Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей
При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель (далее по тексту — автомат) протекает допустимый электрический ток. Однако, если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.
Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автоматического выключателя зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой токовой характеристики автомата, благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.
При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5 А. Автомат стоит на 10 А, и при значении 12 А он должен отключиться. Что в таком случае делать? Если, например поставить автомат номиналом на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой
Как известно, основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель. Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.
Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот, они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику.
Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря,
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:
· — B — от 3 до 5хIn;
· — C — от 5 до 10хIn;
· — D — от 10 до 20хIn.
Что означают цифры указанные выше?
Приведем небольшой пример: допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).
В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.
Согласитесь, логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.
На рисунках пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.
Что показано на графике время-токовой характеристики
На примере 16-и Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.
На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.
Как видно на графике, если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 60 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 60 сек. На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.
Если через автомат будет протекать ток равный 10хIn, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.
К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.
В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С.
За какое время должен срабатывать автоматический выключатель. Характеристики срабатывания автоматических выключателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта .
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей .
Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса
Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.
Самая главная характеристика автоматического выключателя — номинальный ток . Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.
Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.
Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.
В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.
Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.
Таким образом, следующая основная характеристика:
время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя — это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.
Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,
Рассмотрим типы время-токовых характеристик:
— Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
— Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.
— Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.
— Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.
— Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.
— Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.
График время-токовой характеристики D автоматического выключателя отличается от B и C тем, что быстрое отключение по току нагрузки происходит в диапазоне от 10-и до 14-и кратного превышения номинального тока автоматического выключателя.
Специфика время-токовой характеристики D заключается в том, что автоматы характеристики D применяются в основном в промышленности, для защиты электродвигателей и питающих их линий. Так как при запуске электродвигателя, он выходит на номинальный режим не сразу, а некоторое время разгоняется, то пусковые токи во время разгона электродвигателя значительно превышают ток, потребляемый двыжком в нормальном, рабочем режиме и могут достикать десятикратного значения рабочего тока, автоматы характеристик C и тем более B использовать для таких целей нельзя, так как это приведет к невозможности пуска электродвигателя в связи со срезу следующим за пуском отключением автомата по превышению тока.
Автомат характеристики D с номиналом в 40 Ампер не выключится при запуске электродвигателя даже если пусковой ток достигнет 400 ампер на время меньшее 1 секунды, так же он может не выключиться и при более высоких токах, в случае еще более короткого периода протекания пускового тока.
Характеристика D теплового расцепителя автоматического выключателя
На графике время-токовой характеристики D хорошо видно, что тепловой расцепитель, чья скорость срабатывания относится к времени большему чем 15 милисекунд, допускает неотключающий пусковой ток до трех номиналов на протяжении пяти секунд, пяти номиналов на протяжении двух секунд и десяти номиналов на протяжении одной секунды. Учитывая, что при пуске, самый мощный пусковой ток образуется в момент включения питания, а дальше, по мере раскручивания ротора двигателя уменьшается, стремясь к номинальному току электродвигателя, то в случае невыключения автомата в первый момент, что будет говорить о неправильном выборе номинала автомата, то дальнейший процесс запуска электродвигателя пройдет нормально и автоматический выключатель не отключится по пусковому току.Характеристика D электромагнитного расцепителя автоматического выключателя
Электромагнитный расцепитель, чья работа описывается нижней частью графика время-токовой характеристики D характеризуется высокой, милисекундной, скоростью срабатывания при высоких токах протекающих через катушку расцепителя.Устройство и характеристики электромагнитного расцепителя время токовой характеристики D практически не отличаются от характеристик расцепителя для кривой B и C, так как во всех вариантах автоматических выключателей, электромагнитный расцепитель служит для предотвращения именно короткого замыкания и не привязывается к токовому номиналу автомата.
При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель протекает электрический ток. Однако если сила тока по каким-либо причинам превысила номинальные значения, происходит размыкание цепи из-за срабатывания расцепителей автоматического выключателя.
Характеристика срабатывания автоматического выключателя является очень важной характеристикой, которая описывает то, насколько время срабатывания автомата зависит от отношения силы тока, протекающего через автомат, к номинальному току автомата.
Данная характеристика сложна тем, что для ее выражения необходимо использование графиков. Автоматы с одним и тем же номиналом будут при разных превышениях тока по-разному отключаться в зависимости от типа кривой автомата (так иногда называется токовая характеристика), благодаря чему имеется возможность применять автоматы с разной характеристикой для разных типов нагрузки.
Тем самым, с одной стороны, осуществляется защитная токовая функция, а с другой стороны, обеспечивается минимальное количество ложных срабатываний – в этом и заключается важность данной характеристики.
В энергетических отраслях бывают ситуации, когда кратковременное увеличение тока не связано с появлением аварийного режима и защита не должно реагировать на такие изменения. Это же относится и к автоматам.
При включении какого-нибудь мотора, к примеру, дачного насоса или пылесоса, в линии происходит достаточно большой бросок тока, который в несколько раз превышает нормальный.
По логике работы, автомат, конечно же, должен отключиться. К примеру, мотор потребляет в пусковом режиме 12 А, а в рабочем – 5. Автомат стоит на 10 А, и от 12 его вырубит. Что в таком случае делать? Если например поставить на 16 А, тогда непонятно отключится он или нет если заклинит мотор или замкнет кабель.
Можно было бы решить эту проблему, если его поставить на меньший ток, но тогда он будет срабатывать от любого движения. Вот для этого и было придумано такое понятие для автомата, как его «время токовая характеристика ».
Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой
Как известно основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.
Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной пер
Время токовые характеристики автоматических выключателей | Полезные статьи
Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!Чтобы защитить электрические сети, а также подключенное к ним оборудование от токов, которые превышают допустимые номинальные значения, используются автоматические выключатели (АВ), которые, благодаря встроенным в них тепловым и электромагнитным расцепителям, размыкают цепь и обесточивают линию. Срабатывание автоматического выключателя может быть обусловлено токами перегрузки, которые возникают из-за того, что суммарная мощность подключенной нагрузки превышает допустимые значения или токами короткого замыкания.
Время, которое необходимо чтобы обесточить электрическую цепь может занимать от нескольких долей секунды до нескольких минут и зависит от номинального тока автоматического выключателя, его время токовых характеристик (ВТХ), а также типа сработавшего расцепителя.
Токовременная характеристика автоматического выключателя характеризует зависимость промежутка времени, которое требуется для срабатывания устройства, от кратности фактического тока, протекающего через АВ к номинальному току выключателя.
Автоматические выключатели выпускаются нескольких классов. Наиболее часто используются устройства таких классов:
- B – обесточивают сеть, когда фактическая величина тока превышает номинальный ток АВ в 3-5 раз;
- C – срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз;
- D — отключает подачу электроэнергии, если кратность фактического и номинального тока колеблется от 10 до 20.
Токовременные характеристики указываются на корпусе устройства вместе с номинальным током.
Автоматический выключатель класса С
Автоматический выключатель класса B
Защита электрических цепей и подключенной к ни нагрузки от токов большой величины, вызванных коротким замыканием осуществляется при помощи электромагнитного расцепителя. Вне зависимости от класса, к которому относится устройство, время, нужное чтобы обесточить цепь исчисляется долями секунды.
Срабатывание АВ из-за возникновения перегрузок в сети происходит благодаря тепловому расцепителю (биметаллической пластине) и занимает более длительный промежуток времени.
Для каждого автоматического выключателя, вне зависимости от класса, существуют такие характеристики, как «условный ток нерасцепления» и «условный ток расцепления».
«Условный ток нерасцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,13 раз. При таком значении фактического тока устройство не обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.
«Условный ток расцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,45 раза. При таком значении фактического тока устройство обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.
Существуют специальные графики, по которым можно определить время отключения автоматических выключателей в зависимости от кратности превышения фактического тока над номинальным для устройств каждого класса.
Также на скорость отключения в большой степени влияет состояние автоматического выключателя. Для каждого устройства существует понятие «холодное» состояние, присущее выключателям через которые нагрузка была только что включена и «горячее» состояние, для АВ находившихся в работе некоторый промежуток времени.
На графике ВТХ нижняя кривая соответствует горячему» состоянию автоматического выключателя, а верхняя – «холодному» состоянию. Соответственно для АВ находящемуся в эксплуатации потребуется меньше времени для обесточивания сети, чем устройству, к которому только что подключили нагрузку.
Диапазон тока срабатывания расцепителя короткого замыкания. Время токовые характеристики автоматических выключателей
Парадоксально, но факт — после того, как в электронных (электрических) устройствах перестали использовать «плавкие предохранители», которые сгорали при любых нештатных изменениях параметров сети, количество «сгоревших» электроприборов значительно выросло, несмотря на то, что «защитные автоматы» куда чувствительнее, реагируют быстрее и способны предотвратить даже короткое замыкание.
Спросите в чём подвох? Ответ прост. Удобство – это принцип действия автоматического выключателя, позволяющий его включить снова. Мало кто рискнёт просто заменить плавкий предохранитель, не понимая причины выхода из строя прибора. Ведь придётся искать ещё один, если что-то пошло не так. Поэтому когда сгорал предохранитель, владелец, прежде всего, пытался найти причину «сгорания», а не запасной предохранитель, или пробки. Автоматические системы защиты устранили поиск «запасной детали», одновременно позволив владельцу многократными включениями «выбитого автомата» добить неработающий прибор, а то и всю электросеть. Отсюда такая статистика. Давайте выясним, что такое автоматический выключатель, «с чем его едят», а заодно, как с ним правильно обращаться.
Основные принципы работы автоматов защитного отключения цепей
Начнём с электрической сети, которую защищает автоматический выключатель, характеристики которого напрямую зависят от параметров защищаемого участка сети. Задача автомата – контролировать параметры тока в этой цепи, не допуская перегрузок, немедленно отключить участок при возникновении перегрева проводов, или коротком замыкании, а также, если сила тока превысит допустимые пороговые значения. Таким образом, между точкой, в которой подключён к энергосистеме Ваш объект, и прибором, который потребляет энергию, есть два главных элемента. Первый – автоматический выключатель, характеристики которого связаны со вторым – кабелем (проводами), точнее с количеством жил и сечением этого кабеля. Приведём 2 простых примера:
В прихожей несколько лампочек, общей мощностью 400 ватт и участок тёплого пола, мощностью 1500 ватт. Сеть 220 вольт, а значит (Ватт = Вольт х Ампер), 1400 Ватт делить на 220 вольт равно 8,4 Ампера. То есть для защиты этого участка, достаточно автомата с силой тока 8,4 Ампера, а мы поставили 10 А.
В кухне 10 приборов мощностью 1200 ватт, а всего 12000 Ватт. Следовательно, для этого участка: 12000 делим на 220- нужно 54 Ампера, но мы ограничились стандартным автоматом в 25 Ампер.
Для понимания принципа действия автоматических выключателей этих примеров достаточно.
В прихожей автомат отключится, скорее всего, только тогда, когда произойдёт короткое замыкание в цепи. Вероятность отключения из-за перегрузки, перегрева этого участка сети ничтожна (при неизменности параметров тока, приходящего снаружи). Особых требований к сечению проводов на этом участке также нет. Внимание! В этой прихожей, приведенной как пример, нет розеток для подключения других приборов!
Но в кухне, включение одного за другим приборов приведёт к следующей ситуации:
Каждый включённый прибор (+1200 ватт) будет увеличивать нагрузку, а значит силу тока в этой цепи. Включённый 5-й прибор поднимет силу тока до:
5*1200/220=27,3 А.
Автомат же «знает», что сила тока на данном участке не может превышать 25 Ампер. Поэтому включение 5-го прибора приведёт к отключению кухни от сети. (Уточним, в том случае, если характеристика автомата 1 к 1, о чём ниже).
Совет. В случае срабатывания автомата защиты, обдумайте последнее действие (включение утюга, например), отключите приборы в обесточенной зоне (желательно — вынув вилки из розеток), и только убедившись, что всё выключено, подождав минут десять (чтобы остыли перегретые элементы предохранителя) попробуйте его включить снова.
Итак, автомат, обнаружив превышение параметра силы тока, обесточил участок сети. Что происходит в случае, если на кухне произошло короткое замыкание? Замыкание приводит к резкому возрастанию нагрузки, и мгновенному повышению силы тока. В этом случае провода становятся нагревательными элементами, разогреваясь до высоких температур. Разогрев происходит одновременно во всей цепи, по которой проходит ток. При этом сила тока может мгновенно повышаться до очень больших значений. Это может привести к обгоранию контактов и к неизбежному пожару, если время срабатывания автоматического выключателя выбрано неверно.
Обдумав вышесказанное, Вы без труда поймёте остальные характеристики автоматов, как их «прочитать», а также базовые принципы действия автоматических выключателей, в том числе и для промышленного применения.
Устройство, маркировка и технические характеристики автоматов
Из функций, которые выполняет защитный автомат, вытекает его устройство. Это выключатель, который обеспечивает размыкание электрической цепи от превышения силы тока, или от нагрева. То есть в автомате два контура, нацеленные на гарантированное размыкание цепи. При нагреве биметаллическая пластина изменяет объём, за счет чего и обеспечивает физическое разъединение контактов (тепловой расцепитель). Электромагнитный расцепитель, при недопустимых изменениях параметров тока, создаёт поля внутри катушки, где расположен перемещающийся толкатель, также размыкающий цепь. Возникающую при включении – выключении электрическую дугу на контактах гасит дугогасительная камера. Имеются иные конструктивные особенности для разных видов автоматов, но эти основные.
Классификация автоматов
По количеству полюсов: однополюсные и двухполюсные выключатели с 1-м или 2-мя защищенными полюсами, трехполюсные выключатели с 3-мя защищенными полюсами, четырехполюсные выключатели с 3-мя или 4-мя защищенными полюсами.
По своей защите от внешнего воздействия: закрытого или открытого исполнения.
По способу своего монтажа: настенный тип, утопленный тип, установка в распределительных шкафах (включая установку на дин-рейки), комбинированные.
По способу своего присоединения: имеющие или не имеющие механическое крепление.
По току мгновенного расцепления, обозначаемому типами В, С, D.
Маркировка автоматов отражает особенности конкретного прибора, жёстко стандартизована, на предложенном фото это хорошо видно:
Технические характеристики (отражённые в маркировке) соответствуют следующим значениям:
Как применить на практике знание характеристик для правильного подбора автомата?
Любой автоматический выключатель, характеристики которого нам примерно понятны, должен соответствовать, прежде всего, главному назначению – защите участка сети. Одновременно он должен обеспечить отсутствие необоснованных отключений с одной стороны, и не допустить «пробоя защиты» внутрь участка сети, что может привести к выходу из строя электроприбора (приборов).
Начинаем с оценки своей электросети – примерная длина проводов, количество и сечение жил, наличие заземляющего контура, качество изоляции, а также количество используемых электроприборов (частота и мощность).
Чем длиннее кабели, тем больше их собственное сопротивление, но для стандартной квартиры, в которой использованы жилы сечения от 1,5 мм. хорошо подходят наиболее распространённые автоматы класса С 220В. Количество полюсов нам даст щиток, монтажные особенности и особенности нашей сети. Желательно проконсультироваться с теми, кто будет осуществлять монтаж! Силу тока в маркировке (например, С16), определяем от нагрузки включенных приборов, принимая пороговое значение как 2-х кратный номинал, для исключения ложных отключений. Допустим, сила тока при одновременном включении всех приборов (расчет см. выше) составит 35 Ампер, учитывая, что такая ситуация нештатная, достаточно будет применить автомат С25. Автомат не отключится, но дополнительное «аварийное» увеличение нагрузки послужит
Время токовые характеристики автоматических выключателей
Автоматический выключатель (АВ) – защитное электротехническое устройство, срабатывающее при коротких замыканиях или превышении допустимой нагрузки по сети. Современный рынок заполнен аппаратами немецкого (АВВ, Siemens), французского (Schneider, Legrand), японского (Terasaky), российского (IEK) производства. Они различаются между собой конструкцией, качеством и ценой. Но время токовые характеристики автоматических выключателей от разных изготовителей соответствуют действующим нормам и стандартам. Этот показатель дает возможность подобрать АВ под конкретные условия.
Что показывает время токовая характеристика
В электрических системах при возникновении аварии отключение электропитания следует производить очень быстро, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Человек неспособен достаточно быстро отреагировать. Поэтому устанавливаются автоматические выключатели.
Для энергетической сферы существует деление на системы постоянного и переменного напряжения. Оборудование классифицируется на низковольтное (до 1000 В), высоковольтное (более 1000 В). Соответственно применяются различные типы автоматов.
Во всех случаях АВ предназначен для разрывания цепи при различных токовых величинах короткого замыкания (КЗ) и перегрузках. Первые безошибочно отсекаются электромагнитным расцепителем мгновенно. Вторые протекают по цепи определенное время, без каких-либо последствий, а лишь потом сработает тепловая защита.
Современные автоматические защитные аппараты содержат три вида расцепителей:
- механический – эта ручка предназначена для включения, выключения автомата;
- электромагнитный – отсекает нагрузку КЗ;
- тепловой – предохраняет электрические цепи от перегрузки.
Рабочие параметры последних двух определяют время токовые характеристики для автоматических выключателей. Которые показывают зависимость времени отключения аппарата от соотношения между протекающим по нему током и его номинальным значением. Они сложны тем, что требуют графического выражения.
Благодаря тому, что автоматы с одинаковым номиналом имеют различные характеристики срабатывания, при одном и том же токовом значении их можно применять под разные типы нагрузки. Это обеспечивает минимальное число ложных отключений и защищает от токовых перегрузок.
Получается, что время токовая характеристика (ВТХ) показывает:
- диапазон срабатывания защиты от короткого замыкания (максимально-токовой), который определяется параметрами встроенной электромагнитной катушки;
- диапазон срабатывания при превышении нагрузки, определяемый встроенной биметаллической пластиной.
Общий вид ВТХ можно представить нижеприведенным графиком. Цифрой 1 отмечен участок срабатывания при определенном токовом соотношении теплового расцепителя, а цифрой 2 – время реакции электромагнитного.
Общий вид время токовой характеристики АВ
Распространенные виды характеристик
Характеристики срабатывания автоматических выключателей указываются буквами латинского алфавита на их корпусе: А, B, C, D, Z, К. Они показывают на отношение уставки электромагнитного расцепителя к номинальному току данного аппарата, то есть чувствительность.
Рассмотрим их детально в таблице.
Время токовые характеристики АВ типа B, C, D представлены на рисунке.
Время токовые характеристики выключателей по типу B, C, D
У автоматических выключателей разные технические характеристики. Правильный выбор автомата по токовой нагрузке и время токовой характеристике позволяет установить защитное устройство, реагирующее на перегрузки сети должным образом. Это избавит от ложных отключений. Для домашних условий оптимальным вариантом будет использование автоматов типа В и С.
Как выбрать защитный автомат для дома
Когда нужно выбрать автомат для дома, как правило, многие руководствуются подсчетами суммарной мощности приборов, подключаемых к ветке/зоне и накидывают приличный запас по току, дабы оградить себя от ложных срабатываний автомата. Про ВТХ (время-токовая характеристика) знает не всякий электрик, не говоря уже о домашнем мастере. В этой статье мы немного углубимся в теорию, рассмотрим некоторые важные моменты и выведем из всего сказанного простейшую таблицу, руководствуясь которой, мы будем уверены в надежном и своевременном срабатывании защитного автомата.
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.
При каком токе сработает автомат?
В современных автоматах встроенно две защиты: электромагнитный расцепитель и тепловой, каждый выполняет свою важную функцию. Электромагнитный расцепитель призван защищать от коротких замыканий , иногда от неисправных электроприборов. Ток короткого замыкания очень большой и очень опасен для проводки, приборов учета, поэтому необходимо моментальное срабатывание автомата, как правило время срабатывания электромагнитного расцепителя не превышает 0,1 секунды или меньше (зависит от класса токоограничения автомата), зависит от конкретного прибора. Ток срабатывания такого расцепителя превышает номинальный в 5-10 раз! Естественно, от незначительной перегрузки он не защитит. Для защиты от перегрузок предназначен тепловой расцепитель. Время его срабатывания значительно дольше чем у магнитного, однако срабатывает тепловой расцепитель даже от незначительных перегрузок. Тепловой расцепитель может сработать и за секунду, а может «думать» целый час. Так вот, если 5-10 кратные перегрузки КЗ в течение 0,1 секунды провод переживет, то целый час «висеть» под током, в 1,5 раза превышающем номинал автомата способен не всякий провод!
Поэтому давайте обратим внимание на более медленную, но более чувствительную защиту — тепловой расцепитель автомата.
При каком токе срабатывает тепловой расцепитель?
Конкретной цифры, соответствующей номиналу автомата нет, есть лишь время-токовая характеристика от производителя автомата. Графики мы рассматривать сегодня не будем, дабы не вносить еще большей путаницы, рассмотрим лишь две важные величины: ток условного нерасцепления 1,13in и ток условного расцепления 1,45in. Ток условного нерасцепления — это ток, при котором автомат гарантированно проработает не меньше часа (для автоматов с номиналом менее 63А). Равен он номиналу автомата, умноженному на коэффициент 1,13, для номинала 16А это 16*1,13=18,08А, автомат 16А гарантированно проработает час при токе 18 ампер! Ток условного расцепления — это ток, при котором автомат гарантированно сработает через час, для номинала 16А это 16*1,45=23,2А. Вот на ток условного расцепления и следует обращать внимание при выборе номинала автомата или сечения провода. Если ветка защищена автоматом 16А, то проводка в этой ветке должна выдерживать 23А, ведь такой ток возможен при перегрузках, пока не сработает автомат, а сработать он может и через час! Стоит отметить, что, как правило, приведенные цифры справедливы к автоматам с характеристикой «В» и «С», и более точную информацию вы найдете в паспорте к прибору. Важно подбирать проводку, выдерживающую полтора номинала автомата!
Если вы внимательный читатель, то вы заметите некоторые противоречия в этой и прошлой статье: там я рекомендую защищать провод сечением 1,5 мм2 автоматом не более 16А. Ведь медный провод 1,5 мм2 выдерживает ток не более 19А. Объясняю: данный провод я рекомендовал использовать для освещения, а не для розеток, в освещении перегрузку в 19А представить сложно, только КЗ, а доли секунд короткого замыкания провод выдержит. Другое дело если использовать провод 1,5 мм2 для розеток: в розетки можно понавтыкать множество приборов и те самые 23А очень даже не исключены, для розеток такой провод использовать крайне не желательно! Для этих целей предназначен провод 2,5 мм2.
Как ни странно, зачастую в новостройках электрики игнорируют эти самые ВТХ автоматов, ведь 1,5 мм2 согласно таблице выдерживают до 4-х киловатт (220вольт*19А=4180ватт) и плевать, что автомат отключится только на нагрузке в 5 киловатт, и то через целый час! Так же часто вижу как группы розеток защищают автоматами с номиналом 25А, при проводе 2,5 мм2 — по сути автоматы защищают только от КЗ. И все это на фоне того, что производители проводов сплошь и рядом занижают реальное сечение проводов. Ну пусть данное явление останется на совести проверяющих органов, теперь мы знаем — так делать не следует.
Какой автомат выбрать, B или C?
Тип время-токовой характеристики указывается перед значением номинального тока на автомате.Как мы выяснили из всего вышесказанного, нужно руководствоваться характеристикой, равной полуторному значению от номинала автомата. Это позволит грамотно подобрать автомат для защиты от перегрузки. Для защиты от КЗ имеет значение «В» или «С», эти буквы пишутся перед значением тока на автоматах. Например «В16А» читается «автомат на 16 ампер с характеристикой бэ» или «С25А» — «автомат на 25 ампер с характеристикой цэ». В автоматах с характеристикой «В» электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока в 3-5 раз от номинального, в автоматах с характеристикой «С» — при превышении тока в 5-10 раз от номинального. Естественно лучше выбрать прибор, который сработает при меньшем токе, то есть с характеристикой «В». Между прочим, данная характеристика справедлива по отношению и к дифференциальным автоматам.
Дифавтомат совмещает в себе УЗО и автомат, поэтому для него аналогично указывается характеристика.Существует заблуждение, что С-ешки следует ставить там, где имеются приборы с повышенными пусковыми токами, такими как холодильники, нагревательные приборы и т.д. Это не более чем домыслы от незнания — пусковые токи данных приборов не превышают 3-х кратные значения рабочих токов. Данное утверждение относится к мощным асинхронным двигателям, которые используются в станках, если у вас дома есть станок — тогда да, лучше защитить его С-ешкой.
Итак, какую характеристику все-таки выбрать? В большинстве случаев обе время-токовые характеристики применимы для защиты. Характеристика «C» ничуть не хуже проявляет свои защитные свойства там, где ток короткого замыкания в несколько раз превышает номинальное значение, помноженное на 10 (10-кратное превышение). Простыми словами, там где сеть не просажена и напряжение близко к 220 В — про тип автомата можно не переживать. В дачных же поселениях, там где напряжение сети порой может проседать до 160 В и ниже, лучше применить «B».
Стоит заметить, что применив «B»-шку в любой ситуации, вы не прогадаете. Если вышеприведенные высказывания вас не устраивают и вы привыкли оперировать точными цифрами — нужно померить ожидаемый ток короткого замыкания, «козу», как это называется у электриков. И сравнить десятикратный ток «C»-шки с полученным результатом. Как измерять «козу» мы рассмотрим в последующих публикациях.
Применение обеих характеристик на вводе (C) и ветках (B) обычно не приводит к селективности защиты, когда при КЗ отключается только проблемная ветка, а вводной автомат включен. Если подобные случаи и имеют место быть, то в большей мере это можно списать на случайность, нежели на селективность.
Действительной, эффективной селективности можно добиться только путем установки дорогих аппаратов, в технических описаниях которых производитель указывает тип и класс токоограничения вводных, и групповых автоматов.
Таблица сечений медных проводов и автоматов к ним
А вот и обещанная таблица. Вы можете и самостоятельно рассчитать автомат, для этого нужно знать максимальный ток защищаемого провода, он должен быть не менее номинала автомата, помноженного на коэффициент 1,45.
Смотрите также другие статьи
Время — токовые характеристики автоматов
2017-11-23 Статьи
Время-токовая характеристика автоматического выключателя — это показатель, определяющий время срабатывания защитного устройства в зависимости от величины протекающего через него тока по отношению к номинальному току устройства.
Правильный выбор автомата по время-токовой характеристике позволяет избежать ложных срабатываний при подключении в сеть нагрузки, имеющей высокие пусковые токи. Например это происходит при подключении в сеть электродвигателя, который имеет большой пусковой ток, превышающий номинальный в 3-8 раз. Этого тока будет достаточно чтобы отключился автомат, имеющий характеристику срабатывания не предназначенную для такого типа нагрузок.
Также при правильном подборе автоматических выключателей по их время-токовым характеристикам соблюдается селективность (избирательность), то есть при повреждении какого-либо участка цепи сработает только тот автоматический выключатель, который обеспечивает защиту именно этого участка, а остальные автоматы не отключатся.
Я думаю все обращали внимание на буквенное обозначение рядом с номинальным током на корпусе модульного автоматического выключателя. Так вот эти буквы и указывают время-токовую характеристику, то есть чувствительность автомата.
Чаще всего встречаются автоматы с характеристиками B, C и D. Это стандартные типы характеристик, указанные в ГОСТ Р 50345-99. Кроме этих типов существуют еще типы A, K и Z, но встречаются они гораздо реже, а в жилых зданиях так и вовсе не используются. Различные типы рекомендовано использовать следующим образом:
- А — Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
- B — Для осветительных и розеточных групп общего назначения
- C — Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
- D — Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
- K — Для индуктивных нагрузок
- Z — Для электронных устройств
Время срабатывания электромагнитного расцепителя для каждой из характеристик выражается в значении величины протекающего тока по отношению к номинальному. Так для B это значение составляет от 3·In до 5·In (In — номинальный ток), то есть его расцепитель сработает при токе, превышающем номинальный в 3-5 раз. Для С пределы составляют уже от 5·In до 10·In, а для D — от 10·In до 20·In. Рассмотрим графики, отображающие время-токовые характеристики для типов B, C и D.
График время-токовой характеристики B
График время- токовой характеристики C
График время- токовой характеристики D
На оси Х отображается значение, показывающее отношение протекающего тока по отношению к номинальному (I/In). На оси Y — время срабатывания в секундах. График для каждой из кривой характеристик разделен на две линии, показывающие время срабатывания электромагнитной защиты (нижняя линия), отвечающей за отключение при коротких замыканиях и тепловой защиты (верхняя линия), отвечающей за отключение от перегрузок.
Верхняя кривая показывает холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирной линией показана верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.
Так например если смотреть график для время-токовой характеристики С автоматический выключатель 16 А при токе 80 А (5·In) должен отключиться в горячем состоянии за 0,02 сек. В холодном состоянии при таком же токе автомат отключится за 11 сек. (если номинал автомата меньше или равен 32 A), если больше 32 А — то отключение произойдет через 25 сек. Если предел отключения будет равен 10·In, то в горячем состоянии отключение произойдет через 0,01 сек, а в холодном — за 0,03 сек.
Таким образом, график время-токовой характеристики позволяет определить правильно автоматический выключатель для конкретных условий эксплуатации. Теперь осталось только разобраться какие типы автоматов предпочтительно использовать в быту.
Понятно, что для городской квартиры, где нагрузка активная либо слабоиндуктивная, выбирать необходимо либо категорию B либо С. По тепловой защите временной интервал срабатывания B и С будет одинаковым, отличаться будет только время срабатывания электромагнитного расцепителя. Раньше повсеместно использовались автоматы с характеристикой С, да и по сей день в магазинах в основном продают именно этот тип, а про другие типы как-то забывают. Однако в настоящее время рекомендуется для линий освещения и розеточных групп применять тип B, имеющий большую чувствительность, а в качестве вводного автомата использовать С. Таким образом будет соблюдаться селективность и при аварийной ситуации отключаться будет именно групповой автомат, а не вводной, тем самым не будет обесточиваться полностью вся квартира.