Номинальная отключающая способность автоматического выключателя

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.

Основные понятия номинальных токов и характеристик автоматических выключателей

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 рассчитатьноминалы 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 .

Номинальный ток автоматических выключателей — это параметр, при котором автомат никак не реагирует на питание участка сети, являясь, по сути, пассивным сопротивлением.

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.

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.

и 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 выключателейизбегать 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, эторубильник . 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 пропотребляемую 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 . Такиеавтоматические выключателииспользуют 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.

 

 

 

 

 

Источник: obelektrike.ru

Характеристики расцепителей защитных автоматов

Итак, внутри автомата есть два устройства расцепления (выключения), каждый из которых срабатывает независимо, в своем диапазоне токов. Работа обоих этих расцепителей приводит к тому, что они так или иначе отключают автомат, когда через него протекает сверхток (больше номинального).

Первый – тепловой расцепитель, который работает на принципе нагрева и изгиба биметаллической пластинки, по которой протекает рабочий ток автомата. Для примера, на таком же принципе работает регулятор температуры в утюге и электронагревателе. Пластинка калибрована и настроена таким образом, что при определенном токе она нагревается до определенной температуры, что приводит к её критическому изгибу и, как следствие, выключению автомата. Тепловой расцепитель обладает некоторой инерционностью, что благотворно сказывается на его работе в реальных условиях. Если можно так выразиться, он “ожидает”, прежде чем сработать.

Второй расцепитель – электромагнитный. Скорость его работы гораздо выше по сравнению с тепловым расцепителем. Из названия понятен принцип работы – имеется электромагнит, который срабатывает и выключает нагрузку при коротком замыкании. Ток “расцепления” электромагнитного расцепителя в несколько раз (в разных случаях от 3 до 20) выше тока теплового расцепителя.

Рассмотрим подробно характеристики расцепителей с примерами и ссылками на ГОСТ.

Все характеристики определяются при контрольной температуре +30 °С.

 

Время-токовая характеристика (ВТХ)

Это – основная характеристика, которой описывается работа автоматического выключателя. У неё встречаются и другие названия –

• характеристика срабатывания,
• характеристика расцепителя,
• токовая характеристика,
• отключающая характеристика,
• защитная характеристика,
• кривая тока,
• кривая отключения,
• характеристика отключения…

Смысл один – это график, на котором показана зависимость времени отключения автомата от величины проходящего через него тока:

На графике обозначены три области – B, C, D. Согласно ГОСТ Р 50345-99 (п. 5.3.5), каждая из них определяет свой порог срабатывания электромагнитного расцепителя:

• B – от 3 до 5 In,
• C – от 5 до 10 In,
• D – от 10 до 20 In,

где In – номинальный ток теплового расцепителя.

То есть, ток срабатывания электромагнитного расцепителя нормируется через ток теплового.

Время срабатывания tср электромагнитного расцепителя типа В определяется так (ГОСТ Р 50345-2010, п. 9.10.2):

• tср ≥ 0,1 с для тока 3 In и менее,
• tср < 0,1 с для тока 5 In и более

Для характеристик типа С, D время срабатывания tср определяется аналогично.

Почему на графике ВТХ указаны не линии, а области? Дело в том, что кроме естественного разброса параметров устройств, ток расцепления зависит от температурного состояния автомата. Нижняя часть графика относится к случаю, когда автомат долго был в работе (горячее состояние), верхняя – автомат в холодном (неразогретом) состоянии.

В другой статье пишу про то, чем автоматический выключатель отличается от предохранителя.

Когда сработает тепловая, а когда – электромагнитная защита?

Чтобы было понятно, для примера возьмем автомат В10 – защитная характеристика В, номинальный ток 10 А – и проанализируем график токовый характеристики по основным диапазонам тока:

• 0…11,3 А – автомат выключаться не должен, это диапазон токов для его нормальной работы,
• 11,3…14,5 А – есть вероятность, что автомат через некоторое время сработает  в результате действия теплового расцепителя (подробнее – ниже),
• 14,5…30 А – время выключения по тепловой защите составит от 1 часа (для тока 14,5 А) до 4 с (для 30 А),
• 30…50 А (3…5 In) – интересный участок, тут может сработать и тепловой расцепитель (за время от 4 до 1 с), и электромагнитный.
• если сверхток более 50 А (>5 In), работает только электромагнитная защита, поскольку тепловая тут слишком инерционная.

Что изменится, если для примера взять автомат С10? Изменится лишь участок, на котором работают оба расцепителя, он сдвинется к значениям 50… 100 А. Для автомата D10 этот диапазон будет 100…200 А.

Почему такой большой разброс? Он происходит от разброса рабочих характеристик реальных автоматов. То есть, для В10 при токе 30 А электромагнитная защита МОЖЕТ сработать, а при токе 50 А ДОЛЖНА сработать.

Зачем нужны разные защитные характеристики автоматов? Отличия – лишь в порогах отключения электромагнитного расцепителя. Превышение тока в несколько раз может произойти при пуске различных инерционных устройств. Такой ток называют пусковым, и он появляется в быту в результате включения электродвигателей.

Для большинства бытовых устройств мощность встроенных двигателей – не более 2,2 кВт, это номинальный ток  10 А. Пусковой ток при этом – до 50 А для особо тяжелых условий пуска, и длится он менее секунды. Для автомата С16 выключение по пусковому току может произойти только, если ток будет превышать 80 А.

Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, на практике может получиться и в результате короткого замыкания. Но ток короткого замыкания не бесконечен – он определяется сопротивлением цепи от подстанции до места замыкания. Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это – сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики С, электромагнитная защита сработает (как повезёт!) при токе от 125 до 250 А. То есть, не сработает вообще! Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.

Именно поэтому в частном секторе, где до подстанции – несколько километров старого алюминия, да и в квартирах я очень рекомендую ставить автоматы с характеристикой В.

Защитная характеристика С вполне допустима и используется пока повсеместно.

Характеристика D в быту не применяется и даже вредна – там нет и не может быть больших пусковых токов, превышающих номинальный в 10…20 раз. А учитывая, что в частном доме часто очень низкий ток КЗ, электромагнитный расцепитель “D” становится бесполезным, и мы лишаемся защиты от КЗ.

Рассмотрим подробно несколько терминов и точек на характеристике.

