Время токовая характеристика автоматического выключателя: Время-токовые характеристики автоматических выключателей и предохранителей

Содержание

Время-токовые характеристики у автоматических выключателей

Одной из важных характеристик автоматического выключателя является тип время токовой характеристики, которая во многом определяет его защитные свойства. В настоящее время используются автоматы нескольких стандартизованных время-токовых характеристик, но при этом у различных производителей существуют автоматические выключатели с параметрами, отличающимися от заложенных в нормативных документах. Допустимо ли это и не несет ли ограничений в использовании таких устройств в электроустановках рассмотрим ниже.

Например, у автоматического выключателя серии Easy 9 тип С производства Schneider Electric диапазон мгновенного срабатывания составляет 6.4 – 9.6 In, что отличается от принятых для типа С пороговых значений 5-10 In. Давайте попробуем разобраться, что это может означать.

С одной стороны, данный автомат имеет более узкий, чем принято диапазон срабатывания, что говорит о высоком качестве его изготовления и точности настройки магнитного расцепителя. Для модульных автоматических выключателей это скорее исключение, т.к. это продукция массового производства и для нее скорее возможен разброс характеристик в большую сторону, а вот сделать автомат более точным это говорит о высоком уровне культуры производства. При этом, Easy 9 — это серия среднего ценового сегмента, цена которой значительно более доступная, чем у аналогичных устройств европейского производства, что делает ее еще более привлекательной для использования. Однако, есть нормативные документы, которые содержат определенные требования к параметрам, которым должны соответствовать все без исключения модульные автоматические выключатели. Насколько им соответствует Easy 9?

Стандарт, определяющий требование к подобным автоматическим выключателям, ГОСТ Р 50345-2010 «Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Ч.1 Автоматические выключатели для переменного тока». Согласно его  требованиям стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления для типа С установлены в пределах 5In-10In (п. 5.3.5). При этом речь идет именно о диапазонах, а не о жестких границах, соответствие которым обязательно. В данном случае пределы срабатывания автомата Easy 9 типа С 6.4-9.6 In вполне соответствуют требованиям ГОСТ т.к. вписываются в требуемый диапазон.

Помимо диапазона тока мгновенного расцепления этот же ГОСТ в п. 9.10.2 устанавливает общие условия испытания и время срабатывания выключателей различного типа при приложении к ним токов соответствующей кратности. Так, для выключателей типа С, ток, равный 5 In пропускают через все полюса, при этом время размыкания должно быть не менее 0.1 с. Затем ток, равный 10 In пропускаю через все полюса и время размыкания должно быть менее 0.1 с. Получается, что пределы мгновенного расцепления автомата Easy 9 типа С позволяют гарантировано выполнять требования по времени срабатывания и соответствует требованиям ГОСТ.

С точки зрения защиты от поражения электрическим током предлагаемые пределы срабатывания   6.4-9.6 In также соответствуют требованиям ГОСТ. Так для автоматических выключателей ГОСТ Р 50571.3-2009 «ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Часть 4-41 Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током» устанавливает время отключения не более 0.4 сек для электрических цепей переменного тока с напряжением до 230 В и номинальным током до 32 А.

Для оценки правильности выбора параметров автоматических выключателей проводится проверка срабатывания защиты при системе с заземленной нейтралью. Эта так называемый замер полного сопротивления петли фаза- ноль, который позволяет узнать реальный ток короткого замыкания на данном участке цепи и оценить реальное время срабатывания автоматического выключателя и его соответствие установленным значениям.  По требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) это один из обязательных периодических видов испытаний для электроустановок до 1000 В.  В разделе «Нормы испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей» ПТЭЭП п. 28 есть требование, что при замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее 1.1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя (отсечки). Т.е. значение тока, с которым будут сравнивать реальное значение также берется исходя из действующих параметров автоматического выключателя. В случае автоматического выключателя Easy 9 типа С  формула  расчета требуемого порога будет выглядеть как 1,1*9,6*In.

Таким образом, говоря об оборудовании Easy 9 можно отметить высокое качество его производства, а в сочетании с доступной ценой это одно из самых привлекательных предложений среди серий модульного оборудования на рынке.  Принятые в автомате Easy 9 типа С пороги мгновенного срабатывания 6.4-9.6 In полностью соответствуют требованиям нормативных документов и устройство с такими параметрами может применяться без каких либо ограничений.

Стать предоставлена Schneider Electric.

%d0%b2%d1%80%d0%b5%d0%bc%d1%8f-%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%b2%d0%b0%d1%8f%20%d1%85%d0%b0%d1%80%d0%b0%d0%ba%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b8%d0%ba%d0%b0 — с русского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АлтайскийАрабскийАрмянскийБаскскийБашкирскийБелорусскийВенгерскийВепсскийВодскийГреческийДатскийИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИсландскийИтальянскийКазахскийКарачаевскийКитайскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПерсидскийПольскийПортугальскийСловацкийСловенскийСуахилиТаджикскийТайскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрумскийФинскийФранцузскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский

Время-токовые характеристики автоматических выключателей | PoweredHouse

При нормальной работе электросети и всех приборов через автоматический выключатель (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.

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 скачек 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.
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.

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.

Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ (Коротком замыкании), благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться разогрева теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.

Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время-токовой характеристикой автоматического выключателя.

Букв B, C, D на корпусах модульных автоматов характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время-токовую характеристику.

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

  • B — от 3 до 5хIn;
  • C — от 5 до 10хIn;
  • D — от 10 до 20хIn.

Рассмотрим 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 16*(3…5)=48…80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5…10)=80…160А.

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. Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ.

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. Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирная линия – это верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

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. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

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.

При прохождении через автомат С16 тока 5хIn (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

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.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПЕРЕВОД. Электрика. Автоматика . Радиоэлектроника. Кондиционирование воздуха. Вентиляция


— тепловым при перегрузках

Тепловая перегрузка, это такое состояние неповрежденной электрической цепи, при котором в ней течет ток, значение которого выше номинального, что, разумеется, может стать причиной перегрева изоляции проводников и возникновения возгорания.
Подробнее см. здесь.

— электромагнитным

В исходном тексте написано «magnetic«, т. е. магнитным (способом). Но это неправильно. Усилие, освобождающее удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя, создается электромагнитом, через катушку которого протекает ток главной цепи автоматического выключателя.

в миниатюрных автоматических выключателях

В российской классификации отсуствуют «миниатюрные автоматические выключатели» (подробнее см. здесь). Поэтому в переводном тексте эта фраза опущена.

время-токовых характеристик

Время-токовая характеристика представляет собой зависимость времения срабатывания автоматического выключателя от тока, протекающего в его главной цепи.

На рисунке слева представлена типичная время-токовая характеристика автоматического выключателя.
По оси ординат отложено время срабатывания автоматического выключателя в секундах.
По оси абсцисс — отношение тока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя к номинальному току.
Из графика видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности.
Иными словами, до тех пор, пока ток, протекающий в главной цепи автоматического выключателя, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не отключится.
Из графика также видно, что чем больше значение I/Iн, тем быстрее автоматический выключатель отключится. Так, например, (для левой кривой) при значении I/Iн=7 автоматический выключатель отключится через 0,1 секунды.

Для справки

Согласно ГОСТ Р 50030.1-2000

Время-токовая характеристика (автоматического выключателя) — Кривая, отражающая взаимосвязь времени, например преддугового или рабочего, и ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации.

… обратно пропорционально значению тока

Действительно, чем больше ток, тем интенсивнее нагревается и изгибается биметаллическая пластина и тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Тепловой расцепитель характеризуется тепловой инерцией …

Смысл исходного текста изложен очень туманно.
На самом деле ситуация довольно простая.
Биметаллическая пластина нагревается, изгибается и отключает автоматический выключатель. Поскольку пластина имеет опредленную массу, то для того, чтобы она остыла, приняла неизогнутое положение и дала возможность снова включить автоматический выключатель, должно пройти какое-то время. Обычно можно не дожидаться, пока пластина охладится до температуры окружающего воздуха. Автоматический выключатель удается включить, когда биметаллическая пластина еще достаточно теплая. В этом-то случае время до следующего срабатывания, разумеется уменьшится. Если же перед повторным включением дать пластине остыть до температуры окружающего воздуха, то время до следующего срабатывания не изменится.

Электромагнитный расцепитель

В исходном тексте написано «magnetic release».
В Lingvo 12 есть термин «magnetic release device», который переводится как «магнитный расцепитель».
Трудно сказать, применяются ли в технике магнитные расцепители. Но совершенно точно известно, что в автоматических выключателях таковых нет, а есть электромагнитные расцепители.

Автоматические выключатели DPX в литом корпусе . ..

В российской классификации отсуствуют «автоматические выключатели в литом корпусе» (подробнее см. здесь). Поэтому в переводном тексте эта фраза опущена.

Im (до 10 x Ir)

В данном каталоге:


  • Ir — значение тока, от которого начинается зона действия защиты от перегрузки (соответствует зоне действия теплового расцепителя). В электронном расцепителе для Ir можно выбрать одно из семи значений в диапазоне от 0,4 до 1,0 от номинального тока (In)
  • Im — значение тока от которого начинается зона действия защиты от короткого замыкания (соответствует зоне действия электромагнитного расцепителя). В электронном расцепителе Im ступенчато настраивается в диапазоне от 2 до 12 Ir.

… селективности срабатывания …

Селективность срабатывания аппаратов защиты является очень важным параметром систем защиты электроустановок.

Для справки

Согласно ГОСТ Р 50030. 1-2000 (МЭК 60947-1-99):

Селективность по сверхтокам:Координация рабочих характеристик двух или нескольких устройств для защиты от сверхтоков с таким расчетом, чтобы в случае возникновения сверхтоков в пределах указанного диапазона срабатывало только устройство, предназначенное для оперирования в данном диапазоне, а прочие не срабатывали.

Примечание. Различаются последовательная селективность, когда через различные устройства для защиты от сверхтоков проходит практически одинаковый сверхток, и параллельная селективность, когда через тождественные защитные устройства проходят различные доли сверхтока.

… косвенного прикосновения и тока повреждения …

Для справки

Ток повреждения (fault current) — ток, появившийся в результате повреждения или перекрытия изоляции.
Косвенное прикосновение (indirect contact) — электрический контакт людей или животных с открытыми токопроводящими частями, которые оказались под напряжением при повреждении изоляции. (ГОСТ Р МЭК 61140-2000).

Основные технические характеристики автоматических выключателей

Автор Alexey На чтение 5 мин. Просмотров 657 Опубликовано Обновлено

Для защиты электрических цепей от длительных токовых перегрузок I> In  и короткого замыкания  Iкз применяются автоматические выключатели (модульные автоматы). Конструктивно они состоят из смонтированных в негорючем пластиковом корпусе клемм, контактов, гасителя дуги, ручного устройства включения, электромагнитного и теплового расщепителей.

Устройство АВ (рис. 1 )

 

Пояснения работы АВ

Индуктивная катушка, включённая последовательно между клеммами автомата, при прохождении через неё большого тока, работает как магнит, воздействуя на защёлку, освобождающую пружинный механизм контактной группы, тем самым размыкая электрическую цепь, предохраняя линию от токов перегрузки  и токов короткого замыкания.

Казалось бы, всё просто: превышена нагрузка – сработала защита. Но в момент включения электроприборов, их пусковой ток может превышать номинальное значение в несколько раз. Напрашивается решение – поставить электромагнитный выключатель, выдерживающий наибольшие стартовые нагрузки.

Но проводники в сетях рассчитаны на номинальный рабочий ток. Они способны выдерживать кратковременные перегрузки без какого-либо вреда, что неверно при продолжительных перегрузках, в этом случае провод разогреется до температуры возгорания изоляции, а выключатель так и не выключит напряжение, пока жилы не замкнутся между собой.

Тепловой расцепитель

Дорогостоящим решением может стать увеличение поперечного сечения кабеля до значений пусковых токов.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя (рис.2)

Но есть более дешёвый способ уберечь линии от возгораний, давая им работать в режиме импульсных перегрузок. Этот принцип реализован в тепловом расцепителе – биметаллической пластине, дугообразной формы, способной выдерживать большие токи, по мере нагревания менять свои геометрические параметры распрямляясь, тем самим, надавливая на спусковой механизм отключающего устройства.

Поскольку на нагревание нужно время, то выключение происходит не сразу, а по истечении некоторого периода времени, которого должно хватить на возвращение силы тока от стартового до рабочего значения, при котором количества теплоты выделяется меньше и его недостаточно для выпрямления биметаллической пластины, – отключение не происходит.

Время-токовые характеристики

При коротком замыкании, из-за большего, чем у обычных проводников сопротивления, данная пластина моментально разогреется до температуры плавления, и не успеет сработать. Поэтому, последовательно устанавливают электромагнитный выключатель, который реагируя на КЗ, практически моментально обрывает цепь, защищая линии, электроприборы и биметаллическую пластину.

Ток его срабатывания (отсечки) I всегда выше номинального, указанного на устройстве. Отношение I к номинальному, коэффициент k= I/ In называют время-токовой характеристикой, в зависимости от предназначения автомата, обозначаемой на корпусе перед номинальный током, в виде латинских букв (см. рис. 3):

  • А, k= 1,3. Используется для протяжённых линий, питания электронных устройств, пусковые перегрузки почти отсутствуют.
  • В, k=5. Предназначен для питания электроосветительных сетей, не имеющих больших стартовых токов.
  • С, k=10. Самый распространённый в быту подвид автоматических выключателей. Первоначальные нагрузки умеренные.
  • D, k=25. Выдерживает большие импульсы тока, предназначен для обслуживания электродвигателей с тяжёлым запуском.

Применение в одной сети, последовательно включённых автоматов с разными характеристиками позволяет создать селективную защиту, при которой нештатная ситуация на линии не будет вызывать отключения главного вводного автомата.

График срабатывания автоматического выключателя с разными типами время токовых характеристик (рис.3)

Указанные коэффициенты означают, что при I= k* In автомат сработает практически моментально, благодаря электромагнитному выключателю. Если ток в диапазоне: In < I < k* In, то время отключения зависит от:

  •  температуры окружающей среды;
  •  температуры самого автомата;
  • наличия рядом других работающих модульных выключателей;
  •  погрешности самого устройства.

Существуют графики зависимости времени выключения от k= I/ In для каждой категории. Две линии указывают диапазон возможного времени отключения, нижняя – для горячего устройства, верхняя для холодного. Теперь ясно, почему в жару автомат срабатывает быстрее.

Примеры время-токовых характеристик

Допустим, случилась пятикратная перегрузка выключателя типа С: I= 5* In.(см. рис.4) В горячем, прогретом долгой работой состоянии, автомат отключится за время от 0,02 до 1,1секунды с помощью нагревающейся биметаллической пластины. Вертикаль показывает диапазон возможного значения времени срабатывания.

Время-токовая характеристика при 5-ти кратной перегрузке (рис.4)

Прямая линия графика, уходящая вправо, показывает быстродействие электромеханической защиты при большей ступени перегрузки. Кривая, уходящая влево и вверх, показывает, какое время нужно на нагревание биметаллической пластины, чтобы она сработала при k<5.

При двукратном превышении номинала, отключение произойдёт через 10 секунд максимум (рис.5), если в полтора раза превысить ток, то потребуется приблизительно 40с.

Время-токовая характеристика при 2-х кратной перегрузке (рис.5)

Из графика понятно, что при k=1,13 автомат не сработает практически никогда (рис .6). Этот нюанс называют условным током не отключения, его нужно учитывать при практических расчётах.

Время-токовая характеристика при 1,13 кратной перегрузке (рис.6)

Для холодного устройства алгоритм определения тот же. Заметно, что время выключения больше, для той же пятикратной нагрузки будет уже около тридцати секунд.

Чтобы устройство сработало в том же периоде, что и в горячем состоянии, нужна уже десятикратная перегрузка.

Это крайние значения, для температуры среды в +30° С. На практике реальное время будет в этих пределах, в зависимости от температурного коэффициента kt окружающего воздуха и коэффициента kn, учитывающего тепловыделение других работающих рядом автоматов.

На графиках видно, как они изменяются в зависимости от температуры и количества устройств на дин рейке.

Маркировка автомата

Исходя из этого, для расчетов нужно использовать скорректированный, по температурным показателям номинальный ток In°t = In* kn* kt.

Маркировка автоматического выключателя

На корпусе указывается номинальное напряжение, тип, ток, серия, логотип производителя. Важно не спутать: указанный ток КЗ (например: 4,5кА), – это не значение отсечки, а кратковременная перегрузка, которую может выдержать автомат. Наиболее надёжной и износостойкой является продукция от АВВ, Legrand, Siemens, Schneider.

Выключатели автоматические силовые EKF серии ВА-99

Прайс-лист

Выключатели автоматические серии ВА-99 предназначены для нечастых (до 30) оперативных включений и отключений тока в нормальном режиме, а также защиты от токов перегрузки и коротких замыканий распределительных сетей и электродвигателей. Выключатели могут применяться в электроустановках с номинальным напряжением до 400 В переменного тока частотой 50 Гц с токами от 12,5 до 1600 А. Выключатели ВА-99 имеют шесть исполнений корпуса.

 

Преимущества:

  • Предельная коммутационная способность до 50 кА.
  • Номинальный ток до 1600 А.
  • Полный ассортимент дополнительных устройств.
  • Регулирующая уставка по току Ir = (0,8 – 1 In) для ТМ регулируемого и Ir = (0,4 – 1 In) для микропроцессорного расцепителей.
  • Внешние контакты — посеребренная медь.
  • Внутренний контакт выполнен из бескислородной меди.
  • Корпуса изготовлены из не поддерживающей горение пластмассы.
  • Гарантия 5 лет.

 

Технические характеристики:

Параметры

Значения

ВА-99/125А

ВА-99/160А

ВА-99/250А

ВА-99/400А

ВА-99/800А

ВА-99/1600А

Номинальное напряжение изоляции, Ui, В

500

800

800

800

800

800

Номинальное рабочее напряжение, Ue, В

400

400

400

400

400

400

Предельная отключающая способность, Icu, кА

25

35

35

35

35

50

Рабочая отключающая способность, Ics, кА

17,5

26,25

26,25

35

35

50

Номинальный пиковый ток короткого замыкания, Icm, кА

2,1хIcu

2,2хIcu

Механическая износостойкость, циклов, не менее

8500

7000

7000

4000

4000

2500

Электрическая износостойкость, циклов, не менее

1500

1000

1000

1000

1000

500

Энергопотребление, Вт

25

40

50

70

70

150

Мощность рассеивания, Вт

25

30

50

60

60

150

Кол-во полюсов (стандарт)

3P

Исполнения под заказ

3P+N, 4P

Категория применения по ГОСТ Р 50030. 2

A

B

Степень защиты оболочки выключателя

IP 30

Диапазон рабочих температур, °С

от -25 до +40; от -5 до +40 (для электронных)

Климатическое исполнение

УХЛ3; УХЛ3.1 (для электронных)

Высота над уровнем моря, м

до 4000

Срок службы, не менее, лет

15

 

 

Время-токовые характеристики автоматических выключателей ВА-99 с микропроцессорным расцепителем

Характеристика расцепления выключателя при включении по I2t

Характеристика расцепления выключателя при отключении по I2t

Характеристика токоограничения выключателей при напряжении 400В

1 — ВА-99/125; 4 — ВА-99/400; 2 — ВА-99/160; 5 — ВА-99/800; 3 — ВА-99/250; 6 — ВА-99/1600

 

Габаритные и установочные размеры

ВА-99/125 и ВА-99/250

Выводы Шаблоны
Передние для медных кабелей и шин (с разделительными пластинами между фазами) Передние для медных кабелей и шин (с высокими или низкими клеммными крышками) Шаблон для разметки и сверления металлической панели (минимальная толщи на панели: 3 мм) Шаблон для разметки и сверления двери шкафа и установки фланца (минимальная толщина панели: 1,5 — 2 мм)

 

Для передних приводов

 

Наименование A B C D E F G H I L M

N

3 POL 4POL

O

3 POL 4POL

P Q
BA-99/125 78 103 39 91 25 116 91 25,5 10,5×11 29 62 83,5 108,5 86 111 42 48
BA-99/160 90 120 45 103 30 133 93 27,5 12,5×12,52 76 0 95,5 125,5 98 128 48 48

 

Типовые схемы подключения:

 

 

 

Изображение

Наименование

Номинальный ток расцепителя, In , А

Вид расцепителя

Уставка электромагнитного расцепителя

Масса нетто, кг

3P

4P

ВА-99/125 12,5А

12,5

ТМ

500А

1

1,3

ВА-99/125 16 А

16

ВА-99/125 25А

25

ВА-99/125 32А

32

ВА-99/125 40А

40

ВА-99/125 50А

50

10xIn

ВА-99/125 63А

63

ВА-99/125 80А

80

ВА-99/125 100А

100

ВА-99/125 125А

125

ВА-99/160 16 А

16

ТМ регулируемый

10xIn

1,4

1,7

ВА-99/160 25А

25

ВА-99/160 32А

32

ВА-99/160 40А

40

ВА-99/160 50А

50

ВА-99/160 63А

63

ВА-99/160 80А

80

ВА-99/160 100А

100

ВА-99/160 125А

125

ВА-99/160 160А

160

ВА-99/250 125А

125

ТМ регулируемый

10xIn

3,4

4,7

ВА-99/250 160А

160

ВА-99/250 200А

200

ВА-99/250 250А

250

ВА-99/400 250А

250

ТМ регулируемый

10xIn

5,5

7,5

ВА-99/400 315А

315

ВА-99/400 400А

400

ВА-99/400 400А

400

микро-процессорный

регулируемая

ВА-99/800 400А

400

ТМ

10xIn

9,5

12

ВА-99/800 500А

500

ВА-99/800 630А

630

ВА-99/800 800А

800

ВА-99/800 800А

800

микро-процессорный

регулируемая

ВА-99/1600 1000А

1000

микро-процессорный

регулируемая

23,5

26,5

ВА-99/1600 1250А

1250

ВА-99/1600 1600А

1600

 

Время-токовые характеристики автоматов.

| ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Сегодня продолжу рассказывать про автоматические выключатели в свете измерения сопротивления петли «фаза-нуль».

В последней статье посвященной измерению сопротивления петли «фаза-ноль» я обмолвился о время-токовых характеристиках автоматических выключателей. Сегодня приведу для примера такие характеристики для автомата типа ВА47-29:

Для каждого автоматического выключателя такая характеристика своя. Обычно она приводится в паспорте на автомат в том виде как показано на рисунке. Т.е. имеется некоторый разброс в параметрах. Как можно заметить разброс этот достаточно большой.

— для характеристики «В» ток отсечки (ток электромагнитного расцепителя) может находиться в интервале от 3Iн до 5Iн;

— для характеристики «С» — от 5Iн до 10Iн;

— для характеристики «D» — от 10Iн до 14Iн.

Значит, измеренный или рассчитанный нами ток короткого замыкания для конкретной линии может, как удовлетворять параметрам автоматического выключателя (быть достаточным для его отключения), так и не удовлетворять.

Реальную же характеристику зависимости времени срабатывания автоматического выключателя от протекающего через него тока для каждого конкретного автомата можно получить только путем проведения проверки параметров этого автомата.

Но многие лаборатории не имеют оборудования для испытания автоматических выключателей. и соответственно, у них нет такого вида работ. Поступают просто. Для проверки соответствия автоматического выключателя параметрам линии ( возможному току короткого замыкания) используют верхнее значение тока отсечки, т.е. для характеристики «С» это 10Iн. Такой подход вполне оправдан, т.к. автомат наверняка отключится при токе большем большего возможного тока срабатывания расцепителя, но в ряде случаев не достаточно достоверен. Потому что если измеренный ток короткого замыкания меньше 10Iн, то, разумеется при исправном состоянии проводов линии, необходима замена автоматического выключателя на подходящий. Хотя при проведении проверки автоматического выключателя может выясниться. что ток срабатывания его составляет, например, 7Iн и в этом случае уже при измеренном нами токе короткого замыкания автомат должен уверенно отключаться, т.е. замена автомата не требовалась.

Вернемся к время-токовой характеристике. Допустим, мы провели проверку автомата и по измеренным параметрам получили его индивидуальную характеристику ( отображена зеленой линией на рисунке).

Что она нам дает?

Согласно ПУЭ п.1.7.79 время автоматического отключения питания в системе TN не должно превышать значения 0,4с при фазном напряжении 220В , но в цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5с.

Таким образом, имеем две точки на характеристике 0,4с и 5с. В зависимости от места установки автоматического выключателя определяем, какая точка нужна нам и находим в этой точке ток срабатывания (отключения) автоматического выключателя.

Из полученной нами характеристики (зеленая линия) видно, автомат отключится за 0,4с при семикратном от номинального токе, а за 5 с при токе 4,5Iн.

Еще раз отвечу на частый вопрос: Зачем измерять сопротивление петли «фаза-нуль»?

Зная сопротивление петли «фаза-нуль» какой-то цепи (линии), можно найти ток короткого замыкания, который в этой линии может развиться. А зная этот ток, можно ответить на вопрос: сработает ли установленный в этой линии автоматический выключатель и за какое время.

Вот на сегодня и все. Если возникли вопросы, спрашивайте.

Общие сведения о кривых времени и тока — Основы PAC

Защита от перегрузки по току часто является самой простой и дешевой в использовании, но в большинстве случаев ее применение, как правило, затруднено. Хотя основная цель защиты энергосистемы — максимально быстро изолировать неисправности, нельзя сбрасывать со счетов ограничение перерывов в обслуживании до минимума. Эффективная максимальная токовая защита осуществляется посредством исследования координации по максимальному току, и вместе с координацией возникает концепция кривых время-ток.

Время Текущие кривые

Временная кривая тока (TCC) — это графическое представление рабочих характеристик устройств максимальной токовой защиты при различных величинах токов короткого замыкания. TCC — это двухмерный график с током по оси x и временем по оси y с обеими осями в логарифмическом масштабе. Ось тока может быть выражена в амперах и может быть масштабирована до 10, в то время как ось времени обычно находится в диапазоне от 0,01 до 1000 с.

На рис. 1 показан график TCC предохранителя и реле максимального тока. Обратите внимание на текущую ось. На этом графике ось тока выражена в амперах с множителем тока 10 и опорным напряжением 13,8 кВ.

Предостережение.

Важно, чтобы на графике TCC были указаны множитель тока и опорное напряжение, чтобы избежать неправильной интерпретации.

Рисунок 1. График TCC предохранителя и реле максимального тока

Как и другие устройства защиты ( см. Дифференциальную защиту со смещением ), график TCC имеет области «срабатывания» и «без срабатывания».Область справа и над кривой время-ток устройства является областью «работы», а область слева и ниже кривой зависимости тока устройства от времени является областью «не работает». На рисунке 1 область слева и под кривой зависимости тока предохранителя от времени является его «неработающей» областью. Область справа и над кривой время-ток предохранителя — это его «рабочая» зона и в то же время «не срабатывающая» зона реле максимального тока.

Для конкретного значения тока короткого замыкания время срабатывания устройства максимального тока может быть определено по его кривой время-ток. Это точка на оси ординат, в которой ток короткого замыкания пересекает кривую время-ток устройства.

Рисунок 2. Ток повреждения 2000А.

На рисунке 2 неисправность 2000А показана вертикальной стрелкой. При этом значении тока короткого замыкания предполагается, что предохранитель сработает за 0,074 с, а реле максимального тока сработает за 5,73 с.

Щелкните ссылку , чтобы узнать о параметрах, которые определяют кривую времени и тока устройства максимального тока.

Координационный интервал времени

Итак, когда мы можем сказать, что устройства максимальной токовой защиты эффективно согласованы?

Перед этим давайте сначала ответим на этот вопрос.Зачем нужна согласованность устройств максимальной токовой защиты?

В нашем предыдущем обсуждении мы изложили концепцию зон защиты, а также цели координации сверхтоков. Суть в том, чтобы ограничить продолжительность перерывов в обслуживании, гарантируя, что будут работать только устройства, необходимые для локализации неисправности.

Теперь вернемся к первому вопросу,

.

когда можно сказать, что устройства максимальной токовой защиты эффективно координируются?

Построив кривые время-ток, мы можем оценить соответствующее время срабатывания устройств максимального тока.По этим временам работы мы можем рассчитать временной интервал между работой этих устройств. Этот временной интервал называется координационным временным интервалом (CTI).

Рекомендуемые CTI для координации различных устройств максимальной токовой защиты перечислены в IEEE Std 242. Эти CTI основаны на следующих соображениях:

  • Время отключения автоматического выключателя
  • Перебег реле (для электромеханических реле)
  • Допуски реле и ошибки настройки

Время отключения выключателя

Автоматические выключатели среднего и высокого напряжения не могут мгновенно размыкать свои контакты после включения цепи отключения (получения сигнала отключения от реле) из-за механических ограничений. Продолжительность от подачи питания на цепь отключения автоматического выключателя до гашения дуги на первичных дугогасительных контактах называется «временем отключения». Это показано на рисунке 3.

Время отключения обычного выключателя:

  • 2 цикла
  • 3 цикла
  • 5 циклов
  • 8 циклов

Узнайте, как время отключения автоматического выключателя влияет на функции отключения, щелкнув ссылку .

Реле перебега

Перебег реле — это в основном инерция вращающегося индукционного диска в электромеханическом реле. Индукционный диск начинает вращаться после прохождения токов выше настроенного порогового значения или значения срабатывания. Когда последующее защитное устройство успешно срабатывает для локализации повреждения, ток через электромеханическое реле падает ниже порогового значения или значения срабатывания. Это отводит инициирующую энергию к индукционному диску. Однако из-за инерции индукционный диск не может мгновенно прекратить вращение и может выйти за пределы рабочей точки электромеханического реле. Типичная длительность перебега реле составляет 0,10 с.

Рисунок 4. Электромеханическое реле.

Изображение взято с сайта researchgate.net

Допуски реле и ошибки настройки

Запас безопасности для времени срабатывания реле, допусков и ошибок настройки производителя, величин тока короткого замыкания, коэффициентов ТТ и т. Д.Типичный запас прочности различается для реле, откалиброванных в полевых условиях, и реле, не откалиброванных на 5 секунд. Это показано в следующих таблицах.

Компоненты Электромеханический Статический
Время отключения выключателя
(2 цикла — 8 циклов)
0,03 с — 0,13 с 0,03 с — 0,13 с
Перебег реле 0,10 с 0. 00 с
Допуски реле и ошибки настройки 0,17 с 0,17 с
Всего CTI 0,30 с — 0,40 с 0,20 с — 0,30 с

Таблица 1. CTI без калибровки поля

Компоненты Электромеханический Статический
Время отключения выключателя
(2 цикла — 8 циклов)
0.03 с — 0,13 с 0,03 с — 0,13 с
Перебег реле 0,10 с 0,00 с
Допуски реле и ошибки настройки 0,12 с 0,12 с
Всего CTI 0,25 с — 0,35 с 0,15 с — 0,25 с

Таблица 2. CTI с полевой калибровкой

Минимальные CTI в промышленных приложениях

В следующей таблице приведены минимальные значения CTI для большинства промышленных приложений.Это было взято из Таблицы 15-3 IEEE Std 242.

Чтобы проиллюстрировать использование таблицы 15-3, давайте рассмотрим следующие примеры.

Координация плавкого предохранителя

На основании таблицы 15-3, для согласования между предохранителями, между кривыми время-ток должен быть свободный промежуток. Однако IEEE Std 242 не указывает CTI между предохранителями, скорее, стандарт рекомендует проконсультироваться с производителем устройства.

В статье Hubbell Power Systems, Inc. о применении первичных предохранителей., чтобы обеспечить запас прочности по отношению к рабочим параметрам, максимальное время отключения плавкого предохранителя ниже по потоку не должно превышать 75% минимального времени плавления предохранителя выше по потоку.

Рассмотрим, например, приведенный ниже рисунок, при неисправности 1 кА на предохранительном предохранителе максимальное время отключения составляет 0,0632 с.

Рис. 5. Согласование предохранителя с предохранителем.

Используя минимальное время плавления 75%, минимальное время плавления защищенного предохранителя рассчитывается следующим образом:

На графике TCC видно, что минимальное время плавления защищаемого предохранителя равно 0.0901с при неисправности 1кА.

Координация между предохранителем и электромеханическим реле

Таблица 15-3 рекомендует CTI 0,22 для координации между предохранителем и электромеханическим реле. Это показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Согласование между предохранителем и электромеханическим реле.
Координация электромеханического реле в статическое положение

Таблица 15-3 рекомендует CTI 0,20 для координации между электромеханическим и статическим реле. Это показано на рисунке 7.

Рисунок 7.Согласование между электромеханическими и статическими реле

Обратите внимание, что время отключения автоматического выключателя для значений, представленных в таблице 15-3, составляет 5 циклов, что эквивалентно 0,08 с при 60 Гц. Для другого времени отключения выключателя рекомендуется другой CTI. Например, трехтактный автоматический выключатель сработает за 0,05 с при 60 Гц. Это снизит рекомендуемый CTI до 0,17 с в приведенном выше примере.

Заключение

Понимание кривых время-ток и основных соображений при установлении надлежащей координации между устройствами защиты от сверхтоков очень важно.Однако, когда координация очень затруднена, если не невозможна, следует идти на компромисс. Как упоминалось в книге «Принципы релейной защиты и приложение », координация — это метод проб и ошибок, который зависит от уверенности или консервативности инженера по защите. Другими словами, это всегда зависит от вас!

Список литературы

IEEE Std 242-2001 [The Buff Book]: Рекомендуемая практика IEEE для защиты и координации промышленных и коммерческих энергосистем. (2001). С.И .: IEEE.

Блэкберн Дж. (2014). Принципы и применение релейной защиты, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.

Г. Прадип Кумар (2006), «Проектирование защиты энергосистемы», примечания по обучению защите энергосистемы, Visayan Electric Company, г. Себу, Филиппины.

Hubbell Power Systems, Inc. (2000). Применение первичных предохранителей. Централия, Миссури.

Как это:

Нравится Загрузка …

Защита от перегрузки по току, часть 1 — журнал IAEI

Эта статья предоставляет читателям важную информацию об основных принципах работы и основных время-токовых характеристиках низковольтных предохранителей и автоматических выключателей, рассчитанных на параллельную цепь.Эти устройства защиты от сверхтоков (OCPD) обычно используются в главных сетевых разъединителях, фидерах и ответвленных цепях жилых, коммерческих, институциональных и промышленных электрических систем. Используются и другие OCPD, такие как реле и дополнительные OCPD, которые в данной статье напрямую не рассматриваются. Однако многие из этих представленных принципов применимы и к другим типам устройств. В этой статье объясняются основы, и, как вы могли догадаться, существуют конструкции предохранителей и автоматических выключателей, в которых принципы работы более сложны и могут отличаться от представленных.Однако перед бегом нужно пройтись. Часть II, которая будет в номере за май / июнь, будет охватывать важную информацию, касающуюся рейтингов OCPD, применения в проектах и ​​аспектов соответствия требованиям NEC.

Почему так важна максимальная токовая защита?

Рисунок 1. Осциллографическое представление неисправности

Автор вспоминает, как несколько лет назад он беседовал с известным отраслевым экспертом, который хорошо разбирается в Национальном электротехническом кодексе .Этот эксперт рассматривает заземление, соединение и защиту от перегрузки по току как два наиболее важных принципа защиты в Кодексе. Заземление и соединение важны по двум причинам: (1) ненадлежащее заземление и соединение могут привести к гибели людей и создать опасность пожара и (2) надлежащее заземление и соединение помогают обеспечить срабатывание устройств защиты от сверхтоков в разумные сроки, обеспечивая низкое сопротивление и эффективность. путь для тока короткого замыкания. Защита от сверхтоков важна для достижения общей цели электробезопасности.Если проектировщик, установщик, обслуживающий персонал или инспектор не получит должной защиты от перегрузки по току, может возникнуть угроза пожара и угроз личной безопасности из-за (1) длительного термического воспламенения материалов из-за неправильной защиты от перегрузки, (2) взрывного воспламенения и опасность вспышки из-за ненадлежащей защиты от короткого замыкания или (3) опасность взрыва и вспышки из-за ненадлежащих устройств защиты от перегрузки по току с номинальным напряжением или с ненадлежащим номиналом прерывания.

Рисунок 2. Пример времени-токовых характеристик предохранителя

Правильный выбор устройств защиты от перегрузки по току требует множества соображений, некоторые из которых являются обязательными, а некоторые — произвольными.Обязательные соображения включают соблюдение требований NEC и обеспечение применения OCPD в пределах их рейтингов и пределов в соответствии с их возможностями, что обычно подтверждается списком и маркировкой конкретных продуктовых стандартов [110. 3 (A) (1)].

Тип Максимальный ток

OCPD

предназначены для защиты от воздействия потенциально опасных сверхтоков. Перегрузка по току — это либо ток перегрузки, либо ток короткого замыкания, который часто называют током повреждения.Ток перегрузки — это чрезмерный ток по сравнению с нормальным рабочим током, но он ограничен нормальным токопроводящим путем, обеспечиваемым проводниками и другими компонентами и нагрузками распределительной системы. Как следует из названия, ток короткого замыкания — это ток, который течет за пределы нормального проводящего пути. В статье 100 есть определения сверхтока и перегрузки. Один из важных принципов защиты от перегрузки по току, который обычно остается верным, заключается в том, что чем выше величина перегрузки по току, тем быстрее должно быть отключено перегрузка по току.

Перегрузки

Рисунок 3. Пример минимального плавления предохранителя и общей прозрачной полосы

Чаще всего перегрузки составляют от одного до шести раз больше нормального уровня тока. Чаще всего они вызваны безопасными временными импульсными токами, которые возникают при запуске двигателей или подаче напряжения на трансформаторы. Вредные длительные перегрузки могут быть результатом неисправных двигателей (например, изношенных подшипников двигателя), перегрузки оборудования или слишком большого количества нагрузок в одной цепи. Такие устойчивые перегрузки являются разрушительными и должны быть отключены с помощью защитных устройств, прежде чем они повредят систему распределения или нагрузку системы.Однако, поскольку они имеют относительно низкую величину, снятие тока перегрузки в течение от нескольких секунд до многих минут обычно предотвращает повреждение цепи или оборудования. Длительный ток перегрузки приводит к перегреву проводов и других компонентов и вызывает ухудшение изоляции, что в конечном итоге может привести к серьезным повреждениям и коротким замыканиям, если их не прервать.

Токи короткого замыкания или замыкания на землю

В то время как токи перегрузки возникают на довольно скромных уровнях, токи короткого замыкания или замыкания на землю возникают в широком диапазоне значений тока. Например, короткое замыкание может быть замыканием на землю более низкого уровня (замыкание на землю с высоким сопротивлением между фазой и землей), замыканием на землю высокого уровня (замыкание на землю с низким импедансом между фазой и землей), замыканием на высокий уровень трехфазного замыкания с болтовым соединением ( короткое замыкание с низким импедансом между всеми тремя фазами) или трехфазное дуговое замыкание от умеренного до высокого уровня (короткое замыкание со средним или низким импедансом по воздуху между всеми тремя фазами). Поскольку нагрузка отключена от цепи, полное сопротивление цепи резко снижается. Поскольку I (ток) = E (напряжение), деленное на Z (импеданс), результирующее более низкое сопротивление вызывает немедленное увеличение тока (см. Рисунок 1).Токи повреждения могут во много сотен раз превышать нормальный рабочий ток. Ошибка высокого уровня может быть 50 000 А (или больше). Если не отключить его в течение нескольких тысячных долей секунды, разрушение и разрушение могут стать необузданными; может произойти серьезное повреждение изоляции, оплавление проводов, испарение металла, ионизация газов, искрение и возгорание. В то же время токи короткого замыкания высокого уровня могут создавать огромные напряжения магнитного поля. Магнитные силы между шинами и другими проводниками могут составлять многие сотни фунтов на погонный фут; даже сильные распорки могут оказаться недостаточными для предотвращения их деформации или деформации, не подлежащей ремонту.Примерно за последние 10 лет промышленность начала осознавать серьезную опасность вспышки и опасность взрыва для персонала из-за тока дугового замыкания.

Время-токовые характеристики

Рис. 4. Типовой двухэлементный предохранитель с выдержкой времени на 100 А, 600 В, класс RK1

Если вы разбираетесь в физических свойствах и принципах работы устройств, вы можете лучше запоминать информацию и понимать причины конкретных требований. Ниже приводится краткая упрощенная версия.Существует много типов автоматических выключателей и предохранителей, но все они следуют общим основным принципам.

Рисунок 5. Работа с перегрузкой

Давайте начнем с принципа, согласно которому OCPD предназначены для непрерывного проведения тока нагрузки, и в случае перегрузки по току их цель — вовремя размыкаться, чтобы предотвратить серьезное повреждение компонентов схемы. Это требование при возникновении неисправности в Разделе 110.10. Допустимая скорость срабатывания устройства защиты от перегрузки по току может варьироваться в зависимости от величины перегрузки по току.Если перегрузка по току представляет собой небольшую перегрузку, можно позволить току течь в течение многих минут. Фактически, некоторые компоненты схемы, такие как двигатели, первичная обмотка трансформаторов и конденсаторы, имеют безвредный высокий пусковой или возбуждающий пусковой ток, который может быть во много раз больше, чем нормальный ток полной нагрузки. Таким образом, применение OCPD в этих цепях требует, чтобы OCPD допускал преднамеренные токи перегрузки в течение определенного периода времени без размыкания. Если перегрузка по току является неисправной цепью, желательно быстрое реагирование OCPD, чтобы минимизировать повреждение компонентов цепи или оборудования.Примеры на рисунках 2 и 3 иллюстрируют время-токовые характеристики OCPD посредством принципиальной схемы с показаниями амперметра и временем открытия OCPD для различных сверхтоков. Для более высоких уровней перегрузки по току OCPD работает быстрее. Кроме того, этот пример показывает, что характеристики OCPD могут быть представлены кривыми время-ток. См. Рисунки 2 и 3, и для значений сверхтоков, изображенных на рисунке 2, определите время размыкания по кривой на рисунке 3. На кривой время-ток по горизонтальной оси отложена величина тока в амперах, а по вертикальной оси — время в секундах. .Примечание: как текущая ось, так и временная ось имеют логарифмическую шкалу, которая является типичным представлением время-токовых характеристик OCPD. Время-токовая характеристика предохранителя правильно представлена ​​полосой допуска с минимальной кривой плавления в качестве границы слева и полной сплошной кривой в качестве границы справа. Таким образом, для данного значения максимального тока время срабатывания предохранителя представлено диапазоном. Например, на рисунке 2, в примере с перегрузкой по току 500 А, предохранитель сработает где-то между 10 и 17 секундами (см. Рисунок 3). Большинство производителей предохранителей предоставляют минимальные кривые плавления и общие четкие кривые плавких предохранителей на отдельных страницах. Для простоты некоторым пользователям просто нужен предохранитель, представленный однолинейной кривой, а не полосой, поэтому производители могут также представлять предохранители через среднюю кривую плавления. Средняя кривая плавления, если ее наложить, будет находиться между кривыми минимального плавления и общими четкими кривыми.

Срабатывание предохранителя

Рисунок 6. Во время короткого замыкания

Работа предохранителя основана на основных тепловых принципах.Поскольку ток течет через предохранитель, сопротивление элемента предохранителя создает тепло. Если ток ниже номинала предохранителя, предохранитель будет постоянно пропускать ток (в зависимости от номинала согласно NEC). В этом случае предохранитель работает в термически стабильном состоянии, и внутренняя температура не достигает точки, при которой предохранитель срабатывает. Тепловая энергия, создаваемая током, протекающим через плавкий элемент, рассеивается в окружающую среду. В условиях перегрузки по току внутренняя температура предохранителя повышается; рассеивание тепловой энергии меньше, чем создаваемая тепловая энергия.Откроется ли предохранитель или как быстро он откроется, зависит от величины перегрузки по току и продолжительности состояния перегрузки по току. Ниже приводится серия иллюстраций, поясняющих, как работают предохранители. Показан двухэлементный предохранитель с выдержкой времени. Есть и другие типовые конструкции, но принципы аналогичны. На Рисунке 4 показан типичный двухэлементный предохранитель с выдержкой времени 100 А, 600 В, класса RK1, который имеет отключающую способность 300 000 А. Художественная свобода проиллюстрирована внутренней частью этого предохранителя.Настоящий предохранитель имеет непрозрачную трубку и специальный мелкозернистый материал для гашения дуги, полностью заполняющий внутреннее пространство (см. Рисунок 4).

Рисунок 7. После пропадания тока короткого замыкания

На рис. 5 показано, как двухэлементный предохранитель работает в диапазоне перегрузки. В условиях длительной перегрузки пружина спускового крючка разрушает калиброванный плавкий сплав и освобождает «соединитель». Вставки представляют собой модель элемента перегрузки до и после.Калиброванный плавкий сплав, соединяющий элемент короткого замыкания с элементом защиты от перегрузки, разрушается при определенной температуре из-за постоянного тока перегрузки. Витая пружина отталкивает разъем от закорачивающего элемента, и электрическая цепь прерывается.

Рисунок 8. Пример ограничения тока повреждения

На рисунках 6 и 7 показано срабатывание предохранителя в диапазоне токов короткого замыкания. Ток короткого замыкания вызывает испарение ограниченных частей элемента короткого замыкания, и возникает дуга (рисунок 6: дуга изображена в виде анимации).Дуги сжигают элемент в точках образования дуги. В результате возникают более длинные дуги, которые помогают снизить ток. Кроме того, специальный присадочный материал для гашения дуги способствует гашению дугового тока. Время срабатывания предохранителя в условиях тока короткого замыкания — это время, необходимое для расплавления или испарения ограниченных участков плавкого элемента, плюс время горения дуги. Время плавления или испарения зависит от конструкции предохранителя и величины тока. Время от момента плавления или испарения плавкого элемента до момента отключения тока довольно велико.Обычно это время составляет долю полупериода. Для токоограничивающих предохранителей в их токоограничивающем диапазоне общее время отключения составляет ½ цикла или меньше (плавление плюс отключение).

Рис. 9. Показаны различные кривые характеристик предохранителей

Особый мелкозернистый материал для гашения дуги играет важную роль в процессе прерывания. На рис. 7 показана фактическая фотография внутреннего предохранителя после устранения неисправности. Наполнитель способствует гашению дуги; наполнитель поглощает тепловую энергию дуги, склеивается и создает изолирующий барьер. Этот процесс помогает обнулить ток. Именно весь этот процесс позволяет предохранителям ограничивать ток. Что это значит? Когда ток короткого замыкания находится в пределах диапазона ограничения тока предохранителя, предохранитель отключает ток до того, как он достигнет своего первого пикового значения тока, испаряя ограниченные части плавкого элемента. Затем ток принудительно обнуляется посредством процесса искрения и гашения дуги наполнителем перед первым ½ цикла тока короткого замыкания. Ограничение тока значительно снижает энергию, выделяемую в цепи (см. Рисунок 8).

Процесс прерывания критичен для предохранителя. Для обеспечения достаточного номинального напряжения и отключающей способности предохранитель должен быть правильно спроектирован. Решающее значение для достижения определенного номинального напряжения имеет количество последовательно соединенных ограниченных участков или секций с перемычкой. Для предохранителя, показанного в этом примере, есть пять ограниченных участков, соединенных последовательно, и этот предохранитель рассчитан на 600 В переменного тока. Если бы этот предохранитель был неправильно вставлен в цепь 1500 В и предохранитель попытался бы прервать работу, искрение на ограниченных участках, вероятно, продолжалось бы до тех пор, пока не высвободилось бы столько энергии, что предохранитель мог бы сильно взорваться.Для этого предохранителя на 600 В нет достаточного количества ограниченных частей, чтобы отключить 1500 В. Аналогичным образом, когда предохранитель пытается прервать сильные токи короткого замыкания, предохранитель должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать огромное давление, создаваемое внутри корпуса предохранителя в результате срабатывания предохранителя. быстрое испарение и искрение части плавкого элемента. Если предохранитель попытается прервать ток короткого замыкания, превышающий его номинальное значение отключения, предохранитель может сильно взорваться. Раздел 110.9 требует, чтобы доступный ток короткого замыкания на линейных выводах не превышал номинальных характеристик отключения предохранителя или автоматического выключателя. Это вопрос безопасности.

Рисунок 10. Рабочие функции выключателя

За прошедшие годы появилось несколько различных типов предохранителей, каждый из которых имеет разные время-токовые характеристики и разную степень ограничения тока в условиях короткого замыкания. Например, есть предохранители без выдержки времени (для неиндуктивных нагрузок), предохранители с выдержкой времени (для нагрузок двигателя и теперь используются для большинства приложений общего назначения и даже для статических нагрузок), быстродействующие предохранители (часто называемые полупроводниковыми. предохранители, используемые для защиты силовой электроники).На рисунке 9 показана кривая минимального времени плавления и тока для трех типов предохранителей на 100 А, 600 В:

  1. Быстродействующий предохранитель
  2. Предохранитель с выдержкой времени, класс J
  3. Предохранитель с выдержкой времени класса RK5

Срабатывание выключателя

Автоматические выключатели — это механические устройства защиты от сверхтоков. Все автоматические выключатели имеют три общие рабочие функции:

  1. Средства измерения тока:
    A. Тепловой
    B. Магнитный
    C. Электронный
  2. Механизм разблокировки: механический
  3. Средство прерывания тока / напряжения (оба)
    A.Контактный разъем: механический
    B. Дуговые камеры

Цепочка событий для прерывания перегрузки по току существенно отличается от цепи предохранителя. Сначала автоматический выключатель определяет перегрузку по току. Если перегрузка по току сохраняется слишком долго, средство обнаружения вызывает или сигнализирует о разблокировке контактного механизма. Функция разблокировки позволяет механизму начать разъединение контактов. Когда контакты начинают разъединяться, ток растягивается по воздуху, и между контактами возникает электрическая дуга.Чем дальше разделяются контакты, тем длиннее дуга, что помогает прервать перегрузку по току. Однако в большинстве случаев, особенно для тока короткого замыкания, одних контактов недостаточно для прерывания. Дуга попадает в дугогасительные камеры, которые способствуют растяжению и охлаждению дуги, так что ее можно прервать. На Рисунке 10 показана упрощенная модель с тремя показанными рабочими функциями термомагнитного выключателя, который является наиболее часто используемым автоматическим выключателем. Также следует отметить, что существуют различные конструкции контактных механизмов, которые могут существенно повлиять на процесс прерывания.

Срабатывание выключателя при перегрузке

На рисунках 11A и 11B показано срабатывание выключателя, когда термобиметаллический элемент обнаруживает постоянную перегрузку. Биметаллический элемент определяет условия перегрузки аналогично датчику биметаллического термостата HVAC. В некоторых автоматических выключателях функция определения перегрузки выполняется электронными средствами. В любом случае процесс разблокировки и прерывания такой же, как показано на рисунках 11A и 11B. На Фигуре 11A показано, что при сохранении перегрузки биметаллический чувствительный элемент изгибается. Если перегрузка сохраняется слишком долго, сила, прикладываемая биметаллическим датчиком к переключающей планке, становится достаточной для разблокировки автоматического выключателя. На рис. 11В показано, что, как только автоматический выключатель разблокирован, он готовится к размыканию. Подпружиненные контакты разъединяются, и перегрузка устраняется. При размыкании контактов может возникнуть дуга, но она не так заметна, как при прерывании тока короткого замыкания.

Рисунок 11а. Автоматический выключатель обнаруживает перегрузку и отключает защелку

Рисунок 11b.Контакты выключателя размыкаются и размыкаются при перегрузке

Срабатывание мгновенного отключения автоматического выключателя

На рисунках 12A, 12B и 12C показано мгновенное отключение автоматического выключателя из-за тока короткого замыкания. Магнитный элемент определяет условия перегрузки по току более высокого уровня. Этот элемент часто называют мгновенным отключением, что означает отключение автоматического выключателя без намеренной задержки. В некоторых автоматических выключателях функция мгновенного отключения выполняется электронными средствами.В любом случае процесс разблокировки и прерывания такой же, как показано на рисунках 12B и 12C.

Рисунок 12а. Обнаружение и разблокировка мгновенного отключения автоматического выключателя

Рисунок 12b. Дугогасящие части и контакты выключателя

Рисунок 12c. Контакты выключателя разомкнуты и неисправность сброшена

На рисунке 12A показана работа в условиях короткого замыкания. Высокая скорость изменения тока заставляет тягу срабатывания тянуть к магнитному элементу.Если ток короткого замыкания достаточно высок, сильная сила заставляет переключающую планку прикладывать достаточное усилие, чтобы разблокировать автоматический выключатель. Это быстрое событие, называемое мгновенным отключением.

На рисунке 12B показано, что после снятия фиксации контакты могут начать размыкаться. Важно понимать, что если автоматический выключатель разблокирован, он предназначен для размыкания; однако прерывание тока не начинается до тех пор, пока контакты не начнут разъединяться. Когда контакты начинают разъединяться, ток продолжает течь через воздух (ток дуги) между неподвижным контактом и подвижным контактом.В какой-то момент дуга переходит в дугогасительные камеры, которые растягивают и охлаждают дугу. Скорость размыкания контактов зависит от конструкции выключателя. Общее время прерывания тока для мгновенного отключения автоматического выключателя зависит от конкретной конструкции и состояния механизмов. Автоматические выключатели на меньшие амперы могут отключиться за от ½ до 1 цикла. Автоматические выключатели с большим номинальным током могут отключаться в диапазоне от 1 до 3 циклов в зависимости от конструкции. Автоматические выключатели, указанные в списке и помеченные как токоограничивающие, могут отключиться за ½ цикла или меньше, когда ток короткого замыкания находится в пределах токоограничивающего диапазона автоматического выключателя.

С помощью дугогасительных камер ток прерывается, когда ток приближается к нулю при нормальном прохождении переменного тока и контакты проходят достаточное расстояние (см. Рисунок 12C). Во время процесса прерывания тока на пути прерывания контактов и дугогасительных камерах может выделяться огромное количество энергии. Автоматические выключатели рассчитаны на определенные отключающие характеристики при определенных номинальных значениях напряжения. Например, автоматический выключатель может иметь отключающую способность 14000 А при 480 В переменного тока и 25000 А при 240 В переменного тока.Если автоматический выключатель неправильно установлен из-за его установки в цепи с доступным током короткого замыкания, превышающим номинальное значение отключения автоматического выключателя, автоматический выключатель может сильно разорваться при попытке прерывания.

Типовая характеристика время-токовой характеристики автоматического выключателя

Рисунок 13. Время-токовая характеристика автоматического выключателя в литом корпусе на 400 А

Кривые автоматического выключателя представлены в различных форматах в виде кривых время-ток. На рисунке 13 показана кривая автоматического выключателя в литом корпусе на 400 А.Это более старое представление кривой время-ток автоматического выключателя, и в последнее время автор не видел кривых, опубликованных с такими подробностями. Новые кривые не предоставляют время разблокировки или кривую разблокировки для мгновенного отключения. Однако этот формат кривой хорош для изучения того, как работает автоматический выключатель. Как только вы поймете, что существует кривая расцепления, вы можете интерпретировать современные кривые для проведения оценок, если это необходимо.

Заштрихованная часть «Работа от перегрузки» представляет характеристики защиты от перегрузки с биметаллическим элементом, как показано на рисунках 11A и 11B.Обратите внимание, что изображение — это полоса допуска, а не кривая. Это похоже на диапазон допуска предохранителя. Если перегрузка сохраняется достаточно долго, автоматический выключатель должен отключиться в какой-то момент в пределах диапазона «Работа при перегрузке». Например, ожидается, что ток перегрузки 1000 А будет прерван между 70 и 300 секундами (см. Рисунок 13).

Рисунок 14. Автоматический выключатель с защитой от перегрузки и уставкой кратковременной задержки

Заштрихованная часть «Мгновенное отключение» представляет характеристики защиты от короткого замыкания с помощью магнитного элемента, как показано на рисунках 12A, 12B и 12C.Полоса для определенного уровня тока представляет время разблокировки, разъединения контактов и гашения тока / дуги. Среднее время разблокировки для функции мгновенного отключения показано диагональной линией; это соответствует разблокировке, показанной на рисунке 12A. После разблокировки автоматического выключателя необходимо разъединить его контакты и погасить дугу; это соответствует рисункам 12B и 12C. Например, на этой кривой автоматического выключателя на 400 А ток короткого замыкания 10000 А отключит автоматический выключатель в 0.0025 секунд. Затем контакты разъединяются и ток гаснет в течение 0,028 секунды (примерно 1½ цикла). Примечание: на рисунке 13 показаны характеристики от 0,001 до 0,01 секунды, чтобы проиллюстрировать характеристики отключения автоматического выключателя. Большинство кривых предохранителей и автоматических выключателей показывают характеристики от 0,01 секунды и более.

Рис. 15. Автоматический выключатель с защитой от перегрузки, кратковременной задержкой и блокировкой мгновенного отключения

Существует множество типов автоматических выключателей для различных областей применения.Например, есть автоматические выключатели с мгновенным срабатыванием, предназначенные для защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя. Существуют автоматические выключатели с настройкой кратковременной задержки, которые используются либо вместо элемента мгновенного отключения (см. Рисунок 14), либо в сочетании с блокировкой мгновенного отключения (см. Рисунок 15).

Заключение и часть II

Информация в этой части I «Основы защиты от сверхтоков» дает понимание того, как работают предохранители и автоматические выключатели, а также основы считывания кривых время-ток. В следующем выпуске «Основы защиты от сверхтоков», часть II, мы используем этот материал, чтобы рассмотреть важные характеристики предохранителей и автоматических выключателей, а также другие ключевые важные критерии, которые закладывают основу для лучшего понимания защиты от сверхтоков и соответствия нормам.

ВРЕМЯ

— ТЕКУЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (TCC) ОСНОВЫ И Учебные пособия | ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАНСМИССИОННЫХ ЛИНИЙ и СТУПИЦА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Кривая TCC отображает время, необходимое для цепи выключатель автоматически размыкается в зависимости от проходящего через него тока.Кривая в основном зависит от типа расцепителя и его настроек.

Обратно-временная характеристика предназначена для защиты проводники. Обратно-временная характеристика получила свое название от обратной пропорциональность времени срабатывания по отношению к величине тока, протекающего через автоматический выключатель. Другими словами, открытие происходит быстрее, если перегрузка по току. состояние выше.

Кривую удобно разделить на три области:

В котором время открытия измеряется в минутах, максимум до 1 час или 2 часа — в зависимости от размера автоматического выключателя и степени перегрузка по току — для обеспечения характеристики с обратнозависимой выдержкой времени.Предусмотренная временная задержка позволяет переносить прерывистые или циклические нагрузки, превышающие ток срабатывания не вызывая перебоев. Он срабатывает при длительной перегрузке по току для защиты кондукторы и другое оборудование.

В котором время открытия измеряется в секундах или десятых долях секунды. Максимальный ток может быть в диапазоне, ожидаемом в случае блокировки ротора двигателя. или дуговое замыкание на землю. Временная задержка в этой области позволяет запускать и пусковые переходные токи или для выборочной координации со стороны питания или устройства со стороны нагрузки.

В котором открытие не задерживается намеренно и рассчитывается по времени в миллисекундах. Типичная работа — результат короткого замыкания на болтовом вина.

Кривые время-ток являются отличным инженерным инструментом, когда время и ток — главные факторы. В зоне короткого замыкания другие факторы (например, коэффициент мощности, момент возникновения короткого замыкания, количество полюсов или фазы в КЗ, поведение другого оборудования в цепи) также может влияют на реакцию и время очистки.

Обычно доступные кривые, построенные в соответствии с NEMA AB 1-1986 показывают широкий диапазон времени отключения для многополюсного прерывания, которое включает влияние этих факторов.

Номинальный постоянный ток может быть фиксированным или регулируемым. Некоторые конструкции могут потребовать замены всего или части расцепителя для изменения непрерывный рейтинг. Характеристики отключения при перегрузке по току — это функция, многократная, или процент от номинального значения продолжительного тока.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии.

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P. E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получение викторины «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Мехди Рахими, П. Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

«нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

Обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании оборудования «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

пора искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы высоко рекомендовал

вам на любой PE нужно

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П. E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

регламентов. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P. E.

Оклахома

«CEDengineering» предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким, а

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую . «

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П. Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея заплатить за

материал . «

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать. «

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Защита электрических цепей без ложных срабатываний

Записывайте качество трехфазной электроэнергии и отслеживайте нарушения качества электроэнергии с помощью регистратора мощности Fluke 1750 и программного обеспечения Fluke Power Analyze. Эти измерители мощности автоматически записывают каждый параметр качества электроэнергии и событие в каждом цикле — постоянно.

Будь то коммерческий, институциональный, муниципальный или промышленный, рано или поздно почти на каждом предприятии возникнет ситуация с перегрузкой по току того или иного типа.Если их не устранить вовремя, даже небольшие уровни перегрузки по току могут привести к перегреву компонентов системы и повреждению изоляции, проводов и оборудования. Если он достаточно большой, перегрузка по току может разрушить изоляцию и оплавить проводники. Ток короткого замыкания и короткие замыкания также могут вызвать возгорание, взрывы, вспышки дуги и дуговые разряды, что может привести к травмам или смерти персонала.

Электроэнергия распределяется при более высоком напряжении, чем может использовать большинство объектов. Трансформаторы понижают напряжение с уровня передачи до среднего.Если объект использует среднее напряжение для оборудования, такого как большие двигатели, мощность распределяется через распределительное устройство среднего напряжения. Однако в большей части нежилых помещений трансформаторы вторичных подстанций понижают входное напряжение до низкого. Хотя IEEE определяет системы с низким напряжением как те, которые работают ниже 1000 В, большинство промышленных приложений рассчитаны на 600 В или ниже.

В зависимости от типа объекта низковольтное распределительное устройство распределяет мощность по фидерам в ответвленные цепи.Эти ответвленные цепи могут включать центры управления двигателями и приводы, центры нагрузки и даже сопутствующее оборудование, такое как измерительные модули, конденсаторы и фильтр гармоник.

Некоторым более крупным предприятиям могут потребоваться средства для обеспечения надежного электроснабжения критически важных приложений. Объекты могут иметь вторичные источники питания, локальную выработку электроэнергии или резервные генераторы, обычно работающие через автоматический переключатель.

Для работы оборудования на многих предприятиях, особенно промышленных, требуется 480 В.Для осветительных и контрольных панелей напряжение дополнительно понижается и преобразуется с трехфазного питания в однофазное. Комбинаций трехфазных понижающих трансформаторов довольно много. Однако наиболее распространенной конфигурацией для промышленного использования является Delta-Wye. Трехфазный трансформатор с вторичной обмоткой, подключенной по схеме звезды (208 Y / 120 В), вырабатывает 208 В между фазами (от A к B, B к C или от A к C) и 120 В между любой фазой и нейтральный.

Перегрузки и короткие замыкания

Когда ток превышает номинальный ток проводов, оборудования или электрических устройств, возникает ситуация перегрузки по току.Помещениям необходимы устройства, защищающие цепи и оборудование от перегрузки по току.

Перегрузка по току включает как короткие замыкания, так и перегрузки. Во время короткого замыкания электрический ток идет в обход нагрузки, выбирая путь наименьшего сопротивления. Неисправная проводка, неправильное подключение оборудования и пробой изоляции могут вызвать короткое замыкание. Величина тока повреждения может варьироваться от долей ампера до более 200 кА и определяется импедансом системы (сопротивлением переменному току).

В исправном состоянии подключенная нагрузка определяет нормальную величину тока цепи.Состояние перегрузки возникает, когда превышается нормальный ток цепи, а короткого замыкания нет. Перегрузка — если она сохранится — может вызвать повреждение проводки или оборудования. Временные перегрузки могут быть безвредными; длительные перегрузки могут вызвать повреждение.

Мгновенный выход оборудования за пределы допустимого диапазона может вызвать временные перегрузки. Например, если ящик застревает на повороте конвейера, двигатель конвейера может потреблять больше тока, чем обычно. Если коробка быстро смещается или кто-то перемещает ее, перегрузка временная.Часты временные перегрузки. Обычно они безвредны, и им нужно дать возможность утихнуть. Устройства защиты от перегрузки по току не должны размыкать цепь, позволяя нагрузкам стабилизироваться.

Постоянная перегрузка механического оборудования с электрическим приводом, отказ подшипников или неисправности оборудования могут вызвать длительные перегрузки. Установка оборудования или цепей освещения, которые увеличивают потребность в мощности сверх запланированной мощности, также может вызвать устойчивые перегрузки.

Защита от слишком большого тока

Самыми распространенными устройствами защиты от сверхтоков являются предохранители и автоматические выключатели.Для предохранителей необходимо использовать отдельный выключатель. Предохранители предназначены для срабатывания только при перегрузке по току. При использовании автоматических выключателей отдельное отключение не требуется, потому что автоматические выключатели можно размыкать и включать вручную.

Некоторые люди предполагают, что предохранитель сработает, как только ток, протекающий через него, превысит его номинальное значение. Однако типичный предохранитель имеет обратнозависимую характеристику времени и тока. Другими словами, чем выше ток, тем быстрее сработает предохранитель. Время-токовая характеристика предохранителя не регулируется.

Время-токовая характеристика некоторых автоматических выключателей может регулироваться. Например, большинство силовых выключателей низкого напряжения имеют регулируемые функции отключения. Время задержки срабатывания может быть от короткого до длительного, в зависимости от настройки расцепителя. Важно, чтобы расцепители автоматического выключателя устанавливались на основе исследования координации, выполненного проектировщиком электрической системы объекта или квалифицированным инженером-электриком.

Координация защитных устройств

Исследование координации включает в себя правильный выбор защитных устройств на основе их характеристик короткого замыкания и соответствующих настроек, где это применимо. Правильно скоординированная система не только защищает кабели и электрическое оборудование от повреждений, но также изолирует и прерывает токи короткого замыкания, обеспечивая подачу электроэнергии в неповрежденные ветви электрической системы. Хорошая координация защитных устройств обеспечивает оптимальный баланс между селективностью и защитой системы.

Выборочная координация эффективно изолирует цепь с перегрузкой или неисправностью от остальной электрической системы, тем самым сводя к минимуму время простоя из-за ложных отключений.Срабатывает только устройство максимальной токовой защиты на входе, ближайшее к месту повреждения. Если система не координируется выборочно, для одной цепи с неисправностью возможно отключение части или всего объекта.

Во время исследования координации инженер-электрик изучает время-токовую кривую для каждого защитного устройства в каждой ветви электрической системы объекта. Для выключателей инженер «накладывает» кривые время-ток, чтобы кривые не перекрывались при любом возможном токе короткого замыкания. Для предохранителей координация достигается до тех пор, пока разработчик электрической системы поддерживает соотношения, рекомендованные производителем предохранителей, а лица, обслуживающие оборудование, не заменяют предохранители другим классом, типом или номиналом.

Правильная координация зависит от хорошей координации. И хорошее исследование координации зависит от того, имеет ли предприятие точную электрическую документацию.

Чтобы предложить темы столбцов или прокомментировать эту или любую из моих столбцов «Solid Ground», отправьте мне электронное письмо по адресу [электронная почта защищена].

До следующего раза стой на «твердой земле».

Дополнительная информация

Задержка отклика в магнитных автоматических выключателях

По сравнению с временем обнаружения тепловых выключателей, мы можем классифицировать время обнаружения магнитных выключателей как «быстрое». Во многих случаях магнитные выключатели на самом деле работают «слишком быстро» и могут срабатывать ложные срабатывания из-за переходных пусковых токов. В то время как тепловые выключатели могут «преодолевать» переходные пусковые токи за счет своих относительно больших тепловых постоянных времени, магнитные выключатели имеют тенденцию реагировать на мгновенные значения бросков тока из-за их относительно низких требований к энергии срабатывания после превышения порогового тока.

За прошедшие годы разработчики магнитных выключателей разработали несколько схем для задержки реакции обнаружения на переходные пусковые токи. По сути, цель состоит в том, чтобы имитировать структуру двухэлементного плавкого предохранителя. Идеальный «двухэлементный» магнитный прерыватель должен иметь два последовательно включенных механизма обнаружения: один медленный механизм с низким пороговым током для преодоления пусковых токов; и один быстрый механизм с высоким пороговым током для быстрого реагирования на истинные токи короткого замыкания высокого уровня.Токовая характеристика времени обнаружения будет очень похожа на характеристику двухэлементного предохранителя, показанную на рисунке 3. 9.

Истинная, почти идеальная характеристика двухэлементного выключателя может быть достигнута в магнитном выключателе за счет использования инерционной трубки с задержкой сердечника. Это умное устройство показано на рис. 4.13a. Сердечник катушки возбуждения представляет собой полую трубку, содержащую подвижную ферромагнитную пробку сердечника с пружинным ограничением. При малых токах катушки пробка удерживается пружиной в утопленном положении, x = 0.

При токах катушки, превышающих определенный порог рабочего тока, I th2 , притягивающая магнитная сила (эффект соленоида) катушки достаточна для преодоления силы пружины и начала движения пули. Снаряд движется к центру катушки и начинает заполнять полый сердечник катушки ферромагнитным материалом. Когда сердечник катушки заполняется магнитным материалом, сопротивление секции сердечника падает до более низких значений, что позволяет увеличить общий магнитный поток, создаваемый катушкой.Когда стержень сердечника достигает определенной точки в секции сердечника, в зависимости от уровня тока катушки возбуждения, сопротивление сердечника уменьшается до значения, достаточно низкого, чтобы величина потока в зазоре якоря была достаточной, чтобы вызвать отрыв якоря от его остановленное положение. Затем выключатель срабатывает, как описано ранее.

Динамику движения снаряда можно дополнительно замедлить за счет добавления вязкой жидкости в полую секцию керна.

Если начальный ток сердечника достаточно высок — выше второго порогового уровня I th3 — поток в зазоре будет достаточно сильным, чтобы отключить якорь без необходимости увеличения магнитного потока за счет движения снаряда через секцию сердечника.Таким образом, динамика этого высокоуровневого отключения представляет собой быструю динамику чистого, простого магнитного прерывателя, на который не влияет динамика потока в механизме пробки сердечника.

В терминах эквивалентной магнитной схемы двухэлементный магнитный выключатель с подвижным сердечником можно описать так, как показано на рис. 4.13b. Сопротивление на пути сердечника R c теперь является функцией смещения пробки из ее ограниченного положения x = 0. Это максимум, когда снаряд находится в положении x = 0, и минимум, когда снаряд продвинулся в положение, заполненное ядром, при x = x максимум .

Уравнение движения пули определяется формулой

.

, где M s — масса сердечника сердечника, F m — сила магнитного притяжения на снаряд, D — коэффициент трения из-за добавления вязкой жидкой среды, ξ — жесткость пружины удерживающей пружины пули, и x o — эквивалентное смещение, представляющее начальную сдерживающую силу пружины. Сила магнитного притяжения F м будет пропорциональна потоку сердечника ф в квадрате (точно так же, как притягивающий момент якоря T м пропорционален потоку в зазоре ф г в квадрате).Полное решение динамики всего устройства потребует одновременного решения уравнений 4.1 и 4.18 и магнитной цепи, показанной на рисунке 4.13b.

Мы не будем пытаться здесь решать эту систему уравнений. Отметим только, что «медленное» поведение всей системы определяется движением снаряда Уравнение 4.18; «быстрое» поведение системы определяется движением якоря по уравнению 4. 1; а связь между ними определяется магнитной цепью, рисунок 4.13b. Результирующие комбинированные характеристики времени-устройства обнаружения по току схематически показаны на рисунке 4.13c.

Другие методы снижения чувствительности магнитных прерывателей к пусковым токам включают в себя настройку пути магнитного сопротивления сердечника в зависимости от положения стержня сердечника и добавление инерционного устройства, подобного маховику, к структуре якоря.

Поток может «стравливаться» с пути сердечник-зазор-якорь с помощью шунтов потока (иногда называемых стабилизаторами потока) или с помощью удлиненного пути сердечника, который не перекрывается катушкой возбуждения.В любой ситуации основная часть магнитного потока сердечника, создаваемого катушкой возбуждения, имеет тенденцию не проходить через зазор сердечник-якорь до тех пор, пока подвижный внутренний стержень сердечника (подобный тому, что показан на рисунке 4.13a) не достигнет своего полностью выдвинутого положения. Скорее, этот поток «просачивается» в пути утечки, не создавая полезного крутящего момента якоря. Однако, когда стержень сердечника находится в наиболее продвинутом положении, эти пути утечки эффективно «закорачиваются», и большая часть магнитного потока сердечника пересекает зазор якоря сердечника.Магнитные прерыватели с такими индивидуализированными путями прохождения потока в сердечнике имеют улучшенную, истинную двухэлементную характеристику отклика.

Дополнительная инерционная масса при добавлении к механизму якоря увеличивает общий эффективный момент инерции якоря или, что эквивалентно, общее эффективное характеристическое время якоря. Это дополнение не меняет чувствительности механизма обнаружения; это только замедляет его реакцию. Однако он замедляет его по всем направлениям. Он не создает желаемого двухэлементного отклика; скорее, он просто нагружает якорь дополнительной инерцией, позволяя ему преодолевать переходные пусковые токи за счет абсолютной инерции.

Чтение и настройка кривых время-ток «База знаний — Design Master Software

Вы можете создавать графики выборочной координации в Design Master Electrical для согласования кривых время-ток для автоматических выключателей в вашем проекте. Графики выборочной координации строятся с помощью команды «Вставить график выборочной координации».

Кривые время-ток для части распределительного оборудования или подключения оборудования задаются в диалоговом окне устройства.После того, как кривая была вставлена ​​в чертеж, вы можете внести в нее изменения с помощью команды Редактировать кривую (Electrical для AutoCAD / Electrical RT для Revit).

В этой статье описывается, как считывать кривые время-ток и как на кривые влияют доступные настройки.

Большинство приведенных ниже настроек можно настроить только для электронных автоматических выключателей. Если вы выбрали предохранитель или неэлектронный автоматический выключатель, вы можете установить только мгновенное срабатывание .

ПРИМЕЧАНИЕ: Время срабатывания и пороговые значения тока различаются и поэтому представлены на графике в виде заштрихованных областей, а не отдельных точек. Например, выключатель с кратковременной задержкой 0,22 может отключиться от 0,22 до 0,32 секунды.

Долгая задержка

Долговременная задержка относится к промежутку времени, в течение которого выключатель допускает более слабые скачки тока, такие как запуск двигателя, до срабатывания выключателя; чем выше ток, тем быстрее сработает прерыватель.

На кривой длительная задержка представлена ​​крутизной в самой левой части графика. Изменение этого значения переместит наклон по оси y:

  • Чем меньше время поездки, тем ниже уклон.
  • Более медленное время поездки приводит к увеличению уклона.

Кратковременный пикап

Кратковременное срабатывание указывает, насколько сильным должен быть скачок тока, чтобы выключатель переключился с длительной задержки на кратковременную. Эта настройка обычно задается как кратная допустимой нагрузке выключателя; например, если это значение установлено на 5 на выключателе на 200 А, кратковременное срабатывание произойдет при 1000 А.

На кривой кратковременное срабатывание представлено вертикальной линией между частями кривой с большой и кратковременной задержкой. При изменении этого значения линия перемещается по оси x:

.
  • Более высокие токи сдвигают линию вправо.
  • Нижние токи перемещают линию влево.

Соответственно будут затронуты длительности крутизны длительной и кратковременной задержки.

I² T

I² T относится к соотношению между силой скачка тока и временем срабатывания выключателя.Здесь это, в частности, относится к тому, является ли кратковременная задержка переменной, основанной на силе выброса тока, или постоянной величиной.

На кривой это значение определяет, представлена ​​ли кратковременная задержка горизонтальной линией или наклоном:

  • OUT: На время отключения не влияет ток, и кратковременная задержка отображается горизонтальной линией.
  • IN: На время отключения будет влиять ток, и кратковременная задержка отображается в виде наклона.

Кратковременная задержка

Кратковременная задержка означает время, в течение которого выключатель допускает более сильные скачки тока перед срабатыванием выключателя. Время может зависеть или не зависеть от силы тока, в зависимости от настройки I² T.

На кривой кратковременная задержка представлена ​​либо горизонтальной линией, либо наклоном справа от части кривой с кратковременным срабатыванием. При изменении этого значения линия перемещается по оси Y:

.
  • Более быстрое время срабатывания перемещает линию вниз.
  • Более медленное время поездки перемещает линию вверх.

Мгновенный подбор

Мгновенное срабатывание указывает, насколько сильным должен быть скачок тока, чтобы выключатель немедленно отключился. Для электронных прерывателей эта уставка обычно задается как кратная допустимой нагрузке прерывателя; Например, если это значение установлено на 15 на выключателе на 200 А, мгновенное срабатывание произойдет при 3000 А.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *