Кривая отключения автоматического выключателя это

Кривая отключения автоматического выключателя это

Автоматический выключатель — это электротехнический аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённого участка электрической сети. За автоматическое отключение в аппарате отвечает особое устройство, именуемое «расцепитель». Собственно, из названия понятно, что устройство воздействует на механизм включения-отключения в автомате (так будем называть автоматический выключатель для краткости) и размыкает электрическую цепь.

Расцепители в автоматах бывают двух типов — электромеханические и электронные. Электромеханические, в свою очередь, делятся на тепловые и электромагнитные.

Электронные расцепители рассматривать не будем, т.к. в быту такие автоматы не используются по одной простой причине — высокая стоимость и абсолютно неприменимая в бытовых условиях функциональность.

Итак, тепловые и электромагнитные расцепители — что они из себя представляют и для чего нужны?

Ток, проходящий через тепловой расцепитель вызывает нагрев данного расцепителя. При прохождении через автомат рабочего тока, не превышающего номинальное значение автомата, нагрев незначительный и не вызывает никаких воздействий на отключающий механизм автомата. Но при длительном прохождении тока, превышающего номинальный, происходит отключение автомата. При этом, чем больше ток, тем меньше время отключения. Данный тип расцепителя защищает вашу электрическую сеть от перегрузок и позволяет сохранить работоспособность сети при кратковременном характере и незначительной величине этих перегрузок. Устроен данный тип расцепителей следующим образом — токопроводящая (либо расположенная над нагревательным элементом, по которому проходит ток) пластина состоит из двух пластин различных металлов, соединённых между собой. Называется такая пластина биметаллической. Ввиду различных физических свойств этих металлов, они обладают различным коэффициентом теплового расширения, в результате чего при нагревании такой пластины происходит её механическая деформация — изгиб. И благодаря такой деформации происходит механическое воздействие изгибающейся пластины на механизм отключения автомата.

Электромагнитный расцепитель. Как видно уже из названия, данный расцепитель состоит из электромагнита. Этот расцепитель предназначен для мгновенного отключения автомата при коротком замыкании. При прохождении токов короткого замыкания определённой величины, сердечник электромагнита втягивается и мгновенно отключает повреждённый участок.

Ниже приведены фотоизображения, на которых показаны устройство самых распространённых автоматических выключателей и обозначены вышеуказанные расцепители.

Ну и вот мы подобрались, наверное, к самому главному — чем определяется величина тока короткого замыкания, отключающего автомат? Помимо основных характеристик автоматических выключателей, таких как номинальный ток и количество полюсов, имеется ещё одна не менее важная — характеристика (кривая) отключения. В соответствии с ГОСТ Р 50345-2010, автоматические выключатели бывают с тремя основными видами электромагнитных расцепителей — B (диапазон отключения (3÷5)×I_ном), С (диапазон отключения (5÷10)×I_ном) и D (диапазон отключения (10÷20)×I_ном). Ну а нужны данные виды расцепителей для того, чтобы в вашей электрической сети была возможность обеспечения селективности срабатывания аппаратов защиты, иными словами — способность вашей электрической системы отключать повреждённый участок сети, не затрагивая неповреждённые.

Как это работает разберём на реальном примере. У многих из вас бывали ситуации, когда при коротком замыкании в каком-либо участке сети (к примеру, короткое замыкание в электроприборе, включённом в розетку) электричество отключалось во всём доме. И при проверке ваших распределительных щитов вы обнаруживали отключенные автоматы во всех щитах, вплоть до вводного, установленного на столбе.

Как избежать такой ситуации? — Установкой автоматов с различными типами расцепителя. Во-первых, такая ситуация возможна только тогда, когда у вас установлены автоматы с одним типом расцепителя, к примеру «С». При коротком замыкании возникает ток достаточной силы для отключения всех автоматов в цепи, а ввиду однотипности расцепителя, то отключаются они одновременно.

Избежать подобной ситуации можно следующим образом.

При получении технический условий на подключение вашего дома к электрическим сетям, электросетевая организация предписывает вам установить в вводном щите (назовём его ЩУР — щит учётно-распределительный) аппарат защиты на номинальный ток 63 А (при разрешённой стандартной мощности 15 кВт и при подключении по одной фазе (220 В)). В доме у вас установлен один распределительный щит (назовём его ЩР — щит распределительный), в котором установлен вводной автомат на номинальный ток также 63 А (нагрузку щита возьмём в номинальные 15 кВт). Расстановка автоматических выключателей будет выглядеть следующим образом: т.к. подключение однофазное, в щите ЩУР устанавливаем двухполюсный автоматический выключатель на номинальный ток 63 А, расцепитель характеристики D (т.к. в случае короткого замыкания в электрической сети дома этот автоматический выключатель должен отключиться в последнюю очередь). Вводной автомат в щите ЩР устанавливаем аналогично вводному в щите ЩУР, но с расцепителем характеристики С. Ну а отходящие цепи в щите ЩР, с наибольшей вероятностью возникновения коротких замыканий (питание уличных электроприборов, питание электроприборов в сырых помещениях) лучше защищать с помощью автоматов с расцепителем характеристики В.

Устройство автоматических выключателей.

Одни из самых распространённых типов автоматических выключателей:

1. AE 1031M-2УХЛ4 с тепловым расцепителем.
2. ВА47-29 с комбинированным расцепителем (тепловой и электромагнитный).

Устройство автоматического выключателя AE 1031M-2УХЛ4:

1. Биметаллическая пластина, по которой проходит электрический ток.
2. Расцепитель.

Устройство автоматического выключателя ВА47-29:

1. Расцепитель.
2. Биметаллическая пластина со спиральным нагревательным элементом, по которому проходит электрический ток.
3. Электромагнит.
4. Силовой контакт выключателя.

Что такое ток не отключения автомата

Понятие ток неотключения автоматического выключателя мало кому знакомо. Люди ошибочно полагают что, установив автомат на 16 Ампер он обязательно сработает при 16-ти Амперной нагрузке. На самом деле это не так.

Все это связано с ВТХ – время-токовыми характеристиками. В данной статье уважаемые читатели сайта «Электрик в доме» я постараюсь пояснить, почему так важно учитывать этот параметр при выборе автоматов.

Электрический ток протекает только по замкнутой цепи. Если её разорвать, действие тока будет прекращено. На этом свойстве строится защита электрических линий с помощью автоматических выключателей. При аварийном режиме в электрической цепи возникает ток срабатывания автомата, на который реагируют тепловой или электромагнитный расцепители, разрывая контролируемую цепь.

Для бесперебойного и надёжного питания потребителей, подбирают выключатели, длительно выдерживающие номинальный ток или ток отключения автомата.

Токи не отключения автомата могут привести к аварийной ситуации, например, к возгоранию электрической проводки в вашем доме. Поэтому, для безопасности, помимо правильного определения сечения кабеля, важен точный расчёт номинала автомата, выбор которого проводят, учитывая ток не отключения автоматического выключателя.

О чем говорят время-токовые характеристики

О работе автоматических выключателей судят по время-токовым характеристикам (ВТХ), определяющим точный период срабатывания защитного устройства. Наверняка, вы сталкивались с тем, что в маркировке автоматов участвуют буквенные обозначения: B, C, D.

Это ВТХ автоматических выключателей, ток мгновенного их срабатывания. Другими словами, это наименьший ток, при котором автоматический выключатель разорвет цепь без задержки времени (ГОСТ 50345-2010, п. 3.5.17). Так работает его электромагнитная защита (реагирующая на ток короткого замыкания).

Рассмотрим время-токовую характеристику С. На графике видно, как зависит от тока, проходящего через автомат, время его срабатывания. Вертикально расположенная ось У (ординат) показывает время (секунды).

Горизонтальная ось Х (абсцисс) – отражает отношение тока в цепи к номинальному току коммутационного аппарата (I/In). Простыми словами это параметр показывает загруженность (перегруз) автоматического выключателя.

График представлен в виде двух кривых, показывающих временной диапазон действия теплового и электромагнитного расцепителя автомата.

Расположенная сверху кривая определяет холодное состояние, когда автомат предварительно не включался. Кривая, расположенная ниже, характеризует горячее состояние, когда автомат уже был включен в сеть и (или) произошло его защитное срабатывание.

Ток условного «неотключения» автомата — 1,13•In

Ток не отключения автоматического выключателя. Что это такое и откуда он берётся? Рассмотрим ВТХ защитного устройства — автомата. На оси Х (абсцисс), отражающей кратность тока нагрузки в цепи к номинальному току (I/In), находим цифру — 1,13.

Из этой точки вверх проводим вертикальную линию. (На рисунке, расположенном ниже, линия выделена красным цветом.)

Ищем точки пересечения этой линии с кривой времени срабатывания автомата. Видим, что таких точек нет. Делаем вывод, что автомат не сработает, если в цепи будет ток, превышающий номинальный в 1,13 раз.

Автоматические выключатели, пропуская через себя ток, превышающий их номинальный в 1,13 раз, должны поддерживать работу цепи на протяжении целого часа (ГОСТ 50345). При невыполнении этого условия, устройства автоматической защиты бракуются.

Условный ток не расцепления любого автомата составляет 1,13•In . При такой токовой нагрузке устройство защиты не отключается:

1. 1 час у автоматов с номиналом менее 63 А;
2. 2 часа у автоматов с номиналом более 63 А.

На графиках времятоковых характеристик автоматических выключателей производителями отмечается точка условного не расцепления (1,13•In).

Если через эту точку провести вертикальную прямую, становится видно место её пересечения с нижней кривой на участке 60-120 минут. К примеру, при прохождении тока 1,13•In = 11,3 (А) через автомат, номинал которого составляет 10 А, его тепловой расцепитель не разомкнёт цепь на протяжении 1 часа.

Так же, при прохождении тока 1,13•In = 18,08 (А) через автомат номиналом 16 А в течение 1 часа не сработает его тепловой расцепитель.

Ниже приведены значения токов условного не расцепления для автоматических выключателей различного номинала:

В соответствии с времятоковыми характеристиками, автоматы не будут срабатывать при прохождении через них токов, указанных в правом столбце. Это особенно важно, если в вашей сети возможно подключение большой нагрузки, а электропроводка устарела, изоляция проводов нарушена, монтажные работы были проведены некачественно.

Тогда ток не отключения автомата возрастёт, а сечение отходящего кабеля может оказаться недостаточным для создавшейся нагрузки. Поэтому, старайтесь выбрать защитное оборудование и сечение проводников с оправданным запасом. Чтобы не заниматься каждый раз расчетами, обращайтесь к представленной ниже информации.

Ток условного расцепления (отключения) — 1,45•In

Какой же ток отключения автомата? Продолжим анализировать время-токовую характеристику. На горизонтальной оси, находим следующее за 1,13 значение. Это число 1,45. Из этой точки проводим вертикаль, видим её пересечение с графиком в 2 местах.

На кривой, расположенной ниже, место пересечения — 40 секунд. На кривой, расположенной сверху – 60-120 минут, в зависимости от номинала автомата. Для защитных устройств с номинальным током менее 63 А на отключение уйдёт не более 1 часа. А для устройств с номинальным током выше 63 А для этого потребуется 2 часа.

Автоматический выключатель номиналом 10 А способен, не срабатывая в продолжение 1 часа, выдерживать нагрузку 14,5 А. Автомат номиналом 16 А на протяжении этого же времени способен удерживать нагрузку 23,2 А. Это при условии холодного их состояния в начале работы. Если защитное устройство было горячим, на его отключение потребуется от 40 секунд до 1 часа.

Ниже приведены токи условного расцепления для автоматических выключателей разного номинала:

Представим, что в сети нашего дома необходимо защитить проводку сечением 2,5 кв. мм. Многие пользователи идут на поводу у неграмотных электриков и устанавливают для этого 25 А автомат (аргумент у них как правило один – «чтобы не выбивало»).

Если посмотреть по таблицам ГОСТ 31996—2012 допустимый ток для такого сечения кабеля с ПВХ изоляцией то он составляет 27 Ампер.

В случае увеличения нагрузки на 45 % (36.25А), автомат может не срабатывать в течение 1 часа. Всё это время по проводнику будет протекать ток, значительно превышающий длительно допустимый (25 А). Это может привести к нагреванию и разрушению изоляции провода, возникновению пожароопасной ситуации или к короткому замыканию.

Ситуация усугубляется тем, что недобросовестные производители в последнее время занижают сечение жил.

Вывод

Из представленного выше видно, как много нужно времени для того, чтобы сработал ток отключения автомата, даже если он будет намного больше номинального. При неправильном выборе сечения провода, его изоляция за это время может расплавиться.

Это приведёт к возникновению аварийной ситуации.

Я еще раз об этом напомнил, чтобы подчеркнуть насколько важно, при каком токе отключается автомат в вашем доме и правильно выбрать номинал этого защитного устройства. Не менее важно провести грамотный расчет сечения проводов (кабеля) и сделать выбор с достаточным запасом.

Хочу еще отметить низкое качество современной электротехнической продукции. Повсеместно продаются китайские изделия. Такой товар лучше не покупать. Приобретайте автоматические выключатели у добросовестных производителей.

Кривые отключения модульных автоматов

Разберемся что такое «кривая отключения» и зачем её нужно учитывать при выборе автомата.

Характеристики автоматических выключателей (кривые отключения) обозначаются буквами MA, Z, К, D, B, C. В Российских стандартах приводятся требования только для характеристик B, C и D, при эксплуатации квалифицированным персоналом (ГОСТ Р 50345). В случаях эксплуатации не квалифицированным персоналом требований не предусмотрено (ГОСТ Р 51327). Согласно европейских норм значения токов отключения расходятся в зависимости места эксплуатации (сертификата). Для автоматических выключателей, допускающих эксплуатацию в сетях переменного и постоянного тока, кривые пересчитываются при использовании в сети постоянного тока. Уточняйте значения кривых отключения выбранных автоматов для проведения точных расчетов.

График кривой отключения

На графике кривой отключения показана зависимость времени отключения автоматического выключателя (вертикальная ось) от протекающего через него тока (горизонтальная ось). График разделён двумя линиями, которые определяют разброс времени срабатывания тепловой и электромагнитной защит. Кривые отключения автоматических выключателей состоят из двух частей:
— зона срабатывания защиты от перегрузок (тепловой расцепитель);
— зона срабатывания защиты от коротких замыканий (электромагнитный расцепитель).

Характеристики срабатывания (отключения) и эксплуатации установлены в российских и международных стандартах на автоматические выключатели:
— DIN VDE 0641 часть 11/8.92 (DIN немецкий промышленный стандарт, VDE технические правила общества немецких электриков);
— EN 60898, EN 60947 (EN европейский стандарт);
— IEC 60898, IEC 60947 (IEC международная электротехническая комиссия);
— ГОСТ Р 50345 (ГОСТ Р государственный стандарт Российской Федерации)

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя

ГОСТ Р 50345
IEC/EN 60898
ГОСТ Р 51327
IEC/EN 60947

Применяются в осветительных электросетях общего назначения, а также, для защиты потребителей преимущественно с активной нагрузкой и протяжённых линий. Рекомендуются для установки в отходящих линиях для обеспечения селективности с вышестоящими автоматами.

Применяются в цепях общего назначения: цепи освещения, бытового и промышленного назначения. Автоматы с кривой отключения «С» являются самыми распространёнными.

Применяются в цепях, в которых в качестве нагрузки используются электрические двигатели со значительными пусковыми токами или частыми запусками, а также электрические цепи с активно-индуктивной нагрузкой.

Кривые отключения
На графиках указаны предельные значения срабатывания автоматических выключателей при коротком замыкании в зависимости от кривой отключения.

Кривая отключения автоматического выключателя это

Добрый день дорогие друзья сегодня в нашей статье мы обсудим, как правильно выбрать автоматический выключатель, в народе его называют просто – «автомат». И это очень важный вопрос, поскольку от качества автоматических выключателей зависит очень многое, а самое важное это безопасность Вас и Ваших близких. Можно с полной уверенностью сказать, что автоматический выключатель это самый важный и ответственный узел в электрической сети. Давайте разберёмся, почему же? Какую же функцию выполняет автоматический выключатель – это предохранитель! Но на самом деле это не только предохранитель, а еще и узел который защищает сеть от перегрузки. Поэтому автоматический выключатель является самым важным узлом в сети. Почему лучше не экономить на этом, а приобрести качественный и проверенный автомат. По причине того что, если Вы включили много бытовых приборов и электропроводка в помещении не выдерживает нагрузки, правильный автомат отключит Вашу сеть перед тем как начнёт плавиться Ваша проводка. Или давайте рассмотрим случай с коротким замыканием, когда по какой то случайности у Вас в помещении произошло короткое замыкание, правильный автомат отключит сеть быстрее чем начнут плавится провода.

Я думаю, что в важности этого узла уже никто не сомневается, давайте приступим к выбору автоматического выключателя.

Есть три ценовых политики, по ним давайте разберёмся в первую очередь:

• Дорогой Schneider Electric – европейский концерн, заводы по выпуску автоматов находятся по всей Европе, есть отдельные серии автоматических выключателей, производимые в Китае и призванные конкурировать к брендами попроще. Характеристики сильно зависят от серии, но в целом качество на высоте. Эта торговая марка предоставляет гарантию на свою продукцию 18 месяцев.

• Средняя цена Promfaktor – это украинский концерт, завод находится в Крывом Роге, компания занимается производством только бытовой и промышленной, щитовой аппаратурой, чётко сфокусировалась на этой задаче, они не распыляются на другой продукт, поэтому знают все тонкости в своем деле. Гарантию предоставляют так же 18 месяцев, в общем, качество достойное.
• Низкий сегмент я предлагаю даже не рассматривать торговые марки АСКО, Е НЕКТ, ИЕК, КУРСК и прочие дешёвые торговые марки.

По ценовым критериям разобрались, давайте разбираться в теории:

Назначение — автоматический выключатель предназначен для комплексной защиты электрической проводки. В нем присутствует 2 вида защиты — термомагнитная защита и защита от токов короткого замыкания.

Термомагнитная защита — если провод рассчитан на определенный ток, а через него будет проходить ток большей величины, то провод будет греться, и со временем разрушаться, т. е. провод, который уже начал разрушаться уже не способен пропустить через себя даже ток, на который изначально был рассчитан, и так по кругу. Стоит отметить, что кратковременные и незначительные превышения номинального тока для провода не опасны.

Защита от токов короткого замыкания — это токи в десятки и более раз превышающие токи, на которые рассчитан провод. Причин их возникновения может быть много и это материал для другой статьи, стоит лишь отметить, что даже кратковременный ТКЗ является опасным для провода.

Кривая отключения — это та самая буковка перед номинальным током в маркировке автомата. Для того, чтобы объяснить, что это такое пройдется немного вникнуть в принцип работы автоматического выключателя. Как уже ранее было сказано, автоматический выключатель защищает от двух видов токов — немного превышающие номинальный ток, но действующие долго и сильно превышающие (в десятки раз) и недолго.

Так вот, кривая отключения отвечает за то, во сколько раз ток должен отличаться от номинального, чтобы автомат заподозрил неладное.

И вот Вам табличка:

Превышение тока, относительно номинального

Приведем немного примеров.

Например, есть у нас 3 автомата с одинаковым номинальным током, и отличающиеся только кривой отключения B16, C16 и D16

И вот по какой-то еще непонятной причине через наш автомат начал протекать ток в 25 Ампер, все 3 автомата насторожатся, но пока ничего предпринимать не будут. И вот спустя 30 секунд происходит скачок до 100А. И вот тут автомат с кривой B должен отключится, автоматы C16 и D16, этого не сделают.

Так почему же не применять только автоматические выключатели с кривой B? Да потому, что очень часто у нас при нормальной эксплуатации сети бывают всплески тока, их называю пусковые токи – это запуски Вашего кондиционера, холодильника и т.д. Если автоматы будут каждый раз отключаться — это плохо и автомату (каждое отключение для него, это шок) и для нас, каждый раз ходить к щитку и включать выбивший автомат.

Поэтому для питания розеток принято использовать автоматические выключатели с кривой C.

Но так же существует оборудование, для которого пусковые токи бывают в 10-15 раз больше номинального, в быту такие приборы используются редко (в основном на производстве), поэтому автоматические выключатели с кривой D в 90% используются на производстве.

Из вышесказанного можно вывести некоторые закономерности:

Для линий освещения используются автоматические выключатели с кривой B, а для розеток с кривой C. Но реальная жизнь вносит свои корректировки — к сожалению, довольно тяжело найти автоматические выключатели с кривой B сразу в наличии, их в основном возят под заказ, и поэтому многие не хотят усложнять себе жизнь и используют для всех видов бытовых цепей автоматы с кривой C.

Мы разобрались с минимальным током, который может заметить автоматический выключатель и расценить это как аварию. Но существует так же ограничение и сверху — то есть максимальный ток, который автомат может отключить. Эта характеристика называется отключающая способность. Измеряется в кило Амперах. Для бытового автомата ток отсечки должен быть не менее 4500кА. Эти все показатели написаны на самом изделии. У автоматов Schneider Electric серии Домовой, этот показатель 4500кА, У автоматов Promfaktor точно такой же. Есть серии с показателем 6000кА, но это уже больше промышленная серия.

Вот мы с Вами и разобрались, что много сложных терминов и понятий, но на самом деле важно одно не гнаться за низкой ценой, поскольку эта погоня может плохо для Вас кончится. Помните, радость от низкой цены длится меньше чем огорчение от низкого качества!