Номинальный ток теплового расцепителя In

Это максимальный ток, который автомат может гарантированно проводить неограниченное время без негативных последствий и срабатывания расцепителей. Номинальный ток указан числом на передней части автомата, перед числом указан тип защитной характеристики.

Номинальный ток In – основной параметр автоматического выключателя.

Пример на фотографиях выше – В6. Ещё пример, автоматы с номинальным током 40 и 32 А и защитной характеристикой С:

 

Неотключающий ток теплового расцепителя 1,13 In

Это ток, действие которого не приводит к выключению автомата. Его называют также током условного нерасцепления. В ГОСТ Р 50345-2010 (п.8.6 и п.9.10) говорится, что автомат не должен выключаться в течение часа при токе 1,13 In. Поэтому на характеристике и указано значение 1,13.

Отключающий ток теплового расцепителя 1,45 In

Этот параметр также называют током условного расцепления. Он равен 1,45 In. Иными словами, при сверхтоке, превышающем номинал в 1,45 раза, автомат должен гарантированно сработать по тепловой защите в течение часа работы.

Для испытания автомата на соответствие этого параметра сначала пропускают через него в течение часа ток 1,13 In, а затем сразу, не отключая повышают ток в течение 5 с до 1,45 In.

Проверочный ток теплового расцепителя 2,55 In

Эта точка на графике не отмечена, но в ГОСТе (Р 50345-2010, п.9.10.1.2) приведена. Данный ток используют для проверки работы теплового расцепителя защитного автомата. Для этого подают ток 2,55 In на все полюсы автомата в холодном состоянии. Время размыкания должно быть в пределах от 1 до 60 с для автоматов с In ≤ 32 А, и от 1 до 120 с для In > 32 А.

Выводы по графику ВТХ

Читая эти правила и смотря на график ВТХ, можно сделать два вывода.

1. Правила позволяют больший разброс времени выключения, чем это указано на графике.
2. Точка 2,55 In выбрана не случайно – при этом токе во всех типах автоматов в выключении участвует только тепловой расцепитель.

Коррекция номинального тока от температуры

Есть два фактора температурной коррекции – количество рядом стоящих автоматических выключателей и температура окружающей среды.

Как я говорил выше, все характеристики теплового расцепителя определяются при температуре окружающей среды 30 °С. Однако, автомат при работе греется, это нормально. Когда в щитке стоят несколько автоматов (а так всегда и бывает), они взаимно нагревают друг друга, и тепловой расцепитель будет срабатывать раньше, чем положено по номиналу.

Для расчета взаимного влияния существует таблица коррекции номинального тока In в зависимости от количества установленных вплотную автоматов:

Используя понижающий поправочный коэффициент из таблицы, можно приблизительно узнать, насколько уменьшится номинальный ток каждого из установленных автоматов.

То же самое, в виде графика поправочного коэффициента Kn:

Не важно, установлены несколько однополюсных или многополюсных автоматов – считается общее количество полюсов.

Коррекция номинального тока также производится, если температура окружающей среды сильно отличается от 30 °С. Для оценки изменения номинального тока теплового расцепителя существует таблица коррекции номинального тока от температуры:

Та же информация, приведенная в общем виде в виде графика:

Отправная (контрольная) температура – плюс 30 °С, при её уменьшении автомат сработает позже (номинальный ток может увеличиться при сильном морозе в 1,4 раза!), а когда в помещении жарко – автомат выключится раньше.

Фактически, автоматы, расположенные в щитке на улице и в доме в котельной – это два автомата с разными параметрами тепловых расцепителей.

Оба приведенных поправочных температурных коэффициента следует учитывать при проектировании электрооборудования.

Например, если 10 автоматов стоят в щитке в жарком помещении, их номинальный ток может быть в Kn x Кт = 0,8 х 0,95 = 0,76 раза отличаться от указанного у них на корпусе!

Далее рассмотрим параметры, относящиеся только к электромагнитному расцепителю.

 

Номинальная наибольшая отключающая способность, Icn

На графике кривой отключения (ВТХ), приведенном выше, показаны сверхтоки только до 100 I/In. Однако, диапазон токов простирается дальше, в область килоампер. Само собой, при таких токах задача у автомата – не только отключить замкнувшую нагрузку, но и сохранить свою работоспособность.

Отключающая способность автомата должна быть гораздо больше, чем ожидаемый ток короткого замыкания в данной цепи.

Ведь при выключении (размыкании) контактов возникает электрическая дуга (фактически – пламя), которая может привести к пожары, взрыву, обгоранию поверхности контактов. Дугу гасят дугогасительными камерами специальной конструкции, а контакты делают из стойких сплавов.

Согласно ГОСТ Р50345-2010 (п. 6f), параметр Icn обозначается в рамке, и в данном случае равен 6000 А. У некоторых дешевых брендов Iсn = 4500 А, у более дорогих автоматов такого размера – 10 кА.

Как я говорил выше, совсем не факт, что такой ток будет течь через автомат в момент КЗ, разве только если автомат расположен рядом с подстанцией. Однако, это параметр говорит о способности стойко реагировать на короткие замыкания, исключая вероятность пожара, при этом ничуть не теряя своих качеств.

Мне попадались автоматы, которые после первого же КЗ вообще не хотели включаться.

Название параметра происходит от английских слов “Capacity Normal”. Или “Rated Short-Circuit Capacity (I_cn)”. Другие встречающиеся названия этого параметра – предельная коммутационная способность, номинальная наибольшая отключающая способность, номинальная отключающая способность, номинальная предельная наибольшая отключающая способность.

Часто путают этот параметр с номинальным условным током короткого замыкания Inc. Не смотря на то, что этот ток имеет те же значения (4500, 6000, 10000), он используется в описании характеристик устройств дифференциальной защиты (УЗО).

Также путают часто параметр Icn с двумя параметрами, которые я приведу ниже. Это происходит по причине того, что для аппаратов с низкой отключающей способностью все эти три параметра имеют одно численное значение.

 

Предельная Icu и рабочая Ics отключающая способность

Эти параметры в бытовом применении не используются, и в первом приближении можно сказать, что Icn =Icu = Ics.

В английской терминологии, откуда всё и пошло, это звучит как Rated Ultimate Short-Circuit Breaking Capacity (I_cu) и Rated Service Short-Circuit Breaking Capacity (I_cs)

Ток Icu для автомата – крайний, предельный (Ultimate), но производитель гарантирует, что автомат безопасно отключит аварийную цепь, пусть даже ценой собственной жизни.

Слово “рабочая” (Servise) говорит о том, что автомат можно после данного тока КЗ включить (естественно, после устранения причин КЗ), и он продолжит работать с теми же параметрами. Ток Ics автомат может выдержать три раза за весь период эксплуатации, далее он подлежит замене.

Вот картинка из каталога ABB для бытового автомата:

При больших Icn (более 6000 А) Ics = 0,75 Icn, если номинальная отключающая способность автомата будет ещё выше (Icn > 10000 A), Ics = 0,5 Icn. Подробности – в ГОСТ Р50345-2010 (п. 5.2.4) и в табл.18 там же.

А вот что говорит нам каталог ABB про автомат с “промышленным” Icn = 25 кА:

У таких автоматов немного меняется терминология:

• Icn – это уже номинальный выдерживаемый ток КЗ – ток, при котором автомат может и не выключиться, но и не сгорит.
• Icu – это номинальная предельная отключающая способность – при этом токе автомат должен выключиться, но его работоспособность отнюдь не гарантируется.
• Ics – это номинальная рабочая (эксплуатационная) отключающая способность – при этом токе выключится, останется рабочим, и может сразу быть включенным и эксплуатироваться вновь.

В мощном промышленном оборудовании Icn ≥ Icu > Ics, и Ics обычно выражается в процентах от Icu.

Icn обычно для таких автоматов не указывают. Вот скриншот из руководства по эксплуатации на автомат IEK ВА88-35:

 

Уставка электромагнитного расцепителя мощных автоматов Im

Небольшое дополнение для автоматов с большими отключающими способностями (более 10 кА). Для них не будет действовать понятие “характеристики отключения В, С, D”. Для них просто устанавливается ток уставки ЭМ расцепителя Im через номинальный ток In. При этом Im = K x In, а коэффициент К может быть равен 10 или другому значению.

 

Класс токоограничения

Этот параметр говорит о быстродействии автомата. Значение параметра приводится в рамке, под значением Icn:

Цифра в рамке говорит о части периода напряжения, за которое электромагнитная защита сработает при КЗ. Если указана цифра “3”, значит, при КЗ автомат успеет отработать за 1/3 периода, или за время около 6 мс.

Впрочем, в наши дни технология продвинулась настолько, что все производители легко выполняют данное условие, и автоматический выключатель любого бренда имеет класс токоограничения 3.

Источник: SamElectric.ru

У модульных аппаратов (автоматических выключателей, диф. автоматов, УЗО) со схожими свойствами, даже у одного производителя, может значительно отличаться цена. Если внимательно сравнить устройства, то можно заметить одно отличие, которое указывается в прямоугольной рамке. Это отключающая способность.  Именно это значение может значительно увеличить стоимость аппарата. 

Отключающая способность. Теория.

Отключающая способность – это максимальный ток КЗ (короткого замыкания), при котором аппарат способен отключить нагрузку и при этом остаться работоспособным (продолжить выполнять функции защиты). Если ток КЗ будет больше отсекающей способности, то аппарат наверняка выйдет из строя вплоть до полного разрушения, при этом НЕ выполнит свои защитные функции. Величина указывается в амперах (единица силы тока).  На белорусском рынке наиболее распространенные значения 4,5кА, 6кА, 10кА.

Данный параметр регулируется двумя международными стандартами:

IEC/EN 60898-1 — для бытовых серий.

IEC/EN 60947-2 — для промышленных серий.

Разницу между стандартами смотрите в таблице:

В указанных нормативах можно встретить следующие значения:

Icn – это номинальная сила тока КЗ, при которой автомат может отключиться многократно (не меньше 2 раз). Значение указывается в амперах в прямоугольной рамке на лицевой части аппарата. Это характеристика исключительно для бытовых серий (стандарт EN 60898-1)

Icu — Предельная (максимальная) отключающая способность. Согласно требованиям стандарта, ток с данной характеристикой должен отключиться дважды (трижды, уже не обязан). Если ток окажется выше указанного значения, то аппарат не сможет отключить контактную группу, создав при этом серьезную аварию. Это основная характеристика для промышленного стандарта EN 60947-2. На предельную отключающую способность может влиять количество полюсов автомата (у полноценного двухполюсного автомата (2P) отсекающая способность чуть больше, чем у однополюсного, но не у 1P+N).

Ics – рабочая (отключающая) способность. Ток, который обязан аппарат отключить трижды и при этом полностью сохранить все свои рабочие параметры. Чем выше значение Ics, тем более высокие значения токов КЗ выключатель может отключать. Часто Ics выражается в процентном соотношении Icu. Причем коммутационная способность зависит от напряжения сети, чем больше напряжение, тем меньше отключающая способность.

Для аппаратов 6кА и выше, производители часто указывают всю информацию на корпусе аппарата (стандарты, рабочее напряжение, подробные характеристики отключающей способности). В бюджетных версиях (4,5кА) подробная информация редкость, и всё обходится стандартным Icn.

Рекомендую запомнить, изучить и понять выше указанные значения. 

4,5кА, 6кА, 10кА. Что выбрать?

Что касается правильного выбора, если делать грамотно, то нужно знать (измерять) ток короткого замыкания.  Узнав данный параметр можно подобрать оптимальный вариант, с достаточным запасом прочности. При этом основное применяемое правило:

Отключающая способность аппарата должна быть НЕ ниже тока короткого замыкания (КЗ).

Очень часто можно столкнуться с отсутствием информации о токе короткого замыкания объекта (нет проекта или нет возможности измерить ток КЗ). В этом случае можно отталкиваться от следующего: чем лучше электропроводка (медный кабель, большие сечения жил) и ближе к источнику питания (трансформатору подстанции), тем выше отключающая способность должна быть (в пределах разумного конечно).

Следует учитывать, что КЗ всегда вещь относительная, и на 100% вам никто не скажет, каково реальное значение будет наверняка, можно только предположить. Поэтому, не смотря на то, что «в быту», в большинстве случаев, ток КЗ не превышает 3кА , нижний рекомендуемый порог для использования не ниже 4,5кА.

Существует ГОСТ 32396-2013, где указаны рекомендуемые значения отключающей способности для вводно распределительных устройств жилых и общественных зданий:

Для бытового применения распространены следующие значения:

4,5кА. Исключительно бюджетная «модулька». 80% рынка за китайскими производителями. Европейские заводы производят такие аппараты для третьих стран. Рынок ЕC, для такой продукции, закрыт (есть нюансы, но это не смысл данной темы). Если остановитесь на этом варианте, то рекомендую на вводе (в щите учёта или этажном щите) устанавливать автоматический автомат(ы) с отсекающей способностью 10кА. Этим вы серьезно перестрахуете всю установку, если с КЗ, что-то пойдёт не так.

6кА. Это основная линейка аппаратов у европейских производителей. Самый оптимальный вариант для бытового использования (квартира, загородный дом). Отличное соотношение ЦЕНА-КАЧЕСТВО. Этой характеристики достаточно для разных нештатных ситуаций и должно хватить на весь срок эксплуатации щита. 

10кА. Это уже предельная величина для бытовой модульной автоматики, всё что выше, будет уже значительно дороже. Данный стандарт почти у всех производителей соответствует двум стандартам: EN 60898-1 и EN 60947-2. Применяется для бытового и для промышленного использования. Если хотите максимальную надёжность и позволяет бюджет, то можно использовать этот вариант.

На нашем рынке, можно встретить версии автоматических выключателей и УЗО с отключающей способностью 3кА, но это уже пережиток прошлого, даже для наших стандартов. 15кА и выше, это уже серьезные серии и в быту не используются.

Если исходить из моей практики, то очевидно, что 6кА это самый оптимальный вариант. 10кА — для тех, у кого не ограничен бюджет щита. Хотя у некоторых производителей не слишком высокая цена в этом сегменте (Eaton, Shrack). 4,5кА, я стараюсь не применять. Использую только в единичных (слишком бюджетных) случаях, где я уверен, что ток КЗ очень мал.

Чтобы прикинуть экономическую целесобразность, возьмите на заметку: у большинства аппаратов защиты срок эксплуатации составляет 10-15 лет. При штатной работе срок службы может быть больше, и достигать 25 лет. После 25 лет параметры защитной аппаратуры вряд-ли будут соответствовать техническим требованиям.

И напоследок, еще очень простое моё правило, которое возможно поможет определиться с выбором: чем дороже и выше значимость объекта  (участка цепи), тем выше отключающая способность должна быть. А уж насколько дорого ваше имущество, решать только вам.

Источник: electroshaman.by

Что такое отключающая способность автоматического выключателя

Ряд автоматических выключателей в щитке

Автомат устанавливают в цепи электроснабжения. При чрезмерном увеличении потребляемой мощности происходит нагрев биметаллического элемента. На определенном уровне температуры значительное изменение его формы разрывает контакт линии проводника.

Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.

Отключающая способность автоматического выключателя – это комплексный параметр. Он характеризует гарантированное выполнение техникой основных функций при возникновении аварийных ситуаций.

Классификация автоматических выключателей

Автоматические выключатели обычно выбирают по четырем ключевым параметрам – номинальной отключающей способности, количеству полюсов, время-токовой характеристике, номинальному рабочему току.

Параметр#1. Номинальная отключающая способность

Данная характеристика указывает на допустимый ток короткого замыкания (КЗ), при котором выключатель сработает и, разомкнув цепь, обесточит проводку и приборы, подключенные к ней. По данному параметру разделяют три вида автоматов – 4.5 кА, 6 кА, 10 кА.

1. Автоматы на 4.5 кА (4500 А) обычно используются для для исключения повреждения силовых линий частных жилых объектов. Сопротивление проводки от подстанции до места КЗ составляет примерно 0.05 Ом, что дает предельный ток около 500 А.
2. Устройства на 6 кА (6000 А) применяются для защиты от КЗ жилого сектора, общественных мест, где сопротивление линий может достигать 0.04 Ома, что повышает вероятность получить замыкание до 5,5 кА.
3. Выключатели на 10 кА (10000 А) используются для защиты электроустановок промышленного назначения. Ток до 10000 А может возникнуть в короткой электроцепи, располагающейся близко к подстанции.

Перед выбором оптимальной модификации выключателя важно понять, возможны ли токи КЗ, превышающие 4.5 кА или 6 кА?

Номинальную отключающую способность указывают в документации к выключателю и на корпусе в виде шифра – 4500А, 600А, 10000А или 4,5кА, 6кА, 10кА. На передней части устройства присутствует информация о производителе, модели, номинальном напряжении, состоящем из данных время-токовой характеристики, рабочего тока (+)

Выключение автомата происходит при КЗ заданных значений. Чаще всего для бытовых нужд применяют выключатели модификации 6000 А. Модели 4500 А для защиты современных электросетей практически не используются, а в некоторых странах их запрещено эксплуатировать.

При регистрации автоматом КЗ отключение производит электромагнитная катушка (ситуация А). При превышении номинальных токов сеть размыкает биметаллическая пластина (ситуация Б)

Работа автоматического выключателя заключается в защите проводки (а не оборудования и пользователей) от КЗ и от оплавления изоляции при прохождении токов выше номинальных значений.

Параметр#2. Количество полюсов

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети. Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети. Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Галерея изображений

Фото из

Однополюсные автоматические выключатели устанавливаются на вход каждой отдельной линии однофазной сети

Двухполюсные автоматы располагают в щитках однофазных сетей для полного отключения питания всех линий

Трехполюсные отключающие автоматические устройства применяются для разрыва трехфазной линии

Четырехполюсной автоматический выключатель отключает трехфазную линию и рабочий ноль

Специфика однополюсных автоматов

Место установки двухполюсного автомата

Использование трехполюсных автоматов

Установка четерехполюсного автомата

Особенности однополюсных автоматов

Выключатель однополюсного типа является самой простой модификацией автомата. Он предназначен для защиты отдельных цепей, а также однофазной, двухфазной, трехфазной электропроводки. К конструкции выключателя возможно подключить 2 провода – провод питания и отходящий.

В функции устройства данного класса входит лишь защита провода от возгорания. Сама нейтраль проводки помещается на нулевую шину, тем самым обходя автомат, а провод заземления подключается в шине заземления отдельно.

Подключение однополюсного АВ производится одножильным проводом, но иногда используют двухжильные кабеля. Подсоединяют питание сверху автомата, а защищаемую линию — снизу, что упрощает монтаж. Установка происходит на 18-милиметрувую din-рейку

Однополюсный автомат не выполняет функции вводного, поскольку при его вынужденном отключении происходит разрыв линии фазы, а нейтраль соединена с источником напряжения, что не дает 100% гарантию защиты.

Характеристики двухполюсных выключателей

Когда необходимо полное отключение сети электропроводки от напряжения, применяют двухполюсный автомат. Он применяется в качестве вводного, когда во время КЗ или сбоя работы сети вся электропроводка обесточивается одновременно. Это позволяет проводить своевременные работы по ремонту, модернизации цепей абсолютно безопасно.

Применяют двухполюсные автоматы в случаях, если необходим отдельный выключатель для однофазного электроприбора, например, водонагревателя, бойлера, станка.

Подключение двухполюсного автомата происходит с учетом электрической схемы защиты с использованием 1- или 2-жильного провода (количество жил зависит от схемы расключения). Монтаж осуществляется на дин-рейку 36 мм

Подсоединяют автомат к защищаемому устройству с использованием 4 проводов, два из которых являются проводами питания (один из них непосредственно подключается к сети, а второй подает питание перемычкой) и два — отходящих провода, которые требуют защиты, причем они могут быть 1-, 2-, 3-проводными.

Трехполюсная модификации автоматических выключателей

Для защиты трехфазной 3- или 4-проводной сети используют трехполюсные автоматы. Они подходят для подключения по типу звезды (средний провод оставляют без защиты, а фазные подключают к полюсам) или треугольника (с отсутствующим центральным проводом).

При аварии на одной из линий самостоятельно отключаются остальные две.

Подключение трехполюсного АВ производится 1-, 2-,3- жильными проводами. Для установки потребуется дин-рейка шириной 54 мм

Трехполюсный выключатель служит в качестве вводного и общего для любых типов трехфазных нагрузок. Часто модификацию используют в промышленности для обеспечения током электродвигателей.

К модели подключается до 6 проводов, 3 из них представлены фазными проводами трехфазной электросети. Оставшиеся 3 являются защищаемыми. Они представляют три однофазные или одну трехфазную проводку.

Применение четырехфазного автомата

Для защиты трех-, четырехфазной электросети, например, мощного двигателя, подключенного по принципу звезды, используется четырехфазный автомат. Его применяют в качестве вводного выключателя на трехфазную четырехпроводную сеть.

Подключение четырехполюсного выключателя производится 1-, 2-, 3-, 4-жильным проводом, схема зависит от типа подключения, корпус устанавливать на din-рейку шириной 73 мм

К корпусу автомата возможно подключить восемь проводов, из них четыре являются фазными проводами электросети (из них один нейтральный) и четыре представлены отходящими проводами (3 фазными и 1 нейтральным).

Параметр#3. Время-токовая характеристика

АВ могут обладать одинаковым показателем номинальной мощности нагрузки, но характеристики потребления электроэнергии приборами могут быть разными. Потребляемая мощность может поступать неравномерно, меняться в зависимости от вида и нагрузки, а также при включении, выключении или постоянной работе того или иного устройства.

Колебания потребляемой мощности могут быть довольно значительными, а диапазон их изменений – широким. Это ведет к выключению автомата в связи с превышением номинального тока, что считается ложным отключением сети.

Чтобы исключить вероятность нецелесообразного срабатывания предохранителя при не аварийных стандартных изменениях (повышения силы тока, изменения мощности) используют автоматы с определенными время-токовыми характеристиками (ВТХ). Это позволяет эксплуатировать выключатели с одинаковыми токовыми параметрами с произвольными допустимыми нагрузками без ложных отключений.

ВТХ показывают, через какое время выключатель сработает и какие показатели отношения силы тока и постоянного тока автомата при этом будут.

Особенности автоматов с характеристикой B

Автомат с указанной характеристикой выключается время 5-20 секунд. Показатель тока составляет при этом 3-5 номинальных токов автомата. Данные модификации применяются для защиты цепей, подпитывающих бытовые стандартные приборы.

Чаще всего модель используется для защиты проводки квартир, частных домов.

Характеристика C — принципы работы

Автомат с номенклатурным обозначением С отключается за время 1-10 секунд при 5-10 номинальных токов.

Используют выключатели данной группы во всех сферах — в быту, строительстве, промышленности, но наиболее востребованы они области электрозащиты квартир, домов, жилых помещений.

Эксплуатация выключателей с характеристикой D

Автоматы D-класса применяются в промышленности и представлены трехполюсными и четырехполюсными модификациями. Их используют для защиты мощных электродвигателей и различных 3-фазных устройств. Время срабатывания АВ – 1-10 секунд при токе, кратном 10-14, что позволяет эффективно его применять для защиты различных проводок.

В нижней части графика приведена кратность значений номинального тока, по вертикальной линии — время отключения. Для характеристики В отключение происходит при 3-5 кратных превышениях действующего тока над номинальным, для С — 5-10 кратном, для D — 10-14 кратном (+)

Мощные промышленные двигатели работают исключительно с АВ с характеристикой D.

Параметр#4. Номинальный рабочий ток

Всего существует 12 модификаций автоматов, отличающихся по показателю номинального рабочего тока – 1А, 2А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А. Параметр отвечает за скорость срабатывания автомата при превышении действующего тока над номиналом.

Таблица иллюстрирует предельную мощность каждой модификации автомата, исходя из схемы подключения и напряжения сети. Максимальная отдача выключателя происходит при подсоединении нагрузки по схеме треугольника (+)

Выбор выключателя по указанной характеристике производят с учетом мощности электропроводки, допустимому току, который может выдержать проводка в нормальном режиме. Если значение тока неизвестно, его определяют с помощью формул, используя данные сечения провода, его материала и способа прокладки.

Автоматы 1А, 2А, 3А применяют для защиты цепей с малыми токами. Они подойдут для обеспечения электричеством небольшого количества приборов, например, лампы или люстры, маломощного холодильника и других устройств, суммарная мощность которых не превышает возможности автомата. Выключатель 3А эффективно эксплуатируется в промышленности, если осуществить его трехфазное подключение по типу треугольника.

Выключатели 6А, 10А, 16А допустимо использовать для обеспечения электричеством отдельных электроцепей, небольших комнат или квартир. Данные модели используются в промышленности, с их помощью снабжают питанием электродвигатели, соленоиды, нагреватели, сварочные автоматы, подключенные отдельной линией.

Трех-, четырехполюсные автоматы 16А используют в качестве вводных при трехфазной схеме питания. В производстве отдают предпочтение приборам с D-кривой.

Автоматы 20А, 25А, 32А используют для защиты проводки современных квартир, они способны обеспечить электричеством стиральные машины, обогреватели, электросушилки и прочую технику с высокой мощностью. Модель 25А используют в качестве вводного автомата.

Выключатели 40А, 50А, 63А относятся к классу приборов с высокой мощностью. Они используются для обеспечения электричеством силового оборудование большой мощности в быту, промышленности, гражданском строительстве.

Какую ОС выбрать для автомата

Автоматический выключатель с отключающей способностью 25 kA

Значение этого параметра указывают особой цветовой маркировкой и цифрой (кА) в нижней части лицевой панели. В прошлом веке сравнительно небольшое потребление электроэнергии отечественными домохозяйствами подразумевало возможность применения защитных устройств на 3,5 кА и менее. Однако в наши дни опытные специалисты рекомендуют выбирать автоматы следующим образом:

• 4,5 кА – отдельные группы потребителей;
• 6 кА – ввод квартирного электроснабжения;
• 10 кА – отходящие линии распределителей многоквартирного дома.

Коррекции делают с учетом особенностей конкретного проекта. Увеличенная отключающая способность автоматического выключателя (АВ) пригодится при небольшом расстоянии до местной подстанции, промышленных предприятий.

Номинальная отключающая способность АВ

В действительности приходится учитывать особенности определенной аварии. Существенное влияние на развитие неблагоприятных процессов оказывает значение cos ϕ. Этот параметр определяет энергетический потенциал сочетания основных электрических параметров.

Нормируют величину тока, при которой автомат разорвет цепь и сохранит достаточную функциональность для выполнения аналогичных действий в штатном режиме. Следует подчеркнуть, что в тематических стандартах подразумевается периодическая компонента тока КЗ. Применяют следующие обозначения номиналов отключающей способности автоматического выключателя для разных групп приборов по признаку целевого назначения:

• промышленные автоматы – Icu (предельная);
• бытовые модели – Icn (эксплуатационная).

Кривые отключения автомата

Номинальная отключающая способность автоматического выключателя – это базовый параметр, определяющий надежность защитного устройства. Технологические проверки при выполнении производственных и сертификационных испытаний выполняют с учетом скорости разрыва цепи питания по соответствующим категориям:

• А – мгновенно;
• В – с установленной задержкой.

Испытания выполняют по стандартной программе:

1. моделируют КЗ с последующим выключением автомата;
2. проверяют работоспособность;
3. повторяют процедуру при разных значениях cos ϕ.

На завершающей стадии уточняют соответствие базовых технических параметров паспортным данным производителя.

Кроме сохранности изоляции контролируют надежность и скорость разъединения контактных групп, отсутствие механических повреждений.

Характеристики расцепителей защитных автоматов

Итак, внутри автомата есть два устройства расцепления (выключения), каждый из которых срабатывает независимо, в своем диапазоне токов. Работа обоих этих расцепителей приводит к тому, что они так или иначе отключают автомат, когда через него протекает сверхток (больше номинального).

Первый – тепловой расцепитель, который работает на принципе нагрева и изгиба биметаллической пластинки, по которой протекает рабочий ток автомата. Для примера, на таком же принципе работает регулятор температуры в утюге и электронагревателе. Пластинка калибрована и настроена таким образом, что при определенном токе она нагревается до определенной температуры, что приводит к её критическому изгибу и, как следствие, выключению автомата. Тепловой расцепитель обладает некоторой инерционностью, что благотворно сказывается на его работе в реальных условиях. Если можно так выразиться, он “ожидает”, прежде чем сработать.

Второй расцепитель – электромагнитный. Скорость его работы гораздо выше по сравнению с тепловым расцепителем. Из названия понятен принцип работы – имеется электромагнит, который срабатывает и выключает нагрузку при коротком замыкании. Ток “расцепления” электромагнитного расцепителя в несколько раз (в разных случаях от 3 до 20) выше тока теплового расцепителя.

Рассмотрим подробно характеристики расцепителей с примерами и ссылками на ГОСТ.

Все характеристики определяются при контрольной температуре +30 °С.

Время-токовая характеристика (ВТХ)

Это – основная характеристика, которой описывается работа автоматического выключателя. У неё встречаются и другие названия –

• характеристика срабатывания,
• характеристика расцепителя,
• токовая характеристика,
• отключающая характеристика,
• защитная характеристика,
• кривая тока,
• кривая отключения,
• характеристика отключения…

Смысл один – это график, на котором показана зависимость времени отключения автомата от величины проходящего через него тока:

Время-токовая характеристика, она же – кривая отключения автомата, защитная характеристика

На графике обозначены три области – B, C, D. Согласно ГОСТ Р 50345-99 (п. 5.3.5), каждая из них определяет свой порог срабатывания электромагнитного расцепителя:

• B – от 3 до 5 In,
• C – от 5 до 10 In,
• D – от 10 до 20 In,

где In – номинальный ток теплового расцепителя.

То есть, ток срабатывания электромагнитного расцепителя нормируется через ток теплового.

Автоматы TEXENERGO – с разными защитными характеристиками и номинальными токами: B6, B16, C40, C32

Время срабатывания tср электромагнитного расцепителя типа В определяется так (ГОСТ Р 50345-2010, п. 9.10.2):

• tср ≥ 0,1 с для тока 3 In и менее,
• tср < 0,1 с для тока 5 In и более

Для характеристик типа С, D время срабатывания tср определяется аналогично.

Почему на графике ВТХ указаны не линии, а области? Дело в том, что кроме естественного разброса параметров устройств, ток расцепления зависит от температурного состояния автомата. Нижняя часть графика относится к случаю, когда автомат долго был в работе (горячее состояние), верхняя – автомат в холодном (неразогретом) состоянии.

В другой статье пишу про то, чем автоматический выключатель отличается от предохранителя.

Когда сработает тепловая, а когда – электромагнитная защита?

Чтобы было понятно, для примера возьмем автомат В10 – защитная характеристика В, номинальный ток 10 А – и проанализируем график токовый характеристики по основным диапазонам тока:

• 0…11,3 А – автомат выключаться не должен, это диапазон токов для его нормальной работы,
• 11,3…14,5 А – есть вероятность, что автомат через некоторое время сработает в результате действия теплового расцепителя (подробнее – ниже),
• 14,5…30 А – время выключения по тепловой защите составит от 1 часа (для тока 14,5 А) до 4 с (для 30 А),
• 30…50 А (3…5 In) – интересный участок, тут может сработать и тепловой расцепитель (за время от 4 до 1 с), и электромагнитный.
• если сверхток более 50 А (>5 In), работает только электромагнитная защита, поскольку тепловая тут слишком инерционная.

Что изменится, если для примера взять автомат С10? Изменится лишь участок, на котором работают оба расцепителя, он сдвинется к значениям 50… 100 А. Для автомата D10 этот диапазон будет 100…200 А.

Почему такой большой разброс? Он происходит от разброса рабочих характеристик реальных автоматов. То есть, для В10 при токе 30 А электромагнитная защита МОЖЕТ сработать, а при токе 50 А ДОЛЖНА сработать.

Зачем нужны разные защитные характеристики автоматов? Отличия – лишь в порогах отключения электромагнитного расцепителя. Превышение тока в несколько раз может произойти при пуске различных инерционных устройств. Такой ток называют пусковым, и он появляется в быту в результате включения электродвигателей.

Для большинства бытовых устройств мощность встроенных двигателей – не более 2,2 кВт, это номинальный ток 10 А. Пусковой ток при этом – до 50 А для особо тяжелых условий пуска, и длится он менее секунды. Для автомата С16 выключение по пусковому току может произойти только, если ток будет превышать 80 А.

Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, на практике может получиться и в результате короткого замыкания. Но ток короткого замыкания не бесконечен – он определяется сопротивлением цепи от подстанции до места замыкания. Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это – сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики С, электромагнитная защита сработает (как повезёт!) при токе от 125 до 250 А. То есть, не сработает вообще! Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.

Именно поэтому в частном секторе, где до подстанции – несколько километров старого алюминия, да и в квартирах я очень рекомендую ставить автоматы с характеристикой В. Защитная характеристика С вполне допустима, а характеристика D в быту не применяется – там нет и не может быть больших пусковых токов, превышающих номинальный в 10…20 раз.

Рассмотрим подробно несколько терминов и точек на характеристике.

Номинальный ток теплового расцепителя In

Это максимальный ток, который автомат может гарантированно проводить неограниченное время без негативных последствий и срабатывания расцепителей. Номинальный ток указан числом на передней части автомата, перед числом указан тип защитной характеристики.

Номинальный ток In – основной параметр автоматического выключателя.

Пример на фотографиях выше – В6. Ещё пример, автоматы с номинальным током 40 и 32 А и защитной характеристикой С:

Защитные автоматы TEXENERGO BA47-29 С40, С32

Неотключающий ток теплового расцепителя 1,13 In

Это ток, действие которого не приводит к выключению автомата. Его называют также током условного нерасцепления. В ГОСТ Р 50345-2010 (п.8.6 и п.9.10) говорится, что автомат не должен выключаться в течение часа при токе 1,13 In. Поэтому на характеристике и указано значение 1,13.

Отключающий ток теплового расцепителя 1,45 In

Этот параметр также называют током условного расцепления. Он равен 1,45 In. Иными словами, при сверхтоке, превышающем номинал в 1,45 раза, автомат должен гарантированно сработать по тепловой защите в течение часа работы.

Проверочный ток теплового расцепителя 2,55 In

Эта точка на графике не отмечена, но в ГОСТе (Р 50345-2010, п.9.10.1.2) приведена. Данный ток используют для проверки работы теплового расцепителя защитного автомата. Время размыкания должно быть в пределах от 1 до 60 с для автоматов с In ≤ 32 А, и от 1 до 120 с для In > 32 А.

Читая эти правила и смотря на график ВТХ, можно сделать два вывода.

1. Правила позволяют больший разброс времени выключения, чем это указано на графике.
2. Точка 2,55 In выбрана не случайно – при этом токе во всех типах автоматов в выключении участвует только тепловой расцепитель.

Коррекция номинального тока от температуры

Как я говорил выше, все характеристики теплового расцепителя определяются при температуре окружающей среды 30 °С. Однако, автомат при работе греется, это нормально. Когда в щитке стоят несколько автоматов (а так всегда и бывает), они взаимно нагревают друг друга, и тепловой расцепитель будет срабатывать раньше, чем положено по номиналу.

Для расчета взаимного влияния существует таблица коррекции номинального тока In в зависимости от количества установленных вплотную автоматов:

Таблица. Поправочный коэффициент номинального тока в зависимости от количества установленных автоматов

Используя понижающий поправочный коэффициент из таблицы, можно приблизительно узнать, насколько уменьшится номинальный ток каждого из установленных автоматов.

Коррекция номинального тока также производится, если температура окружающей среды сильно отличается от 30 °С. Для оценки изменения номинального тока теплового расцепителя существует таблица коррекции номинального тока от температуры:

Таблица. Зависимость номинального тока автомата от температуры для некоторых номиналов

Отправная (контрольная) температура – плюс 30 °С, при её уменьшении автомат сработает позже (номинальный ток увеличится), а когда в помещении жарко – автомат выключится раньше.

Фактически, автоматы, расположенные в щитке на улице и в доме в котельной – это два автомата с разными параметрами.

Оба приведенных поправочных температурных коэффициента следует учитывать при проектировании электрооборудования.

Далее рассмотрим параметры, относящиеся только к электромагнитному расцепителю.

Предельная коммутационная способность автоматического выключателя

Действующими стандартами установлен порядок проведения специальных испытаний. В частности, проверяют сохранение работоспособности после многократных КЗ. Следует понимать, что при совпадении векторов тока и напряжения разрыв цепи выполняется при меньшем энергетическом потенциале. В обратной ситуации (cos ϕ = 0) увеличивается риск повреждения оборудования. Если cos ϕ = 0,5, рекомендуется выбирать предельную коммутационную способность автоматического выключателя с Icu в диапазоне 6-10 кА.

Рабочая наибольшая ОС

Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)

Вероятность наиболее неблагоприятной ситуации крайне мала. Обычно при возникновении аварийных ситуаций токи КЗ значительно меньше предельной отключающей способности автоматического выключателя (Icu). Этим объясняется длительный срок службы защитных устройств в реальных эксплуатационных условиях.

Однако нельзя исключать возможность повторного возникновения КЗ через небольшой промежуток времени после включения питания. Чтобы увеличить запас по надежности, в промышленных моделях нормируют дополнительный параметр Ics. Соответствующее значение указывают в сопроводительной документации на изделие, как % от Icu по стандартной градации:

• 25;
• 50;
• 75;
• 100.

Типовыми испытаниями проверяют сохранение коммутационных способностей автоматического выключателя после 3-х циклов с разрывом цепи после КЗ. После завершения процедуры уточняют соответствие скорости отключения и других технических параметров паспортным данным производителя.

За качественный автомат известного бренда придется заплатить дороже. Однако подобные изделия создают по правилу равенства Icu и Ics (100%).

Дополнительными испытаниями устанавливают действительное значение максимального тока (пиковый уровень) – Icm. В этом случае кроме амплитуды сигнала значение имеет скорость изменения энергетических параметров. В расчетных формулах применяют соответствующий поправочный коэффициент, который в свою очередь зависим от cos ϕ.

Особенности АВ, определяющих ОС

Предельная или максимальная коммутационная способность автоматического выключателя определяется максимальным током, при сработке от которого автомат не выйдет из строя

Изучение актуальных предложений рынка подтверждает заметный рост стоимости по мере увеличения отключающей способности автомата. Какую выбрать модель, станет понятно после комплексной оценки проекта.

Рассчитанное на меньший номинал устройство не выполнит свои функции. В худшей ситуации даже при разрушенном корпусе сохранится электрический контакт. Развитие аварийной ситуации провоцирует дополнительные поломки и затраты.

Номинальная наибольшая отключающая способность автомата

Коммутационная или отключающая способность автомата – это возможность автомата отключатся определенное количество раз. Сила тока короткого замыкания (КЗ) при которой автомат сможет отключится и есть параметр отключающей способности. Бытовые автоматы маркируются по стандарту IEC 23-3/EN 60898. Международный стандарт-“Выключатели автоматические для защиты от сверхтоков электроустановок бытового и аналогичного назначения”. По существу, согласно правил этого стандарта на автоматическом выключателе указывается номинальная наибольшая отключающая способность Icn.

Коротко говоря, Icn – это сила тока КЗ при которой автомат может отключится многократно. Не потеряв при этом работоспособность. Само собой разумеется, промаркирована она в единицах силы тока – амперах. Как правило, на бытовом модульном автомате маркировка силы тока указывается в прямоугольной рамке. Как водится, бытовые автоматы имеют коммутационную способность 4500A (4,5 kA), 6000A (6 kA).

Конструкционные особенности

На практике применяют определение «предельной коммутационной стойкости». По этому показателю определяют устойчивость автомата к максимальным нагрузкам. Если указана одноразовая ПКС, значит защита сработает только один раз. Увеличивают ресурс техники модернизацией функциональных блоков. В частности, улучшают отвод тепла для сохранения целостности конструкции в режиме короткого замыкания и уменьшения негативного воздействия на контактные группы.

Рекомендуется обратить внимание на особенности конструкции, упрощающие монтаж и осмотр. В некоторых моделях для оперативного визуального контроля предусмотрены специальные отверстия. Обязательно следует учитывать близость трансформаторов и других потенциальных источников опасных бросков напряжения. Предельную отключающую способность автоматического выключателя выбирают с запасом.

Подключаемые нагрузки проверяют в режимах максимального потребления.

Автоматические выключатели ВА47-100

Применение

Автоматические выключатели ВА47-100 предназначены для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих активную (розетки, освещение) и индуктивную (двигатели, трансформаторы и т. п.) нагрузки.

Рекомендуются к применению во вводно-распределительных устройствах бытовых и промышленных электроустановках.

Материалы

Корпус и детали аппарата выполнены из пластика, не поддерживающего горение.

Маркировка аппарата выполнена в соответствии с правилами ГОСТ и не подвержена стиранию.

Конструкция

Ширина одного полюса автомата – 27 мм.

Насечки на контактных зажимах предотвращают перегрев и оплавление проводов за счет более плотного и большего по площади контакта.

Контактные группы снабжены серебряными вставками для увеличения срока службы контактов посредством увеличения износоустойчивости; так же это уменьшает переходное сопротивление и потери.

На лицевой панели автоматического выключателя ВА47-100 реализованы механические индикаторы положения контактов (включено/отключено).

В аппарате применена эргономичная рукоятка управления, исключающая соскальзывание пальцев.

Аппарат имеет высокую отключающую способность – 10 000 A.

Удобство монтажа

Универсальная головка усиленного винта клеммного зажима позволяет использовать любую отвертку и обеспечить необходимое усилие при затяжении.

Защелка на din-рейку с фиксацией упрощает монтаж и демонтаж аппарата.

Выключатели ВА47-100 могут устанавливаться в любом положении без изменения их номинальных характеристик. Подвод питающей линии может производиться как через верхние, так и через нижние клеммы, без нарушения работоспособности.

Тех. характеристики:

Наименование параметра	Значение
Соответствуют стандартам	ГОСТ Р 50345-99
Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В	230/400
Номинальный ток In, А	10, 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100
Номинальная отключающая способность, А	10 000
Напряжение постоянного тока, В/полюс	48
Характеристики срабатывания электромагнитного расцепителя	C, D
Число полюсов	1, 2, 3, 4
Условия эксплуатации	УХЛ4
Степень защиты выключателя	IP 20
Электрическая износостойкость, циклов В-О, не менее	6 000
Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее	20 000
Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм2	35
Наличие драгоценных металлов (серебро), г/полюс	0,9 – 1,2

Источник: ues-company.ru