alexxlab по току, нагрузке, сечению провода
Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.
Содержание статьи
- 1 Для чего служит автомат
- 2 Какие бывают автоматы защиты
- 3 Определяемся с номиналом
- 3.1 Пример
- 3.2 Расчет по мощности
- 4 Выбираем отключающую способность
- 5 Тип электромагнитного расцепителя
- 6 Каким производителям стоит доверять
Для чего служит автомат
В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию.
Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.
Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.
Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.
Какие бывают автоматы защиты
Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации.
Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.
Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.
Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные.
Конкретное количество зависит от состояния сети.
Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.
Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защитыВыбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.
Определяемся с номиналом
Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.
На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защитыИсходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:
- Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
- Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
- Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.
Пример
Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.
| Сечение жил медных проводов | Допустимый длительный ток нагрузки | Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В | Номинальный ток защитного автомата | Предельный ток защитного автомата | Примерная нагрузка для однофазной цепи |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 кв. мм | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А | освещение и сигнализация |
| 2,5 кв. мм | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А | розеточные группы и электрический теплый пол |
| 4 кв.мм | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А | кондиционеры и водонагреватели |
| 6 кв.мм | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 кв. мм | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А | вводные линии |
В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии.
Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.
Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.
Расчет по мощности
Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования.
Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.
Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.
Формула для вычисления тока по суммарной мощностиПосле того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.
Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.
Выбираем отключающую способность
Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.
Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.
Отключающая способность автоматических защитных выключателейЕсли подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А.
Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.
Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.
Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.
Есть три самых ходовых типа:
С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:
- С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
- Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
- Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.
Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.
Каким производителям стоит доверять
Как выбрать номиналы автоматов по параметрам
Содержание
- 1 Параметры
- 1. 1 Номинальный ток (In)
- 1.2 Время-токовые характеристики
- 1.
- 2 Кабели ГОСТ 31996–2012
- 3 Выбор сечения. Видео
1 Номинальный ток (In)Для обеспечения надежной защиты кабеля с помощью автоматического выключателя нужно учитывать некоторые особенности работы этого устройства и провести правильный подбор. Дело в том, что ток (In), который указан в маркировке автомата, на самом деле является рабочим током, и его превышение в определенном диапазоне не вызывает немедленного отключения сети.
Номиналы автоматов для защиты кабеля электропроводки
Например, если маркировка С25, то это означает, что ток силой 25А может течь по этой цепи неограниченное время. Если превышение будет до 13% (28,5А), то отключение может наступить более чем через час работы, до 45% (36,25А) – менее часа. Для гарантированной защиты сети важно, чтобы повышенный ток не превышал допустимый ток в кабеле.
Такой алгоритм работы автомата, с одной стороны, снизит вероятность ложного срабатывания, но с другой – требует более обдуманно подойти к выбору автомата.
Правильный выбор автоматического выключателя – задача не простая, но от ее решения зависит безопасная эксплуатация дома или квартиры и уменьшение материальных затрат.
Параметры
Номинальный ток (I
n)Автоматические выключатели имеют стандартизованный ряд номинальных токов, это отражено в ГОСТ Р 50345–99, данные сведены в таблицу. Это длительные токи, текущие через автомат и не вызывающие его отключения. По таблице можно подобрать номинальный ток автоматического выключателя. В ней приведен стандартный ряд номинальных токов (In) для автоматов, применяемых в России.
Стандартизированный ряд номинальных токов (In) для автоматов
| Номинальный ток А | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 1 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6,3 (или 6) | |
| 8 | 10 | 16 | 25 | 31,5 (или 32) | 40 | 50 | 63 | ||
| 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 630 |
| 800 | 1000 | 1600 | 2000 | 2500 | 4000 | 5000 | 6300 |
Однако на время отключения оказывает влияние температура окружающей среды и способ монтажа выключателя.
Так, повышение температуры воздуха в месте установки автомата вызывает сокращение этого периода, понижение – удлиняет. Одиночно установленный выключатель имеет более длительный период, а установленный в группе – сокращенный, из-за влияния соседних автоматов.
Приведенная ниже таблица отражает информацию о токах, приводящих к отключению в длительной перспективе, она позволит выбрать необходимый номинал. Это нормируемые токи по ГОСТУ.
Нормируемые токи по ГОСТУ для выбора номинала автомата
| Характе- ристика срабаты- вания автоматов типа B, C, D | Номинал автомата | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6A | 10A | 13A | 16A | 20A | 25A | 32A | 40A | 50A | |
| Отклю- чение НЕ РАНЬШЕ, чем 1 час (1,13*In) | 6,78 A | 11,3 A | 14,69 A | 18,08 A | 22,6 A | 28,25 A | 36,16 A | 45,2 A | 56,5 A |
| Отклю- чение НЕ БОЛЬШЕ, чем 1 час (1,45*In) | 8,7 A | 14,5 A | 18,85 A | 23,2 A | 29 A | 36,25 A | 46,4 A | 58 A | 72,5 A |
По приведенной таблице можно сделать выбор автомата по току отключения.
Например, известно, что кабель в открытой проводке с медной жилой сечением 4 мм
Также невозможно без сложных измерений точно определить, при каком токе нагрузки сработает тот или иной конкретный экземпляр, но существует коридор, в котором гарантированно сработает любой экземпляр этого номинала.
Время-токовые характеристики
Эти характеристики представлены в виде графика, по которому можно довольно точно определить ток и время, когда произойдет гарантированное отключение устройства.
Графики для определения времени отключения автомата
Например, можно узнать, через какой промежуток времени произойдет отключение автомата типа С, если через него протекает ток в полтора раза больше номинального, т. е. I/In=1,5. Проводим на графике вертикальную линию так, чтобы она пересекла область значений и от точек пересечения этой прямой с голубой зоной проводим горизонтальные линии до оси Y.
На оси Y видим время: минимальное – 50 сек., максимальное – в районе 6 мин. Значит, при двойном превышении тока этот кабель будет работать под такой нагрузкой до 6 мин.
Для определения токов отключения для других типов, B или D, следует провести горизонтальные линии до оси Y от соответствующих областей.
При коротком замыкании автоматы работают очень надежно, отключая сеть менее чем через 0,1 сек, за такой промежуток времени кабель не успевает заметно нагреться.
Если произошло аварийное отключение, не спешите включать автомат, сначала отключите мощные приборы, особенно нагревательные: утюг, кипятильник, электроплиту, микроволновку и т.
д. Включайте автомат спустя 5–10 мин., если произошло повторное отключение, то лучше вызвать специалиста.
Кабели ГОСТ 31996–2012
При выборе автомата необходимо учитывать характеристики кабелей. Важнейшей является допустимый ток (Iдоп). Она показывает, при каком максимальном токе кабель может работать на протяжении всего срока службы. Данная таблица из ПУЭсодержит сведения о допустимых токах кабеля в зависимости от материала и условий прокладки кабелей.
Схемы подключения УЗО и автомата
Допустимые токи для кабеля в зависимости от материалов
| Открытая проводка | Сече- ние кабе- ля, мм2 | Закрытая проводка | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Медь | Алюминий | Медь | Алюминий | |||||||||
| Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт | |||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |||||
| 11 | 2. | — | — | — | — | 0.5 | — | — | — | — | — | — |
| 15 | 3.3 | — | — | — | — | 0.75 | — | — | — | — | — | — |
| 17 | 3.7 | 6.4 | — | — | — | 1 | 14 | 3 | 5.3 | — | — | — |
| 23 | 5 | 8.7 | — | — | — | 1.5 | 15 | 3.3 | 5.7 | — | — | — |
| 26 | 5.7 | 9.8 | 21 | 4.6 | 7.9 | 2 | 19 | 4.1 | 7.2 | 14 | 3 | 5.3 |
| 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 2.5 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 4 | 27 | 5. 9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 6 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 10 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 16 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 25 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 35 | 130 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Из этой таблицы можно найти необходимое сечение кабеля и допустимый ток в зависимости от условий прокладки проводки, открытая или зарытая. Например, мощность всех приборов в квартире 9 квт.
Для открытой однофазной медной проводки сечение провода 4 мм2, ток 41А, для закрытой – ближайшее большее значение мощности 11 квт, сечение 10 мм2, ток 50А. Ближайший меньший номинал автоматического выключателя –32А.
Если существует сомнение в качестве электропроводки, то лучше проявить осторожность и выбрать автомат номиналом меньше, чем значение в таблице.
Квартирная сеть имеет разветвленную структуру: в каждой ветви будет протекать ток разной силы, поэтому провода имеют различное сечение. Если поставить один автомат только на входе, то он не сможет защитить отдельные участки проводки от перегрузки. Если всю сеть проложить кабелем одного сечения, то это неоправданные денежные затраты. Лучшим выходом будет установка на каждом участке автомата на соответствующий ток. На рисунке приведена примерная структура.
Установка автоматов на соответствующий ток
На рисунке четко видно нагрузку на каждом участке и сечение провода. Установив соответствующие автоматы, можно надежно защитить всю сеть от короткого замыкания или перегрузки.
Кроме того, в любой момент имеется возможность выбрать и отключить тот или иной участок, сохранив работоспособность остальной сети.
При использовании в быту мощных асинхронных двигателей, особенно 3-фазных, например, электроинструментов, желательно их включать через отдельный автомат, так как они имеют большой пусковой ток, и при работе через общий автомат может произойти отключение сети даже при штатной работе оборудования.
Выбор сечения. Видео
Про выбор сечения кабеля и номинала автомата подробно можно узнать из этого видео.
Если выбор автоматического выключателя проводится для существующей сети, то в первую очередь надо знать сечение проводки, и уже по ней делать выбор. Если сеть еще не прокладывалась, то надо начинать с подсчета возможной нагрузки с учетом всех бытовых приборов, которые планируется подключать. Проводка служит при правильной эксплуатации 20-30 лет, за это время, скорее всего, в быту появятся новые приборы, поэтому следует предусмотреть запас по мощности процентов 20.
Оцените статью:
MCB (миниатюрные автоматические выключатели) — типы, рабочие характеристики и характеристики отключения
Содержание
Что такое MCB?
MCB или Миниатюрный автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, защищающее электрическую цепь от перегрузки по току. Перегрузка по току в электрической цепи может быть результатом короткого замыкания, перегрузки или неправильной конструкции.
Короче говоря, MCB — это устройство для защиты от перегрузки и короткого замыкания. Они используются в жилых и коммерческих помещениях. Точно так же, как мы тратим время на тщательную проверку перед покупкой таких приборов, как стиральные машины или холодильники, мы также должны исследовать миниатюрные автоматические выключатели.
Автоматический выключатель является лучшей альтернативой предохранителю , поскольку он не требует замены при обнаружении перегрузки.
В отличие от предохранителя, MCB прост в эксплуатации и, таким образом, обеспечивает повышенную эксплуатационную безопасность и удобство без больших эксплуатационных расходов. Они используются для защиты слаботочных цепей и имеют следующие характеристики
- Номинальный ток – Ампер
- Номинал короткого замыкания — килоампер (кА)
- Рабочие характеристики — кривые B, C, D, Z или K
Не путайте миниатюрный автоматический выключатель с MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) или GFCI (автоматический выключатель при замыкании на землю).
Миниатюрный автоматический выключатель — это распределительное устройство, которое обычно доступно в диапазоне от от 0,5 до 100 А . Его Номинал короткого замыкания указан в килоамперах (кА), и это указывает на уровень его работоспособности.
Например, отечественный MCB обычно имеет уровень отказа 6 кА, тогда как для промышленного применения может потребоваться блок с возможностью отказа 10 кА.
Принцип работы миниатюрного автоматического выключателя (MCB)
Автоматические выключатели представляют собой защитные устройства, предназначенные для разрыва цепи в случае перегрузки или короткого замыкания.
Работа миниатюрного автоматического выключателя в случае перегрузки и короткого замыкания,
- Для защиты от перегрузки , они имеют Биметаллическая пластина , вызывающая размыкание цепи.
- Для защиты от короткого замыкания , у него есть электромагнитный вид вещи.
Существует две схемы работы миниатюрного автоматического выключателя .
- Из-за теплового эффекта сверхтока
- Из-за электромагнитного эффекта перегрузки по току.
Термическая операция миниатюрного автоматического выключателя достигается с помощью биметаллической планки. Всякий раз, когда через МСВ протекает непрерывный электрический ток, биметаллическая полоса нагревается и изгибается.
Это отклонение биметаллической планки освобождает механическую защелку. Поскольку эта механическая защелка прикреплена к рабочему механизму, она вызывает размыкание контактов миниатюрного автоматического выключателя .
Но во время короткого замыкания внезапное повышение электрического тока вызывает электромеханическое смещение плунжера, связанное с отключающей катушкой или соленоидом МКБ .
Толкатель ударяет по расцепляющему рычагу, вызывая немедленное размыкание механизма защелки и размыкание контактов выключателя. Это было простое объяснение принципа работы миниатюрного автоматического выключателя .
Механизм отключения в миниатюрном автоматическом выключателе
Как объяснялось в предыдущем разделе, MCB имеет два типа механизма отключения.
- Тепловое отключение
- Магнитное расцепление
Они описаны в следующем разделе.
1. Тепловой расцепитель
Тепловой расцепитель защищает от токов перегрузки.
Тепловой узел выполнен на основе биметаллического элемента, расположенного за расцепителем выключателя и являющегося частью токоведущего пути выключателя.
При перегрузке повышенный ток нагревает биметалл, вызывая его изгиб. Когда биметалл изгибается, он тянет защелку, которая размыкает контакты прерывателя.
Время, необходимое для изгиба биметалла и срабатывания выключателя , зависит от тока обратно пропорционально силе тока.
Магнитный и тепловой расцепитель MCB2. Магнитный расцепитель
Магнитный расцепитель защищает от короткого замыкания. Магнитный расцепитель состоит из электромагнита и якоря.
При коротком замыкании через катушки проходит сильный ток, создающий магнитное поле, притягивающее подвижный якорь к неподвижному.
Молоток прижимается к подвижному контакту, и контакты размыкаются.
Магнитный расцепительТипы автоматических выключателей на основе характеристик срабатывания
Автоматические выключатели подразделяются на различные типы в зависимости от срабатывания в диапазоне тока короткого замыкания.
Важными типами MCB являются следующие:
- Тип B MCB
- Автоматический выключатель типа C
- Автоматический выключатель типа D
- Автоматический выключатель типа K
- Автоматический выключатель типа Z
Ток отключения и время работы каждого из указанных выше типов автоматических выключателей указаны в таблице ниже.
| Тип | Ток отключения | Время работы |
| Тип B | 3 До 5-кратного тока полной нагрузки | от 0,04 до 13 с |
| Тип C | 5 До 10-кратного тока полной нагрузки | от 0,04 до 5 с |
| Тип D | 10 До 20-кратного тока полной нагрузки | 0,04–3 с |
| Тип К | 8 До 12-кратного тока полной нагрузки | <0,1 с |
| Тип Z | 2 В 3 раза больше тока полной нагрузки | <0,1 с |
1.
Автоматический выключатель типа BЭтот тип автоматического выключателя срабатывает в 3-5 раз больше тока полной нагрузки.
Устройства типа B в основном используются в жилых помещениях или небольших коммерческих приложениях, где подключенными нагрузками являются в основном осветительные приборы, бытовые приборы с резистивными элементами.
Тип B MCBТакже используется для компьютеров и электронного оборудования с очень низкими пусковыми нагрузками (проводка ПЛК). Уровни импульсного тока в таких случаях относительно низки.
Функции МСВ типа В : защита и управление цепями от перегрузок и коротких замыканий; защита людей и кабелей большой длины в сетях TN и IT.
Применение : жилое, коммерческое и промышленное.
Подробнее о Автоматический выключатель типа B
2. Автоматический выключатель типа C
Автоматический выключатель этого типа срабатывает между 5 и 10 -кратным током полной нагрузки.
Используется в коммерческих или промышленных приложениях, где возможны более высокие значения токов короткого замыкания в цепи.
Тип C MCBПодключенные нагрузки в основном имеют индуктивную природу (например, асинхронные двигатели) или флуоресцентное освещение. Приложения включают небольшие трансформаторы, освещение, контрольные устройства, схемы управления и катушки.
Функции MCB типа C: защита и управление цепями от перегрузок и коротких замыканий; защита резистивных и индуктивных нагрузок с малым пусковым током.
Применение : жилое, коммерческое и промышленное.
3. Автоматический автоматический выключатель типа D:
Этот тип автоматического автоматического выключателя срабатывает между 10 и 20 -кратным током полной нагрузки.
Эти автоматические выключатели используются в специальных промышленных/коммерческих целях, где пусковой ток может быть очень высоким. Примеры включают трансформаторы или рентгеновские аппараты, двигатели с большой обмоткой и т. д.
Устройства с D-образной характеристикой подходят для приложений, в которых ожидается высокий уровень пускового тока. Точка срабатывания с высоким магнитным полем предотвращает ложное срабатывание в устройствах с высокой индуктивностью, таких как двигатели, трансформаторы и источники питания.
F соединения типа D MCB — защита и управление цепями от перегрузок и коротких замыканий; защита цепей, питающих нагрузки с высоким пусковым током при замыкании цепи (трансформаторы, лампы пробоя).
Применение : жилое, коммерческое и промышленное.
4. Автоматический автоматический выключатель типа K
Этот тип автоматического автоматического выключателя срабатывает в диапазоне от 8 до 12 -кратного тока полной нагрузки. Они подходят для индуктивных и моторных нагрузок с высокими пусковыми токами.
Тип K MCB Автоматические выключатели K и D предназначены для двигателей, в которых ток быстро и мгновенно возрастает во время «пуска».
Функции MCB типа K: защита и управление цепями, такими как двигатели, трансформатор и вспомогательные цепи, от перегрузок и коротких замыканий.
Преимущества автоматического выключателя типа K:
Отсутствие ложных срабатываний при рабочих пиковых токах до 8xIn, в зависимости от серии; благодаря высокочувствительному термостатическому биметаллическому расцепителю характеристика К-типа обеспечивает защиту повреждаемых элементов в диапазоне перегрузки по току; он также обеспечивает наилучшую защиту 2 кабелей и линий.
Применение : Коммерческие и промышленные.
5. Автоматический автоматический выключатель типа Z:
Этот тип автоматического автоматического выключателя срабатывает между от 2 до 3 -кратный ток полной нагрузки.
Автоматические автоматические выключатели этого типа очень чувствительны к короткому замыканию и используются для защиты высокочувствительных устройств, таких как полупроводниковые устройства.
Функции Типа Z MCB : защита и управление электронными цепями от слабых и длительных перегрузок и коротких замыканий.
Применение : Коммерческое и промышленное использование.
Все вышеперечисленные автоматические выключатели обеспечивают защиту от срабатывания в течение одной десятой секунды.
Это визуальная сводка кривых отключения (в соответствии со стандартом) и их типичных типов нагрузки.
Типы автоматических выключателей на основе количества полюсов
Еще один практический способ различения автоматических выключателей — по количеству полюсов, поддерживаемых автоматическим выключателем. Исходя из этого, существуют следующие типы:
1. Однополюсный (SP) автоматический выключатель
Однополюсный автоматический выключательОднополюсный автоматический выключатель обеспечивает коммутацию и защиту только для одной фазы цепи.
2. Двухполюсный (DP) MCB
Двухполюсный автоматический выключатель Двухполюсный автоматический выключатель обеспечивает коммутацию и защиту как фазы, так и нейтрали.
3. Трехполюсный (TP) MCB
Трехполюсный MCBТрехфазный автоматический выключатель обеспечивает коммутацию и защиту только трех фаз цепи, но не нейтрали.
4. Трехполюсный с нейтралью [TPN (3P+N) MCB]
TPN MCB имеет коммутацию и защиту для всех трех фаз цепи, кроме того, нейтраль также является частью MCB как отдельный полюс.
Три полюса + нейтраль – кривая C MCBОднако нейтральный полюс не имеет никакой защиты и может быть только переключен.
5. Четырехполюсный (4P) автоматический выключатель
Четырехполюсный автоматический выключатель похож на TPN, но дополнительно имеет защитный расцепитель для нейтрального полюса.
4-полюсный автоматический выключательЭтот автоматический выключатель следует использовать в тех случаях, когда существует вероятность протекания через цепь большого тока нейтрали, например, в случае несимметричной цепи.
Характеристики MCB/кривые срабатывания (тип B, C и D)
В этом разделе вы узнаете характеристики или кривые срабатывания различных типов автоматических выключателей.
Понимание кривых срабатывания очень важно для выбора автоматического выключателя.
Что такое кривые отключения?
Характеристическая кривая / кривая отключения представляет собой графическое представление ожидаемого поведения устройства защиты цепи.
Устройства защиты цепи бывают разных видов, включая плавкие предохранители, миниатюрные автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе, дополнительные устройства защиты, автоматические выключатели защиты двигателя, реле перегрузки, электронные предохранители и воздушные автоматические выключатели.
Кривая отключения обычно строится между током расцепителя и временем отключения (время – кривая тока). Они предоставляются производителями устройств защиты цепей, чтобы помочь пользователям выбрать устройства, которые обеспечивают надлежащую защиту оборудования и производительность, избегая нежелательных отключений.
Типовая кривая характеристик автоматического выключателяКривые отключения автоматического выключателя состоят из двух частей:
- Отключение защиты от перегрузки (терморасцепитель) : Чем выше ток, тем короче время отключения
- Срабатывание защиты от короткого замыкания (магнитного расцепителя) : Если ток превышает порог срабатывания этого защитного устройства, время отключения составляет менее 10 миллисекунд.
Первый наклонный участок кривой представляет собой графическое представление характеристик срабатывания теплового расцепителя. Эта часть кривой имеет наклон из-за особенностей теплового расцепителя.
Зоны срабатывания на кривой MCBВторая область — это время срабатывания магнитного расцепителя, которое различает каждую характеристику и которому присваивается идентификационная буква (тип B, C, D, K, Z).
Классификация типа B, C или D основана на номинальном токе короткого замыкания, при котором происходит магнитное срабатывание для обеспечения кратковременной защиты (обычно менее 100 мс) от коротких замыканий.
Наиболее важными характеристиками MCB являются
- Характеристические кривые типа B.
- Характеристические кривые типа C.
- Характеристические кривые типа D.
Существуют специальные кривые отключения, такие как
- Кривая типа S
- Кривая типа Z
- Кривая типа K
Зачем нужны разные кривые отключения?
В этот момент вам на ум приходит один вопрос: «Зачем нужны разные типы кривых срабатывания» или «Зачем нужны разные кривые срабатывания».
Роль автоматического выключателя заключается в том, чтобы срабатывать достаточно быстро, чтобы избежать отказа оборудования или проводки, но не так быстро, чтобы давать ложные или ложные срабатывания.
Важно, чтобы оборудование с высокими пусковыми токами не вызывало ненужного срабатывания автоматического выключателя, и при этом устройство должно было срабатывать в случае тока короткого замыкания, который может повредить кабели цепи.
Нам нужны разные кривые отключения, чтобы сбалансировать необходимое количество защиты от перегрузки по току с оптимальной работой машины. Выбор автоматического выключателя с кривой отключения, которая срабатывает слишком рано, может привести к нежелательному отключению. Выбор автоматического выключателя, который срабатывает слишком поздно, может привести к катастрофическому повреждению машины и кабелей.
Теперь мы рассмотрим каждую из трех важных кривых отключения, упомянутых выше.
1. Кривая типа B
Устройства типа B обычно подходят для бытового применения .
Их также можно использовать в небольших коммерческих приложениях, где перенапряжения при переключении низки или отсутствуют.
Они предназначены для срабатывания при токах короткого замыкания, в 3-5 раз превышающих номинальный ток. Например, устройство на 10А сработает при 30-50А.
2. Кривая типа C
Устройства типа C являются обычным выбором для коммерческого и промышленного применения, где используются люминесцентные лампы, двигатели и т. д.
Эти устройства рассчитаны на срабатывание при токе, в 5-10 раз превышающем номинальный (50-100 А для устройства на 10 А).
3. Кривая типа D
Устройства типа D имеют более ограниченное применение, обычно в промышленности, где могут ожидаться высокие пусковые токи.
Тип D MCB Curve Примеры включают большие системы зарядки аккумуляторов, двигатели с обмоткой, трансформаторы, рентгеновские аппараты и некоторые типы газоразрядного освещения.
Устройства типа D рассчитаны на 10-20 срабатываний (100-200А для устройства на 10А).
Нормальные характеристики кабеля относятся к непрерывной эксплуатации при определенных условиях установки. Кабели, конечно, в течение короткого времени будут нести более высокие токи без необратимых повреждений.
Автоматические выключатели типа B и C , как правило, могут быть выбраны для достижения времени срабатывания, которое защитит проводники цепи от нормальных импульсных токов в соответствии с BS 7671. Этого труднее достичь с устройствами типа D, для которых может потребоваться более низкий импеданс контура заземления (Zs) для достижения времени работы плитки, требуемого Постановлением 413-02-08.
Источники импульсных токов
Импульсные токи в бытовых установках, как правило, невелики, поэтому достаточно устройства типа B.
Импульсный ток или пусковой ток в MCB Например, пусковые токи, связанные с одной или двумя люминесцентными лампами или двигателем компрессора в холодильнике/морозильнике, вряд ли вызовут нежелательное срабатывание.
Люминесцентные и другие газоразрядные лампы производят импульсные токи, и хотя одна или две люминесцентные лампы вряд ли вызовут проблемы, блокировка включения нескольких люминесцентных ламп.
В магазине, офисе или на заводе могут возникать значительные пусковые токи. По этой причине для этих приложений рекомендуются устройства типа C.
Величина импульсного тока будет зависеть от номинала лампы, системы запуска и типа ПРА, используемого в светильниках.
Авторитетный Миниатюрный автоматический выключатель Производители выпускают таблицы, в которых указано количество фитингов определенного производителя и типа, которые можно использовать с их устройствами.
Преодоление нежелательного срабатывания MCB
Иногда выход из строя вольфрамовых ламп накаливания может привести к срабатыванию миниатюрных автоматических выключателей типа B в жилых помещениях и магазинах.
Это вызвано высокими токами дуги, возникающими во время отказа, и обычно связано с лампами низкого качества.
Если возможно, пользователю следует рекомендовать использовать лампы более высокого качества. Если проблема не устранена, следует рассмотреть одно из измерений, перечисленных ниже.
Устройство типа C может быть заменено устройством типа B, если нежелательное срабатывание сохраняется, особенно в коммерческих приложениях.
В качестве альтернативы можно использовать MCB типа B с более высоким номиналом, скажем, 10A, а не 6A.
Какое бы решение ни было принято, установка должна соответствовать стандарту BS 7671.
Переход с устройств типа C на тип D следует производить только после тщательного рассмотрения условий установки, в частности времени работы, требуемого правилами.
Другие соображения
Важность выбора автоматических выключателей от надежных производителей невозможно переоценить. Некоторые импортные продукты, заявленные как обладающие током короткого замыкания 6 кА, во время испытаний показали серьезные сбои.
В отличие от этого процедуры испытаний, применяемые в британских лабораториях ASCTA (Ассоциация органов по испытаниям на короткое замыкание), являются одними из самых подходящих в мире.
Устройства типа B следует использовать только в бытовых условиях, где высокие пусковые токи маловероятны, а устройства типа C следует использовать во всех других ситуациях.
Выбор правильного MCB
Решение об использовании миниатюрных автоматических выключателей типа B, C или D для конечной защиты цепей в жилых, коммерческих, промышленных или общественных зданиях может основываться на нескольких простых правилах.
Однако понимание различий между этими типами устройств может помочь установщику преодолеть проблемы нежелательного срабатывания или сделать правильный выбор, где линии разграничения менее четко определены.
Следует подчеркнуть, что основная цель устройств защиты цепи, таких как автоматические выключатели и плавкие предохранители, заключается в защите кабеля после устройства.
Существенное различие между устройствами типа B, C или D основано на их способности выдерживать импульсные токи без отключения. Обычно это пусковые токи, связанные с люминесцентными и другими формами газоразрядного освещения, асинхронными двигателями, оборудованием для зарядки аккумуляторов и т.
д. ЕН 60898-1
Как выбрать номинал MCB в конкретной цепи
Если для конкретной цепи не выбран правильный номинал, MCB не будет выполнять надлежащие функции при перегрузке. Поэтому очень важно выбрать правильный рейтинг MCB, который можно легко рассчитать, как показано ниже.
Пример
Давайте представим, что у вас есть 4 вентилятора, один телевизор, 4 лампы, один видеомагнитофон, один холодильник и один 1,5-тонный кондиционер в определенном контуре.
Ток в этой цепи будет (4 x 0,40) + (0,55) + (4×0,20) + (0,22) + (1,6) + (11) = 16 ампер .
Таким образом, подходящий номинал MCB будет серии 20 AMP B.
Ниже приводится эталонный ток какого-либо важного прибора для расчета предпочтительного номинала автоматического выключателя.
Расчет потребляемой мощности: 1 единица = рупий. 4,50 = 1000 ватт/час = 1 кВт/час.
Таблица выбора MCB
Таблица выбора MCB поможет вам выбрать правильный MCB для защиты вашей цепи.
Таблица выбора MCB 1 Таблица выбора MCB 2Выбор автоматических выключателей | EC&M
Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите ознакомиться с обновленной информацией по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей 9.0007 Расчет устройства защиты от перегрузки по току. |
На основании Национального электротехнического кодекса 1996 года .
Один из наиболее часто задаваемых вопросов: «Как подобрать автоматический выключатель?» Часто неправильно понимаемый факт об автоматических выключателях (CB) связан с процентом нагрузки, разрешенным NEC и конструкцией CB, и почему они могут отличаться.
Давайте исследуем оба аспекта.
Конструкция выключателя
Выключатель спроектирован и рассчитан на пропускание 100% номинального тока в течение неопределенного периода времени в стандартных условиях испытаний. Эти условия согласно UL 489, Стандарт безопасности Underwriters Laboratories для автоматических выключателей в литом корпусе и корпусов автоматических выключателей, включает установку выключателя на открытом воздухе (т. е. без корпуса), где температура окружающей среды поддерживается на уровне 40°C (приблизительно 104°F). В этих условиях выключатели в литом корпусе не должны отключаться при номинальном токе.
Тем не менее, автоматический выключатель чаще всего применяется в оборудовании при 80% его номинального тока в соответствии с NEC Sec. 384-16(с). Если вы понимаете, почему существует это требование, вы сможете правильно применять CB.
Характеристические кривые срабатывания выключателя
Характеристические кривые срабатывания выключателя документируют время, необходимое для срабатывания конкретных выключателей в зависимости от уровня тока.
На рисунке ниже показана типичная кривая для термомагнитного выключателя. Изогнутая часть вверху показывает время, необходимое для отключения выключателя при перегрузке. Состояние перегрузки вызовет накопление тепла вокруг пути тока, внутри выключателя, а также вдоль силовых проводников. Это тепло, выделяемое протекающим током, на самом деле вызывает срабатывание выключателя в этой области, а не просто величина протекающего тока. Говорят, что эта часть кривой имеет обратнозависимую характеристику времени, что означает, что выключатель сработает за меньшее время при более высоких уровнях тока.
Поскольку путь тока (включая как автоматический выключатель, так и проводник) реагирует на тепло, общая рабочая температура оборудования становится фактором, определяющим размер автоматического выключателя в шкафу.
Другие факторы, которые могут повлиять на рабочую температуру данного оборудования, включают:
- Размер и расположение вольера;
- Более одного токоведущего устройства, размещенного в одном корпусе;
- Уровень тока, который несет каждое устройство; и
- Условия окружающей среды в районе установки оборудования.
Следовательно, простое проектирование выключателя, способного удерживать 100 % номинального тока, решает лишь часть проблемы. Оборудование должно быть в состоянии безопасно поддерживать тепло, выделяемое всеми источниками, без превышения температурных пределов, установленных стандартом испытаний продукции. Оба эти фактора учитываются правилами определения размеров, установленными NEC.
1996 NEC
NEC 1996 признает, что на устройства защиты от перегрузки по току влияет тепло в системе. Таким образом, он определяет концепцию непрерывных нагрузок и правило 80%, чтобы попытаться компенсировать влияние тепла в системе при выборе размера выключателя.
Непрерывные нагрузки
Чтобы лучше понять аспекты определения размеров выключателя, вы должны сначала четко понять концепцию непрерывных нагрузок. В ст. 100 NEC определяет непрерывную нагрузку как «нагрузку, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более».
Для вас критично понимать, что это нагрузка на максимальном токе без перерыва не менее трех часов. Офисное освещение обычно соответствует этой квалификации.
Правила определения размеров NEC. сек. 210-22(c), 220-3(a), 220-10(b) и 384-16(c) относятся к правилам определения размеров устройств защиты от перегрузки по току (OCPD). Все первые три определяют одно и то же требование:
РазмерOCPD = 100 % непостоянной нагрузки + 125 % постоянной нагрузки.
сек. 384-16(c) имеет такое же требование, за исключением того, что оно указано в терминах загрузки OCPD. Это правило гласит, что OCPD может быть нагружен только до 80% от его номинального значения при длительных нагрузках. Помните, что 80 % обратно 125 % (0,80 = 1 ÷ 1,25), и поэтому правила действительно идентичны по своим конечным требованиям.
Внимательно прочитайте правило; размер OCPD 125% (или нагрузка 80%) применим только в том случае, если речь идет о непрерывных нагрузках. CB и другие OCPD могут быть рассчитаны на 100% от их номинального значения для приложений с непостоянной нагрузкой.
Устройства со 100-процентным номиналом
NEC признает полные сборки (включая OCPD), которые указаны для работы при 100 % их номинального значения для длительных нагрузок. Это означает, что оборудование прошло дополнительные испытания, чтобы убедиться, что оно может выдерживать дополнительный нагрев, связанный с этим уровнем работы.
Выключатель со 100-процентным номиналом и конечное оборудование были протестированы, чтобы убедиться, что дополнительное тепло, выделяемое в условиях 100-процентной непрерывной нагрузки, безопасно рассеивается. Другие технические характеристики оборудования также обусловлены необходимостью рассеивания тепла, связанного с уровнем нагрева, достигаемым при 100% номинальном испытании. В случаях, когда температура на клеммах проводки выключателя превышает 50°C во время 100% номинального испытания, UL 489требует использования провода с изоляцией 90°C (рассчитанного на силу тока 75°C) с этими автоматическими выключателями, и CB должен иметь соответствующую маркировку производителем.
UL 489 также определяет минимальный размер корпуса и требования к вентиляции, если это необходимо для отвода тепла. Выключатель, который успешно прошел эти дополнительные испытания, по-прежнему не указан для применения при 100% номинальной мощности для непрерывной нагрузки, если только он не помечен производителем как таковой.
Таким образом, ЦБ имеет либо стандартный рейтинг (80%), либо 100% рейтинг. Стандартный рейтинг зависит от правил определения размеров NEC, которые мы только что обсуждали. Выключатели со 100-процентной номинальной нагрузкой могут быть нагружены непрерывно при их полной номинальной мощности до тех пор, пока сборка указана в списке и проводники правильно подключены.
Примеры размеров CB
Ниже приведены примеры правил определения размеров.
Пример 1: 50 А длительной нагрузки и 125 А непостоянной нагрузки.
OCPD = 100 % непостоянная нагрузка + 125 % непрерывная нагрузка = (1,00 x 125 А) + (1,25 x 50 А) = 187,5 А
Следовательно, необходим OCPD на 200 А.
Если выбран автоматический выключатель со 100-процентным номиналом, приемлемым является номинал 175 А (125 А + 50 А).Пример 2: Непостоянная нагрузка 300 А.
Допустимо устройство на 300 А; устройство со 100%-ным номиналом не требуется, так как нагрузка не является непрерывной.
Пример 3: Непрерывная нагрузка 200 А.
OCPD = 100 % непостоянная нагрузка + 125 % непрерывная нагрузка = (1,00 x 0 А) + (1,25 x 200 А) = 250 А
Поэтому необходимо устройство на 250А. Если выбран автоматический выключатель с номиналом 100 %, допускается номинал 200 А.
Пример 4: 16А непрерывный и 30А прерывистый.
OCPD = 100 % непостоянная нагрузка + 125 % непрерывная нагрузка = (1,00 x 30 А) + (1,25 x 16 А) = 50 А
Следовательно, можно выбрать устройство на 50 А. Несмотря на то, что устройства со 100-процентным номиналом обычно недоступны для таких малых размеров, допустимый номинал по-прежнему будет составлять 50 А (16 А + 30 А = 46 А; округляется до 50 А).
