Виды автоматических выключателей низкого напряжения

Автоматические выключатели низкого напряжения

Автоматические выключатели НН (до 1000 В) – это аппараты, предназначенные для автоматической защиты электрических цепей и оборудования от аварийных режимов (к.з., перегрузка, снижение напряжения, гашение магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях).

I. По назначению:

· установочные (имеют защитный пластмассовый корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах);

· универсальные (не имеют изоляционного корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах).

II. По быстродействию:

Быстродействие обеспечивается принципом действия и условием быстрого гашения дуги.

III. По направлению тока:

§ аппараты обратного тока – срабатывают только при изменении направления тока

§ поляризованные автоматы – отключают цепь при нарастании прямого тока.

§ Неполяризованные – срабатывают при любом направлении тока.

Независимо от назначения и быстродействия выключатели состоят из следующих элементов:

1. Главная контактная система. Должна обеспечивать не перегреваясь и не окисляясь продолжительный режим работы, отключать большие токи к.з. Контактная система на средние и большие токи выполняют с компенсацией электромагнитных сил.

2. Дугогасительная система. Должна обеспечивать отключение больших токов к.з. в ограниченном объеме. Наиболее распространены дугогасительные решетки и камеры с узкими щелями. Магнитное поле создается самим контуром тока. Электродинамические силы контура тока обеспечивают быстрое перемещение дуги. При малых токах I

2) для обеспечения моментального отключения, т.е. независящей от оператора скорости расхождения контактов.

Расцепляющее устройство представляет собой систему рычагов.

5. Расцепители – элементы, которые контролируют заданный параметр защищаемой цепи и воздействуют на механизм расцепления. Представляют собой реле электромагнитное или электронное.

§ Токовые максимальные моментального или замедленного действия;

6. Вспомогательные контакты – для переключений в цепях управления, блокировки и сигнализации. Могут выполняться в виде отдельного блока, связанного с подвижной системой выключателя.

Наиболее распространенные серии:

1) Автоматический выключатель А-3000; U= 220…660 В, номинальный ток до 630 А, полупроводниковый расцепитель.

2) Серии «Электрон» – ток до 6300 А. Имеет компенсатор электродинамических сил, камеру с узкой щелью, дугогасительную решетку, полупроводниковый расцепитель.

3) ВАТ-42 – индукционно-динамический выключатель.

4) ВАБ –выключатель автоматический быстродействующий.

5) ВБ-630 – для защиты электрооборудования метровагонов. I_н=630А; Uн=750В (постоянный ток). Применяется конденсатор и магнитное дутье.

Защитная характеристика А3700 (зависимость времени срабатывания от тока)

Ширина зоны определяется временем уставки (например, 4 секунды).

i – реальный ток;

I_ном – номинальный ток автомата.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Тема № 2

ВОЗДУШНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

050718-«Электроэнергетика»

Автоматический выключатель (автомат) предназначен для коммутации и защиты низковольтных электрических цепей от сверхтоков (токов перегрузки и токов КЗ).

В системах электроснабжения промышленных предприятий низковольтные сети, т.е. сети до 1000вольт условно разбивают на 3 уровня.

На рисунке 1 приведена структура низковольтной системы электроснабжения.

Рисунок 1 – Структура низковольтной системы электроснабжения

В зависимости от положения автоматов в системе электроснабжения и номинального тока они подразделяются на три группы:

Автоматы в литом корпусе;

Автоматы на большие токи.

Модульные автоматы выпускаются на токи от 0,5 до 125А.

Предназначены для коммутации и защиты конечного потребителя. Автоматы на большие токи выпускаются на токи 630-6300А и используются в качестве вводного и секционного выключателя на подстанции, а также в цепях питания очень мощных потребителей, получающих питание непосредственно с шин трансформаторной подстанции.

Автоматы в литом корпусе занимают промежуточное положение и выпускаются на токи от 16 до 630А. Эти выключатели предназначены как для установки в цепях отдельных приемников, так и в качестве вводного автомата в промежуточных распределительных шкафах.

В зависимости от положения автоматов в системе электроснабжения и предъявляемых к ним требованиям по надежности электроснабжения автоматы делятся на 2 категории «А» и «В».

К категории «А» относятся автоматы, основное назначение которых быстрое отключение цепи при возникновении КЗ.

К категории «В» относятся автоматы, одной из главных задач которых является обеспечение надежности и бесперебойности электроснабжения. Эти автоматы устанавливаются на верхних уровнях системы электроснабжения и должны обеспечивать селективность защиты при токах КЗ, произошедших на нижних ступенях системы электроснабжения.

Такие автоматы должны в течение некоторого времени, необходимого для срабатывания защит нижестоящих автоматов и отключения места повреждения цепи, пропускать ток КЗ. Следовательно, такие автоматы должны быть термически устойчивы к токам КЗ.

В лаборатории электрических аппаратов имеются как модульные автоматы, так и автоматы в литом корпусе, включая и автоматы с электронной защитой. На рисунке 2 приведен общий вид модульного автомата

Рисунок 2 – Внешний вид модульного автомата

Стандарты на автоматические выключатели:

Стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898).

Этот стандарт определяет требования к аппаратам бытового и аналогичного назначения, а также во всех случаях, когда обслуживающий аппараты персонал не обладает достаточной квалификацией.

Стандарт применяется к аппаратам, имеющим максимальные значения: номинального тока до 125А, предельной коммутационной способности не более 25 кА и номинального рабочего напряжения 440 В. Для теплового расцепителя срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,05 до 1,3.

Стандарт определяет диапазоны токов для электромагнитных расцепителей следующих типов:

В (от 3 In до 5 ),

С (от 5 In до 10)

D (от 10 In до 50).

ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2)

Этот стандарт определяет требования к аппаратам промышленного назначения, обслуживаемым квалифицированным персоналом.

В отличие от автоматов бытового назначения, срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,13 до 1,45.

Стандартная время — токовая характеристика (защитная характеристика) модульного автомата при­ведена на рисунке 3.

Рисунок 3 Защитная характеристика модульного автомата,

Модульные автоматы предназначены для защиты потребителя от сверхтоков: от токов перегрузки и токов КЗ. Для защиты от токов перегрузки они снабжены тепловым расцепителем, а для защиты от токов КЗ электромагнитным расцепителем. На рисунке 4 приведена конструкция модульного автомата.

Рисунок 4 – Конструкция модульного автомата

Защита от перегрузки выполнена с помощью биметаллической пластины, которая при нагревании изгибается и, воздействуя на механизм свободного расцепления, отключает автомат.

Защита от КЗ выполнена в виде обмотки с ферромагнитным сердечником, который при протекании по обмотке тока КЗ намагничивается и втягивается в обмотку, воздействуя при этом на механизм свободного расцепления. Автомат отключается. Возникающая при отключении дуга гасится в дугогасительной камере. Дугогасительная камера представляет собою набор изолированных друг от друга стальных пластин, называемых часто деионной решеткой. Возникающая при отключении дуга втягивается в решетку и разбивается при этом на ряд коротких дуг. В результате значительного увеличения околокатодного напряжения дуги, она гасится уже после первого прохождения тока через нуль.

На втором уровне электроснабжения применяются автоматические выключатели в литом корпусе. Внешний вид этих выключателей приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Внешний вид автоматов в литом корпусе

Как уже отмечалось, автоматы в литом корпусе выпускаются на токи от 16 до 630А. Эти выключатели предназначены как для установки в цепях отдельных приемников, так и в качестве вводного автомата в промежуточных распределительных шкафах.

Автоматические выключатели в литом корпусе на токи до 200А имеют термомагнитный расцепитель, а при токах свыше 200А – электронный расцепитель. На рисунке 6 приведена конструкция автоматического выключателя в литом корпусе.

Рисунок 6 – Устройство автомата в литом корпусе

Поскольку при номинальных токах 200 ампер и выше автоматы, как правило, устанавливаются на высших ступенях в схемах электроснабжения, поэтому к ним помимо требования к быстродействию предъявляются еще высокие требования к обеспечению надежности и бесперебойности электроснабжения. Для обеспечения таких повышенных требований эти

автоматы снабжены следующими видами защит:

1 Защита от токов перегрузки с выдержкой времени;

2 Защита от токов КЗ с выдержкой времени;

3 Защита от токов КЗ мгновенного действия.

Защита от токов КЗ с выдержкой времени предназначена для защиты сети от КЗ на низших ступенях электроснабжения. Эта защита является резервной по отношению к основной защите, имеющейся на этих ступенях, и срабатывает только в случае их отказа. Защита от токов КЗ мгновенного действия является основной защитой и должна мгновенно отключать цепь при КЗ на той ступени электроснабжения, где установлен данный автомат.

На рисунке 7 приведена панель электронного расцепителя автоматического выключателя фирмы « Шнейдер электрик»

Рисунок 7 — Панель настройки электронного расцепителя фирмы « Шнейдер электрик

— кратность номинального тока теплового расцепителя к номинальному току выключателя;

— Задержка времени срабатывания теплового расцепителя;

— Кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя к номинальному току теплового расцепителя;

– Задержка времени срабатывания электромагнитного расцепителя

кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя мгновенного действия к номинальному току теплового расцепителя.

На рисунке 8 приведена защитная характеристика выключателя с электронной защитой фирмы « Шнейдер электрик»

Рисунок 8 – Защитная характеристика выключателя с электронной защитой фирмы « Шнейдер электрик».

В каталогах и на лицевой панели автоматов приводятся параметры, характеризующие их свойства и возможности. Учащимся, естественно, необходимо иметь представление об их назначении.

Характеристики автоматических выключателей

Номинальное рабочее напряжение (В).

Это максимальное напряжение, на которое рассчитан выключатель для работы в течение длительного времени. При меньших напряжениях сети отдельные характеристики могут изменяться и даже улучшаться, например, отключающая способность.

Номинальное напряжение изоляции(кВ).

Характеризует изоляционные свойства аппарата, определяется в ходе его испытаний высоким напряжением (импульсным и промышленной частоты).

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (кВ).

Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение — пиковое значение импульсного напряжения заданной формы и полярности, которое может выдержать аппарат без повреждений.

Номинальный ток In (A).

Это наибольший ток, который автоматический выключатель может проводить длительное время при температуре окружающего воздуха 40°С.

При более высокой температуре значение номинального тока уменьшается.

Номинальная предельная отключающая способность (кА).

Это наибольший ток короткого замыкания, который автоматический выключатель способен отключить при данном напряжении и коэффициенте мощности, без гарантии сохранения в дальнейшем работоспособности.

Номинальная рабочая отключающая способность .

Определяет ток КЗ, который способен отключать выключатель с сохранением своей работоспособности. Это величина, выражается обычно в процентах от тока .

Номинальный кратковременно выдерживаемый сквозной ток .

Это ток короткого замыкания, который определяет термическую устойчивость автоматического выключателя и который выключатель способен выдерживать в течение установленного времени без изменения своих характеристик. Значение обычно указывается для тока, действующего в течение 1с.

Номинальная наибольшая включающая способность .

Это максимальное значение тока КЗ (ударный ток), который аппарат способен включить без сваривания контактов.

Краткие сведения об автоматических выключателях, выпускаемых западными фирмами

Автоматические выключатели, которые предлагают сегодня на рынке Казахстана такие известные производители, как Legrand, Shneider Electric, Moeller можно, как было сказано выше, разбить на три группы.

Фирма «Legrand»

— для первой группы производит автоматические выключатели серии DMX. Выпускаются на номинальные токи 800, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000 А.

— для второй группы производит автоматические выключатели серии DPX. Выпускаются на номинальные токи: 125, 160, 250, 630, 1250, 1600.

— для третьей группы производят автоматические выключатели серии DX и LR. Выпускаются на токи от 2 и до 125 А.

Shneider Electric

— для первой группы производит автоматические выключатели серии «Masterpact» и «NW». Выпускаются на номинальные токи 630 — 6300А.

— для второй группы производит автоматические выключатели серии “Compact». Выпускаются на номинальные токи: 100 -1600 А.

— для третьей группы производит автоматические выключатели серии Multi 9. Выпускаются на токи до 125 А.

Электрические автоматы: виды и применение

Конструкция и принцип работы автоматического выключателя

электромагнитного расцепителя (так же можно купить расцепители отдельно)

Предусмотрено два алгоритма отключения. Активация одного из них зависит от причин нарушения работы сети:

При токовой перегрузке, превышающей номинальное значение сети, срабатывает биметаллическая пластина. Принцип действия основан на тепловом расширении металла. Настройка пластины производится на заводе производителя. Бытовые автоматы рассчитаны на срабатывание в течение 5-20 с. Они маркируются буквами B, D, C.

Также в сети может формироваться короткое замыкание. Процесс развивается за очень короткий промежуток времени. Биметаллическая пластина не успеет сработать. Поэтому в такой ситуации функционирует электромагнитный расцепитель. В нем имеется сердечник, который движется под воздействием магнитного поля.

Разновидности автоматических выключателей

Классификация электрических автоматов основывается на следующих параметрах:

время токовая характеристика;

значения рабочего тока;

способность к отключению.

Время-токовая характеристика

Включение, ожидание, активное функционирование – эти и другие режимы работы приводят к неравномерному использованию энергии. Для предотвращения ложных срабатываний, существуют автоматы с разным временем и током активации:

тип А – для защиты полупроводников;

тип В – срабатывает в течение 5-20 с;

D – в течение 10 с;

K, Z – имеют малое распространение (электронные и индуктивные нагрузки).

Рабочий ток электрического автомата

Максимальная нагрузка автоматического выключателя высчитывается сложением значений потребляемого всей аппаратурой тока. Также закладывается некоторый запас.
Подразделение электрических автоматов по номинальному току зависит также от периода срабатывания. Выделяют следующие устройства:

для малых токов – номиналы в 1-3 А. Предназначены для бытового освещения и другой маломощной аппаратуры;

номиналы в 6, 10 и 16 А – для маленьких квартир, небольших комнат. На предприятиях к ним подсоединяют электрические двигатели, сварочную аппаратуру;

для средних токов – номиналами в 20, 25 и 32 А. Они получили широкое распространение во многих квартирных домах. Рассчитаны на подключение к сетям с электронагревательными приборами и стиральными машинами;

для высоких токов – 40, 50 и 63 А. Тип D применяется в промышленности при работе с силовыми агрегатами.

Количество полюсов в автоматическом выключателе

От этой характеристики зависит число подключаемых к автоматическому выключателю линий проводки. Имеются следующие виды:

с одним полюсом – самый простой вариант. Имеет по одной клемме для подключения к питанию и нагрузке. Также имеет шины для нейтрали и заземления. Может работать в сети с одной, двумя и тремя фазами. Такой прибор не устанавливают в начале системы: он отключает лишь фазную линию, а после срабатывания на нулевой проводке может сохраниться потенциал;

с двумя полюсами – позволяет отключить от сети все помещение целиком. Он имеет по два входа и выхода, при срабатывании они синхронно размыкаются. Возможен монтаж для обеспечения безопасности отдельных приборов;

с тремя и четырьмя полюсами – к нему подсоединяются три либо четыре провода фазы. Возможно подключение как по типу «звезда» (когда под защитой находятся все фазные проводки, а средний находится в контакте), так и по типу «треугольник» (нет центрального кабеля). Они имеют по 3 или 4 входа и выхода, к ним монтируются 6 и 8 проводок соответственно. При нарушении работы на одной из линий отключаются и все остальные. Такое оборудование находит применение на промышленных объектах с мощными электрическими двигателями.

Важно отметить, что два однополюсных автомата не смогут заменить один двухполюсный. Последний отключает всю сеть целиком, это происходит одновременно. Два однополюсных не контактирует друг с другом, между ними нет передачи информации. Срабатывание одного из таких устройств не гарантирует активацию другого, поскольку перегрузка может возникнуть лишь на одной из линий.

Способность к отключению

В основе классификации автоматических выключателей, купить которые можно на этой странице, лежат предельные величины токов:

номинал в 4500 А. Монтируются в сети частных домов. Предельные значения – около 5000 А;

6000 А (типы B,C и D). Располагаются в общественных зданиях и многоквартирных постройках, домах. Максимальные значения составляют 5500 А;

10000 А – применяется на производстве.

Заключение

Электроавтоматы прочно вошли в использование в быту и промышленности. Они повышают надежность и безопасность энергосетей. Существуют разные типы этого оборудования, каждый из которых имеет свои параметры срабатывания.

Воздушный автоматический выключатель

Из Википедии — свободной энциклопедии

Воздушный автоматический выключатель (силовой автоматический выключатель, автоматический выключатель) — электрический аппарат, который способен включать, проводить и отключать электрический ток. Автоматическое отключение электрической цепи происходит при перегрузках и коротком замыкании. Отключение токов перегрузки и короткого замыкания автоматическим выключателем должно производиться в соответствии с заданными времятоковыми характеристиками.

Современный автоматический выключатель (автомат) должен отвечать, прежде всего, двум требованиям: надежно защищать электроприемники в аварийных режимах от короткого замыкания и перегрузки, а также быть удобным и безопасным в эксплуатации на протяжении всего срока службы. Эти требования также учитывают специфику применения отдельного взятого выключателя, такую, как частота переключений, повышенные требования к виброустойчивости, свободному пространственному положению, агрессивная внешняя среда, ускоряющая коррозию металла, а также влияние температуры и влажности окружающей среды.

Надежная работа автоматического выключателя по предотвращению коротких замыканий и перегрузок увеличивает срок службы электроприемников за счёт ограничения тепловых и электродинамических воздействий на них, а также предотвращает технологические потери, которые могут быть вызваны перерывом электроснабжения, что, в свою очередь может нанести косвенный ущерб, в том числе репутационный.

Энциклопедичный YouTube

Субтитры

Содержание

• 1 Стандарты
• 2 Классификация автоматических выключателей
  • 2.1 Типы конструкций автоматических выключателей
  • 2.2 Размещение автоматических выключателей
  • 2.3 Принципы гашения дуги
• 3 Требования к современным автоматическим выключателям
  • 3.1 Требования производителей распределительных щитов
  • 3.2 Требования конструкторов и проектировщиков
  • 3.3 Требования эксплуатации
• 4 Требования к автоматическим выключателям специального исполнения
  • 4.1 Работа в тропическом климате
  • 4.2 Устойчивость к ударному воздействию и вибрации (морское исполнение)
  • 4.3 Автоматические выключатели с защитой по току в нейтрали
• 5 Выбор автоматических выключателей
• 6 Литература

Стандарты

В России выключатели должны соответствовать ГОСТ Р 50345-2010, ГОСТ IEC 60898-2-2011, ГОСТ Р 50030.2-2010 и Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности ФЗ № 123 от 22.07.2008 г. В Европе определения и требования к выключателям описываются в стандарте IEC 60947-1 и IEC 60947-2 (VDE 0660). В Японии действует стандарт JIS C 8201-2-1, в США стандарт ANSI C37.13. В соответствии с российскими требованиями к автоматам также предъявляются следующие требования:

1. Токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течение сколь угодно длительного времени.
2. Автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов КЗ, достигающих сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.
3. Для обеспечения электродинамической и термической стойкости электроустановок, уменьшения разрушений и других последствий, вызываемых токами КЗ, автоматы должны иметь малое время отключения.
4. С целью уменьшения габаритных размеров низковольтных комплектных устройств (НКУ) и повышения безопасности обслуживания необходима минимальная зона выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги. Необходимо также уменьшение габаритных размеров самого выключателя.
5. Элементы защиты выключателя (электронный расцепитель) должны обеспечивать необходимые токи, времена срабатывания и селективность, для этого они имеют регулировку тока и времени срабатывания.