Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматические выключатели. Обзор

Автоматические выключатели. Обзор.

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание:В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

printsip raboty avtomaticheskogo vyklyuchatelya

  • 1 — корпус;
  • 2,3 — нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода;
  • 4 — неподвижный контакт;
  • 5 — подвижный контакт;
  • 6 — дугогасительная камера;
  • 7 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя);
  • 8 — механизм взвода и расцепления
  • 9 — катушка электромагнитного расцепителя;
  • 10 — рычаг управления;
  • 11 — тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
  • 12 — регулировочный винт;

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку с находящимся в ее центре сердечником который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

printsip raboty avtomaticheskogo vyklyuchatelya 2

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину. Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

printsip raboty avtomaticheskogo vyklyuchatelya 3

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя, который размыкает подвижный контакт. В простой схеме это выглядит так:

printsip raboty avtomaticheskogo vyklyuchatelya 4

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Читайте так же:
Инфракрасные пленочные обогреватели плюсы и минусы цена

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45 мин — 1 час.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее воздействие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру, которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

printsip raboty avtomaticheskogo vyklyuchatelya 6

ВА63 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристики-автоматических-выключателей

Примечание:

  • Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
  • Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

Выбор автоматического выключателя

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи: Uном. АВ Uном. сети

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из следующих способов:

  • Калькулятор мощности автоматического выключателя по номинальному току
  • С помощью одной из следующих таблиц:

Подбор автоматического выключателя по мощности:

Вид подключенияОднофазноеОднофазное вводныйТрехфазное треугольникомТрехфазное звездой
Полюсность автоматаОднополюсный автоматДвухполюсный автоматТрехполюсный автоматЧетырехполюсный автомат
Напряжение питания220 Вольт220 Вольт380 Вольт220 Вольт
Автомат 1А0.2 кВт0.2 кВт1.1 кВт0.7 кВт
Автомат 2А0.4 кВт0.4 кВт2.3 кВт1.3 кВт
Автомат 3А0.7 кВт0.7 кВт3.4 кВт2.0 кВт
Автомат 6А1.3 кВт1.3 кВт6.8 кВт4.0 кВт
Автомат 10А2.2 кВт2.2 кВт11.4 кВт6.6 кВт
Автомат 16А3.5 кВт3.5 кВт18.2 кВт10.6 кВт
Автомат 20А4.4 кВт4.4 кВт22.8 кВт13.2 кВт
Автомат 25А5.5 кВт5.5 кВт28.5 кВт16.5 кВт
Автомат 32А7.0 кВт7.0 кВт36.5 кВт21.1 кВт
Автомат 40А8.8 кВт8.8 кВт45.6 кВт26.4 кВт
Автомат 50А11 кВт11 кВт57 кВт33 кВт
Автомат 63А13.9 кВт13.9 кВт71.8 кВт41.6 кВт

Подбор автоматического выключателя по сечению жил кабеля:

Сечение кабеля, кв.ммНоминальный ток автомата, АМощность 1-фазной нагрузки при 220В, кВтМощность 3-фазной нагрузки при 380В, кВт
МедьАлюминий
12.561.33.2
1.52.5102.25.3
1.52.5163.58.4
2.54204.410.5
46255.513.2
61032716.8
1016408.821.1
1016501126.3
16256313.933.2

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Как правильно подобрать автомат по мощности нагрузки для квартиры

При сборке распределительного щитка возникает вопрос, как выбрать автоматические выключатели так, чтобы всей конструкцией было удобно пользоваться и при этом она оставалась максимально надежной долгое время. Решение такого вопроса в офисе или производственном помещении каждый раз – новая задача со своей уникальной спецификой. Для квартиры или жилого дома есть универсальное и простое решение. Соблюдая несколько нехитрых принципов методики выбора автомата по мощности нагрузки, вы соберете электросеть, которая прослужит не один десяток лет.

Разбить на контуры и группы

Каждая комната в вашем доме или квартире в распределительном щитке должна представлять отдельную группу автоматических выключателей, отвечающих за контуры:

  • Розетки;
  • Освещение.

Если в комнате присутствует кондиционер – это еще один автомат в группе, если есть водонагреватель, электропечь, электроплита, то под каждый прибор – дополнительно отдельный автомат.

Под отдельный автоматический выключатель подключаются лоджия и балкон (без разбивки на розетки и освещение)

Для кухни, ванной, туалета, сауны (комнаты, в которых присутствует вода) в группу дополнительно устанавливается УЗО (устройство защитного отключения), для защиты от удара электричеством при нарушении изоляции или в случае залива розетки/выключателя водой.

Если разбить на контуры таким образом, то при коротком замыкании, допустим, в розетке – отключается только контур розеток в комнате, а освещение остается работать. И наоборот, вышедшая из строя люстра не отключит телевизор и микроволновку.

Выбор автоматов по мощности

Задача автоматического выключателя – защита проводки от перегрева и возгорания, следовательно необходимо выбирать автомат вместе с проводкой:

  • Для розеток, кондиционеров, лоджий, балконов – трехжильный кабель на 2,5 мм (по каждой жиле) – выбираем автоматический выключатель на 16 А.
  • Для освещения – двухжильный кабель на 1,5 мм – подбираем автомат на 10 А.
  • Для мощных приборов: водонагреватель, электропечь, электродуховка – трехжильный кабель не менее 4 мм – выбираем автоматический выключатель на 20 А.

Выбор автоматов приведен для двухфазного ввода в квартиру или дом. Если вы используете профессиональную коммерческую печь, например, на 10 кВт, то такой выбор вам не подойдет.

Выбор автоматических выключателей по производителю

На рынке РФ представлены как российские бренды (изготавливаемые в основном в Китае), так и европейские компании. Разница в цене на автоматические выключатели существенна, но и качество тоже отличается. Для примера рассмотрим стоимость автоматов на 10, 16 и 20 А от разных производителей:

Выбор автоматического выключателя по цене

Как видно из таблицы, стоимость автоматов ABB значительно выше конкурентов, тем не менее именно эти автоматы выбирают большинство профессиональных электриков для организации проводки в домах, квартирах и офисах.

Комментарии:

Итого, если у меня трехкомнатная квартира + коридор + кухня + лоджия + балкон, получается, что мне надо 2 х 5 = 10 автоматов на комнаты + 2 на лоджию и балкон + 3 на ванну с туалетом, получается 15 автоматов. И это не считая мощных потребителей типа духовки и водонагревателя + 2 штуки еще, а если у меня есть кондиционер, то еще 1.

Итого выходит 18 автоматов + вводной + УЗО = 20 штук. не многовато ли?

DALES, мне кажется, такое количество — в самый раз. При замыкании розетки свет остается гореть, при этом можно отключить одни розетки, например в детской комнате, где находится ребенок. Оставив при этом включенный кондиционер. Ничего лишнего. Все как надо

Это значит, что при подключении всех указанных приборов с суммой мощности 3,1кВт через автомат защиты будет протекать ток примерно равный 14-и Амперам. Максимальная мощность автомата, то есть та мощность и соответственно ток, который автомат может через себя пропустить и не отключиться, зависит от отношения протекающего по автомату тока и номинального тока автомата, указанного в технических данных автоматического выключателя.

Оставить комментарий Отменить ответ

Похожие записи
Последние записи

Необходимость в использовании посудомоечной машины. Особенности встраиваемого устройства

Расчет мощности автоматов

Расчет мощности автоматических выключателей

Если вы самостоятельно делаете электропроводку в доме, то должны понимать, какой и где автомат должен стоять. Будь-то стиральная машина, водонагреватель, кондиционер, отопительный котел, нужен автоматический выключатель для его подключения.

При всем этом нельзя поставить автомат, который по номиналу будет выше или ниже, чем это положено. В первом случае автоматический выключатель просто не сработает при возникновении проблем, а во втором случае, он будет постоянно выключаться из-за перегрузок.

К тому же, при выборе автомата нужно учитывать в какой сети он будет использован: однофазной или трехфазной. В общем, о нюансах выбора автомата по мощности и будет рассказано на сайте «Электрик САМ» elektriksam.ru .

Расчет мощности автомата

Автоматический выключатель нужно выбирать таким образом, чтобы он максимально подходил по мощности к подключаемому электроприбору. Простыми словами, если вы устанавливаете электрический котел на 6 кВт, то и автомат нужно выбирать подходящей мощности.

Для этого нужно сначала узнать, а сколько же выдержит тот или иной автомат, например, на 16 или 32 Ампера. Для этого можно воспользоваться одной простой формулой и перемножить напряжение в сети на номинал автомата. Если сеть 220 Вольт, а автомат 16 Ампер, то мы умножаем 220*16 и получаем мощность, которую способен выдерживать автоматический выключатель. В данном случае это примерно 3,5 кВт.

Расчет мощности автомата

Как видно, многое из подбора мощности автоматического выключателя связано с напряжением в сети. То есть, 220 или 380 Вольт играют очень большое значение, так как на каждую фазу нагрузка распределяется равномерно, а не на две. Для наглядности внизу будет приведена таблица, по которой можно легко рассчитать мощность автоматического выключателя.

Что важно знать при подключении электроприборов

Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.

Как рассчитать мощность автоматического выключателя

Согласно правилам ПУЭ, подключение электрокотла мощностью более 3 кВт в обычную розетку недопустимо. Да и каждая розетка обладает своими определёнными характеристиками. Чаще всего домашние розетки идут на 16 ампер, а, следовательно, подключать к ним электроприборы допускается мощностью не более чем в 3,5 кВт.

Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.

Стоит ли брать автомат с запасом

Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.

Как рассчитать мощность автоматического выключателя

Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.

Расчет мощности автоматических выключателей

Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.

Выбор автомата защиты и контактора по мощности двигателя

Используя информацию из таблицы ниже можно по мощности трехфазного двигателя (или его номинальному току) выбрать автомат защиты двигателя и подходящий контактор. Под таблицей даны ответы на вопросы. В таблице показано наличие изделий: зеленый — в наличии, голубой — ожидается, серый — под заказ.

Как осуществлять подбор автоматического выключателя для защиты электродвигателя:

1. Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше или равен номинальному току электродвигателя.

2. Пусковой ток электродвигателя обычно в 7 раз превышает номинальный (точная величина для конкретного двигателя указывается в паспорте). Т.к. автоматический выключатель не должен срабатывать при пуске двигателя, необходимо удостовериться, что величина в колонке "Ток мгновенного расцепления при к.з." с некоторым запасом будет выше пускового тока.
Пусковой ток для этих вылей вычисляем по формуле Iном*KРАТН*КОЭФ, где Iном — номинальный ток электродвигателя, КРАТН — кратность пускового тока электродвигателя, КОЭФ — поправочный коэффициент, учитывающий отклонение пускового тока от номинального, колебания напряжения (принимаем равным 1,4).

3. Номинальный ток автоматического включателя должен быть меньше предельно допустимого тока кабеля, которым осуществляется подключение электродвигателя.

Пример: возьмем двигатель АИР90L4 мощностью 2.2кВт, в паспорте указаны: номинальный ток Iн (треугольник/звезда) (220/380В) = 8,91А / 5,16А; кратность пускового тока Iп/Iн=6,8.
По номинальному току электродвигателя (5,16А) выбираем автомат защиты двигателя M4-32T-6 c номинальным током .
Проверяем: пусковой ток 5,16*6,8*1,4=49,12А не превышает "Ток мгновенного расцепления при к.з." равный 78А.
Т.О. автомат не будет срабатывать при пуске двигателя.

Следовательно данный автоматический выключатель подходит для защиты указанного электродвигателя.

Вопросы и ответы:

В: В каких случаях срабатывает автомат защиты двигателя?
О: Автоматические выключатели M4 снабжены: 1. биметаллическим тепловым размыкателем, который срабатывает в зависимости от уставки по номинальному току двигателя (уставка задается регулятором на лицевой панели), данный размыкатель инерционен и срабатывает тем быстрее, чем выше ток. 2. мгновенным электромагнитным размыкателем, срабатывающим в случае к.з., порог срабатывания в 13 раз выше номинала автоматического выключателя и поэтому позволяет исключить ложные срабатывания при запуске электродвигателя.

В: Чем отличаются автоматы защиты M4-32T.. от M4-32R.
О: Автоматы защиты M4-32T имеют кнопочный механизм включения, в то время как M4-32R оборудованы поворотным переключателем.

В: Для каких условий эксплуатации предназначены автоматы защиты двигателя M4?
Автоматические выключатели M4 подходят для любого климата. Для исключения ложных срабатываний рекомендуется избегать обдува автоматов свежим или холодным воздухом (от системы кондиционирования). Автоматы защиты M4 предназначены для функционирования в закрытых помещениях при нормальных условиях (т.е. без пыли, приводящих к коррозии паров или вредных газов). В случае использования в помещениях с отличными от нормальных условиями эксплуатации, необходимо использовать защитный корпус IP65, например, M4 32R PFH4 (серый) или M4 32R PFHN4 (желто-красный).

В: Где найти информацию по аксессуарам для автоматов-защиты двигателей M4?
О: См. раздел АКСЕССУАРЫ ДЛЯ МОТОР-АВТОМАТОВ BENEDICT? (блоки доп. контактов, контакты сигнализации срабатывания, расцепитель минимального напряжения, независимый расцепитель, перемычки и т.д.)

Как выбрать уставку автоматического выключателя для электродвигателя

В: На какое конкретно значение должна выставляться уставка автомата защиты двигателя?
О: Уставка автоматического выключателя должна выставляться на значение номинального рабочего тока электродвигателя, указанное на шильдике (в паспорте).

В: Возможно ли использование автоматов защиты двигателя M4 для однофазных электродвигателей?
О: Да, возможно. В этом случае подключение должно осуществляться, как показано на рисунке:
Подключение автомата защиты для однофазного двигателя

В: Какую защиту обеспечивают автоматические выключатели M4?

1. Защита при возникновении токов короткого замыкания. Мгновенный расцепитель при возникновении короткого замыкания в нагрузке, обеспечивает отключение нагрузки от сети питания, таким образом предотвращая возникновение дополнительного ущерба от действия больших токов. Автоматические выключатели M4 имеют отключающую способность 50кА и 100кА, что при напряжениях 380-400В AC является исчерпывающе надежной защитой, т.к. более высокие токи обычно не могут возникать в точке установки данного оборудования. В общем случае использование предохранителей не требуется, однако установка предохранителей дополнительно может производиться в тех случаях, когда ток короткого замкания в точке монтажа оборудования может превышать номинальную отключающую способность автоматического выключателя.

2. Защита двигателя. Характеристики срабатывания автоматических выключателей M4 специально разработаны для защиты трехфазных электродвигателей. Поэтому автоматические выключатели для защиты электродвигателей так же могут называться ручными пускателями двигателя. Номинальный ток защищаемого двигателя выбирается регулятором на лицевой панели устройства.

3. Защита сети. Автоматы защиты двигателя M4 так же обеспечивают защиту сети. Они соответствуют требованиям ГОСТ IEC 60947-3-2016 (Выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации их с предохранителями) и ГОСТ IEC 60947-2-2014 (Аппаратура распределения и управления низковольтная). В соответствии с ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007 данные автоматические выключатели могут быть использованы как основной или аварийной выключатель (следует учитывать, что в случае использования аксессуара для дверного сочленения не выполняются требования к изоляции).

Характеристики срабатывания автоматических выключателей M4 для защиты электродвигателя:

Характерестики срабатывания автоматических выключателей M4 для защиты электродвигателя

I — Кривая показывает средний рабочий ток при температуре 20°С, если устройство было полностью охлаждено перед началом работы.
II — Кривая показывает характеристику мгновенного электромагнитного расцепителя (расцепление при к.з.)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector