Характеристика срабатывания с: Описание параметра «Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя»

Время-токовая характеристика С автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В прошлой статье я Вам очень подробно рассказывал про время-токовую характеристику типа В на примере автоматических выключателей ВМ63-1 от КЭАЗ с номинальными токами 10 (А) и 16 (А). Я продолжу начатую тему и сегодня на очереди время-токовая характеристика типа С.

Это, наверное, одна из самых распространенных и применяемых характеристик в жилом секторе, хотя порой ее применение не всегда оправдано, но об этом еще поговорим в самое ближайшее время. Кому интересно, то подписывайтесь на рассылку новостей сайта.

Как раз мне в электролабораторию пришли на испытания пару десятков модульных автоматов серии Z406 (Effica) от компании Elvert (Китай).

Впервые сталкиваюсь с этим производителем, поэтому прогрузить эти автоматы будет вдвойне интереснее.

По внешнему виду никаких особенных отличий у автоматов Elvert от автоматов других производителей я не нашел.

Единственное, что сразу бросилось в глаза, так это наличие и исполнение заглушек для пломбировки клемм автоматов. Заглушкам модульных автоматов я посвятил отдельную статью, где рассмотрел различные виды заглушек у основных производителей (IEK, Legrand, Schneider Electric, КЭАЗ), но такого варианта я еще не встречал.

Заглушки автоматов Elvert всегда идут в комплекте, а значит не нужно заботиться о том, чтобы приобретать их отдельно.

Заглушка легко перемещается по направляющим, тем самым открывая и закрывая доступ к зажимному винту.

Если в заглушке нет необходимости или она Вам мешает, то ее можно снять с автомата, переместив до упора и слегка сжав.

Проволока для пломбы продергивается через специальные отверстия, сделанные, как в самой заглушке, так и в корпусе автомата.

Вот на примере прогрузки автоматов Elvert я Вас подробно и познакомлю с время-токовой характеристикой типа С. А в качестве примера возьму два автомата: однополюсный автомат с номинальным током 16 (А) и трехполюсный автомат с номинальным током 63 (А).

Напомню, что тип время-токовой характеристики всегда указывается на корпусе автомата в виде латинской буквы, и в нашем случае, это С16 и С63. Цифры после буквы обозначают величину номинального тока автомата.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.5.3.5, существует 3 стандартных типа время-токовой характеристики (или диапазонов токов мгновенного расцепления): B, C и D. Так вот автомат с характеристикой С должен срабатывать в пределах от 5-кратного до 10-кратного тока от номинального (5·In до 10·In).

Помимо стандартных характеристик типа В, С и D, существуют еще и не стандартные характеристики типа А, К и Z, но о них я расскажу Вам как-нибудь в другой раз.

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.3.5.17, ток мгновенного расцепления — это наименьшая величина тока, при котором автоматический выключатель сработает (отключится) без выдержки времени, т.е. это и есть его электромагнитный расцепитель (ЭР).

А теперь проверим заявленные характеристики представленных выше автоматов. Для этого я воспользуюсь, уже известным Вам, многофункциональным устройством РЕТОМ-21.

Вот график время-токовой характеристики (сокращенно, ВТХ) типа С, взятый из паспорта автомата Elvert:

Помимо характеристики С, на графике показаны характеристики В и D, но на них в рамках данной статьи не обращайте внимания.

На графике показана зависимость времени отключения автоматического выключателя от протекающего через него тока. Ось Х — это кратность тока в цепи к номинальному току автомата (I/In). Ось У — время срабатывания (t), в секундах (минутах).

Запомните, что время-токовые характеристики практически всех автоматов изображают при температуре окружающей среды +30°С и данная характеристика не исключение.

График разделен двумя линиями, которые и определяют разброс времени срабатывания зон теплового (зеленого цвета на графике) и электромагнитного (коричневого цвета на графике) расцепителей автомата.

Верхняя линия теплового расцепителя (зеленого цвета на графике) — это холодное состояние, т.е. без предварительного пропускания тока через автомат, а нижняя линия теплового расцепителя — это горячее состояние автомата, т.е. который только что был в работе или сразу же после его срабатывания.

1. Токи условного нерасцепления (1,13·In)

У каждого автомата есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13·In. При таком токе автомат не отключится в течение 1 часа (для автоматов с номинальным током ≤ 63А) и в течение 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).

Точку условного нерасцепления автомата (1,13·In) всегда отображают на графике. Если провести прямую, то видно, что она уходит как бы в бесконечность и с нижней линией теплового расцепителя пересекается в диапазоне от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.

Таким образом, при прохождении через наш рассматриваемый автомат Elvert С16 тока 1,13·In = 18,08 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа. А при прохождении через автомат С63 тока 1,13·In = 71,19 (А) его тепловой расцепитель не должен сработать в течение 1 часа.

Вот значения «токов условного нерасцепления» для различных номиналов автоматов:

• 10 (А) — 11,3 (А)
• 16 (А) — 18,08 (А)
• 20 (А) — 22,6 (А)
• 25 (А) — 28,25 (А)
• 32 (А) — 36,16 (А)
• 40 (А) — 45,2 (А)
• 50 (А) — 56,5 (А)
• 63 (А) — 71,19 (А)

Проверку рассматриваемых автоматов на токи «условного нерасцепления» я проводить не буду, т.к. это занимает достаточно длительное время, да и согласно нашей утвержденной методики на автоматы, такую проверку мы не проводим.

2. Токи условного расцепления (1,45·In)

Есть еще понятие, как «условный ток расцепления» автомата и он всегда равен 1,45·In. При таком токе автомат отключится за время не более 1 часа (для автоматов с номинальным током ≤ 63А) и за время не более 2 часов (для автоматов с номинальным током > 63А).

Кстати, точку условного расцепления автомата (1,45·In) практически всегда отображают на графике.  Если провести прямую, то видно, что она пересекает график в двух точках зоны теплового расцепителя: нижнюю линию в точке 60-70 секунд, а верхнюю — в точке от 60 до 120 минут, в зависимости от номинала автомата.

Таким образом, автомат с номинальным током 16 (А) в течение часа, не отключаясь, может держать нагрузку порядка 23,2 (А), а автомат с номинальным током 63 (А) — порядка 91,35 (А). Но это при условии, что автоматы изначально были в холодном состоянии, в ином случае время их отключения будет значительно меньше.

Вот значения «токов условного расцепления» автоматов различных номиналов для их холодного состояния:

• 10 (А) — 14,5 (А)
• 16 (А) — 23,2 (А)
• 20 (А) — 29 (А)
• 25 (А) — 36,25 (А)
• 32 (А) — 46,4 (А)
• 40 (А) — 58(А)
• 50 (А) — 72,5 (А)
• 63 (А) — 91,35 (А)

Вот об этом не стоит забывать при выборе сечения проводов и кабелей для электропроводки (вот Вам таблица в помощь).

Вот представьте себе, что кабель сечением 2,5 кв.мм Вы защищаете автоматом на 25 (А). Вдруг по некоторым причинам Вы перегрузили линию до 36 (А). Такое зачастую бывает, особенно в зимнее время, когда включены нагреватели и множество различных бытовых приборов.

Автомат номиналом 25 (А) при токе 36 (А) может не отключаться в течение целого часа (из холодного состояния), а по кабелю будет идти ток, который превышает его длительно-допустимый ток (25 А).

За это время кабель конечно же не расплавится, но нагреться может достаточно сильно. Более точнее скажу, когда проведу данный эксперимент и измерю температуру нагрева с помощью тепловизора. Так что кому интересно, то подписывайтесь на рассылку сайта «Заметки Электрика», чтобы не пропустить выход новых статей.

А Вы все знаете, что повышенная температура всегда подвергает изоляцию ускоренному старению, т.е. сегодня нагрели, завтра и послезавтра перегрели, происходит ее старение и растрескивание, изоляция ухудшается, что в итоге может привести к короткому замыканию и прочим разным последствиям.

А если еще учесть то, что в последнее время производители кабельной продукции преднамеренно занижают сечения жил, то ситуация тем более усугубляется.

Некоторые мои коллеги в Интернете, ссылаясь на мое мнение, утверждают, что я не прав и сильно перестраховываюсь. Да, возможно это и так, и температура нагрева кабеля не выйдет за предельные нормы, но еще раз повторю про ситуацию с занижением сечения жил. Вы думаете, что приобрели кабель сечением 2,5 кв.мм, но по факту это может оказаться кабель с сечением жил 2,0 кв.мм. И про прочей равной нагрузке он может нагреться уже гораздо сильнее. Поэтому я считаю, что данный факт мы, как специалисты, должны учитывать в том числе.

В принципе, выбор номиналов автоматических выключателей это отдельная тема для статьи. Я лишь привел здесь одну из наиболее распространенных ошибок.

Лично я рекомендую защищать кабели следующим образом:

• 1,5 кв.мм — защищаем автоматом на 10 (А)
• 2,5 кв. мм —  защищаем автоматом на 16 (А)
• 4 кв.мм —  защищаем автоматом на 20 (А) и 25 (А)
• 6 кв.мм —  защищаем автоматом на 25 (А) и 32 (А)
• 10 кв.мм — защищаем автоматом 40 (А)
• 16 кв.мм — защищаем автоматом 50 (А)
• 25 кв.мм — защищаем автоматом 63 (А)

Для удобства все данные я свел в одну таблицу:

А теперь проверим рассмотренные автоматы на токи условного расцепления.

Чтобы мне не терять время, я буду сразу проверять 4 автомата с номинальным током 16 (А), подключив их последовательно.

В общем наводим ток 23,2 (А) и засекаем время.

Первым отключился четвертый автомат, время срабатывания которого составило 108,4 (сек.).

Сейчас я исключу отключившийся автомат из схемы и продолжу испытания остальных. Более подробнее про это Вы можете посмотреть в видеоролике в конце статьи, а сейчас я укажу получившееся время срабатывания всех четырех автоматов:

• автомат №1 — 376,32 (сек. )
• автомат №2 — 130,48 (сек.)
• автомат №3 — 220,92 (сек.)
• автомат №4 — 108,4  (сек.)

Все наши автоматы сработали в пределах заявленных время-токовых характеристик.

Теперь у нас на очереди трехполюсный автоматический выключатель Elvert с номинальным током 63 (А). Проверять его тепловой расцепитель я буду, пропуская одновременно через все три полюса ток 91,35 (А).

Автомат сработал за время 267,2 сек., что также соответствует ВТХ.

3. Проверка теплового расцепителя при токе 2,55·In

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.1.2 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 2,55·In, то его тепловой расцепитель должен сработать за время не менее 1 секунды и не более 60 секунд для автоматов с номинальным током ≤ 32 (А), или не менее 1 секунды и не более 120 секунд для автоматов с номинальным током > 32 (А).

На графике видно, что нижний предел по отключению взят с некоторым запасом, т. е. не 1 секунду, а целых 8 секунд. Верхний предел тоже взят с небольшим запасом — не 60 секунд, а 40 секунд. На то есть право у производителей автоматов. Вот поэтому они всегда к каждому автомату прикладывают, непосредственно, свою ВТХ, которая, естественно, что удовлетворяет всем требованиям ГОСТ Р 50345-2010.

Проверим!

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 40,8 (А), согласно ГОСТ Р 50345-2010, должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 60 секунд из холодного состояния. Но, согласно ВТХ завода-производителя, время отключения должно находиться в пределах от 8 до 40 секунд.

Первый раз автомат отключился за время 5,35 (сек.), а второй раз — за время 5,26 (сек).

Как видите, время срабатывания автомата лежит вне предела ВТХ завода-производителя, но вполне соответствует ГОСТ Р 50345-2010.

И для какой цели производитель отобразил график ВТХ в таком виде, если автоматы срабатывают вне этого графика?! Это несоответствие необходимо исправить!

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 160,65 (А) должен отключиться за время не менее 1 секунды из горячего состояния и не более 120 секунд из холодного состояния. Каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

• первый полюс — 15,37 (сек.)
• второй полюс — 31,89 (сек.)
• третий полюс — 30,52 (сек.)

4. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 5·In

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 5·In, то он должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Верхний предел по времени ГОСТом Р 50345-2010 не определен, и у автоматов разных производителей здесь может наблюдаться не большой разброс в пределах от 1 до 10 секунд.

Странно, конечно, ведь речь идет об электромагнитном расцепителе и он должен срабатывать без выдержки времени. Но тем не менее, при токе 3·In электромагнитный расцепитель еще не срабатывает и по факту автомат отключается все таки от теплового расцепителя. Вот именно поэтому измеренное значение петли фаза-ноль сравнивают не с 5-кратным током, а с 10-кратным, учитывая коэффициент 1,1.

Итак, автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 80 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 0,942 (сек.), а второй раз — за время 0,95 (сек.), что вполне удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 315 (А) должен отключиться за время не менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

• первый полюс — 4,97 (сек.)
• второй полюс — 3,36 (сек.)
• третий полюс — 5,2 (сек.)

5. Проверка электромагнитного расцепителя при токе 10·In

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, п.9.10.2.1 и таблицы №7, если через автоматический выключатель будет проходить ток, равный 10·In, то он должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 16 (А) при токе 160 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды.

Первый раз автомат отключился за время 6,5 (мсек.), а второй раз — за время 6,5 (мсек.).

Автомат Z406 от Elvert с номинальным током 63 (А) при токе 630 (А) должен отключиться за время менее 0,1 секунды. Здесь аналогично, каждый полюс автомата я буду прогружать в отдельности.

Автомат отключился за время:

• первый полюс — 7,6 (мсек.)
• второй полюс — 7,8 (мсек.)
• третий полюс — 7,6 (мсек.)

Как видите, оба автомата полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и заявленным характеристикам завода-изготовителя Elvert.

Всю информацию по пределам срабатывания время-токовых характеристик различных типов (B, C и D) я представил в виде общей таблицы:

Как видите, разницей между время-токовыми характеристиками типа В, С и D являются только значения срабатывания электромагнитного расцепителя (ЭР). По тепловой защите они работают в одних пределах по времени.

Кому интересно, то смотрите весь процесс прогрузки автоматов в моем видеоролике:

P.S. Это все, что я хотел рассказать Вам про время-токовую характеристику типа С на примере модульных автоматических выключателей Elvert серии Z406. Надеюсь, что теперь Вы сможете самостоятельно определять пределы времени срабатывания модульных автоматов с характеристикой С, а также правильно рассчитывать сечения проводов в зависимости от номиналов автоматов. Все интересующие вопросы пишите в комментариях. Спасибо за внимание. До новых встреч.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Время — токовые характеристики автоматов

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 в основном 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.

Характеристики срабатывания MCB: B,C,D,K,Z Кривые срабатывания

Автоматические выключатели используются для защиты кабелей в установках. Они должны отключаться автоматически, как только сочетание нарастания тока и продолжительности приводит к чрезмерному нагреву кабеля или компонента. Автоматические выключатели используются для защиты от перегрузки и короткого замыкания в электрических цепях, а также для защиты от поражения электрическим током путем автоматического отключения. В этой статье мы покажем вам характеристики срабатывания (кривые срабатывания) автоматических выключателей.

Что такое характеристики отключения?

Характеристики срабатывания описывают режим работы и срабатывание автоматических выключателей в случае перегрузки или короткого замыкания. Кривые срабатывания электромагнитного расцепителя и термобиметаллического расцепителя составляют общую кривую срабатывания для защиты от перегрузки.

Для автоматических выключателей доступны различные характеристики срабатывания в зависимости от типа защищаемого компонента или оборудования в соответствии с IEC/EN 6089.8-1 и IEC/EN 60947-2.

Сравнение характеристик перепонки:

Типичные нагрузки по кривой переключения

z Кривая

, разработанные для защиты цепей, которые нуждаются Предназначен для защиты кабелей (пример: цепи управления, освещение)

C Curve

Предназначен для пусков со средним магнитным полем (пример: панели освещения, панели управления)

Кривые D и K

Разработаны для высоких пусковых нагрузок (например, цепи двигателя или трансформатора)

Почему автоматические выключатели имеют разные характеристики срабатывания?

Автоматические выключатели должны срабатывать достаточно быстро, чтобы избежать отказа оборудования или проводки, но не настолько быстро, чтобы давать ложные или ложные срабатывания. Чтобы избежать ложных срабатываний, автоматические выключатели должны иметь соответствующие параметры для компенсации перегрузки по току. Нам нужны разные кривые срабатывания, чтобы сбалансировать правильное количество защиты от перегрузки по току и оптимальную работу машины.

Что такое кривая отключения?

Кривая отключения показывает расчетное время отключения автоматического выключателя. Ось X представляет кратное значение рабочего тока автоматического выключателя. Ось Y представляет время отключения. Логарифмическая шкала используется для отображения времени от 0,001 секунды при кратности рабочего тока.

Два основных компонента кривой отключения:

1. Кривая отключения по теплу: Это кривая отключения для биметаллической пластины, которая предназначена для более медленных перегрузок по току, чтобы обеспечить пусковой ток/пуск. (См. кривые ниже)
2. Кривая электромагнитного отключения: это кривая отключения катушки или соленоида. Он предназначен для быстрой реакции на большие перегрузки по току, такие как короткое замыкание. (См. кривые ниже)

При более низких токах перегрузки активна только защита от перегрева. С определенного предела электромагнитное расцепление должно срабатывать в пределах допустимого диапазона.

Что такое кривая B?

Кривая B предназначена для защиты кабелей и сигнальных устройств низкого уровня, таких как ПЛК. Электромагнитное отключение в три-пять раз превышает номинальный ток дополнительной защиты (3~5 x In). Малое время срабатывания этих устройств сводит к минимуму повреждение проводников цепей управления при низкоуровневых замыканиях.

Что такое кривая С?

Кривая C разработана для приложений с умеренными пусковыми токами, таких как освещение, цепи управления и катушки, компьютеры и бытовая техника. Электромагнитное отключение в пять-десять раз превышает номинальный ток дополнительной защиты (5~10 x In). Более высокий уровень мгновенного срабатывания предотвращает ложное срабатывание, а защищаемые компоненты обычно могут выдерживать более высокие токи короткого замыкания без повреждения.

Что такое кривая D?

Кривая D разработана для устройств с высокими пусковыми токами, т. е. трансформаторов, источников питания и нагревателей. Электромагнитное отключение в десять-двадцать раз превышает номинальный ток дополнительной защиты (10~20 x In). Высокий уровень мгновенного срабатывания предотвращает ложное срабатывание, а защищаемые компоненты обычно могут выдерживать более высокие токи короткого замыкания без повреждения.

Что такое кривая К?

Кривая K разработана для применений с высокими пусковыми токами. Электромагнитное отключение в десять-четырнадцать раз превышает номинальный ток дополнительной защиты (10~14 x In).

Что такое кривая Z?

Кривая Z разработана для приложений с очень низкими пусковыми токами. Электромагнитное расцепление в два-три раза превышает номинальный ток дополнительной защиты (2~3 x In). Эти типы миниатюрных автоматических выключателей очень чувствительны к коротким замыканиям. Они используются для защиты высокочувствительных устройств, таких как полупроводниковые устройства.

Понимание кривых отключения — c3controls

Введение в кривые отключения

Кривые отключения, также известные как кривые времени и тока, могут быть пугающей темой. Цель этой короткой статьи — познакомить вас с концепцией кривых траектории и объяснить, как их читать и понимать.

Что такое UL?

Underwriters Laboratories (UL) была основана в 1894 году как Электрическое бюро страховщиков, бюро Национального совета пожарных страховщиков. UL была основана в первую очередь для проведения независимых испытаний и сертификации пожарной безопасности электротехнических изделий. Эти продукты включают в себя устройства защиты цепей, обсуждаемые в этой статье.

Устройства защиты цепи

Защита цепи используется для защиты проводов и электрического оборудования от повреждения в случае электрической перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Грозовые разряды, перегрузка электрических розеток или внезапный скачок напряжения могут привести к возникновению опасной ситуации, которая может привести к пожару, повреждению оборудования или травмам. Защита цепи предназначена для устранения этого риска до того, как он возникнет, путем отключения питания цепи.

Что такое кривая отключения?

Проще говоря, кривая срабатывания — это графическое представление ожидаемого поведения устройства защиты цепи. Устройства защиты цепей бывают разных форм, включая предохранители, миниатюрные автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе, дополнительные устройства защиты, автоматические выключатели защиты двигателя, реле перегрузки, электронные предохранители и воздушные автоматические выключатели.

Кривые отключения показывают время отключения устройств максимального тока на основе заданного уровня тока. Они предоставляются производителями устройств защиты цепей, чтобы помочь пользователям выбрать устройства, которые обеспечивают надлежащую защиту оборудования и производительность, избегая ложных отключений.

Различные типы кривых отключения

Зачем нужны разные кривые отключения?

Автоматические выключатели должны срабатывать достаточно быстро, чтобы избежать отказа оборудования или проводки, но не настолько быстро, чтобы давать ложные или ложные срабатывания.

Во избежание ложных срабатываний автоматические выключатели должны иметь соответствующие параметры для компенсации пускового тока. NEMA определяет мгновенный пиковый бросок как мгновенный переходный ток, который происходит сразу (в течение половины периода переменного тока) после замыкания контакта .

Пусковой ток вызывает приглушение света в доме при запуске двигателя, например, в сушилке для белья или пылесосе.

На рис. 2 (ниже) показан пример пускового тока для двигателя переменного тока.

Как видно из графика, пусковой ток, вызванный включением двигателя, составляет 30 А. Он намного выше рабочего или установившегося тока. Пусковой ток достигает пика, а затем начинает затухать по мере того, как двигатель раскручивается.

Нам нужны разные кривые отключения, чтобы сбалансировать необходимое количество защиты от перегрузки по току с оптимальной работой машины. Выбор автоматического выключателя с кривой отключения, которая срабатывает слишком рано, может привести к нежелательному отключению. Выбор автоматического выключателя, который срабатывает слишком поздно, может привести к катастрофическому повреждению машины и кабелей.

Как работает MCB?

Чтобы понять кривую срабатывания, полезно понять, как работает миниатюрный автоматический выключатель или устройство защиты от перегрузки по току. На рис. 3 ниже показан вид миниатюрного автоматического выключателя (MCB) изнутри.

Миниатюрный автоматический выключатель с биметаллической пластиной (2) и магнитной катушкой/соленоидом (6) может быть двумя отдельными типами устройств защиты цепи в одном. Биметаллическая пластина обеспечивает защиту от перегрузок в ответ на меньшие перегрузки по току, обычно в 10 раз превышающие рабочий ток. Металлическая полоса состоит из двух полос разных металлов, соединенных вместе, которые расширяются с разной скоростью при нагревании. В ситуации перегрузки биметаллическая полоса изгибается, и это движение приводит в действие расцепляющий механизм и разрывает (размыкает) цепь. Лента преобразует изменение температуры в механическое перемещение.

Магнитная катушка или соленоид (6) реагирует на быстрые и высокие перегрузки по току, вызванные короткими замыканиями, обычно более чем в 10 раз превышающие рабочий ток – до десятков или сотен тысяч ампер. Сильный ток вызывает создание магнитного поля катушкой, которая быстро (в течение микросекунд) перемещает внутренний поршень, приводя в действие исполнительный механизм и размыкая цепь.

Кривая отключения

Рис. 4 (ниже) представляет собой график кривой отключения.

• Ось X представляет кратное значение рабочего тока автоматического выключателя.
• Ось Y представляет время срабатывания. Логарифмическая шкала используется для отображения времени от 0,001 секунды до 10 000 секунд (2,77 часа) при кратности рабочего тока.

На рис. 5 (ниже) показана кривая отключения B, наложенная на график. Тремя основными компонентами кривой отключения являются:

1. Тепловая кривая отключения. Это кривая отключения для биметаллической пластины, которая предназначена для более медленных перегрузок по току, чтобы учесть бросок/запуск, как описано выше.
2. Кривая магнитного отключения. Это кривая срабатывания катушки или соленоида. Он предназначен для быстрой реакции на большие перегрузки по току, такие как короткое замыкание.
3. Идеальная кривая поездки. Эта кривая показывает желаемую кривую срабатывания биметаллической пластины. Из-за органической природы биметаллической пластины и изменяющихся условий окружающей среды трудно точно предсказать точную точку срабатывания.

Как кривая отключения связана с фактическим автоматическим выключателем?

На рис. 6 (ниже) показано, как внутренние компоненты MCB соотносятся с кривой срабатывания.

В верхней части диаграммы показана кривая теплового отключения для биметаллической пластины. Это говорит нам о том, что при 1,5-кратном номинальном токе самое быстрое срабатывание автоматического выключателя составляет сорок секунд (1). Сорок секунд при двойном номинальном токе — это самое медленное срабатывание автоматического выключателя (2).

Нижняя часть диаграммы предназначена для магнитного отключения катушки/соленоида; От 0,02 до 2,5 секунд при 3-кратном номинальном токе — это самое быстрое время срабатывания автоматического выключателя (3). Такая же продолжительность, от 0,02 до 2,5 секунд, при 5-кратном номинальном токе является наибольшим временем, которое требуется автомату для отключения (4).

Область, заштрихованная между ними, — это зона срабатывания.

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ. Кривые срабатывания представляют прогнозируемое поведение автоматического выключателя в холодном состоянии (температура окружающей среды в помещении). Холодное состояние — это когда биметаллическая пластина находится в пределах рабочей температуры окружающей среды для выключателя. Если выключатель недавно испытал тепловое отключение и не остыл до температуры окружающей среды, он может отключиться раньше.

Собираем все вместе

На рис. 7 (ниже) эти концепции показаны более четко.

Обратите особое внимание на зону срабатывания, где выключатель может сработать или не сработать. Думайте об этом как о зоне кота Шредингера. Внутри зоны, пока не произойдет перегрузка по току, мы не знаем точно, когда/сработает ли выключатель (кот Шредингера = мертвый) или не сработает ли выключатель (кот Шредингера = живой).

Теперь, когда мы собрали все вместе, становится ясно, что выбор автоматического выключателя на 10 А, кривая B может привести к ложным срабатываниям, поскольку выключатель входит в зону срабатывания при 30 А. (См. рис. 8 ниже.) Наиболее часто для электродвигателей выбирают выключатели с характеристикой D, хотя иногда можно выбрать выключатели с характеристикой C для приложений со смешанной нагрузкой в ​​одной и той же цепи.

Тремя наиболее распространенными кривыми отключения для миниатюрных автоматических выключателей являются B, C и D. Поместив все три на одну диаграмму (рис. 9 ниже), мы можем увидеть, как тепловая часть кривых похожа друг на друга, но существуют различия в том, как работает магнитная характеристика (катушка/соленоид) и, следовательно, автоматический выключатель.

Вкратце:

Защита цепи используется для защиты проводов и электрического оборудования от повреждений в случае электрической перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Грозовые разряды, перегрузка электрических розеток или внезапный скачок напряжения могут привести к возникновению опасной ситуации, которая может привести к возгоранию, повреждению оборудования или травмам. Защита цепи предназначена для устранения этого риска до того, как он возникнет, путем отключения питания цепи.

• К устройствам защиты цепей относятся плавкие предохранители, миниатюрные автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе, дополнительные устройства защиты, автоматические выключатели защиты двигателя, реле перегрузки, электронные предохранители и воздушные автоматические выключатели.
• Кривые срабатывания прогнозируют поведение устройств защиты цепи как в более медленных и меньших условиях перегрузки по току, так и в более крупных и быстрых условиях перегрузки по току.
• Выбор правильной кривой срабатывания для вашего приложения обеспечивает надежную защиту цепи, ограничивая при этом ложные срабатывания.

Этот документ представляет собой краткий обзор кривых отключения. Это не окончательный ответ по этой теме. Нам еще многое предстоит узнать, включая другие типы кривых отключения и координацию автоматических выключателей. Теперь, когда мы рассмотрели основы, можно уверенно подходить к этим темам.

Заявление об отказе от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется с пониманием того, что авторы и издатели не занимаются предоставлением инженерных или других профессиональных консультаций или услуг. Практика проектирования определяется конкретными обстоятельствами, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может учесть все соответствующие факторы и желаемые результаты. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако некоторая информация в этих официальных документах может быть неполной, неверной или неприменимой к конкретным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования, доверия или действий на основании информации, содержащейся в этом техническом документе.