Выключатель автоматический номинальная рабочая отключающая способность

Автоматический выключатель

Все знают как устроена проводка в квартире. Это вводной автомат 1, счетчик 2, общий автоматы (УЗО) 3, автоматы 6, 7, 8, 9, нулевая 4 и заземляющая 5 щины, провода, розетки и выключатели. Все вышеперечисленные приборы легко можно поменять в любое время. Разболталась розетка? Сняли и поставили новую. Врет счетчик? Не беда! Замена 20мин. А как же защитить эектропроводку которая как правило проложена под слоем штукатурки? Для этих целей устанавливается защитный автомат.

Так как же правильно выбрать автомат чтобы проводка безотказно прослужила максимально долгое время? Основными критериями про выборе автоматического выключателя являются:

• номинальный рабочий ток (выбор из диапазона от 1А до 100А);
• количество полюсов (выбор от однополюсного до четырехполюсного);
• время-токовая характеристика (выбор из B, C, D);
• номинальная отключающая способность (выбор из 4,5кА, 6кА, 10кА);

Выбор автоматических выключателей

Для того чтобы выбрать автомат защиты необходимо знать несколько важных параметров электрической сети. Такие как нагрузка, материал проводов и сечение, напряжение питания электропроводки. Исходя из этих параметров можно выбрать автоматы защиты.

Выбор номинального рабочего тока автоматического выключателя

Номинальный рабочий ток — это максимальный ток, длительное протекание которого по защищаемой электропроводке не приводит к ее повреждению. Другими словами, номинальные токи, указываемые на автоматах не должны превышать рабочих токов защищаемых электрических проводок.

Выбор количества полюсов автоматического выключателя

Количество полюсов автомата выбирается в зависимости от типа защищаемой проводки.

Выбор время-токовой характеристики автоматического выключателя

Время-токовая характеристика автоматического выключателя определяет параметры срабатывания автомата, а именно скорость срабатывания в зависимости от превышения тока над номиналом автомата. Из графиков видно, что автоматы с характеристикой В производят отключение проводки быстее чем с автоматы с характеристикой С. А автоматы типа D используются так где ожидаются долгие пусковые токи — это некоторые электропотребители с двигателями.

Выбор номинальной отключающей способности автоматического выключателя

Предельная отключающая способность автомата показывает максимальный ток, при котором автомат сработает и разомкнет цепь и снимет напряжение с защищаемой проводки.

Выбор рабочего напряжения автоматического выключателя

Рабочее напряжение автоматического выключателя выбирается в зависимости от рабочего напряжения используемого в защищаемой электросети.

Выбор типа тока

В зависимости от применяемого вида тока автоматический выключатель может быть выбран для постоянного тока или для переменного тока.

Выбор типа установки автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя по типу установки производится из местных условий. Зачастую выбираются автоматы с установкой на DIN рейку. Не редкость встретить автомат с креплением на монтажную панель (чаще в гаражах, подсобных помещениях).

Пример автомата защиты. Слева в углу видим производителя — это IEK. Ниже тип автомата ВА47-29. Еще наже С40 расшифровывается как время — токовая характеристика С. 40 — это номинальный рабочий ток 40А. Далее следует рабочее напряжение. В нашем примере это 400В переменного напряжения. 4500 — номинальная отключающая способность отражена в Амперах.

Отталкиваясь на вышеперечисленные параметры, делайте правильный выбор автоматов защиты. И ваша электропроводка прослужит вам долгие года.

Форум / Электрика / Отключающая способность автомата

(Автор запросил подтверждение ответов на E-Mail)

Сергей Музыка1
профи

Отключающая способность автомата

05 марта 2005 г., 14:57

Проверку автоматов мы производим исходя из двух условий:

1 Расчетное значение периодической составляющей тока КЗ, Iпо мы сравниваем с номинальной наибольшей отключающей способностью автомата Iоткл.ном.
Iоткл.ном.>=Iпо,
2 Расчетное значение ударного тока КЗ, iуд сравниваем с номинальной наибольшей включающей способностью, iвкл.
iвкл>iуд.

В ГОСТ Р 50345-99 есть два понятия отключающих способностей автомата: номинальная отключающая способность Icn (установленное изготовителем значение предельной отключающей способности, по ГОСТ Р 50030.2-99 соответственно Iсu) и рабочая отключающая способность Ics, которая должна соответствовать значениям в таблице 15.

Говоря простым языком, предельная отключающая способность это то значение тока КЗ, при котором автомат сработает, но при его включении, уже нет никакой гарантии, что он будет действовать согласно его характеристикам.
Рабочая отключающая способность такое значение тока КЗ, при котором автомат сработает и при его повторном включении будет нормально работать.

Чего-то голова уже не работает. Сразу вопрос.
Почему значения предельной отключающей способности по разным ГОСТам разные?
По какому же ГОСТу выбирать!? Или автоматы по ГОСТ Р 50345-99 только для бытовых нужд, где имеется доступ неквалифицированного персонала!?

05 марта 2005 г., 20:29

08 марта 2005 г., 09:40

Ics — rated service short-circuit capacity.
При испытаниях по обоим вышеназванным ГОСТам автомат отключает данный ток 3 раза в следующей последовательности:
О-t-О-t-СО (ГОСТ Р 50345-99)
О-t-СО-t-СО (ГОСТ Р 50030.2-99)
где:
О — автомат взведён, в цепи возникает КЗ, автомат его отключает
t — временной интервал, не менее 3 минут между испытаниями
СО — автомат выключен, цепь замкнута на КЗ, автомат взводят, возникает короткое замыкание и автомат отключается
После этого проверка автомата, в том числе работоспособности теплового расцепителя

Icn — rated short-circuit capacity
Icu — rated ultimate short-circuit capacity
При испытаниях по обоим вышеназванным ГОСТам автомат отключает данный ток 2 раза в следующей последовательности: О-t-СО. После этого проверка автомата, в том числе работоспособности теплового расцепителя.

Седой
новичок

Re:ACHTUNG.

08 марта 2005 г., 14:11

Сергей Музыка1
профи

Re:ACHTUNG.

09 марта 2005 г., 11:23

Re:ACHTUNG.

09 марта 2005 г., 13:50

Сергей Музыка1
профи

Re:ACHTUNG.

09 марта 2005 г., 16:27

Сергей Музыка1
профи

Re:ACHTUNG.

10 марта 2005 г., 10:12

1 ГОСТ Р 50345-99

9.12.12 Проверка выключателя после испытаний на короткое замыкание
Кроме того, после испытаний по 9.12.11.3 или 9.12.11.4.2 выключатели не должны расцепляться при прохождении через все полюса, начиная с холодного состояния, в течение условного времени тока, равного 0,85 условного тока нерасцепления.
В конце этой проверки ток постепенно увеличивают в течение 5 с до 1,1 условного тока расцепления.
Выключатели должны расцепиться в течение 1 ч.

ГОСТ Р 50030.2-99

8.3.4.2 Проверка работоспособности
После испытания по 8.3.4.1(проверка Ics) должна быть проверена работоспособность согласно 8.3.3.3.4 с той лишь разницей, что эта проверка должна проводиться при том же номинальном рабочем напряжении, что и при испытании по 8.3.4.1, а количество циклов оперирования должно составлять 5 % от указанного в графе 4 таблицы 8.

8.3.3.3.4 Работоспособность при прохождении тока
Состояние и монтаж выключателя должны соответствовать 8.3.2.1, испытательная цепь — 8.3.3.5.2 МЭК 60947-1.
Частота оперирования и число подлежащих выполнению циклов оперирования указаны в графах 2 и 4 таблицы 8.
Оперирование выключателем должно осуществляться с таким расчетом, чтобы он включал и отключал свой номинальный ток при своем максимальном номинальном рабочем напряжении, установленном изготовителем, при коэффициенте мощности или постоянной времени, что применяется, согласно таблице 11 с допускаемыми отклонениями по 8.3.2.2.2.
Выключатели переменного тока должны испытываться при частоте от 45 до 62 Гц.

Кажется я понял!

10 марта 2005 г., 12:26

Думаю (почти уверен), что весь секрет в интерпретации записей после испытаний, дело в том, что отключающая способность по бытовому ГОСТу — это действующее значение установившегося тока, полученного при калибровке цепи. А по промышленному ток измеряется по осцилограмме калибровке не в установившемся режиме, а в момент размыкания контактов автомата. Время размыкания автомата как правило очень не большое, переходной решим к этому времени не успевает закончиться и измеренный ток в итоге получается больше, чем в установившемся режиме.
Короче я не смогу этого здесь объяснить, если хочешь прочитай ГОСТ Р 50030.1-2000 п.8.3.4.1.8.

Сергей Музыка1
профи

Основные характеристики автоматических выключателей

1. Номинальное рабочее напряжение U_e (В) – значение напряжения на которое рассчитан выключатель, и которому соответствуют другие параметры выключателя. Обычно выражается как напряжение между фазами. Указанное напряжение означает максимальное допустимое значение в течение длительного времени. При меньших напряжениях отдельные характеристики могут изменяться и даже улучшаться, например отключающая способность.

2. Номинальное напряжение изоляции U_I (кВ)

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

3. Номинальное импульсное напряжение U_Imp (кВ)

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

4. Номинальный длительный ток выключателя I_U (А) (номинальный токвыключателя) – значение тока, которое выключатель может проводить неограниченное время (недели, месяцы или даже годы). Это наибольший ток, который автоматический выключатель может проводить в продолжительном режиме при температуре окружающего воздуха 40°С по стандарту ГОСТ Р 50030.2-99 и 30°С по стандарту ГОСТ Р 50345-99. При более высоких температурах значение номинального тока уменьшается. Обычно номинальный ток выключателя равен наибольшему значению номинального тока защитного расцепителя, предусмотренного для данной конструкции выключателя. Данный параметр используется для определения типоразмера автоматического выключателя.

5. Номинальный ток I_n (А) – значение тока, характеризующее защитный расцепитель, установленный на автоматический выключатель. Именно этот ток соотносится с номинальным (расчетным) током нагрузки, защищаемой автоматическим выключателем.

6. Номинальная одноразовая предельная коммутационная способность выключателя (ОПКС) I_cu (кА) при коротком замыкании (предельная отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить

Это наибольший ток короткого замыкания, который автоматический выключатель способен отключить при заданном напряжении и коэффициенте мощности. Испытания на I_cU проводятся по схеме О – t – ВО, где О – отключение, t – выдержка времени, ВО – включение с последующим автоматическим отключением.

В ходе испытания контролируются изоляционные свойства автоматического выключателя, которые не должны снижаться ниже допустимого предела. Ток, при котором автоматический выключатель сохраняет свои изоляционные свойства и способность к отключению в соответствии с требованиями стандарта, обозначается I_cn.

7. Номинальная рабочая предельная коммутационная способность (ПКС) I_cs, % (рабочая отключающая способность) – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое АВ может отключить в определенном тестовом цикле.

Это величина выражается в % от I_cU : 25% (только для категории А), 50%, 75% или 100%. Автоматический выключатель должен нормально работать после неоднократного отключения тока I_cs при испытании в последовательности О–ВО–ВО.

На автоматические выключатели часто наносят два значения отключающей способности. Это объясняется тем, что в разных стандартах используются разные условия испытаний:

— – стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) для аппаратов бытового и аналогичного назначения, где при неквалифицированном обращении возможно неоднократное включение неисправной цепи. Наибольшая отключающая способность (в А) указывается в прямоугольнике без указания единицы измерения.

— 10 кA – стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) для всех применений, где требуется определенная квалификация обслуживающего персонала. В этом случае наибольшая отключающая способность указывается с единицей измерения (кA).

Значение отключающей способности должно соотносится с величиной тока КЗ в месте установки самого АВ и должны выполняться следующие условия I_{cu >} I_к , I_cs > I_к.

8. Номинальная наибольшая включающая способность I_cm (кА, пиковое значение) – максимальное ожидаемое значение тока, при котором автоматический выключатель обязан включиться. При переменном токе это значение должно быть не ниже, чем его номинальная предельная отключающая способность, умноженная на коэффициент «n». В соответствующей таблице (табл. 2 ГОСТ Р 50030.2) представлены значения коэффициента «n».

Номинальный кратковременно выдерживаемый ток должен быть не ниже 12 I_n или 5 кА (использовать большее значение) для АВ с номинальным током до 2500А и не ниже 30кА — для АВ с номинальным током выше 2500А.

Примечание. Категории применения автоматических выключателей

Категория А. Выключатели, не предназначенные специально для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть без заданной кратковременной выдержки времени, предусматриваемой для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания, а поэтому без номинального кратковременного выдерживаемого тока.

Категория В. Выключатели, специально предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных со стороны нагрузки, то есть с заданной кратковременной выдержкой времени (которая может быть регулируемой). Такие выключатели обязаны иметь в качестве характеристики номинальный кратковременно выдерживаемый сквозной ток I_cw.

Стандарты, регламентирующие технические характеристики

Основные технические характеристики регламентируются следующими стандартами на автоматические выключатели:

1. Стандарт ГОСТ Р 50345-99 (IEC 60898) определяет требования к аппаратам бытового и аналогичного назначения, а также ко всем случаям, когда потребители устройств не обладают достаточной квалификацией. Стандарт применяется к аппаратам, имеющим максимальные значения: номинального тока 125 А, ОПКС не более 25 000 А и номинального рабочего напряжения 440 В. Уставка теплового расцепителя составляет от 1,05 до 1,3 I_n. Стандарт определяет диапазоны токов для мгновенных расцепителей типов В (от 3 I_n до 5 I_n), С (от 5 I_n до 10 I_n) и D (от 10 I_n до 50 I_n). Аппараты, соответствующие стандарту IEC 60898 в диапазоне соответствующих характеристик, могут также использоваться в промышленных установках.

2. Стандарт ГОСТ Р 50030.2-99 (IEC 60947-2) определяет требования к аппаратам промышленного применения, обслуживаемых квалифицированным персоналом. У этого класса аппаратов возможно регулирование всех характеристик (I_r , I_m и т.д.). Для I_r=I_n срабатывание от перегрузки должно происходить при токе от 1,13 до 1,45 I_n.

Время отключения автоматических выключателей

Полное время отключения автоматического выключателя включает в себя собственное время отключения и время гашения дуги. Продолжительность гашения дуги зависит от эффективности работы дугогасительного устройства.

Рис. 2.12. Классификация автоматических выключателей по полному времени отключения: а) – быстродействующий, б) – нормальный, в) – селективный; 1 – момент короткого замыкания, 2 – начало воздействия на расцепляющее устройство, 3 –начало расхождения контактов; tс– собственное время отключения выключателя, tг– время гашения дуги, tco– время срабатывания отсечки – уставка времени для обеспечения селективности, Iраб– рабочий ток сети, Ico– ток срабатывания отсечки (уставка), Iк– установившееся значение тока короткого замыкания

По полному времени автоматические выключатели условно классифицируют следующим образом:

а) токоограничивающие выключатели – отключают токи короткого замыкания в первый полупериод после возникновения тока короткого замыкания, то есть со временем меньше 0,01с.

б) нормальные быстродействующие выключатели – отключают токи короткого замыкания в течение 0,02 – 0,1с;

в) селективные выключатели – это такие АВ, где создаётся специальная выдержка времени после получения импульса на срабатывание. Предназначены для обеспечения селективности защиты.

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели – это самые распространенные защитные коммутационные аппараты в однокиловатных электрических сетях.

В основу их популярности заложена высокая универсальность:

• защита электрической сети в результате возникновения аварийных ситуаций;
• отключение отдельных участков цепи.

Выбор защитных коммутационных устройств начинается с расчетов токов короткого замыкания (КЗ) в схеме защищаемого участка.

Коммутаторы выбирают по трем параметрам:

• условиям нормального функционирования;
• отключающей способности;
• селективности при коротком замыкании.

Условия нормального функционирования

Выбор автоматов, исходя из условий, сводится к подбору аппарата в соответствии с номинальными параметрами сети. При этом нужно обязательно соблюдать следующие условия:

1. Рабочее номинальное напряжение устройства должно быть равно или превышать напряжение сети. В двухпроводной сети в бытовых условиях напряжение составляет 220 Вольт, а в четырехпроводной – 380 Вольт.

2. Ток расцепителя автомата должен быть равным или превышать ток нагрузки. Стоит учесть, что некоторые защитные устройства имеют номинал расцепителя ниже, чем указанный типоразмер. Ток нагрузки определяется с учетом всей нагрузки отходящих линий для вводного автомата и нагрузки потребителя для одиночного.

Отключающая способность

Немаловажным фактором при выборе защитного автомата является устойчивость к коротким замыканиям. Для анализа данного условия используется понятие предельной коммутационной стойкости (ПКС), характеризующее нормальную работу устройства при включении его на ток КЗ. При этом необходимо проверить его работоспособность после завершения цикла О-ВО-ВО.

Одноразовая ПКС – это способность устройства отключить максимальный ток КЗ хотя бы раз. После отключения, устройство может прийти в негодность.

Условия стойкости к токам КЗ:

1.ПКС не должна быть меньше наибольшего расчетного тока трехфазного КЗ на защищаемом участке сети. Если ПКС не указан на корпусе устройства, то за его основу берется ПКС для автоматов данной марки и типоразмер с максимальной установкой расцепителя. Предельный ток стойкости характеризует способности автомата отключать ток КЗ при полном сохранении своей работоспособности. Это свойство определяет его термическую и электродинамическую стойкость.

2.Электродинамическая стойкость определяется прохождением амплитудного тока короткого замыкания без деформации системы контактов. Амплитудное значение ударного тока должно быть меньше тока электродинамической устойчивости устройства. Амплитудное значение для металлического замыкания составляет 2,12, для переходного сопротивления – 1,83.

3.Расчетное значение количества тепла должно быть меньше каталожного значения теплового импульса, которое отражает количество тепла, выделяемого при прохождении тока КЗ через выключатель без нанесения вреда его системе контактов.

После расчета устойчивости к токам КЗ и нормального режима функционирования, выполняется проверка по селективности.

Селективность при КЗ

Селективность – это способность защитного автомата отключать только аварийный участок. В связи с чем, селективность обеспечивается между защитными устройствами высокой стороны трансформатора и автоматом ввода на низкой стороне или между вводным устройством и фидером.

Для расчета данного показателя, характеристики смежных коммутаторов наносятся на так называемую карту селективности. При этом во временных координатах характеристики аппаратов и электротока на карте не должны пересекаться. Оптимально, когда на одном участке имеется одна ступень селективности – в качестве вводного устройства используется селективный, а непосредственно на нагрузке – неселективный.

Согласование защиты вводного автомата НН и трансформатора ВН выполняется по токовой отсечке и максимальной токовой защите. Данные характеристик не должны пересекаться на графике.

Для трансформаторов МТЗ, электроток срабатывания, для соединений обмоток типа У/У0, должен соответствовать следующим условиям: