Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Круглый стол» со специалистами: защита вводных сетей — автоматический выключатель или предохранитель

Какой участок защищает автоматический выключатель

Сегодня, в связи с ожиданием возможного повторения кризиса, много говорят о том, как избежать экономических проблем бизнеса. Для промышленных предприятий один из обязательных шагов, которые следует предпринять — это защита инвестиций, в частности, поддержание работоспособности дорогостоящего оборудования. К его поломкам часто приводят короткие замыкания или перегрузки в электрической сети.

Как результат — предприятия вынуждены останавливать производство и не только нести затраты, связанные с устранением неполадок, но и терпеть убытки из-за каждого часа простоя. «Застраховать» вложения позволяет построение грамотной системы защиты вводных электрических цепей. На сегодняшний день она может быть организована двумя способами: с использованием автоматических выключателей или аппаратов защиты с предохранителями.

О том, какая технология защиты вводной сети оказывается оптимальной с точки зрения проектирования и эксплуатации в производственных условиях, высказались ведущие специалисты отрасли:

Александр Нестеренко, начальник по сборке электрощитов «Эксперт-электрика»;

Людмила Павлова, главный энергетик «Краснодарский завод ЖБИИК»;

Виталий Побокин, инженер-проектировщик компании «Электромонтажгрупп»;

Алексей Кокорин, менеджер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации.

Автоматический выключатель или предохранитель — что предпочесть?

Принцип действия защитных устройств

Автоматический выключатель может срабатывать за счёт двух разных физических явлений. При небольших перегрузках протекающий ток вызывает нагрев и изгиб пластины расцепителя, выполненной из двух разных слоёв металла, и она воздействует на механизм независимого расцепления. При коротких замыканиях отключение происходит из-за возрастания магнитного поля электромагнита (электромагнитный расцепитель).

Принцип действия предохранителей основан на законе Джоуля-Ленца о пропорциональности количества выделяемого проводником тепла квадрату силы тока, сопротивлению и времени прохождения этого тока через проводник. Фактически выключатель с предохранителем состоит из двух устройств: рубильника и самого предохранителя, который при величине силы тока, равной номинальной (а точнее, при количестве выделяемого в единицу времени тепла меньшем, чем необходимо для плавления), функционирует как обычный проводник. Как только ток превышает номинал на определённую величину в течение некоего требуемого времени (т.е. выделяемого тепла достаточно для плавления), образуется разрыв цепи.

Какие аппараты лучше использовать для защиты вводных сетей предприятия?

Александр Нестеренко (А.Н.): В большинстве случаев, выбор между автоматическим выключателем и выключателем с предохранителями сводится к оценке баланса плюсов и минусов каждого из вариантов для конкретного объекта. Например, с точки зрения защиты, аппараты с предохранителями более эффективны, поскольку их время срабатывания меньше, чем у автоматического выключателя. Но эти устройства, на мой взгляд, менее удобны для эксплуатации и обслуживания. Чтобы заменить предохранитель, требуется проделать определённые операции, с которыми не подготовленный персонал может не справиться. Ещё один недостаток заключается в том, что в отличие от автоматических выключателей у предохранителей нельзя отрегулировать время срабатывания. Это неудобно для тех клиентов, у которых электрические схемы постоянно изменяются, например, в связи с модернизацией оборудования, расширением производственных площадей – то есть «на перспективу» лучше использовать автоматы. Кроме того, немаловажное преимущество автоматических выключателей заключается в том, что эти устройства можно подключить к системе дистанционного управления.

Алексей Кокорин (А.К.): На мой взгляд, с точки зрения расширения энергосистемы, выгоднее использовать оборудование с предохранителями: оно не зависит от уровня возможного короткого замыкания. Рост номинала можно предусмотреть заранее, заложив достаточный корпус аппарата, а саму величину тока регулировать плавкими вставками. И проблема дистанционного управления также может быть решена при использовании аппаратов с соответствующими функциями.

Виталий Побокин (В.П.): Я думаю, автоматы требуют профилактического обслуживания персоналом с большей квалификацией. Конечно, взвести его после срабатывания может любой сотрудник предприятия. Но перед включением автомата после короткого замыкания его необходимо проверить на срабатывание при заявленном токе. Ведь после каждого отключения контакты автоматического выключателя немного обгорают: это происходит из-за действия электрической дуги, возникающей при их размыкании. В результате во время очередной аварии при большом токе замыкания защитный механизм может не сработать. Предприятие будет вынуждено не только устранять последствия возгорания в электрощите, но и ремонтировать повреждённое оборудование.

В то же время замена предохранителя не требует дополнительных проверок и настроек. Поэтому, если на предприятии есть возможность обеспечить хранение и поддержание ЗИП 1 , я бы ориентировался именно на с предохранителями.

А.К.: Где-то с 90-х годов прошлого века монтажники повсеместно ставят автоматические выключатели. Это связано с бумом гражданского строительства, который наблюдался в то время. В офисных, жилых и бытовых зданиях чаще всего из-за компактности, относительной дешевизны и простоты эксплуатации используются автоматические выключатели. По инерции такая тенденция перенеслась и в промышленность, хотя многие проблемы, на мой взгляд, гораздо эффективнее можно было бы решить при помощи выключателей с предохранителями.

Предохранители, как исполнительные элементы защиты от сверхтоков, намного надёжнее автоматических выключателей, поскольку в них нет движущихся частей и нет вероятности того, что при токе короткого замыкания плавкая вставка по каким-то причинам не разрушится. Сами предохранители снабжены герметичным корпусом, что предотвращает образование пламени, искры или открытой электрической дуги. Кроме того, формально устройства с предохранителями заменяют собой два устройства: вводной рубильник и автоматический выключатель.

Читайте так же:
Выключатель кнопочный легранд 20а

Не стоит забывать и о совершенно ином уровне безопасности персонала. Предохранители сами по себе обеспечивают более высокий уровень защиты персонала, т.к. даже при включении аппарата на КЗ, находясь в непосредственной близости от аппарата, персонал не получит ожоги и другие распространённые электротравмы. В серии устройств OS от АББ эта идея получила дальнейшее развитие. Благодаря конструктивным особенностям получить доступ к предохранителю можно только при отключённом рубильнике, при этом сам предохранитель оказывается без напряжения благодаря двум точкам разрыва цепи в каждом полюсе аппарата, что исключает возможность контакта обслуживающего персонала с токопроводящими частями. В качестве дополнительного уровня защиты держатель для предохранителей можно опломбировать.

Среди перечисленных плюсов автоматических выключателей упоминалась возможность удалённого управления, в чём именно она заключается? Можно ли управлять при помощи автоматики выключателями с предохранителями?

А.К.: Многие современные силовые автоматические выключатели оснащаются не термомагнитными или биметаллическими, а электронными расцепителями: например, серии Tmax и Emax от АББ. Такое решение позволяет включать защитные аппараты в системы коммуникации – то есть осуществлять полное диалоговое взаимодействие с вышестоящими устройствами управления по специальным шинам. Часто такие «интеллектуальные» автоматические выключатели комплектуются моторным приводом, что позволяет дистанционно управлять защитным аппаратом.

Аналогичную функцию удалённого управления имеют и выключатели с предохранителями: например, аппараты с моторным приводом серии OSM. В комплексе с электронным монитором состояния предохранителей это позволяет построить удобную систему мониторинга и автоматизации электроснабжения предприятия. Правда, провести удалённо замену предохранителя, конечно же, невозможно. Т.е. для восстановления подачи электроэнергии после аварийного отключения в любом случае придётся задействовать персонал на местах, что лишний раз заставляет проверить все цепи и устранить неполадки перед повторным включением.

Что необходимо предусмотреть, делая выбор между автоматическим выключателем и предохранителем для защиты вводной сети?

А.Н.: Каждую конкретную ситуацию необходимо рассматривать отдельно. Выключатели нагрузки с предохранителями – менее дорогой вариант, поэтому сегодня их часто используют на промышленных предприятиях, где бюджет на организацию электрической сети часто ограничен. Но в то же время, если на заводе большое количество трёхфазных двигателей (например, литейно-прокатные предприятия, фабрики с конвейерами), требующих защиты при помощи автоматических выключателей, предпочтительнее не экономить. Случается, что перегрузка в сети происходит по одной фазе, а в этом случае в устройстве с предохранителями расплавится одна вставка. Сеть продолжит работать, и в итоге оборудование, защищаемое этим выключателем нагрузки, сгорит. Автомат же отключит сразу все фазы, тем самым сохраняя двигатели.

А.К.: Александр, позвольте с Вами не согласиться. При неполнофазном коротком замыкании в асинхронном двигателе, в фазе где произошло короткое замыкание перегорит предохранитель и защитит цепь. Действительно, двигатель продолжит работу, но токи в оставшихся двух фазах возрастут и вызовут срабатывание теплового реле, входящего в состав большинства схем управления двигателя. Также в последнее время на предприятиях все чаще стали использовать реле контроля фаз, которые защищают от подобных режимов. Но даже не имея всего вышесказанного, можно реализовать защиту на предохранителях, используя специальный аксессуар — монитор состояния. Он отслеживает работу каждого предохранителя, и при перегорании любого из них подаёт сигнал на отключение контактора. Более быстродействующую защиту сложно себе представить.

Можно ли сказать, что монтировать выключатели с предохранителями в электрическом щите сложнее, чем автоматы?

В.П.: Вовсе нет. Современные решения позволяют подобрать выключатели нагрузки с предохранителями, которые так же, как и автоматы, могут устанавливаться на монтажную панель или DIN-рейку.

Кроме того, хочу отметить, что раньше популярной причиной отказа от выключателей с предохранителями в пользу автоматов было ограничение доступного пространства для монтажа. Считалось, что последние при прочих равных займут меньше места в электрощите. Но сейчас ситуация радикальным образом изменилась. Существуют очень компактные выключатели нагрузки с предохранителями. Например, габариты трёхполюсного аппарата на ток 160А OS160GD от АББ — 146,5х130х100 мм. Для сравнения — только стандартный автоматический выключатель с аналогичным номиналом имеет размеры 140х103,5х170 мм. Но к нему в комплекте требуется установить выключатель нагрузки, а рядом с защитным аппаратом предусмотреть защитное пространство на случай выброса искр и продуктов горения дуги при отключении токов КЗ.

Известно, что автоматические выключатели выбираются исходя из номинального тока, а на что следует обращать внимание при подборе аппаратов с предохранителями?

Людмила Павлова (Л.П.): При выборе предохранителей в первую очередь необходимо обращать внимание на номинальное напряжение плавкой вставки, оно должно быть не ниже, чем рабочее напряжение сети. Большинство предохранителей выпускается на рабочее напряжение 500В, эти предохранители подходят более чем для 80% всех электроустановок. Если же требуется более высокий уровень напряжения – существует версия плавких вставок с рабочим напряжением 690В. Также следует проверить предохранитель на неотключение пусковых токов, если речь идёт о защите двигателей. Это сделать очень просто, используя кривую пуска двигателя и время-токовую характеристику предохранителя.

Требуются ли серьёзные монтажные работы для замены выключателей с предохранителями?

А.К.: Раньше при замене защитных аппаратов требовалось полностью отключать питание, с системы вводных шин, обеспечить заземление электроустановки и многие другие меры, предотвращающие возможные электротравмы. Даже при подобном комплексе мероприятий электротравмы на предприятии были не редкостью, возможно по вине невнимательности персонала. Кроме того, все эти операции занимали немало времени. Сегодня есть решения, делающие замену защитных аппаратов быстрой и безопасной. Если есть вероятность, что в процессе эксплуатации потребуется оперативное вмешательство и замена аппарата, можно использовать втычную серию выключателей нагрузки с предохранителями SlimLine XR. Аппараты этой серии монтируются в специальном стандартизованном шкафу на систему вертикальных шин при помощи двух винтов на передней панели. Это позволяет значительно ускорить монтаж, обновление или замену аппаратов, причём при необходимости можно производить «горячую» замену защитных устройств, то есть без снятия напряжения с системы шин.

Читайте так же:
Как подключить радиоуправляемый выключатель

За счёт простоты своей конструкции и надёжности выключатели с предохранителями на сегодняшний день, как считают эксперты, являются наиболее предпочтительной защитой для всех уровней распределения на предприятии, как на вводе, так и на отходящих линиях. Не зря эти устройства нашли широкое применение в таких сферах, как судоходство, нефтяная, химическая и газовая промышленность.

Автомат защиты сети

Во всех электрических сетях используется большое количество приборов, основной функцией которых является защита линий и оборудования от токовых перегрузок и коротких замыканий. Среди них широкое распространение получил автомат защиты сети, выполняющий не только защиту, но и коммутацию цепей. Таким образом, автоматические выключатели обеспечивают включение и выключение конкретных участков, защищают их от токовых перегрузок путем отключения защищаемых цепей при возникновении аварийных ситуаций.

Типы электрических автоматов

Автомат защиты сети

Автоматические выключатели широко используются в системах электроснабжения, обеспечивая надежную защиту электрическим цепям и сетям, бытовым приборам и электрооборудованию. Их основной задачей является обесточивание цепи в нужный момент путем отключения подачи электрического тока. Срабатывание автомата защиты происходит при коротких замыканиях, а также при нагреве проводов из-за перегрузок в сети.

Автоматы защиты сети могут работать в цепях постоянного и переменного тока, а универсальные конструкции способны работать при наличии в сети любого электрического тока. В соответствии с конструкцией, они разделяются на три типа, которые служат основой для других разновидностей автоматических выключателей:

  • Воздушные автоматы. Используются в промышленном производстве, где токи в цепях могут достигать нескольких тысяч ампер.
  • Автоматы в литом корпусе. Отличаются широким рабочим диапазоном, составляющим от 16 до 1000 А.
  • Модульные автоматы. Именно они широко используются в квартирах и частных домах. Их название связано со стандартной шириной, составляющей кратность в 17,5 мм, в зависимости от количества полюсов. То есть, в одном блоке может использоваться сразу несколько выключателей.

Все автоматы защиты разделяются в соответствии с показателями номинального тока и напряжения, поскольку большинство защитных устройств устанавливаются в сетях 220 или 380В.

Автоматические выключатели могут быть токоограничивающими и не токоограничивающими. В первом случае автомат представляет собой выключатель, в котором время отключения установлено на чрезвычайно малую величину, в течение которой токи короткого замыкания не успевают достичь максимума.

Автоматы классифицируются по числу полюсов и могут быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Они оборудуются максимальными, независимыми, минимальными или нулевыми расцепителями напряжения. Большое значение имеет скорость срабатывания, когда устройства могут быть нормальными, быстродействующими и селективными. В некоторых приборах допускается сочетание технических характеристик. Некоторые модели оборудуются свободными контактами, а проводники подключаются к ним разными способами.

Существует разделение на различные типы по конструкции расцепителя или размыкателя, установленного в автомате. Данные элементы играют важную роль и разделяются как магнитные и тепловые. В первом случае размыкатель относится к быстродействующим и обеспечивает защиту при коротких замыканиях. Время срабатывания составляет от 0,005 до 3-4 секунд. Работа теплового расцепителя происходит гораздо медленнее, поэтому он используется в основном для защиты от перегрузок. Основой элемента является биметаллическая пластина, нагревающаяся при возрастающих нагрузках. Период срабатывания находится в пределах от 3-4 секунд до нескольких минут.

Кроме того, автоматы разделяются по типам отключения или по времятоковым характеристикам. Каждый тип маркируется символами А, В, С, D, К, Z. Например, тип А используется при размыкании цепей, имеющих значительную длину проводки, хорошо защищает полупроводниковые устройства. Предел срабатывания составляет 2-3 номинальных тока. Тип В применяется в системах освещения общего назначения и обладает порогом срабатывания 3-5 номинальных тока. Более подробные сведения о каждом типе автомата можно взять из таблицы.

Типы расцепителей автоматических выключателей

Все расцепители, используемые в автоматических выключателях, можно условно разделить на две группы. В первую группу входят устройства, защищающие электрические цепи и способные распознавать наступление критической ситуации, когда появляются сверхтоки. В результате срабатывания дальнейшее развитие аварии пресекается за счет расхождения главных рабочих контактов.

Вторая группа расцепителей представлена дополнительными устройствами, не входящими в базовую комплектацию автоматов. Под заказ могут устанавливаться:

  • Независимые расцепители, способные дистанционно отключать автоматы при поступлении сигнала из вспомогательной цепи.
  • Расцепитель минимального напряжения. Выполняет отключение автомата в случае падения напряжения ниже допустимых пределов.
  • Расцепитель нулевого напряжения. Его контакты размыкаются при наступлении значительного падения напряжения.

Тепловой расцепитель

Образец теплового расцепителя, представленный на рисунке, выполнен в виде биметаллической пластины. В процессе нагревания она изгибается, меняет форму и оказывает воздействие на расцепляющий механизм. Для изготовления пластины две металлические ленты соединяются между собой механическим путем. Материал каждой ленты имеет разный коэффициент температурного расширения. Соединение выполняется методом пайки, сварки или заклепывания. Изгиб пластины образуется за счет разного изменения длины во время нагревания. Тепловые расцепители обеспечивают защиту от перегрузочных токов и могут быть настроены на заданный режим срабатывания.

Читайте так же:
Автоматические выключатели электрический кабель

Главным преимуществом теплового расцепителя является высокая устойчивость к вибрациям, отсутствие трущихся деталей и возможность работы в загрязненном виде. Они отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. В качестве недостатков следует отметить постоянное потребление электроэнергии, чувствительность к перепадам температур, возможность ложных срабатываний при нагревании посторонними источниками.

Такое же широкое применение получили электромагнитные расцепители, обладающие мгновенным действием. Конструктивно они выполнены в виде соленоида с сердечником, воздействующим на расцепляющий механизм. Когда по обмотке соленоида протекает сверхток, это приводит к созданию магнитного поля, перемещающего сердечник, и одновременно преодолевающего сопротивление возвратной пружины.

Настройка электромагнитного расцепителя производится на срабатывание при коротком замыкании, значение которого составляет 2-20 ln. В свою очередь значение ln = 200 А. Погрешность настроек может составлять 20% в ту или иную сторону от заданной величины. Поэтому уставки срабатывания для силовых автоматов указываются в амперах или в кратном значении номинального тока. Модульные автоматические выключатели имеют защитные характеристики, обозначаемые В (3-5), С (5-10) и D (10-50), где цифровые значения соответствуют предельному номинальному току ln, при котором наступает расхождение контактов.

Электромагнитный расцепитель

Основными плюсами электромагнитных расцепителей являются устойчивость к вибрациям, ударам и прочим механическим воздействиям, а также простота конструкции, облегчающая ремонт и обслуживание устройства. К недостаткам можно отнести мгновенное срабатывание, без задержек по времени, а также создание магнитного поля во время работы.

Выдержка времени имеет большое значение, поскольку за счет нее обеспечивается селективность. При наличии селективности или избирательности, вводным автоматом распознается наличие короткого замыкания, но оно пропускается на определенное установленное время. В течение этого временного промежутка должно успеть сработать нижестоящее защитное устройство, отключающее не весь объект, а лишь поврежденный участок.

Довольно часто тепловой и электромагнитный расцепители применяются совместно, путем последовательного соединения обоих элементов. Такая связка получила название комбинированного или термомагнитного расцепителя.

Полупроводниковый расцепитель

К более сложным устройствам относятся полупроводниковые расцепители. В состав каждого из них входит блок управления, измерительные трансформаторы при переменном токе или магнитные усилители при постоянном токе, а также исполнительный электромагнит, выполняющий функцию независимого расцепителя. С помощью блока управления настраивается программа, определенная пользователем, под руководством которой будут расцепляться главные контакты.

В процессе настроек выполняются следующие действия:

  • Регулируется номинальный ток автомата
  • Настраивается выдержка времени в зонах перегрузок и коротких замыканий.
  • Определяется уставка срабатывания при коротком замыкании.
  • Настройка защитных переключателей на срабатывание от однофазного короткого замыкания и токов включения.
  • Настройка переключателя, отключающего задержку по времени, когда при коротком замыкании режим селективности изменяется на режим мгновенного действия.

Электронный расцепитель

Конструкция электронного расцепителя напоминает устройство аналогичного полупроводникового прибора. Он также состоит из электромагнита, измерительных устройств и блока управления. Значение рабочего тока и время выдержки устанавливается ступенчато, обеспечивая гарантированное срабатывание при коротком замыкании и пусковых токах.

Достоинствами этих приборов являются разнообразие настроек и возможность выбора, работа установленной программы с высокой точностью, наличие индикаторов работоспособности и причин срабатывания, логическая селективная связь с выключателями, расположенными выше и ниже автомата.

К недостаткам можно отнести высокую цену, хрупкость блока управления и чувствительность к влиянию электромагнитных полей.

Тепловая защита автоматического выключателя

Разновидности электрических автоматических выключателей

Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.

Функции автоматического выключателя

Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:

  • Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
  • Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
  • Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).

Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Читайте так же:
Как снять рамку с выключателя makel

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Защита автомата при разных перегрузках

Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.

Механизмы автоматического выключателя

Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.

Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов – это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.

Явления, вызываемые сверхтоками

Протекание экстремальной силы тока вызывает следующие неблагоприятные явления:

  1. Тепловой перегрев повреждает изоляцию проводников и рабочие компоненты, становится причиной возгораний. Развитие этого явления блокируется установкой аппарата защитыпо току с быстродействием ≤ 0,005 с.
  2. Электродинамическая сила деформирует и разрушает токопроводящие компоненты, вызывая поломку коммутационного аппарата. Способом борьбы является подбор комплектующих с повышенной электродинамической стойкостью и правильная компоновка деталей, исключающая взаимное ЭМ-влияние.
  3. Магнитное поле отрицательно влияет на работу измерительных приборов, компьютеров и прочей прецизионной техники. Воздействие поля минимизируется применением экранов из магнито-мягких сплавов (пермаллой, феррит).

В чем состоит влияние температуры на автомат?

Чтобы ответить на этот вопрос давайте рассмотрим стандартную характеристику автомата (например, Acti9 iC60N) при различных температурах.
Контрольной температурой для бытовых автоматов является 30 гр.С. — ей соответствует правый график Рис.1.

Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «Acti 9», Schneider Electric)

Обратите внимание на гарантированные токи нерасцепления (Int=1,13*In) и расцепления (It=1,45*In) теплового расцепителя в верхней левой части этого графика. Для контрольного времени в 1 час (3600 с) при кратности 1,13 автомат точно не сработает, а при кратности 1,45 точно сработает и отключит присоединение. Думаю, вам знакомы эти величины.

А теперь посмотрим на левый график Рис. 1. Здесь те же кривые построены для температуры 50 гр.С. Как видно гарантированные токи стали меньше (1,05 и 1,3) и как бы сместились влево.

Такие же отклонения, только вправо, происходят при снижении температуры. Условно это можно показать на Рис. 2.

Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «System pro M compact», ABB)

Таким образом, при увеличении температуры возникает риск ложного отключения автомата от рабочих токов, или даже его термического повреждения, а при снижении — риск отказа защиты от перегрузки кабеля, если она выбрана по контрольной температуре.

От чего должен защищать автомат?

В первую очередь автомат предназначен для защиты проводки от возгорания и разрушения. Электроприборы, как правило, автомат не защищает, не защищает и человека от удара током — эту функцию выполняет дифференциальный выключатель (УЗО в народе) или дифференциальный автомат (совмещает в себе УЗО и защитный автомат). Так вот, раз защищает проводку, значит номинал не должен быть завышен для исключения лишних срабатываний — если проводке угрожает возгорание или разрушение, ни о каком запасе по мощности не должно быть и речи! Простая мудрость: если хочешь надежную защиту и минимум срабатываний — увеличь сечение токопроводящих жил проводов, в разумных пределах естественно.

Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.

Читайте так же:
Выключатель открытой установки одноклавишный экопласт

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

  • • контактная система,
  • • система расцепителей,
  • • система дугогашения,
  • • система управления,
  • • механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

Автоматический выключатель или УЗО – чем они различаются и от чего защищают?

УЗО и автоматический выключатель — устройства защиты, обычно устанавливаемые в электрощитах. Приобрести их (а значит, и выбрать) бывает нужно, либо когда имеющиеся выходят из строя, либо при ремонте (замене) проводки. Но если серьезный ремонт обычно доверяют мастерам, те сами приобретают нужные комплектующие.

А вот если автоматический выключатель («автомат») или УЗО неожиданно вышло из строя, его иногда приходится покупать самим. Тут и возникает логичный, но некорректный вопрос: что лучше? Или: «не лучше ли вместо автомата купить УЗО?»

Узнав, что это вещи совершенно разные, владельцы квартир иногда проявляют любопытство, задавая следующий вопрос: «Чем они тогда отличаются?»

В самом деле — чем? Внешне-то очень похожи! Действительно. И не только внешне. Еще то и другое — устройства защиты. Просто разные и выполняющие разные функции.

Автоматический выключатель защищает проводку от:

— превышений тока (перегрузки);
— коротких замыканий.

И все. В ряде случаев защитит и человека, но вообще-то он для этого не предназначен.

А вот с УЗО все наоборот. Устройство защитного отключения не предназначено для защиты самой электрической сети. Хотя может и сработать, в зависимости от ситуации и конкретной неисправности.

Основная же функция УЗО — защита человека от поражения током.

Главным образом, такая опасность возникает в случае пробоев изоляции в самом электроприборе. Это возможно при естественном износе или производственном дефекте (да-да, выходит из строя даже самая «лучшая», то есть разрекламированная, техника!), или при попадании внутрь влаги.

При этом напряжение оказывается на металлическом корпусе (либо на металлических элементах пластикового корпуса) электроприбора. Тогда, при касании корпуса и одновременном прикосновении к соседним заземленным элементам, через человека потечет ток. Что именно может стать заземлителем? Классический пример — водопроводные трубы. Еще? Заземленный корпус другого устройства — допустим, системного блока.

Если корпус самого аварийного прибора заземлен, этот ток (так называемый «ток утечки») возникнет сразу при пробое изоляции. При значительном повреждении изоляции ток утечки окажется велик, что может привести к короткому замыканию (только если корпус заземлен!). Соответственно, должен сработать автомат. Точнее, может сработать при наличии заземления, поскольку автоматы вообще-то не предназначены для обнаружения токов утечки. На это можно надеяться, но не стоит полагаться.

И даже когда электроприбор заземлен, автоматический выключатель может среагировать — но сразу. Автомат срабатывает при много большем токе, чем требуется для поражения человека. «Обязанность» автоматов — защищать проводку!

Зато на ток утечки реагирует устройство защитного отключения, УЗО. УЗО не предназначено для защиты проводки от перегрузок или замыканий.

Поэтому не пытайтесь заменить одно устройство другим. Эти устройства используются не «одно либо другое», а парой. В этом случае обеспечивается комплексная защита электропроводки и человека.

И не путайте автомат и так называемый дифференциальный автомат. Дифавтомат — еще один тип устройств! Вот дифавтоматы как раз и есть устройства «два в одном», объединяющие свойства обычного автомата и УЗО.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector