Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ПУЭ. Раздел 3. Защита и автоматика

ПУЭ. Раздел 3. Защита и автоматика

14.01.2017 Комментариев нет 174813

Раздел 3. Защита и автоматика

Глава 3.1. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ

Область применения, определения

3.1.1. Настоящая глава Правил распространяется на защиту электрических сетей до 1 кВ, сооружаемых как внутри, так и вне зданий. Дополнительные требования к защите сетей указанного напряжения, вызванные особенностями различных электроустановок, приведены в других главах Правил.

3.1.2. Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Требования к аппаратам защиты

3.1.3. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети (см. также гл. 1.4).

Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности, если защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразовой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппаратов, и если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

3.1.4. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, 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.).

3.1.5. В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле (реле косвенного действия).

3.1.6. Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

3.1.7. Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и номинального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, расположенной вблизи места установки аппаратов защиты.

Выбор защиты

3.1.8. Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.

3.1.9. В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

  • 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
  • 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
  • 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
  • 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

3.1.10. Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

  • осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
  • силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях — только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
  • сети всех видов во взрывоопасных зонах — согласно требованиям 7.3.94.

3.1.11. В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

  • 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
  • 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), — для кабелей с бумажной изоляцией;
  • 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
  • 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
  • 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой — для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

3.1.12. Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее:

  • 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
  • 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

Соотношения между длительно допустимой нагрузкой проводников к короткозамкнутым электродвигателям и уставками аппаратов защиты в любом случае не должны превышать указанных в 3.1.9 (см. также 7.3.97).

3.1.13. В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника, определенная по 3.1.9 и 3.1.11, не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, приведенных в гл. 1.3, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току.

Места установки аппаратов защиты

3.1.14. Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений. Установка их должна быть выполнена так, чтобы при оперировании с ними или при их действии были исключены опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов.

Читайте так же:
Вакуумные выключатели фирмы сименс

Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу.

3.1.15. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты (см. также 3.1.16 и 3.1.19).

3.1.16. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии. Допускается в случаях необходимости принимать длину участка между питающей линией и аппаратом защиты ответвления до 6 м. Проводники на этом участке могут иметь сечение меньше, чем сечение проводников питающей линии, но не менее сечения проводников после аппарата защиты.

Для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах (например, на большой высоте), аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в удобном для обслуживания месте (например, на вводе в распределительный пункт, в пусковом устройстве электроприемника и др.). При этом сечение проводников ответвления должно быть не менее сечения, определяемого расчетным током, но должно обеспечивать не менее 10% пропускной способности защищенного участка питающей линии. Прокладка проводников ответвлений в указанных случаях (при длинах ответвлений до 6 и до 30 м) должна производиться при горючих наружных оболочке или изоляции проводников — в трубах, металлорукавах, или коробах, в остальных случаях, кроме кабельных сооружений, пожароопасных и взрывоопасных зон, — открыто на конструкциях при условии их защиты от возможных механических повреждений.

3.1.17. При защите сетей предохранителями последние должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах или фазах. Установка предохранителей в нулевых рабочих проводниках запрещается.

3.1.18. При защите сетей с глухозаземленной нейтралью автоматическими выключателями расцепители их должны устанавливаться во всех нормально незаземленных проводниках (см. также 7.3.99).

При защите сетей с изолированной нейтралью в трехпроводных сетях трехфазного тока и двухпроводных сетях однофазного или постоянного тока допускается устанавливать расцепители автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. При этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах (полюсах).

Расцепители в нулевых проводниках допускается устанавливать лишь при условии, что при их срабатывании отключаются от сети одновременно все проводники, находящиеся под напряжением.

3.1.19. Аппараты защиты допускается не устанавливать, если это целесообразно по условиям эксплуатации, в местах:

  1. ответвления проводников от шин щита к аппаратам, установленным на том же щите; при этом проводники должны выбираться по расчетному току ответвления;
  2. снижения сечения питающей линии по ее длине и на ответвлениях от нее, если защита предыдущего участка линии защищает участок со сниженным сечением проводников или если незащищенные участки линии или ответвления от нее выполнены проводниками, выбранными с сечением не менее половины сечения проводников защищенного участка линии;
  3. ответвления от питающей линии к электроприемникам малой мощности, если питающая их линия защищена аппаратом с уставкой не более 25 А для силовых электроприемников и бытовых электроприборов, а для светильников — согласно 6.2.2;
  4. ответвления от питающей линии проводников цепей измерений, управления и сигнализации, если эти проводники не выходят за пределы соответствующих машин или щита или если эти проводники выходят за их пределы, но электропроводка выполнена в трубах или имеет негорючую оболочку.

Не допускается устанавливать аппараты защиты в местах присоединения к питающей линии таких цепей управления, сигнализации и измерения, отключение которых может повлечь за собой опасные последствия (отключение пожарных насосов, вентиляторов, предотвращающих образование взрывоопасных смесей, некоторых механизмов собственных нужд электростанций и т. п.). Во всех случаях такие цепи должны выполняться проводниками в трубах или иметь негорючую оболочку. Сечение этих цепей должно быть не менее приведенных в 3.4.4.

Измерение Петли «Фаза – Ноль»

! Короткое замыкание происходит при механическом или тепловом повреждении или разрушении изоляции линии питания, вызывающем соединение между собой фазных проводов или фазного и нулевого провода. При соединении между собой фазных проводов происходит межфазное короткое замыкание, при соединении фазного и нулевого провода — однофазное короткое замыкание. Короткое замыкание сопровождается протеканием по линии питания очень большого тока, называемого током короткого замыкания – Iкз.

Возможные причины возникновения короткого замыкания:

одновременное повреждение фазного и нулевого провода сверлом;

от времени изоляция проводов теряет свои изоляционные свойства,

трескается и осыпается.

Короткое замыкание – причина пожара, поэтому:

Каждая линия питания должна иметь аппарат защиты от короткого замыкания .

Существует несколько способов защиты:

1.Тепловой расцепитель (или расцепитель с обратнозависимой выдержкой времени) — тип защиты обозначается «ОВВ»

А) Проводник из легкоплавкого материала при протекании большого тока

Применяется в плавких вставках:

ПН-2 (предохранитель неразборный)

ПР-2 (предохранитель разборный)

Б) Биметаллические контакты

Применяется в автоматических выключателях:

А3163, А3110, АЕ1031, АБ25 и др.

Чем больше ток, тем быстрее срабатывает расцепитель.

На рисунке слева представлена зависимость С — времени срабатывания в секундах (по оси Y), автоматического выключателя А3110 от отношения I / In (по оси Х), где

I – ток короткого замыкания,

In – номинальный ток автомата.

Отношение

I / In

–называется током кратности Iкр.

Iкр= I / In

Время-токовая зависимость представляет собой две характеристики, разделяющие координатное поле на три зоны. При значениях, находящихся в зоне 1 автомат не сработает никогда. Характеристика 1 – наилучшие показатели автомата. При значениях, находящихся в зоне 2 автомат может сработать, а может и не сработать. Зона 2 – технологический разброс автомата. Характеристика 2 – наихудшие показатели автомата. При значениях, находящихся в зоне 3 автомат заведомо сработает.

Так как при токе короткого замыкания необходимо, чтобы аппарат защиты обязательно сработал , все расчеты проводятся по характеристике №2.

Пунктирной линией показано, как найти время заведомого срабатывания автомата.

Если номинальный ток автомата – In = 32А (указан на аппарате защиты),

а ток короткого замыкания в линии питания Iкз = 243А (получен в результате измерений),

то ток кратности составит Iкр =Iкз/ In =243А/32А=7,59375

7,6 (А/А=безразмерная единица).

При токе кратности 7,6 по характеристике 2 определяем время заведомого срабатывания автомата. Время срабатывания составляет 3,5 секунды.

2. Электромагнитный — тип защиты обозначается «МД»

Принцип действия: по катушке из медного провода течет ток, формируя магнитное поле. Внутри катушки – подвижный сердечник, соединенный с приводом размыкателя контактов. В штатном режиме ток создает слабое магнитное поле, поэтому сердечник неподвижен. При токе короткого замыкание в катушке возникает сильное магнитное поле, поэтому сердечник начинает движение и воздействует на привод размыкателя контактов. Контакты размыкаются.

Электромагнитный тип защиты называют расцепителем мгновенного действия или отсечкой. Отключение происходит при превышении тока отсечки — Iот за доли секунды.

Электромагнитный тип защиты отдельно не используется.

Читайте так же:
Как подключить двухклавишный перекрестный выключатель

3. Комбинированный (тепловой и электромагнитный) – обозначается «ОВВ,МД»

Применяется в большинстве современных автоматических выключателей.

Рассмотрим работу автоматического выключателя АЕ20М:

По характеристике 1 (наилучшая характеристика автомата) при токах кратности от 0,75 до 9,5 возможно, что будет срабатывать только тепловой расцепитель, при токе кратности 9,5 (минимальный ток кратности электромагнитной отсечки – Iкр от min) возможно, что сработает электромагнитный расцепитель.

По характеристике 2 (наихудшая характеристика автомата) при токах кратности от 0,75 до 13 обязательно будет срабатывать только тепловой расцепитель, при токе кратности 13 (максимальный ток кратности электромагнитной отсечки – Iкр от max) обязательно сработает электромагнитный расцепитель.

Так как при токе короткого замыкания необходимо, чтобы аппарат защиты обязательно сработал , все расчеты проводятся по характеристике №2.

Если ток кратности Iкр = Iкз / In меньше, чем Iкр от max, то время срабатывания автомата — С определяется по тепловой характеристике №2, если Iкр больше, чем Iкр от max – то по электромагнитной характеристике №2.

Все значения токов кратности большие, чем Iкр от min, но меньшие, чем Iкр от max называются диапазоном токов кратности электромагнитной отсечки. Записывается как: Iкр от min — Iкр от max (для данного графика 9,5-13)

Зная номинальный ток автомата — In можно рассчитать минимальный ток отсечки –Iот min и максимальный ток отсечки Iот max

Iот min= Iкр от min* In;

Iот max= Iкр от max* In.

Все значения токов отсечки большие, чем Iот min, но меньшие, чем Iот max называются диапазоном токов электромагнитной отсечки.

Для автомата АЕ20М при номинальном токе 100А диапазон токов электромагнитной отсечки составляет от 9,5*100А=950А до 13*100А=1300А, записывается как:

950-1300

Электромагнитная отсечка задается в виде диапазона токов кратности:

  • 9,5-13
  • 9,5-14,5
  • 3-5 (отсечка типа В)
  • 5-10 (отсечка типа С)
  • 10-15 (отсечка типаD),

может быть задана одним числом, током отсечкиIот,

в этом случае диапазон токов электромагнитной отсечки вычисляется следующим образом:

Iот min = Iот-0,2* Iот,

Iот max = Iот+0,2* Iот;

Например, при токе отсечки Iот= 1000А, диапазон будет следующим:

Iот min = Iот-0,2* Iот=1000-0,2*1000=1000-200=800А,

Iот max = Iот+0,2* Iот=1000+0,2*1000=1000+200=1200А,

Соответственно диапазон токов электромагнитной отсечки 800-1200.

Кроме того, диапазон токов электромагнитной отсечки

может задаваться коэффициентом от номинального тока автомата:

  • 3,5In, где К=3,5
  • 10In, где К=10
  • 11In, где К=11

Тогда расчет будет следующим:

Iот min = К*In-0,2*К*In,

Iот max = К*In+0,2*К*In;

Например, для автомата с номинальным током 50А и коэффициентом 3,5 от номинального тока диапазон будет таким:

Iот min = К*In-0,2 К*In=3,5*50-0,2*3,5*50=175-35=140;

Iот max = К*In+0,2*К*In=3,5*50+0,2*3,5*50=175+35=210;

Диапазон токов электромагнитной отсечки:140-210.

Если аппарат защиты имеет только тепловую времятоковую характеристику, но на его шильдике указан диапазон токов электромагнитной отсечки в виде Iот или K*In, то перед определением времени срабатывания С необходимо рассчитать Iкр от min и Iкр от max и нанести электромагнитные характеристики на график:

При известном Iот:

Iкр от min = Iот min / In = (Iот-0,2* Iот) / In = 0,8* Iот / In

Iкр от max = Iот max / In = (Iот+0,2* Iот) / In = 1,2* Iот / In

При известном K*In:

Iкр от min = Iот min / In = (К*In-0,2*К*In) / In = 0,8*К

Iкр от max = Iот max / In = (К*In+0,2*К*In) / In = 1,2*К

Подведём итоги:

Каждый аппарат защиты имеет:

  1. 1.Тип
  2. 2.Номинальный ток
  3. 3.Тепловой или тепловой и электромагнитный расцепитель

Для аппаратов защиты с электромагнитным расцепителем диапазон токов электромагнитной отсечки задается в виде:

  • Диапазона токов кратности
  • Током отсечки
  • Коэффициентом от номинального тока
  1. 4.Времятоковую характеристику

Для определения времени срабатывания аппарата защиты необходимо измерить ток, протекающий в линии питания в момент короткого замыкания.

Рассматривается только однофазное короткое замыкание (при однофазном коротком замыкании Iкз меньше, чем при межфазном, т.к. напряжение между фазой и нулевым проводом 220В, а между фазами 380В. Соответственно, если прибор защиты сработает при однофазном коротком замыкании, то при межфазном – сработает однозначно).

Измерение проводится прибором «Вектор» в конце линии питания, непосредственно в месте подключения электроприбора (например: розетка) или на клеммах следующего по ходу тока прибора защиты. (В линии питания стояка подъезда – в этажном щите на последнем этаже, при заводке стояка с подвала или на первом этаже, при заводке стояка с чердака.)

Один щуп прибора подсоединяется к фазному проводнику, второй щуп – к нулевому проводнику. Производятся измерения для каждой фазы аппарата защиты, подключенной к линии питания.

  1. Напряжение в линии питания Uпит
  2. Сопротивление петли «фаза-нуль» линии питания RА-N;RВ-N;RС-N

Ток короткого замыкания для каждой фазы рассчитывается по закону Ома:

IКЗ А = Uпит / RА-N ; IКЗ В = Uпит / RВ-N ; IКЗ С = Uпит / RС-N

Данные заносятся в Протокол №4, правила заполнения прилагаются.

Следует помнить что,

  • Чем меньше значение сопротивления петли «фаза нуль», тем больше ток короткого замыкания,
  • Чем больше ток короткого замыкания, тем быстрее сработает аппарат защиты.

Факторы, влияющие на значение сопротивления петли «фаза нуль»:

  • Длина линии питания – чем больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Сечение проводов линии питания — чем больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» меньше;
  • Скрутки проводов на линии питания — чем их количество больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Качество жгутовки проводов линии питания – чем хуже сожгутованы провода, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше;
  • Количество болтовых соединений и их переходное сопротивление — чем их количество больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше; — чем переходное сопротивление болтовых соединений больше, тем сопротивление петли «фаза нуль» больше.

Если при коротком замыкании аппарат защиты отключает групповую линию питания (380В) за время, менее 5 секунд, то защита линии питания считается удовлетворительной.

Если при коротком замыкании аппарат защиты отключает линию питания однофазного потребителя (220В) за время, менее 0,4 секунды, то защита линии питания считается удовлетворительной.

Испытание автоматических выключателей

avtomat

Автоматический выключатель – это аппарат отсечки по сверхтоку и току перегрузки, защищающий электроустановку при возникновении замыкания накоротко, либо при длительном увеличении перегрузочного тока на линии и в цепи аппарата.

Про замыкание накоротко (другое название: короткое замыкание или КЗ) сказано и написано много, но про причины, вызывающие КЗ стоит написать отдельно. Дело в том, что состояние изоляции электроприборов и проводки электроустановки напрямую влияет на вероятность возникновения КЗ. Изоляция, в свою очередь, подвержена термическому воздействию извне, говоря по-простому изоляция разрушается при нагреве до определенной температуры, а при перегреве она просто расплавляется, разрушая защитный барьер между проводниками тока и электроустановкой. Минусовые температуры также ведут к разрушению изоляции проводников и оборудования.

Читайте так же:
Выключатель концевой путевой впк 2010

Таким образом, перегрузочный ток проводников в электроустановке ведет к постепенному разрушению изоляции и возникновению КЗ, способного вызвать пожар.

 Автоматический выключатель С16

Автоматический выключатель С16

Основное отличие автоматического выключателя от обычного выключателя состоит в том, что у первого имеются вместе или по отдельности активные элементы отсечки, которых нет у второго:

  • мгновенная отсечка (или электромагнитный расцепитель), срабатывает практически мгновенно (t≤0,1 c) при появлении сверхтока/ударного тока верхней кратности отсечки (например, при отсечке 3*Iном≤Iотсечки≤5*Iном, мгновенное срабатывание произойдет при кратности 5*In);
  • термическая отсечка (или тепловой расцепитель), срабатывает тем быстрее, чем больше перегрузочный ток;

Максимальное значение отсечки по перегрузочному току составляет 2,55*Iноминала. То есть, для прибора с Iном = 16А, уставка отработает при I =16*2,55=40,8А.

Термическая отсечка начинает работать только при величине тока 1,13*In, до этого значения срабатывание данного типа защиты (уставки) не происходит!

При увеличении тока до 1,45*In, термическая отсечка сработает при:

  • для Iном≤63А – 1 час.
  • для Iном>63А – 2 часа.

Мгновенная отсечка (электромагнитная), для большинства случаев, соответствует обозначению B*/C*/D* Iном:

B* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 3*Iном≤Iотсечки≤5*Iном.
C* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 5*Iном≤Iотсечки≤10*Iном.
D* – времятоковая зависимость с номиналом токовой отсечки 10*Iном≤Iотсечки≤20*Iном.

Причем при нижней кратности электромагнитной отсечки время срабатывания будет отличаться от минимального (t≤0,1 c):

B*нижняя кратность тока = 3*Iном:

  • для Iном≤32А – 0,1с<t<45c.
  • для Iном>32А – 0,1с<t<120c.

C*нижняя кратность тока = 5*Iном.

  • для Iном≤32А – 0,1с<t<15c.
  • для Iном>32А – 0,1с<t<30c.

D*нижняя кратность тока = 10*Iном.

  • для Iном≤32А – 0,1с<t<4c.
  • для Iном>32А – 0,1с<t<8c.

Автоматический выключатель D20

Автоматический выключатель D20

Например, для номинала аппарата D20, отсечка по току в диапазоне от 200-400А, при этом при значении Iотсечки=400А он сработает практически мгновенно (t≤0,1 c); при значении Iотсечки=200А, он сработает за 4 секунды.

Ниже представлен график времятоковой зависимости для аппаратов с термической и мгновенной отсечкой В/С/D:

Испытание или прогрузка аппаратов отсечки по сверхтоку и току перегрузки (автоматы) проводится при помощи прибора РТ-2048-06 (или прогрузочный прибор), который позволяет создавать ток отсечки 50-6 000А и прогружать аппараты отсечки по току с Iном=25-400А.

проверки термической отсечки

Прогрузка однополюсного автоматического выключателя С16

Для испытания мгновенной отсечки прогрузочный прибор создает импульсное замыкание накоротко в цепи проверяемого аппарата отсечки по току, в результате которого тот должен сработать. Если он не сработал или сработал слишком быстро такой аппарат отсечки по току бракуют.

Для проверки термической отсечки прогрузочный прибор создает длительное КЗ по максимальной отсечке 2,55*Iноминала. Прибор срабатывает за время:

  • для Iном≤35А – 1-60 сек.
  • для Iном>35А – 1-120 сек.

Если отключения цепи аппарата отсечки по току не произошло в указанных временных рамках или произошло быстрее 1с такой прибор бракуют.

Испытаниям подвергаются (ПУЭ):

  • все секционные аппараты отсечки по току;
  • все вводных аппараты отсечки по току;
  • все аппараты отсечки по току цепей аварийного освещения;
  • все аппараты отсечки по току пожарной сигнализации;
  • ≥2% аппаратов отсечки по току распределительных и групповых сетей.

Если при проверке 2% аппаратов распределительных и групповых сетей были обнаружены неработоспособные единицы, процентное соотношение аппаратов для проверки в данных сетях увеличивают в 2 раза; иными словами, при нахождении вышедшего из строя аппарата, количество выборочно проверяемых аппаратов отсечки по току увеличивают в 2 раза и так далее по установленному алгоритму. Безопасность — цель проверки!

Периодичность испытаний аппаратов отсечки по току:

  • для аппаратов отсечки по току, которые находятся в эксплуатации испытания проводятся 1 раз/3 года.

В результате испытания автоматического выключателя составляется Протокол проверки срабатывания электромагнитных и тепловых расцепителей автоматических выключателей, в котором дается однозначная оценка работоспособности и безопасности аппарата отсечки по сверхтоку и току перегрузки.

Таким образом производится проверка автоматических выключателей напряжением до 1000 В.

Более подробную информацию по испытанию автоматических выключателей Вы можете получить по телефону: +7 (812) 748-26-28.

Автоматические выключатели АП-50

Автоматические выключатели серии АП-50 предназначены для защиты электрических установок, в том числе асинхронных электродвигателей, от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых (до 6 в час) включений и отключений электрических цепей или пусков и остановок электродвигателей.

Автоматические выключатели АП-50 рассчитаны для работы в следующих условиях:

при температуре окружающей среды от -40° (без выпадения росы и инея) до +40°;

при относительной влажности окружающего воздуха не более 90% (температура 20°) и не более 30% (температура +40°);

при высоте над уровнем моря до 1000 м;

при вибрации мест крепления автомата частотой до 25 Гц при ускорении не более 0,7.

Автоматы этой серии не рассчитаны для работы в следующих условиях: во взрывоопасной среде, в среде, содержащей активные газы и пары, разрушающие металл и изоляцию, в среде, насыщенной токопроводящей пылью и в местах, не защищенных от брызг воды, солнечных лучен и лучистой энергии отопительных приборов.

Автоматические выключатели АП-50

Автоматические выключатели АП-50 изготавливают:

двухполюсные на поминальное напряжение переменного тока до 500 В при частоте 50 и 60 Гц и постоянного тока до 220 В и трехполюсные — на номинальное напряжение переменного тока до 500 В;

на номинальные токи фазных расцепителей максимального тока: 1,6; 2,5; 4; 6.4 ; 10; 16; 25; 40; 50 А; 63А.

по наличию фазных расцепителей максимального тока: с тепловыми и электромагнитными расцепителями, только с тепловыми расцепителями, только с электромагнитными расцепителями, без расцепителей — неавтоматические выключатели на номинальный ток 50 А;

с токами отсечки электромагнитных расцепителей- 3,5 I н, 8 I н, 11 I н.

по наличию расцепителя максимального тока в нулевом проводе: без расцепителя — к нулевом проводе, с расцепителем в нулевом проводе. Автоматы с расцепителем максимального тока в нулевом проводе изготавливают, начиная с поминального тока фазных расцепителей 16 А. Ток продолжительного режима расцепителя в нулевом проводе не должен превышать 60% от номинального тока фазы;

по наличию расцепителей минимального напряжения 110; 127; 220; 380; 400 и 415 В переменного тока при частоте 50 Гц с возможностью включения катушки расцепителя для питания от постороннего источника ;

без расцепителя минимального напряжения, с расцепителем минимального напряжения;

по наличию и роду блок-контактов: без блок-контактов, с одним переключающим, с двумя переключающими; открытого исполнения в пластмассовом корпусе и пыленепроницаемого исполнения в дополнительной металлической оболочке.

Структура условного обозначения АП50 — 3МТХХХХ:

АП50 — серия выключателя; 3 — количество максимальных расцепителей тока: 3;

МТ — максимальные расцепители тока: МТ — электромагнитные и тепловые; X — дополнительные расцепители: Н — минимальный расцепитель напряжения; Д — независимый расцепитель напряжения; О — максимальный расцепитель тока в нулевом проводе;

ХХ — климатическое исполнение и категория размещения: выключателей в пластмассовой оболочке — УЗ, ТЗ, ХЛ5; выключателей в металлической оболочке со степенью защиты IP54 по ГОСТ-У2, Т2, ХЛ5;

Х — номинальный ток максимальных расцепителей тока: 1 — 1,6; 2,5; 4,0А; 2 — 6,3; 10,0; 16,0А; 3 — 25,0; 40,0; 50,0; 63,0А.

Читайте так же:
Выключатель дифференциальный вд1 63 25a

Устройство автоматического выключателя серии АП-50

Автоматический выключатель АП-50 состоит из следующих основных узлов: механизма управления. контактной системы, дугогасительного устройства, расцепителей максимального тока.

Автоматические выключатели АП-50

Автоматический выключатель АП — 50: а — общий вид; б — продольный разрез 1 — основание; 2 — пластмассовый корпус; 3 — неподвижный контакт; 4 — подвижный контакт; 5 — пластины дугогасительные; 6 — электромагнитный расцепитель; 7 — тепловой расцепитель

Узлы автоматического выключателя размещены на пластмассовом цоколе. Сверху цоколь закрыт крышкой, снизу — дном. Механизм управления, построенный на принципе свободного расцепления, обеспечивает мгновенное размыкание контактов.

Отключение автомата при токах перегрузки и токах короткого замыкания происходит автоматически и не зависит от того, удерживается или не удерживается кнопка во включенном положении.

Блок-контакты являются самостоятельным узлом, кинематически связанным с траверсой подвижных главных контактов.

Тепловой расцепитель обеспечивает обратно зависимую от тока выдержку времени срабатывания в зоне перегрузок, а электромагнитный расцепитель — мгновенное срабатывание (отсечку) в зоне токов короткого замыкания.

Автоматические выключатели АП-50

Автоматические выключатели АП-50

Автоматические выключатели АП-50

Характеристики автоматических выключателей серии АП-50

Тепловые расцепители автоматического выключателя АП-50 при температуре окружающего воздуха 25° с холодного состояния при прохождении переменного однофазного тока частоты 50 Гц одновременно во всех полюсах допускают, не отключаясь в течение 1 ч, работу автомата при токе 1,1 I н и отключают автомат при токе 1,35 I н в течение не более 30 мин, а при токе 6 I н — за время от 1,5 до 10 с.

Автомат обеспечивает повторное включение через 2 мин после отключения его тепловым расцепителем.

Электромагнитные расцепители при токе отсечки отключают автомат практически мгновенно.

Допускаемое отклонение нормальной уставки тока мгновенного срабатывания (отсечка) электромагнитных расцепителей:

для номинальной уставки 3,5 Iн — отклонение ±15%;

для номинальной уставки 8Iн — отклонение ±20%;

для номинальной уставки 11Iн — +15% — -30%.

Предельная коммутационная способность (ПКС) и износостойкость автоматических выключателей АП-50

Номинальный ток расцепителя1,62,54,06,3101625405063
ПКС, кА380 В, 50 – 60 Гц0,30,40,60,82,03,03,05,05,06,0
500 В, 50 – 60 Гц0,30,40,60,81,51,52,52,52,53,5
220 В постоянного тока0,50,71,01,42,52,52,52,52,54,0
Износостойкость циклов ВОобщая50000
Коммутационная*500002500020000

* – при номинальном токе и напряжении 380 В переменного тока или 220 В постоянного тока

Время-токовые характеристики автоматических выключателей АП-50 приведены на рисунках.

Защитные характеристики автоматических выключателей АП-50

Защитные характеристики автоматических выключателей АП-50

Защитные характеристики автоматических выключателей АП-50: а — 50А, б — 40А, в — 25А, г — 16А, д — 10А, е — 6,4 А

Расцепитель максимального тока в нулевом проводе обеспечивает отклонение автомата при токе, равном 100% от поминального тока фазных расцепителей. Допускаемое отклонение по току +40 и -20%.

Расцепители автомата калибруют заводы-изготовители при температуре окружающей среды +35°.

Расцепитель минимального напряжения не препятствует включению автомата при снижении напряжения до 80% от номинального и отключает автомат при снижении напряжения до 35% от поминального и менее.

Блок-контакты автоматического выключателя АП-50 допускают продолжительную нагрузку 1А, предельный ток включения — 10 А.

Механическая износоустойчивость автоматов — 50 000 включений и отключений.

Автоматические выключатели АП-50

При монтаже конструкцию, на которой крепят автомат, выравнивают так, чтобы во время затяжки винтов пластмассовый корпус автомата не подвергался напряжениям изгиба.

Автомат устанавливают в вертикальном положении надписью «Вкл.» вверх и крепят к конструкции двумя винтами. Винты, крепящие автомат, затягивают до отказа. При этом пользуются отверткой соответствующего размера, чтобы не произошло сколов в пластмассовых деталях и срыва шлицев у винтов.

Зажимы главных контактов автомата предусматривают присоединение к ним как медных, так и алюминиевых проводов сечением от 6 до 10 мм2, а в случае применения специального наконечника — до 25 мм2.

При присоединении внешних проводников проявляют осторожность, по допуская, чтобы внешними проводниками создавались усилия, стремящиеся отогнуть выводные зажимы. Провод изолируют на длину 150 мм от автомата.

Все присоединяемые наконечники плотно прижимают к выводным зажимам. Места соединении зачищают и удаляют заусенцы.

Зажимы винтовые блок-контактов допускают присоединение к ним внешних проводов сечением до 1,5 мм2.

Перед постановкой крышки на автомат проверяют наличие дугогасительных камер в отсеках крышки и уже затем, надев крышку, притягивают ее к цоколю двумя винтами.

По окончании монтажа проверяют в обесточенном состоянии ручное включение и отключение автомата, при которых не должно быть заеданий кнопок, а также соприкосновения подвижных контактов с пластинами дугогасительных камер.

Автоматический выключатель АП-50 рассчитан для работы без ремонта и смены каких либо частей. Шлифованные поверхности якоря и магнитопровода расцепителя минимального напряжения покрывают тонким слоем смазки для предохранения от коррозии. Износившийся автомат заменяют новым.

При нормальных условиях эксплуатации осмотр автоматического выключателя АП-50 производят раз в год и независимо от этого после каждого отключения от тока короткого замыкания.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Линейный автомат защиты

Автомати́ческий выключа́тель — контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания [1] [2] .

Содержание

История изобретения

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Роль в электрической цепи

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования и стабильность заданного порогового значения (уставки) срабатывания.

Классификация

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

    По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.

Селективный автоматический выключатель

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 сек.) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка») [3] . Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при коротком замыкании.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (прерыватель,прерыватели), вспомогательные контакты (необязательно).

Читайте так же:
Концевой выключатель двери нивы шевроле

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства — щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой — применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1000—10 000 А.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и тому подобным).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые прерывателями.

Расцепители

Расцепители (прерыватели) — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при коротком замыкании, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

Электромагнитный расцепитель (отсечка)

Расцепитель мгновенного действия представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например, отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время — и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты) [3] [4] .

Тепловой расцепитель

Представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика [5] ) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать [6] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Роль теплового расцепителя может выполнять электромагнитный (мгновенный) расцепитель, оснащённый гидравлическим замедлителем срабатывания. Такие автоматические выключатели отличаются пожаробезопасностью, так как не имеют нагреваемого элемента (биметаллической пластины).

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя [7] .

Отключение

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о < 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения Іу.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Характеристики

Ток мгновенного расцепления ( прерывания)

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п.5.3.5), бытовые автоматические выключатели переменного тока делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

  • тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток) (применяется для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность)
  • тип C: свыше 5·In до 10·In включительно (применяется для защиты розеточных групп или линий с потребителями с повышенными пусковыми токами)
  • тип D: свыше 10·In до 20·In включительно (применяется для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами)

Промышленные автоматические выключатели могут быть следующих типов:

  • тип L: свыше 8·In
  • тип Z: свыше 4·In
  • тип K: свыше 12·In

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In).

У АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2.

Испытание автоматических выключателей

Характеристики выключателей проверяют в ходе типовых испытаний (стойкость маркировки; надежность винтов, токопроводящих частей и соединений; надежность выводов для внешних проводников; защита от электрических ударов; электроизоляционные устройства; превышение температуры (28-суточное испытание); характеристика прерывания; механическая и коммутационная износостойкость; короткое замыкание; стойкость против механических толчков и ударов; термостойкость; стойкость против аномального нагрева и огня; коррозийная устойчивость).

Варианты исполнения

Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

Автоматические выключатели, используемые в США

Автоматические выключатели советского производства

Модульный автоматический выключатель

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение производится рычажком (1), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового (5) или электромагнитного (7). Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector