характеристикой B или C отключится как при коротком замыкании.Автоматы с характеристикой B следует применять для защиты линий, в которых нагрузки имеют низкие пусковые токи или вообще их не имееют (лампа накаливания или электрический нагреватель, например). Также автоматы с характеристикой B применяют для защиты протяженных линий и в сетях с низкими токами короткого замыкания.

Автоматы с характеристикой C потому и являются наиболее распространенными, что «неизвестно, что воткнут в эту розетку».

Отключающая способность

Отключающая способность — способность автоматического выключателя отключить ток короткого замыкания. Это значение должно быть выше, чем расчетный ток короткого замыкания в точке установки автомата. Чем выше отключающая способность автомата, тем он дороже. Поэтому выбирать автомат с запасом по отключающей способности не нужно. Надо правильно рассчитать токи короткого замыкания.

ddecad.ru

Описание параметра "Номинальная рабочая отключающая способность, Ics (ГОСТ Р 50030.2; МЭК 60947-2)"

Номинальная наибольшая отключающая способность (Icn) определяет отключающую способность автоматического выключателя во время короткого замыкания (в амперах или килоамперах) при возможном доступе к устройству необученного персонала (бытовое применение). Определяется производителем согласно циклам испытаний по ГОСТ Р 50345-2010

Номинальная предельная наибольшая отключающая способность (Icu) определяет отключающую способность автоматического выключателя во время короткого замыкания (в килоамперах) при возможном доступе к устройству обученных и квалифицированных лиц (промышленное применение). Определяется производителем согласно циклам испытаний по ГОСТ Р 50030.2-2010

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003)

Номинальная наибольшая отключающая способность (Icn) - это значение предельной наибольшей отключающей способности, указанное для выключателя изготовителем.

Предельная наибольшая отключающая способность (ultimate short-circuit breaking capacity) - отключающая способность, для которой предписанные условия, соответствующие указанному циклу испытаний, не предусматривают способности выключателя проводить в течение условного времени ток, равный 0,85 тока нерасцепления.

Выключатель с указанной номинальной наибольшей отключающей способностью (Icn) имеет соответствующую ей рабочую наибольшую отключающую способность (Ics).

Соотношение между рабочей (Ics) и номинальной (Icn) наибольшими отключающими способностями (коэффициент К)

Icn,A К
до 6000 включительно 1,00
св. 6000 до 10000 включительно 0,751)
св. 10000 0,52)
1)Минимальное значение Ics = 6000 А 2)Минимальное значение Ics = 7500 А.

Согласно ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2: 2006)

Номинальная предельная наибольшая отключающая способность (Icu) - это значение предельной наибольшей отключающей способности, установленное изготовителем для данного выключателя при соответствующем номинальном рабочем напряжении в условиях, определяемых циклом испытаний. Она выражается как значение ожидаемого тока отключения в килоамперах (действующее значение периодической составляющей в случае переменного тока).

Предельная наибольшая отключающая способность (ultimate short-circuit breaking capacity) - отключающая способность, для которой согласно предписанным условиям в соответствии с установленным циклом испытаний не предполагают способности данного выключателя длительно проводить свой номинальный ток.

Номинальная рабочая наибольшая отключающая способность (Ics) - это значение рабочей наибольшей отключающей способности, установленное изготовителем для данного выключателя при соответствующем номинальном рабочем напряжении в условиях, определяемых циклом испытаний. Она выражается как значение ожидаемого тока отключения в килоамперах, соответствующее одному из определенных процентных значений номинальной предельной наибольшей отключающей способности согласно таблице (см.ниже), округленному до ближайшего целого числа. Она может быть выражена в процентах от Icu (например, Ics = 25 % Icu).С другой стороны, когда номинальная рабочая наибольшая отключающая способность равна номинальному кратковременно выдерживаемому току, она может быть задана значением в килоамперах при условии, что она не ниже минимума по таблице (см.ниже).

Если Icu превышает 200 кА для категории применения А или 100 кА для категории применения В, изготовитель может указать значение Ics, равное 50 кА.

Таблица  - стандартные соотношения между Ics и Icu в процентах от Icu

Категория применения А Категория применения B
20% -
50% 50%
75% 75%
100% 100%

profsector.com

Автоматический выключатель – как подобрать и применить

Автоматические выключатели можно обнаружить в каждом доме и квартире, они более века являются основной электрической защитой. В их устройстве, особенностях применения полезно разобраться каждому пользователю. Тем более? если ремонтируется (монтируется) электросеть.

Эти выключатели не предназначены для повседневного использования, а только в аварийных ситуациях. Они размыкают электрическую сеть при коротком замыкании или при перегрузках.

Прогресс

Содержание:

До сих пор можно встретить пробки с плавкими предохранителями. А в середине прошлого века такой способ защиты от превышения силы тока был основным в домах и квартирах. После того, как предохранитель перегорал («перегорали пробки»), продвинутые пользователи не шли в магазин за новым, а вместо него вставляли проволочку. При следующем коротком замыкании получали пожар….

Затем «пробки» были сменены круглыми автоматическими выключателями, которые вворачивались в специальные держатели.

Следующее поколение - современные выключатели автоматические (ВА), которые управляются одним рычажком. Этот рычаг управляет механическим расцепителем. В приборе имеются также тепловой расцепитель и электромагнитный расцепитель.

Конструктивные особенности

ВА (выключатели автоматические) предназначены для быстрого разъединения цепи при превышении в ней силы тока от заданных значений. В их конструктивных особенностях можно выделить следующее

  • Механический расцепитель служит для отключения потребителей вручную с помощью рычага.
  • Электромагнитный – отключает при превышении силы тока в цепи, представляет из себя катушку с сердечником (электромагнит), который при заданной силе тока способен притянуть к себе контакты и тем самым сделать отключение.
  • Тепловой – отключает при превышении силы тока в цепи, в результате нагрева биметаллической пластины, которая прогибаясь размыкает контакты.

При размыкании контактов между ними всегда возникает электрическая дуга. При больших токах, характерных для срабатывания ВА, дуга получается значительная. Поэтому в конструкции аппарата имеются дугогасительная камера и защитные щечки.

Особенности эксплуатации

Выключатель автоматический (ВА) крепятся простым одеванием на DIN-рейку.

Подключаемые кабели зажимаются винтовыми зажимами с насечками. Степень зажатия должна быть значительной (определяется инструкцией), качеству коммутации прибора с проводниками нужно уделить внимание, это ключевой момент эксплуатации.

Прибор внутри корпуса снабжен настроечным винтом, положение которого задается во время сборки, нарушать заводские настройки нельзя.

Корпус сделан из негорючего пластика, в случае нештатной ситуации он плавится, но не воспламеняется, сам прибор при эксплуатации не может быть причиной пожара.

Разновидности по подключению

В первую очередь приборы различаются по количеству подключаемых проводов, а точнее, - коммутируемых полюсов.

Разделение следующее.

  • Однополюсные – коммутируется только фазный провод L.
  • Двухполюсные – фазу и ноль (L+N).
  • Трехполюсные – для трехфазных сетей (3L).
  • Четырехполюсные – для трех фаз и ноля (3L+N).

Четырехполюсные применяются в основном в промышленности, в частном хозяйстве не нужны.

Номинальный ток выключателя

Параметр «номинальный ток ВА» определяет, при какой силе тока должно происходить отключение. В этом вопросе имеется стандартизация.

Существует стандартный ряд величин номинального тока:

0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Подбор автомата ведется в соответствии с условиями его эксплуатации.

Деление ВА по току срабатывания

По току срабатывания ВА делятся на несколько групп, которым присвоены буквенные индексы – A, B, C, D…

Деление выключателей автоматических по току срабатывания приведено в таблице.

  • ln – номинальный ток данного прибора.
  • lt – ток срабатывания теплового расцепителя.
  • lm – ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

Как видим из таблицы – магнитный расцепитель действует быстро, но при значительных (в разы) превышениях от номинального тока (для большинства групп). Тепловой расцепитель действует уже при небольших превышениях.

Где какие группы применяются

  • A – при большой протяженности кабельных линий, для полупроводниковых устройств.
  • B – для старой алюминиевой проводки, в сетях, где нет электродвигателей.
  • C – универсальная группа, может применяться в смешанных нагрузках с умеренными пусковыми токами.
  • D – для сетей с двигателями, с активно-индутивной нагрузкой в промышленности.
  • K – для подключения только индуктивной нагрузки.
  • Z – для радиоэлектронных схем, подключения приборов и аппаратуры, медицинского оборудования.
  • MA – для защиты мощных электродвигателей на производствах

Номинальная отключающая способность

Еще один важнейший параметр выключателя автоматического, который влияет на выбор, - при какой наибольшей силе тока контакты сохраняют способность разъединится. Этот параметр называется «номинальная отключающая способность». Используемые единицы – килоамперы, кА.

Стандартный ряд следующий: 3; 4,5; 6; 9… кА.

С более высокими значениями – более долговечные и надежные аппараты, так как их контакты буду меньше повреждаться от нагрузок во время аварийного отключения.

Как обозначаются автоматические выключатели

Рассмотрим пример обозначения: ВА47-29 2Р 16А В

  • ВА – выключатель автоматический;
  • 47-29 – серия;
  • 2Р – двухполюсный;
  • 16А – номинальный ток 16 А;
  • В – группа по току срабатывания;

Здесь представлен типичный пример для бытового применения.

Как подобрать ВА - схема монтажа электросети

Приведен пример принципиальной электрической схемы щита, который подойдет для мастерской в частном хозяйстве. Здесь трехфазное питание и электродвигатели оборудования. Все потребители защищены ВА.

На схеме указана маркировка запроектированных выключателей автоматических.

Как правильно использовать выключатели ВА

ВА не предназначены для частого срабатывания механического разъединителя. Включать и выключать с помощью них оборудование нельзя. Для таких целей имеются механические выключатели нагрузки, например, ВН-32, которые устанавливаются по схеме после ВА.

Стоит помнить, что наминал ВА и другие характеристики, предусмотренные проектом, заменять не рекомендуется. При замене прибора, который был установлен по правилам на щите и вышел со строя, лучше подобрать аналогичный. Выполняя монтаж стоит помнить о качестве затяжки зажимов жил.

Подбор фирмы-производителя – по стоимости. Средневысокий уровень исполнения у Siemens, General Electric, но и стоимость выше средней. Отечественные же КЭАЗ, Контактор предлагают умеренные цены, при заявленном достаточном качестве.

www.sibear.ru

Номиналы автоматических выключателей. Номинальный ток и номинальная отключающая способность.

Тема автоматов не оставила равнодушными читателей, и основная часть вопросов оказалась посвящена тому, как правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей на стадии проектирования и подключения силового щитка. Как влияет на такой расчет электропроводка в квартире или доме. Этим вопросам и посвятим данную статью.

Для начала приведем график, на котором отражено время отключения автомата в зависимости от соотношения токов в системе и температур. Это, так называемая, время токовая характеристика .

Заштрихованная зона - это место, в котором питание отключает электромагнитный расцепитель тока. Зависимость времени от токов примерно прямоугольная, что говорит о слабой задержке отключения ввиду прочих факторов. Одновременно видно, что в этой зоне автомату сложно принять решение отключать питание или нет.

Страховкой от ошибки служит тепловой расцепитель. Он, перегревшись, обесточит линию, даже если номинальный ток автоматического выключателя не превысил критических значений. Как раз отсутствие такого превышения и приводит иногда к тому, что отключение питания не происходит. Для того чтобы своими руками не установить в щиток мину замедленного действия и необходимо понимать, как правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей , и что необходимо учесть, даже если Вы уверены в расчёте.

Например, температурные интервалы. Если посмотреть на эту таблицу, хорошо видно как меняется допустимая номинальная отключающая способность автоматических выключателей при изменении температуры.

Обратите внимание, что при повышении температуры автоматы плавно уходят вниз, то есть снижается сила тока, при которой будет отключение питания. При охлаждении зависимость менее линейна, но примерно похожа. То есть номиналы при отрицательной температуре ВЫШЕ .

Эту температурную шкалу необходимо учитывать для того, что бы понимать, как выбрать автомат для уличного щитка в частном доме. Иначе зимой даже электрический чайник подожжет дом.

Вы удивитесь, но ничего особенного тут нет. Это то самое, что известно в электротехнике как явление сверхпроводимости. Ряд проводников при охлаждении до сверхнизких температур становятся сверхпроводниками, утрачивая сопротивление. В бытовых условиях это заметно при охлаждении электромагнитного расцепителя до температур ниже 25 градусов. Это не так страшно, просто об этом надо помнить.

Теперь вернёмся к характеристикам выключателей .

  1. Номинальный ток автоматических выключателей - это параметр, при котором автомат никак не реагирует на питание участка сети, являясь, по сути, пассивным сопротивлением.
  2. Номинальное напряжение - это производный параметр, который позволяет автомату избегать «паразитного отключения» в случае резкого изменения входного напряжения. При этом силы тока также меняются, и в сетях с проблемными напряжениями постоянные отключения были бы неизбежны.
  3. Температура в катушке теплового расцепителя, которая может расти вне зависимости от регистрируемых электромагнитом перепадов тока, и станет причиной отключения питания.

Эти три параметра как раз та самая защита, которая позволяет быть уверенными в своевременном отключении питания проблемного участка цепи. Если сказать простыми словами, то автомат внимательно следит за силой тока в охраняемой цепи, сравнивая силу тока, напряжение, рост потребления и даже нештатные изменения токов утечки, если это дифавтомат .

В ситуации, когда ток начинает расти, автомат настораживается, и несколько синусоид очень внимательно следит что происходит. При этом электромагнитный расцепитель также приводится в состояние «повышенной готовности». Если ситуация не изменилась – питание отключается. Это тот самый график выше – время срабатывания выключателя. Задержка нужна не потому, что современные материалы не позволяют обеспечить мгновенное обесточивание, а для того, чтобы пусковые токи бытовых приборов не приводили к отключению питания.

Отсюда ещё одна номинальная отключающая способность автоматических выключателей избегать ложных выключений – способность отделить включение прибора от проблемы в сети. Время отключения, как характеристика, позволяющая автомату не сгореть, при кратковременном изменении параметров тока превышающих номинальные.

Теперь посмотрим на устройство автоматического выключателя:

На этом рисунке хорошо видно, что даже при отказе теплового и электромагнитного расцепителей, невозможности ручного отключения, при перегреве автомата произойдёт расплавление плавкого проводника. Да, при этом автомат выйдет из строя и своими руками его уже не починить, но задача отключения питания будет выполнена. Несмотря на то, что наличие этой страховки не включено в параметры, это тоже номинальная отключающая способность автоматического выключателя – время выгорания резервного проводника. Все эти параметры и есть номиналы автоматических выключателей, которые необходимо учитывать, прежде чем выбрать и установить автомат в свой щиток.

Как правильно рассчитать и выбрать нужный автоматический выключатель

Самый правильный выключатель, это рубильник . К сожалению, невозможно стоять у щитка всё время, поэтому мы и ставим автоматы. Для того чтобы правильно сформировать защиту, нам нужно, учитывая номиналы автоматических выключателей, рассчитать нагрузки в участках сети нашей квартиры, не забыв про потребляемую мощность и пусковые токи приборов .

ВНИМАНИЕ! Ниже приведённые расчёты являются правильными, но с необходимым запасом прочности! Для принятия решения как выбрать правильный автомат используйте эту схему для определения максимального значения, а не минимального! Разница в цене не превысит 15%!

Что мы должны принять во внимание:

  • Сечение проводов, которые являются важным параметром для расчёта;
  • Потребляемую мощность и пусковые токи в участке сети;
  • Номинальный ток автоматических выключателей в соотношении с номинальными токами приборов в данном участке сети;
  • Возможность одновременного включения основных потребителей тока;
  • Количество линий потребления от щитка;
  • Наличие в сети УЗО (дифавтомата);
  • Количество фаз в сети квартиры (дома).

Если с этим разобрались, пора приступить к расчёту. Первый шаг, расчёт по токам короткого замыкания. Здесь ток, это напряжение в отношении к сопротивлению сети с учётом времятоковой характеристики.

Здесь

  • U –напряжение сети (220/380 В);
  • R – полное сопротивление сети, рассчитанное как длина электропроводки, сечение провода и поправочный коэффициент потерь.
  • k – поправочный коэффициент для автоматических выключателей.

Поправочный коэффициент k может принимать следующие значения:

  • Для автоматов «В» : k = 5;
  • Для автоматов «C» : k=10,
  • Для автоматов «D» : k = 50.

Напомним, что маркировка автоматов поможет применить значение К, а наша статья о сечениях проводов и о том, что изоляция тоже имеет сопротивление , помогут рассчитать R. Для примерной оценки достаточно приблизительных значений.

Это значение даст нам оценку сверху, то есть значение, при котором автомат точно не включится, даже если пытаться его включить вручную. Полученная цифра важна для того, чтобы не установить в щиток автомат с током 45А, если 32 будет пределом. Автомат просто не отключится, даже когда вся проводка уже оплавится.

Теперь рассчитаем номинальный ток автоматических выключателей, как соотношение силы тока к суммарной мощности потребителей с учётом поправочного коэффициента пропорционального потребления этой мощности:

Для квартиры, в которой Р равно 3,4 Квт (стандартное потребление) на линию, автомат будет иметь 4,55*3,4 = 15,47 (16) А .

Этот расчёт отлично иллюстрирует ГОСТ  Р 50345-2010 , который также регламентирует температурные условия эксплуатации, для учета изменения других номиналов автоматических выключателей и изменения (пиковых бросков) входного напряжения.

Останется в расчёте принять во внимание категорию автомата по времени, та самая номинальная временная отключающая способность автоматического выключателя, возможно, взять с запасом, выбрав более дорогой, но более быстрый, и мы получим примерный набор параметров:

  • Сила тока не более 16А (не менее 25, 35 и т.д.);
  • Напряжение не более 250, не менее 205 и т.д.;
  • Сечение проводов не более 2,5 (или другое значение), при длине электропроводки в 110 метров (значение приведено как пример).

Останется учесть наличие в контуре защиты УЗО, для исключения поражения током человека и недопущения утечек, добавить к УЗО автомат защиты , который будет вне линии, а защищать именно УЗО, предусмотреть возможность ручного обесточивания всей сети и можно приступать к проектированию силового щитка.

Какие параметры забыли упомянуть?

К остальным номиналам автоматических выключателей, которые сложно рассчитать отнесём защитное исполнение, способы монтажа и возможность наружного применения.

О температурных режимах уже говорили, обратите внимание на то, что маркировка содержит МАКСИМАЛЬНО допустимое минимальное значение температуры. Временной интервал использования при этой температуре не более 48 часов.

Исполнение автоматического выключателя допускает различные режимы эксплуатации, в том числе в помещениях с высокой влажностью или в открытом исполнении. Маркировку и степени защиты электроприборов мы также рассматривали в наших статьях.

Стандартом монтажа сегодня является крепление на дин-рейку, либо при помощи защелки, либо с помощью блокирующей задвижки. Часть автоматов поставляется с комбинированной схемой крепления, что позволяет использовать их в щитке, где дин-рейка заполнена.

Довольно редкий вид, приборы, в которых допускается ручная регулировка номинальной отключающей способности . Такие автоматические выключатели используют в сетях с нестабильным питанием, временных лагерях или полевых условиях. Для бытовых условий, особенно в небольших населённых пунктах, эти устройства могут быть не экзотикой, а необходимостью.

Последним штрихом станет стандартизация Вашего щитка. Если рассчитали параметры и нужно 10 автоматов – выберите одного производителя. Другой выключатель выбирайте, только если в этом есть необходимость. Силовой щиток не то место, где хорошо уживутся 10-ть автоматов десяти производителей.

obelektrike.ru


Смотрите также