Автоматические выключатели ВА07-М IEK®: надежность и компактность в максимальной комплектации

Автоматические выключатели ВА07-М IEK ® : надежность и компактность в максимальной комплектации

Современный автоматический выключатель должен надежно защищать электроустановки от токов перегрузки и короткого замыкания, а также быть удобным и безопасным в эксплуатации на протяжении всего срока службы.

Силовые автоматические выключатели серии ВА07-М IEK ® соответствуют запросам требовательных российских потребителей. Они обеспечивают безопасность персонала и энергосистем промышленных объектов в нормальных и аварийных режимах работы благодаря оптимальной комплектации устройств защиты и управления. И к тому же отличаются компактными размерами.

В соответствии с ГОСТом

Воздушные автоматические выключатели ВА07-М IEK ® изготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2) и предназначены для работы в сетях переменного тока частотой 50 Гц при напряжении до 690 В. Силовые контакты выключателей замыкаются и размыкаются в воздушной среде при атмосферном давлении и позволяют:

• Включать, проводить и отключать номинальные токи от 800 до 3200 А в нормальном режиме работы электрической сети.
• Проводить в течение установленного времени и отключать аварийные токи перегрузок и коротких замыканий, в том числе однофазных замыканий на землю, до 80 кА (при напряжении 400 В)
• Отключать питание потребителей при недопустимом снижении напряжения на шине питания цепей управления выключателя.

Основная область применения силовых автоматических выключателей ВА07-М IEK ® — минимизация потерь при возникновении аварийных режимов в питающих (вводных) и отходящих линиях распределительных устройств трансформаторных подстанций, главных и вводных распределительных щитов на объектах промышленного и гражданского строительства.

Три габарита – от 800 до 3200 А

Линейка автоматических выключателей ВА07-М IEK ® для работы при номинальных токах 800, 1250, 1600, 2000, 2500 и 3200 А представлена тремя габаритами как стационарного, так и выдвижного исполнения:

* при температуре окружающей среды 40 °С

Выдвижной и стационарный

Выключатели ВА07-М IEK ® выпускаются в стационарном и выдвижном исполнении. Стационарное исполнение подразумевает жесткое соединение выключателей с несущими элементами конструкции НКУ. При техническом обслуживании особое внимание следует уделять обеспечению безопасного выполнения работ и операциям по демонтажу/монтажу.

В случае выдвижного исполнения применяется стационарная корзина, в которую вкатывается выключатель ВА07-М IEK ® . Корзина имеет жесткое соединение с несущими элементами конструкции НКУ, а выключатель с помощью специальной рукоятки может быть перемещён в любое из трёх положений:

1. «Подключен» – силовые выводы и выводы управления выкатной части соединены с аналогичными вводами корзины. Выключатель готов к обеспечению нормальной работы и защиты от аварийных режимов.
2. «Тест» – силовые выводы выключателя отключены от вводов корзины, выводы цепей управления подключены к питанию. В данном положении можно проверять цепи управления и тестировать срабатывание выключателя с помощью электронного расцепителя.
3. «Изолирован» – можно полностью вынимать выключатель из корзины, при этом силовые вводы корзины перекрываются специальными изолирующими шторками, защищающими персонал. Дополнительно данная функция обеспечивает видимый разрыв.

Отслеживать положение выключателя ВА07-М IEK ® выдвижного исполнения можно с помощью специального индикатора, установленного на лицевой панели в нижней части корзины.

При техническом обслуживании выключателя ВА07-М IEK ® выдвижного исполнения снижаются трудозатраты на монтаж/демонтаж, а также повышается безопасность работы персонала.

Расцепитель следит за энергосистемой

Важным элементом автоматических выключателей ВА07-М IEK ® является электронный расцепитель (см. рис. 1). Именно он в режиме реального времени с помощью высокопроизводительного микроконтроллера опрашивает датчики тока и реагирует на различные аварийные ситуации в энергосистеме: даёт команду на размыкание силовых контактов, отображает на дисплее неисправности и результаты измерений токов, сигнализирует о приближении тока в силовых цепях к номинальной нагрузке, блокирует возможность повторного включения после срабатывания на аварийный режим, а также позволяет выполнять настройки и тестирование.

Электронные расцепители представляют собой отдельный съёмный блок, на лицевой панели которого расположены цифровое табло, индикаторы, элементы настройки и управления. Габарит 800 А и габариты 2000 и 3200 А выключателей ВА07-М IEK ® оснащены различными модификациями электронных расцепителей.

Электронные расцепители ВА07-М IEK ® реализуют следующие функции защиты от сверхтоков (LSI+G):

• Защита от перегрузки с уставкой по времени (L – Long time-delay overcurrent protection).
• Защита с уставкой по времени от короткого замыкания (S – Short time-delay overcurrent protection).
• Защита мгновенного действия при коротком замыкании (I – Instantaneous overcurrent protection).
• Защита от короткого замыкания на землю с уставкой по времени (G – Ground fault protection with time-delay).

Особенности конструкции ВА07-М IEK ®

Конструкция автоматических выключателей ВА07-М IEK ® обеспечивает их надежность и функциональность.

Рис. 1. Конструкция ВА07-М IEK ®

Контактная система

Главные силовые выводы автоматических выключателей серии ВА07-М IEK ® выполнены горизонтальными медными шинами с гальваническим покрытием, защищающим от коррозии. Каждый вывод оснащён датчиками тока

Главные силовые выводы соединяются с группами подвижных и неподвижных контактов при помощи многопроволочных медных гибких проводников, сплетённых в косички, что позволяет снизить электромагнитные и тепловые потери.

Группа подвижных контактов выполнена из отдельных подпружиненных ламелей, что позволяет снизить переходное сопротивление в месте контакта, обеспечивает надёжное электрическое соединение и способствует эффективному гашению дуги при размыкании силовых контактов.

Угасание дуги

Если в момент размыкания силовых контактов через них протекал ток (необязательно ток перегрузки или короткого замыкания), то в месте разрыва контактов возникает электрическая дуга, которая должна быть погашена за минимальное время.

Эффективность гашения дуги автоматических выключателей ВА07-М IEK ® обеспечивается, в том числе, дугогасительными камерами. В них параллельно установлены изолированные друг от друга стальные пластины с гальваническим покрытием. Такая конструкция позволяет быстро и эффективно растягивать, охлаждать и разрывать электрическую дугу, продлевая работоспособность главных силовых контактов.

Дугогасительные камеры автоматических выключателей ВА07-М IEK ® выполнены съёмными, что повышает удобство технического обслуживания.

Замыкание и размыкание

Сердцем автоматических выключателей ВА07-М IEK ® является электропривод с дополнительной возможностью ручного взвода пружин. При подключении питания электропривода происходит автоматический взвод механизма включения, индикатор взвода пружины переходит в состояние «Взведён», и выключатель ожидает команды на включение.

Команда на включение, так же, как и команда на отключение ВА07-М IEK ® могут быть поданы оператором удалённо, например, с поста управления, находящегося в соседнем помещении или здании, а при определённых схемах управления — даже из другого города. Когда происходит включение в дистанционном режиме, сигнал поступает на электромагнит, управляющий катушкой включения, а операция отключения задействует независимый расцепитель.

ВА07-М IEK ® можно управлять и вручную — нажатием на кнопки включения/отключения на лицевой панели. При этом на панели изменяется индикация положения контактов выключателя.

Ручной взвод механизма включения позволяет с помощью специального рычага «запасти» в пружинах необходимую энергию. Для включения ВА07-М IEK ® необходимо обеспечить подачу номинального напряжения на расцепитель минимального напряжения, в противном случае при нажатии на кнопку включения замыкания контактов не произойдёт, а пружины перейдут в невзведённое состояние.

Важные нюансы

Независимый расцепитель обеспечивает дистанционное отключение выключателя при наличии напряжения на шине питания цепей управления. Может быть демонтирован на усмотрение конечного потребителя.

Расцепитель минимального напряжения служит для защиты от недопустимого снижения напряжения питания цепей управления. Также может быть демонтирован, если нет необходимости контролировать напряжение на шине питания цепей управления.

Электромагнит включения предназначен для удаленного включения ВА07-М IEK ® после завершения взвода пружин механизма включения электроприводом. Может быть демонтирован на усмотрение конечного потребителя.

Клеммный блок цепей управления расположен в верхней части выключателя над лицевой панелью, что обеспечивает удобство эксплуатации. Предназначен для подключения цепей питания, управления электронным и независимым расцепителями, расцепителем минимального напряжения, электромагнитом включения, а также для подключения цепей сигнализации.

Блок оснащён выводами дополнительных переключающих контактов, которые могут быть использованы на усмотрение потребителя. Все выводы клеммного блока промаркированы сплошной нумерацией, которая соответствует схемам подключения, приведённым в Руководстве по эксплуатации.

В автоматических выключателях ВА07-М IEK ® габаритов 2000 и 3200 А имеются механические счетчики циклов включения-отключения. Счетчики позволяют отслеживать износ аппарата и вовремя проводить его техническое обслуживание.

Монтаж и эксплуатация

Автоматические выключатели ВА07-М IEK ® могут быть легко интегрированы в низковольтные комплектные устройства различной сложности за счет простых и функциональных схем подключения.

Монтаж выключателей допускается на реечном каркасе или монтажной панели. Эксплуатация выключателей возможна в строго вертикальном положении.

Питающую сеть можно присоединять как к верхним, так и к нижним выводам выключателя. Допускается подключение медных или алюминиевых шин, при использовании переходных шин возможно подключение одножильных проводников с наконечниками.

В месте установки и подключения выключателей должна быть хорошая циркуляция воздуха. Питающие и отходящие линии, выполненные шинами, необходимо разделить с помощью перегородок из немагнитного материала. Подробнее особенности монтажа описаны в Руководстве по эксплуатации.

Эксплуатация выключателей должна производиться в следующих условиях:

• диапазон рабочих температур: от -25 до +40°С;
• высота над уровнем моря – не более 2000 метров;
• степень защиты оболочки — IP30, зажимов для присоединения внешних проводников – IP00;
• относительная влажность — 50% при температуре +40°С. Допускается использование выключателей при относительной влажности 90% при температуре 20°С.

Гарантийный срок эксплуатации выключателей ВА07-М IEK ® составляет 5 лет со дня продажи при условии соблюдения потребителями правил монтажа, эксплуатации, транспортировки и хранения. Автоматические выключатели, которые до истечения срока гарантии отработали общее количество циклов включения-отключения, замене или ремонту не подлежат.

Автоматические выключатели ВА07-М IEK ® подвергаются тщательному контролю на всех этапах производства и транспортировки, что обеспечивает их высокое качество и надёжность.

Они отличаются разнообразием габаритов, небольшой массой и низкими собственными потерями мощности. Благодаря применению современных микропроцессорных технологий, возможности гибкой настройки защит, а также высоким техническим и эксплуатационным характеристикам ВА07-М IEK ® защищает энергосистемы наравне с лучшими мировыми налогами.

Селективность автоматических выключателей: теория и практика

Проектируя новую электрическую сеть или реконструируя уже существующую, всегда необходимо придерживаться требований, которые создают условия надежной работы. В частности, речь идет о селективности — согласовании рабочих характеристик защитных аппаратов на всех этапах распределения электроэнергии. Это делается для того, чтобы в случае короткого замыкания или перегрузки сработал только тот защитный аппарат, в цепи которого возникла неисправность. При этом остальная часть электроустановки должна не отключаться, а оставаться в работе.

Например, если произошло короткое замыкание в розетке на кухне, то должен сработать групповой автоматический выключатель (на схеме аппарат с защитной характеристикой «В» и номинальным током в 10 А). Таким образом, должна отключиться только поврежденная линия «розетки кухни», а не вводной аппарат, отключая при этом всю квартиру.

Если отключения защитного аппарата по каким-либо причинам не произошло, то возникшую неисправность в розетке контролирует вышестоящий автоматический выключатель квартирного щитка.

Основные определения:

Селективность — согласование характеристик установленных последовательно аппаратов защиты таким образом, чтобы в случае аварии отключалась только та линия питания или часть схемы, где возникла неполадка.

Полная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя отключается раньше, чем аппарат со стороны источника питания. Отключение происходит во всем диапазоне возможного тока к.з. в данной сети вплоть до значения максимальной отключающей способности нижестоящего аппарата.

Частичная селективность — вид координации работы защитных аппаратов, при котором аппарат со стороны потребителя осуществляет защиту до значения Is (предельного тока селективности). При этом аппарат со стороны источника питания не должен срабатывать.

Зона перегрузки — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает тепловой расцепитель.

Зона короткого замыкания — диапазон сверхтока, в котором за срабатывание автоматического выключателя отвечает электромагнитный расцепитель.

Избирательность срабатывания устройств защиты достигается за счет согласования время-токовых характеристик. Например, для обеспечения селективной работы оборудования при перегрузках достаточно, чтобы номинальный ток защитного аппарата со стороны питания минимум на 1 ступень был выше номинального тока автоматического выключателя со стороны нагрузки.

Методы обеспечения селективности

В зоне перегрузки обычно реализуется время-токовый тип селективности. В зоне КЗ могут использоваться другие методы обеспечения селективности, о которых мы поговорим далее.

Временная селективность

Этот вид селективности обеспечивается благодаря разному времени срабатывания аппаратов защиты.

Время срабатывания ближайшего к защитному оборудованию аппарата защиты №1 настраивается на значение 0,02 с. На следующем этапе защиты отключение неисправности в цепи обеспечивается настройкой времени срабатывания аппарата 0,5 с. На последнем этапе выбирается время срабатывания выключателя — 1 секунда. Защита № 3 будет резервировать 2 нижестоящие защиты №1 и №2.

Токовая селективность

У всех защит №1, №2 и №3 выдержка по времени срабатывания минимальна: 0,02 с, однако значения срабатывания по току (уставки) отличаются: 200, 300 и 400 А соответственно. При возникновении в защищаемой сети короткого замыкания ток будет резко возрастать и вызывать срабатывание защит. Если защита №1 не сработает, то ее будет резервировать следующая защита №2.

Время-токовая селективность

Еще одним способом настройки защиты электроустановок до 1 кВ является согласование время-токовых характеристик применяемых автоматических выключателей.

Так, например, можно добиться избирательности срабатывания защиты, подобрав время-токовую характеристику выключателя В таким образом, чтобы она располагалась на определенном расстоянии ниже характеристики выключателя А. Эта зона определяется опытно-расчетным путем с учетом погрешностей срабатывания защит расцепителей. С учетом этой зоны строятся таблицы селективности.

Сегодня производители предоставляют своим клиентам уже готовые таблицы селективности, при помощи которых можно с уверенностью выбирать гарантированно селективные связки автоматических выключателей.

Выбирая аппараты защиты с учетом требований селективности защиты, вы повышаете не только надежность электроустановки, но и упрощаете работу по поиску поврежденного участка. Создать селективную защиту, применяя аппараты разных производителей, проблематично, поэтому следует устанавливать защитные аппараты одного производителя, дополнительно пользуясь специальными таблицами селективности.

Силовые автоматические выключатели

Силовые автоматические выключатели предназначены для установки на линии с большими токами, с высоким потреблением по мощности. Чаще всего о них вспоминают, когда говорят о защите электродвигателей, устанавливают как вводные на крупные производственные объекты. Их отличия от других автоматов: они чаще всего рассчитаны на номинал от 100 А, в крупногабаритном прочном корпусе, с функциями автоматического и ручного отключения. Современные устройства также оборудованы системами дистанционного управления, системами сигнализации и контроля. Но те же бытовые автоматы от 16 ампер тоже являются силовыми. Честно говоря, ток в 5 ампер – тоже довольно сильный ток, как минимум смертельный для человека.

Силовой автомат рассчитан на токи 16-1000 А. Конечно, модульный автомат на 16-40 А язык не поворачивается назвать «силовым» — изделие миниатюрное, домашнее. Силовые автоматы мы привыкли обозначать как автомат в литом корпусе с большими габаритами, и питать он должен огромный двигатель, от которого работает весь мир.

Конструкция силового автомата на 100 или 1000 ампер идентична конструкции любого бытового автомата. Работа устройства строится на тех же принципах. Но есть и отличия (для промышленных приборов): системы контроля и управления. Большой ток требует для нормального протекания больших сечений проводников. Поэтому 1000-амперный автомат будет выглядеть как коробка высотой от полуметра и выше. Отличительная особенность большинства современных силовых автоматов номиналом от 100 А – они все имеют систему контроля (тестирования).

При выборе силовых автоматических выключателей опираются только на расчет, сделанный в проекте, и оговоренные требования безопасности. Важно для функционирования объектов применять новое сертифицированное оборудование. Не прельщайтесь низкой ценой б/у автоматов для своих дорогих двигателей, насосов, вентиляторов и конвейерных транспортеров: «старый конь» борозду портит очень сильно.

При покупке, перемещении, монтаже обращайте внимание на следующие параметры:

Комплектность устройства. Если в паспорте написано, что положена съемная ручка к рычагу – проверьте ее наличие. Если вы не проверите это при покупке, то проверит комиссия КРУ при сдаче объекта или инженеры управления по Охране труда. И первое, и второе – это серьезно.

Упаковка. Хороший автомат на 100-250 А уже стоит хороших денег. Производители, чтобы держать цены, экономят на всем. И на упаковке – в первую очередь. Обидно, когда она рвется, и автомат падает на бетонный пол на вашем складе. Чтобы такого не случалось — следите за целостностью упаковки при перемещении купленной продукции.

Защитные шторки (заглушки) для закрытия клемм постоянно теряются, как и другие мелкие детали. Поэтому для монтажа лучше перебрать комплектующие и разделить их на две части: первая – сам автомат, вторая – подписанный мешок с деталями, который выдается только при монтаже непосредственно бригадиру электриков.

Постоянно все сверяйте: габариты, монтажные размеры, наличие паспортов и сертификатов, гарантийные талоны и главное — работоспособность устройства. Продукция промышленного назначения неидеальна, даже у всемирно известных брендов.

Схемы подключения автомата

УЗО

Установить и правильно подключить автомат в распределительном шкафу – не проблема. С этим может справиться даже обычный человек, который с электричеством сталкивается только, когда вставляет в розетку штепсельную вилку от бытового прибора или включает освещение. Но вопрос, как правильно подключить автомат, все равно часто звучит от обывателей. Все дело в том, что даже среди электриков происходят споры о способах подсоединения. То есть, подводить питающий провод к автоматическому выключателю сверху или снизу.

Давайте не будем спорить здесь, а просто обратимся к правилам устройства электроустановок (ПУЭ), где в одном из пунктов, а, точнее, в пункте 3.1.6, четко все описано. Ни фото ниже нами сделана выписка из этого пункта ПУЭ.

Итак, правила рекомендуют подключать питающий провод к неподвижному контакту в автомате. А он расположен именно сверху. Но давайте до конца быть честными, и еще раз прочитаем правило. В нем нет строго ограничения, то есть, оно носит только рекомендательный характер. Поэтому отвечая на вопрос, как подключить автоматический выключатель снизу или сверху, можно использовать два варианта. Тем более, прибор будет отключать сеть от перегрузок и короткого замыкания в любом случае в независимости от схемы подключения.

И все же, почему в ПУЭ этот пункт присутствует? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть устройство автоматического выключателя.

Устройство автомата

Чтобы перейти к схемам подключения автомата, необходимо разобраться в первую очередь с его конструкцией. А так как нас интересует именно подключение проводов к нижним или верхним контактам прибора, то надо понимать, что оба контакта (подвижный и неподвижный) изготавливаются из разных металлических сплавов.

Два основных элемента, которые выполняют защитные функции автомата – это расцепители электромагнитный и тепловой.

Электромагнитный расцепитель

Этот элемент является защитным, который срабатывает в том случае, если в электрической цепи, куда был установлен сам автомат, появилось короткое замыкание. Именно в этот момент в цепи появляются токи огромной величины (практически превышающие номинальное значение тока в тысячи раз). Чтобы не сгорела проводка и бытовые приборы, включенные в розетки, расцепитель мгновенно отключает подающую сеть. Время отключения – это миллисекунды. Кстати, существует определенная маркировка по времятоковым характеристикам. Обозначается она буквами латинского алфавита и наносится на корпус самого автоматического выключателя. В быту чаще используются типы «А», «В», и «С».

Сама конструкция электромагнитного расцепителя – это сердечник (соленоид), вокруг которого расположены витки пружины. Соленоид связан напрямую с подвижным контактом автомата. А вот пружина соединяется последовательно с силовыми контактами и тепловым расцепителем. Номинальный ток слишком мал, чтобы созданный внутри катушки магнитный поток, смог втянуть сердечник и тем самым разомкнуть контакты. Как только в сети возникает короткое замыкание, то есть, появляется тог огромной величины, внутри катушки (пружины) возникают большие магнитные потоки, пружина сжимается и втягивает в себя сердечник, который в свою очередь тут же размыкает силовые контакты. А, значит, сеть будет обесточена.

Тепловой расцепитель

Этот элемент предназначается для защиты электрической цепи, если в ней начинают действовать большие нагрузки, отличные от номинальной. Это расцепитель, так сказать, замедленного действия. Он будет определенное время держать перегруз, и если последний не снизится до номинального значения, то отключит питание. Сразу оговоримся, что тепловой расцепитель не будет реагировать на скачки тока кратковременного действия.

Чисто конструктивно тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая, по сути, является консолью. Ее свободный конец соединен с механизмом, который и будет разъединять контакты. При номинальном токе свободный конец пластины располагается близко к рычагу расцепительного механизма. Как только в цепи начнется перегрузка, пластина начинает нагреваться и изгибаться, тем самым действуя на рычаг, тот в свою очередь на механизм, а последний на контакты, размыкая их.

Вот такое достаточно сложное устройство автоматического выключателя и принцип действия.

Схемы подключения

Итак, принцип работы автоматического выключателя теперь понятен, можно переходить непосредственно к схемам его подключения. Начнем с того, что автоматы могут подключаться в однофазные и трехфазные сети. Какие автоматы для этого необходимы? Если разговор вести от однофазных сетях с напряжением в 220 вольт, то в них обычно устанавливается или однополюсный прибор, или двухполюсный. Сама схема будет зависеть от того, используется ли в ней заземляющий контур или нет.

Если в дом входят два провода (ноль и фаза), то в распределительный шкаф можно ставить однополюсный вариант. При этом фазный контур будет проходить именно через сам автомат. Если внутрь дома входит три провода (фаза, ноль и заземление), то общий автомат должен быть двухполюсным. То есть, к первой клемме прибора подключается фаза, ко второй ноль. Заземление через отдельную клеммную коробку разводится до потребителей (светильники и розетки). Далее, провода от автоматического выключателя проводятся до счетчика, затем к однополюсным автоматам, установленных по группам, но уже как было описано в первом случае. Кстати, вот ниже данная система подключения автомата.

Что касается трехфазной сети, то в данном случае лучше всего ставить трехполюсные или четырехполюсные конструкции. Здесь все точно так же, как и в случае с однофазным подключением. То есть, если в доме используется разводка без заземления, то к неподвижным контактам подключаются три фазы питающей сети. Нулевой провод разводится как отдельный контур до потребителей (розетки и лампы). Если в доме присутствует система заземления, то устанавливается четырехполюсная модель, то есть, к прибору будут подключаться три фазы и ноль, а контур заземления пойдет отдельной линией до потребителей.

Полезные советы

Иногда подключение автоматического выключателя связано с правильным проведением некоторых нюансов всего процесса. А именно подсоединением проводов к прибору. На что необходимо обязательно обратить внимание?

• У каждой модели есть свои требования относительно сечения вставляемого провода и длины изоляционной оболочки. Это обязательно указывается в паспорте изделия.
• Чаще всего зачищать провод надо на длину от 0,8 до 1,0 см.
• Важно понимать, что ставить провод с изоляцией в зажим недопустимо, потому что диаметр изоляции больше диаметра самой жилы, поэтому контакт между зажимом и жилой или будет слабым, или будет полностью отсутствовать.
• Фиксация провода в автомате производится винтом, который закручивается отверткой. После фиксации необходимо проверить качество зажима, для этого сам провод надо слегка подергать.
• Если для подключения автомата используется многожильный проводник, то на его конец лучше всего надеть наконечник.

Заключение по теме

Итак, в этой статье мы постарались ответить на вопрос, который интересует многих, как подключить автомат правильно? Надеемся, что из предоставленной информации все понятно. И как уже было сказано выше, этот процесс не самый сложный, главное разобраться в схемах подключения.