Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматические выключатели. Выбор, расчет автоматического выключателя

Автоматические выключатели. Выбор, расчет автоматического выключателя.

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для:

— проведения тока цепи в нормальных режимах;

— автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.)

— нечастой коммутации номинальных токов (6–30 раз в сутки). Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Примечание. Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Выключаются автоматы обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения) — автоматически. Каждый автомат снабжается расцепителем максимального, а в некоторых типах расцепителем минимального напряжения.

Выключатель состоит из:

— расцепителей максимального тока;

— корпуса; контактной системы;

— механизма свободного расцепления;

— регулятора тока несрабатывания теплового расцепителя;

— дополнительных расцепителей и других вспомогательных узлов.

Независимый расцепитель устанавливается вместо теплового или электромагнитного расцепителя.

Контактная система состоит из подвижных и неподвижных контактов, обеспечивает одинарный разрыв цепи в каждой фазе.

Дугогасительное устройство представляет собой камеру с деионной решеткой, состоящей из стальных дугогасительных пластин.

Коммутационное положение выключателя указано знаками: «1» — включенное, «0» — отключенное.

В качестве указателя коммутационного положения используется рукоятка управления. Узел регулировки тока несрабатывания теплового расцепителя представляет собой термоэлемент с термобиметаллом температурной компенсации и регулировочное устройство.

Регулировочное устройство состоит из системы рычагов и регулировочного винта.

Термины и определения

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя предназначен для защиты цепей от тока короткого замыкания, представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, в результате чего происходит отключение автоматического выключателя. Многие современные выключатели имеют полупроводниковый расцепитель, который выполняет функции электромагнитного расцепителя.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя — тепловое реле, реагирующее на количество тепла, выделяемое в его нагревательном элементе и защищающее цепи от перегрузки.

Комбинированный расцепитель — расцепитель, осуществляющий защиту от перегрузки и коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.

Расцепитель минимального напряжения — электромагнит, срабатывающий при исчезновении напряжения, или при снижении его до уставки срабатывания расцепителя.

Независимый расцепитель — электромагнит, срабатывающий и отключающий автоматический выключатель при подаче импульса от ключа или кнопки управления.

Нерегулируемый автоматический выключатель — автоматический выключатель, у которого отсутствует возможность регулирования уставки расцепителя в процессе эксплуатации. Расцепитель автоматического выключателя отрегулирован заводом-изготовителем в расчете на определенный номинальный ток.

Регулируемый автоматический выключатель — аппарат, у которого имеется возможность воздействуя на механическую систему или специальное устройство, отрегулировать время срабатывания расцепителя.

Селективный автоматический выключатель — аппарат, срабатывающий с выдержкой времени и позволяющий осуществлять селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разной выдержкой времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Параметры автоматических выключателей

Номинальный ток — ток, прохождение которого допустимо в течении неограниченного времени.

Номинальное напряжение — напряжение, при котором может применяться выключатель данного типа.

Предельно отключаемый ток — ток, который может быть отключен автоматическим выключателем без каких-либо его повреждений.

Номинальный ток расцепителя — ток, прохождение которого в течении неограниченного времени не вызывает срабатывания расцепителя.

Ток уставки расцепителя — наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.

Уставка тока — настройка автоматического выключателя на заданный ток срабатывания.

Отсечка тока — уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание.

Принцип действия

Операция включения и отключения выключателей осуществляется перемещением рукоятки соответственно в положение «1» и в положение «0». При токах перегрузки или короткого замыкания, превышающих уставку по току срабатывания, контактная система автоматически отключается.

Отключение выключателей под действием расцепителей происходит независимо от того, удерживается или нет рукоятка вручную во включенном положении. Механизм свободного расцепления обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактной системы при автоматическом и ручном управлении.

Включение выключателя после автоматического срабатывания производится перемещением рукоятки в положение «0», при этом осуществляется взвод, а затем поворотом в положение «1» — включение.

Защитные характеристики автоматических выключателей

Согласно ГОСТ Р 50345-99, автоматические выключатели делятся на следующие типы по току мгновенного расцепления:

B: от 3·In до 5·In (где In — номинальный ток);

Рис. 26. Диаграммы отключения автоматических выключателей разных типов (закрашена область токов мгновенного расцепления)

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (от 2·In до 3·In). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K и Z.

Автоматический выключатель аБ25

Однополюсные установочные автоматические выключатели марки АБ25 предназначены для автоматического отключения электрических цепей или отдельных приемников при перегрузках и коротких замыканиях.

Устройство. В пластмассовом корпусе (рис. 27) неподвижно закреплена металлическая скоба с контактом и винтовым зажимом для подключения провода. Подвижный контакт смонтирован на латунном рычаге, который в центре отжимается пружиной, а концом упирается в биметаллическую пластинку. Эта пластинка приварена к выводу с закрепленным на ней винтовым зажимом для подключения второго провода. Для создания надежного контакта биметаллическая пластинка и рычаг соединены гибким медным проводником.

Рис. 27. Устройство автоматического выключателя АБ-25

Читайте так же:
Как подключить четырехполюсный выключатель

При включении автомата рукоятку устанавливают в верхнее положение и ее выступ освобождает рычаг, который под действием пружины поворачивается и замыкает контакты.

Отключение. Когда происходит короткое замыкание или перегрузка, автомат отключается следующим образом. Ток нагревает биметаллическую пластинку и она, отгибаясь книзу, высвобождает конец рычага, который под действием пружины поворачивается и размыкает контакты.

Возникающая между контактами искра гасится в дугогасительной камере.

Повторное включение. При автоматическом отключении АБ25 рукоятка остается в положении «включено», поэтому для повторного включения автомата необходимо сначала опустить ее в положение «отключено», а затем снова перевести в верхнее положение.

В связи с такой конструкцией привода автомат снабжен указателем срабатывания (пластмассовый стерженек с пружинкой). При включенном автомате, а также при выключении вручную указатель утоплен в корпусе. При автоматическом отключении концом рычага он выталкивается из гнезда и становится хорошо заметным.

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по номинальным напряжению и току с соблюдением следующих условий:

Uном.а.Uном.с.; Iном. аIдлит;

где Uном.а. — номинальное напряжение автоматического выключателя; Uном.с. —номинальное напряжение сети; Iном.а.— номинальный ток автоматического выключателя; Iдлит — длительный расчетный ток цепи.

Кроме того, должны быть правильно выбраны: номинальный ток расцепителей Iном.расц.; ток уставки электромагнитного расцепительного элемента комбинированного расцепителя Iуст.эл.магн.; номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя — Iном.уст.тепл..

Номинальные токи электромагнитного, теплового или комбинированного расцепителя должны быть не меньше номинального тока двигателя:

Iном.расц.Iном. дв.

Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от католожных данных выбирается из условия:

Iуст.эл.магн. ≥ 1,25Iпуск.;

где Iпуск. — пусковой ток двигателя.

Для группы двигателей:

, где — сумма номинальных токов одновременно работающих двигателей и других элементов создающих ток в цепи, защищена выключателем, до момента пуска двигателя (группы двигателей), дающего наибольший прирост пускового тока; Iпуск — пусковой ток двигателя (или группы двигателей, пускаемых одновременно), дающего наибольший прирост пускового тока.

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя:

Iном.уст.тепл.Iном. дв.

Так же выбираются уставки расцепителей автоматических выключателей и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания, например, цепей контрольно-измерительных приборов и др. Разумеется, если в этом возникает необходимость, так как в большинстве случаев для защиты приборов и других подобных электроприемников малой мощности по соображениям чувствительности оказывается необходимым применять плавкие предохранители.

Надо учитывать, что если автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем устанавливается в цепях электроприемников, при включении которых не возникают броски пускового тока, то надобности в отстройке от этих бросков нет. Ток уставки электромагнитного расцепителя в этом случае должен выбираться минимально возможным.

Эксплуатация аппаратов защиты

Автоматические выключатели осматривают не реже 1 раза в год или через каждые 2000 включений, а также после каждого автоматического отключения. Нагар и копоть с внутренней стороны выключателя удаляют смоченной ацетоном салфеткой.

При осмотре проверяют затяжку винтов, целость пружин, состояние контактов, смазывают шарниры. Обращают внимание также на исправность защитных кожухов, в которых находятся пусковые аппараты. При нарушении уплотнения в аппарат могут попасть пыль и грязь, которые увеличивают сопротивление контактных поверхностей и вызывают их нагрев и коррозию, а такие ухудшают состояние изоляции, что приводит к ее старению, пробою, а, следовательно, к аварии.

Периодически проверяют правильность срабатывания реле и отключения автоматов от действия тепловых или электромагнитных расцепителей. Предохранители требуют постоянного наблюдения, замены перегоревших плавких вставок и своевременного ремонта. От их исправности, правильного подбора вставки зависит надежная и безопасная работа электроустановок. Применять следует только калиброванные плавкие вставки. Использование случайных проволок для вставки может привести к авариям и пожарам. Для ускорения подбора и замены перегоревшей вставки на каждом предохранителе должна быть обозначена четкая цифра величины силы номинального тока. При техническом обслуживании электрических аппаратов очень часто проводится мелкий ремонт.

Проверка условий срабатывания защитного аппарата

В электрических сетях напряжением до 1000 в с глухим заземлением нейтрали должно быть обеспечено надежное отключение защитным аппаратом однофазного к. з. Это диктуется требованиями техники безопасности.

Расчетными точками для определения величины тока к. з. являются наиболее удаленные (в электрическом смысле) точки сети, так как именно этим точкам соответствует наименьшее значение тока однофазного к. з.

Величина однофазного тока к. з. может быть определена по приближенной формуле

где Uф — фазное напряжение сети, в;

Zт — полное сопротивление понижающего трансформатора току замыкания на корпус, ом;

Zп — полное сопротивление петли фаза — нуль линии до наиболее удаленной точки сети, ом.

Расчетные значения полных сопротивлений понижающих трансформаторов при однофазных замыканиях приведены в табл. 7-1.

Для трансформаторов мощностью более 630 ква при определении тока к. з. можно принять:

Полное сопротивление петли проводов или жил кабеля линии определяется по формуле

где Rп — активное сопротивление фазного (Rф) и нулевого (Ro) проводов, ом;

Хп- индуктивное сопротивление петли проводов или жил кабеля, ом.

Активные сопротивления проводов из цветных металлов определяются по табл. 5-1. Средние значения индуктивных сопротивлений петель проводов или жил кабелей из цветных металлов на 1 км линии даны в табл. 7-2.

Для стальных проводов индуктивное сопротивление петли проводов определяется по формуле

где Х’п- внешнее индуктивное сопротивление петли из прямого и обратного проводов, равное для воздушной линии напряжением до 1000в 0,6 ом/км; Х"п.п и Х"п.о — внутренние индуктивные сопротивления соответственно прямого и обратного проводов линии, ом/км.

Читайте так же:
Выключатель бесконтактный индуктивный вби м12 65к 2113 3

Значения полных сопротивлений петель для проводов и жил кабелей из цветных металлов на 1 км линии даны в табл. 7-3. В табл. 7-6 указаны сопротивления петли "фаза трехжильного кабеля — стальная полоса" для небронированных кабелей.

Таблица 7-1 Расчетные сопротивления трансформаторов при однофазном к. з. на стороне 400/230 в

Номинальная мощность, ква

Полное сопротивление Zт, ом

Примечания: Для понижающих трансформаторов с напряжением вторичных обмоток 230/133в значения сопротивлений в 3 раза меньше указанных в табл. 7-1.

Условные обозначения схем соединений трансформаторов:

У — звезда; Ун — звезда с выведенной нулевой точкой; Д — треугольник.

Таблица 7-2 Средние значения индуктивных сопротивлений петли прямого и обратного проводов или жил кабеля, выполненного из цветных металлов ом/км

Кабель до 1 кв или провода, проложенные в трубах

Изолированные провода на роликах

Провода на изоляторах внутри помещений или по наружным стенам здания

Воздушные линии низкого напряжения

Таблица 7-3 Полные сопротивления петли прямого и обратного провода линии или жил кабеля, ом/км

Сечение провода, мм.кв

Кабель и провода в трубах

Провода на роликах и изоляторах

Провода воздушных линий

Таблица 7-6 Полные сопротивления петли «фаза трех жильного кабеля — стальная полоса», ом/км

Сечение кабеля, мм.кв

Ток и материал жил кабеля

Размеры стальной полосы, мм

Ток срабатывания максимального расцепителя автомата, а

плавкой вставки безынарционного предохранителя, а

Материал жил кабеля:

Полное сопротивление петли, ом/км

Примечание: Сопротивление петли "фаза кабеля -стальная полоса" не остается постоянным для указанных в таблице значений тока, так как сопротивление стальной полосы зависит от тока. Для промежуточных значений тока величина сопротивления определяется интерполяцией

Надежное отключение защитным аппаратом однофазного к. з. будет обеспечено при условии выполнения соотношения

где К31 — допустимая кратность минимального тока к. з. по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя или току срабатывания, или номинальному току максимального расцепителя автомата I3;

Iк-наименьшая величина однофазного тока к. з., определяемая по формуле (7-1),а.

Допустимая кратность минимального тока к. з. должна быть не менее 3 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и номинальному току расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику, и не менее 1,1 Кр по отношению к току срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (Кр — коэффициент, учитывающий разброс характеристик расцепителя по данным завода).

Для сетей, прокладываемых во взрывоопасных помещениях, допустимые кратности тока к. з. увеличиваются до значения 4 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и 6 по отношению к номинальному току расрасцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой.

Для сетей, защищаемых только от токов к. з., в необходимых случаях (например, для отстройки от токов самозапуска двигателей) допускается завышение токов плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов, но при этом кратность тока к. з. должна иметь значение не менее 5 по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и не менее 1,5 по отношению к току срабатывания электромагнитного расцепителя автомата.

Значения допустимой кратности тока к. з. для различных условий прокладки сети приведены в табл. 7-8.

Таблица 7-8 Значения допустимой минимальной кратности тока к. з. по отношению к току защитного аппарата

Допустимая кратность тока к. з. по отношению

к номинальному току плавкой вставки предохранителя

к току уставки срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный

к номинальному току расцепителя

автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой

Сеть проложена в невзрывоопасном помещении при условии выполнения требований табл. 4-50

Сеть проложена в не взрывоопасном помещении при условии, что требования табл. 4-50 не выполняются

Сеть проложена во взрывоопасном помещении

Примечания: Кр — коэффициент, учитывающий разброс характеристик автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем. При отсутствии данных завода о гарантируемой точности уставки тока срабатывания автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем (отсечка) допускается принимать значение коэффициента Кр для автоматических выключателей на номинальный ток до 100 а равным 1,4, выше 100 а — равным 1,25. При затруднении в выполнении требований, указанных в табл. 7-8, допускается применение быстродействующей защиты от замыкания на землю.

На рис. 7-1 представлена схема четырехпроводной воздушной линии, выполненной алюминиевыми проводами и получающей питание от шин распределительного щита 380/220 в. Нейтраль системы глухо заземлена. Сечения проводов и длины участков линии указаны на рис. 7-1.

Пренебрегая сопротивлением внешней сети до шин щита и сопротивлением трансформатора, проверить действие защитных аппаратов при однофазном к. з. в наиболее удаленных точках линии для следующих вариантов:

1. Линия защищена предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток 80 а.

2. Линия защищена автоматическим выключателем типа А 3124 с комбинированными расцепителями на номинальный ток 100 а.

3. Линия защищена автоматическим выключателем типа А 3124 с электромагнитными расцепителями с уставкой тока срабатывания 600 а .

Рис. 7-1. Схема к примеру

Соображения, по которым выбран тот или иной аппарат защиты, здесь не рассматриваются. Пример имеет ограниченную цель — показать типичные случаи проверки защитного отключения при однофазном к. з.

Условие срабатывания аппаратов защиты проверяем по формуле (7-5). Определяем сопротивления петли фазного и нулевого проводов линии при однофазном к. з. в такой точке, для которой значение сопротивления будет наибольшим. По табл. 7-.3 находим значения удельных сопротивлений петли "фаза — нуль" для сечений участков линии:

Читайте так же:
Выключатель кнопочный лифтовой стрелка шрифт брайля

3 X 70+1 X 35 Zn=1,53 ом/км;

3 X 35+1 X 16 Zn=3,0 ом/км;

3 X 16+1 X 16 Zn=4,03 ом/км;

Определяем, какая из точек Д или Е является расчетной. Сопротивление петли между точками Г и Д

4,03 X 0,08=0,323 ом;

сопротивление петли между точками Г и Е

Расчетной оказывается точка Е. Полное сопротивление петли "фаза — нуль" между точками А и Е составляет:

Zn= 1,53(0,07+0,08) +0,39 = 0,62 ом.

Номинальное фазное напряжение

Определяем величину однофазного тока при к. з. в наиболее удаленной точке Е сети (по условию примера следует принять Zт= 0):

Проверяем выполнение условия (7-5) для всех трех вариантов защиты линии.

Допустимая минимальная кратность тока к. з. по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя согласно табл. 7-8 равна:

Отсюда: 3х80=240 а<355 а.

Таким образом, надежное действие защищающих линию предохранителей обеспечивается.

Допустимая кратность тока к. з. по отношению к тепловому элементу комбинированного расцепителя, имеющему обратно зависящую от тока характеристику, равна:

Отсюда соотношение (7-5)

3х100=300 а<355 а

По данным завода гарантируемая точность уставки для автоматических выключателей типа А 3124 составляет ±15%. Приняв в соответствии с указанием табл. 7-8 коэффициент запаса равным 1,1, получим:

1,27х600=760 а>355 а.

Надежность действия автоматического выключателя при к. з. в точке Е не обеспечивается.

В системе с глухо заземленной нейтралью при напряжении 380/220 в линия защищается предохранителями с плавкими вставками на номинальный ток 100 а. Полагая Zт = 0, определить наибольшую длину линии, при которой будет обеспечиваться надежное перегорание предохранителей при однофазном к. з. в конце линии для следующих вариантов выполнения линии:

1. Воздушная линия с алюминиевыми проводами сечением 3 X 50+1 X 25 мм.кв.

2. Трехжильный кабель с алюминиевыми жилами сечением 3X50 мм.кв в алюминиевой оболочке, используемой в качестве заземляющего провода.

3. Трехжильный небронированный кабель с алюминиевыми жилами сечением 3 X 50 мм.кв с заземляющей шиной в виде стальной полосы сечением 50 X 4 мм.

По табл. 7-8 определяем минимально допустимую кратность тока к. з.:

Наименьшая допустимая величина однофазного тока к. з.

Учитывая, что по условию примера Zт = 0, находим по формуле (7-1) наибольшее допустимое сопротивление "фаза — нуль" линии:

Определяем удельное сопротивление 1 км петли "фаза — нуль": для варианта 1 по табл. 7-3

для варианта 3 по табл. 7-6

Наибольшие допустимые длины линии будут равны:

Наибольшая длина линии обеспечивается применением кабеля с использованием алюминиевой оболочки в качестве заземляющего (нулевого) провода.

Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями

Ни для кого не секрет, что автоматические выключатели это не просто рубильники, которые пропускают рабочий ток и обеспечивают два состояния электрической цепи: замкнутое и разомкнутое. Автоматический выключатель — это электрический аппарат, который в режиме реального времени «отслеживает» уровень протекающего тока в защищаемой цепи и отключает ее при превышении током определенного значения.

Самым распространенным сочетанием в автоматических выключателях является комбинация теплового и электромагнитного расцепителя. Именно эти два вида расцепителей обеспечивают основную защиту цепей от сверхтоков.

Тепловой расцепитель предназначен для отключения токов перегрузки электрической цепи. Тепловой расцепитель конструктивно состоит из двух слоев металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения. Это и позволяет пластине изгибаться при нагреве и воздействовать на механизм свободного расцепления, в конечном итоге, отключая аппарат. Такой расцепитель еще называют термобиметаллическим расцепителем по названию основного элемента — биметаллической пластины.

Однако этот вид расцепителя обладает существенным недостатком — его свойства зависят от температуры окружающей среды. То есть, при слишком низкой температуре даже если цепь будет перегружена — тепловой расцепитель автоматического выключателя может не отключить линию. Возможна и обратная ситуация: в очень жаркую погоду автоматический выключатель может ложно отключать защищаемую линию, за счет нагрева биметаллической пластины окружающей средой. К тому же тепловой расцепитель потребляет электрическую энергию.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и подвижного стального сердечника, удерживаемого пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится электромагнитное поле, однако его силы не хватает, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Устройство механизма электромагнитного расцепителя показано на примере АП50Б

Этот вид расцепителя не обладает таким большим потреблением электрической энергии, как тепловой расцепитель.

В настоящее время широкое распространение получили электронные расцепители на базе микроконтроллеров. С их помощью можно осуществлять точную настройку следующих параметров защиты:

  • уровень рабочего тока защиты
  • время защиты от перегрузки
  • время срабатывания в зоне перегрузки с функцией «тепловой памяти» и без нее
  • ток селективной отсечки
  • время селективной токовой отсечки

Реализованная функция проведения самотестирования работоспособности механизма свободного расцепления с помощью кнопки ТЕСТ позволяет проводить проверку аппарата потребителем.

Регулировка параметров настройки электрической цепи на лицевой панели устройства позволяет персоналу без лишнего труда понять, как настроена защита отходящей линии.

С помощью поворотных переключателей на лицевой панели устанавливается уровень рабочего тока цепи. Регулировка уставки рабочего тока расцепителя IR устанавливается в кратности: 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1,0 к номинальному току выключателя.

Существует два режима работы полупроводникового расцепителя при перегрузке электрической цепи:

  • с «тепловой памятью»;
  • без «тепловой памяти»
Читайте так же:
Выключатель для стиральной машины канди

«Тепловая память» является эмуляцией работы теплового расцепителя (биметаллической пластины): микропроцессорный расцепитель программным способом задает время, которое потребовалось бы для остывания биметаллической пластины. Данная функция позволяет оборудованию и защищаемой цепи больше времени остывать и, соответственно, их срок службы не снижается.

Одним из преимуществ является установка уровня тока и времени срабатывания автоматического выключателя при коротком замыкании, что осуществляет необходимую селективность защиты. Это необходимо для того, чтобы вводной автоматический выключатель отключился позже, чем ближайшие к аварии аппараты. Важно отметить, что, в отличие от теплового расцепителя, уставки по времени в микропроцессорном расцепителе не меняются при изменении температуры окружающей среды.

Регулировка уставки тока селективной токовой отсечки выбирается кратно рабочему току IR: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Регулировка уставки времени селективной токовой отсечки выбирается в секундах: 0 (без выдержки времени); 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4.

Электромагнитная совместимость микропроцессорных расцепителей автоматических выключателей OptiMat D позволяет применять эти аппараты в общепромышленных электроустановках. В свою очередь, электромагнитные поля, создаваемые элементами микропроцессорного расцепителя не оказывают негативного влияния на окружающую технику.

Рассмотрим выбор уставок на примере микропроцессорного расцепителя MR1-D250 автоматического выключателя OptiMat D. Имеется асинхронный двигатель АИР250S2 с параметрами Р=75 кВт; cosφ=0,9; Iп/Iном=7,5; для которого нужно выбрать уставки защищающего аппарата (автоматический выключатель защищает непосредственно линию с данным электродвигателем). Примем следующие условия: пуск электродвигателя легкий и время пуска равное 2 с.

Выбираем для нашего двигателя уставку в 4 секунды с функцией тепловой памяти:

В нашем случае номинальный ток электродвигателя составляет 126,6 А. Соответственно, выставляем переключатель регулировки номинального тока выключателя на значение 0,56, чтобы ближайшее значение получилось 140 А.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал ложно от пусковых токов, кратность которых для выбранного двигателя составляет 7,5 примем уставку селективной токовой отсечки равную 8.

Т. к. данный выключатель будет устанавливаться непосредственно для защиты электродвигателя для обеспечения селективности в действии выключателей принимаем мгновенную селективную токовую отсечку (без выдержки по времени).

Следует также отметить, что при превышении током короткого замыкания значения в 3000 А выключатель будет срабатывать мгновенно, то есть без выдержки по времени.

Таким образом, мы рассмотрели пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя, обеспечивающие защиту асинхронного двигателя. Данный пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя не является техническим руководством. В конечном виде панель настройки микропроцессорного расцепителя автоматического выключателя будет выглядеть так:

Электромагнитная совместимость, соответствующая требованиям ГОСТ Р 50030.2-2010, и возможность внедрения в систему автоматизации делает автоматические выключатели Optimat D250 более надежными, удобными и выгодными решениями по многим показателям.

Испытание и проверка работы автоматических выключателей

Включением и выключением при снятой крышке проверяют работу автоматического выключателя. Включение и отключение должно быть мгновенным и не зависеть от скорости движения рукоятки (серии А3100, А3700, АК63, АК50) или кнопок (серия АП50). При выключении контакты должны расходиться на полную величину раствора.
Мегомметром на 500 В измеряют сопротивление изоляции автоматического выключателя между верхними и нижними зажимами каждого полюса в отключенном положении, между полюсами во включенном положении, а также между выводами катушки и магнитной системой расцепителя нулевого напряжения или дистанционного расцепителя. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм при температуре 20°С.
Измерив сопротивление изоляции, проверяют работу элементов тепловых расцепителей. Для этого каждый полюс автоматического выключателя поочередно подключают к устройству для нагрузки выключателей током (например к стенду МИИСП) и устанавливают ток нагрузки, равный номинальному току расцепителя. При этом автоматический выключатель не должен срабатывать. Затем у автоматических выключателей серии А3100 проверяют время срабатывания тепловых расцепителей при нагрузке всех полюсов испытательным током, величина которого указана в табл. 1. Время срабатывания расцепителей должно соответствовать данным таблицы 1.
Работу тепловых расцепителей автоматических выключателей серии АП50 проверяют при нагрузке испытательным током, величина которого равна двойному номинальному току. При температуре 25°С время срабатывания тепловых расцепителей должно находиться в пределах 35—100 с.
Если при проверке тепловых расцепителей время срабатывания не соответствует данным таблицы 1 (серия A3100) или находится за пределами 35—100 с (серия АП50), тепловые расцепители заменяют.
Элементы электромагнитных расцепителей проверяют так. При помощи регулировочного устройства у автоматических выключателей серии А3100 устанавливают величину тока, проходящего через полюсы, на 30% ниже номинального значения тока уставки электромагнитного расцепителя. Затем плавно увеличивают испытательный ток до величины, при котором сработает расцепитель. Ток срабатывания для автоматических выключателей A3100 не должен превышать ток уставки электромагнитного расцепителя более чем на 30%, а для выключателей А3110, А3130, A3140 — более чем на 15%.
При поверке электромагнитных расцепителей автоматических выключателей серии АП50 вначале устанавливают величину испытательного тока на 15% меньше тока уставки, приведенного в таблице 2. При этом выключатель не должен отключаться. Плавно увеличивают ток до отключения выключателя. Величина тока срабатывания не должна превышать значение тока мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя, указанного в табл. 2, более чем на 15%.
При проверке электромагнитных расцепителей автоматических выключателей с тепловыми и электромагнитными элементами может оказаться, что тепловой элемент отключит выключатель раньше, чем сработает электромагнитный расцепитель. Чтобы убедиться в том, что отключение произошло от действия электромагнитного элемента, сразу же после отключения включают выключатель. Нормальное включение выключателя свидетельствует о том, что он был выключен электромагнитным элементом. При срабатывании теплового элемента повторного включения выключателя не произойдет до остывания нагревательного элемента.
Дистанционный расцепитель автоматических выключателей серии A3100 проверяют путем подачи напряжения на катушку расцепителя, вначале равного 75%, а потом 110% от номинального. При этих значениях напряжения дистанционный расцепитель не должен срабатывать и выключать выключатель.
У автоматических выключателей, имеющих расцепитель нулевого напряжения, проверяют действие этого расцепителя. Для проверки катушку расцепителя нулевого напряжения выключателей включают на напряжение, равное 85% от номинального, и вручную включают выключатель. Расцепитель не должен препятствовать включению выключателя. Затем отключают напряжение. При этом должно произойти мгновенное отключение выключателя.
Для проверки расцепителей минимального напряжения выключателей серии АП50 на зажимы катушки расцепителя подают напряжение, равное 80% от номинального, и включают выключатель. Выключатель должен четко включаться. Затем, плавно снижая напряжение на катушке, измеряют напряжение срабатывания расцепителя, которое должно составлять не менее 50% от номинального.

Читайте так же:
Выключатель фонарей заднего хода уаз патриот

Таблица 1. Данные для проверки работы тепловых элементов при одновременной нагрузке всех полюсов автоматических выключателей двухкратным (A3110) и трехкратным
током (А3120, А3130, А3140)

Номинальная сила тока расцепителя, А

Испытательный ток (А) при температуре окружающего воздуха, °С

Время срабатывания при одновременной нагрузке всех полюсов испытательным током, с

Максимальное время, больше которого нельзя держать автомат под испытательным током, с

20.Охарактеризуйте содержание проверки автоматических выключателей.

При проверке и испытаниях автоматических выключателей выполняют следующее:

измерение сопротивления изоляции и ее испытание повышенным напряжением промышленной частоты;

проверку работоспособности автоматических выключателей при номинальном, пониженном и повышенном напряжениях оперативного тока;

проверку действия максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматических выключателей с номинальным током 200 А и более. При внешнем осмотре проверяют:

соответствие установленных автоматических выключателей проекту или параметрам сети;

отсутствие внешних повреждений и наличие пломб на блоках полупроводниковых расцепителей;

надежность контактных соединений;

правильность регулировки контактной системы и четкость работы привода при ручном включении и отключении выключателя. К внешнему осмотру можно приступать только после тщательного изучения инструкции по эксплуатации данных выключателей. Сопротивление изоляции проверяют мегаомметром на 1000 В между зажимами полюсов и между зажимами каждого полюса и заземленной металлической конструкцией автомата в отключенном положении при снятом напряжении. Оно должно быть не менее 0,5 МОм. При неудовлетворительной изоляции необходимо выяснить причины: снять дугогасительные камеры и проверить состояние полюсов, отсутствие загрязнений и подключения к полюсам внешней коммутации, возможность увлажнения плиты выключателя. После устранения причины пониженного сопротивления его изоляции измерение повторяют. При установке дугогасительных камер на полюса выключателя после их снятия обращают внимание на то, чтобы главные и дугогасительные контакты не касались внутренних частей дугогасительных камер. Сопротивление изоляции обмоток приводов максимальных, минимальных и независимых расцепителей проверяют мегаомметром на 1000 В между одним из зажимов обмотки и заземленным корпусом. Оно должно быть не менее 0,5 МОм и проверяют сопротивление изоляции каждого из них мегаомметром на 500 В, соединив все выводы разъемов между собой. После испытания выключателя повышенным напряжением блоки устанавливают на место.

Работоспособность и надежность включения и отключения выключателей электроприводом при номинальном, пониженном и повышенном напряжениях проверяют до контроля действия максимальных расцепителей. На практике при такой проверке работоспособности привода необходима его регулировка, во время которой нарушается действие электромагнитных максимально-токовых расцепителей (у автоматов серий ABM, А-3700). Поэтому настройку максимально-токовой защиты выполняют на заключительной стадии наладки.

Проверку работоспособности и надежности включения и отключения выполняют подачей на схему привода выключателя напряжения, равного номинальному. При этом проверяют и в случае необходимости регулируют механизмы включения и отключения выключателя (количество операций включения и отключения при каждом значении напряжения составляет не менее пяти с интервалами между ними не менее 5 с), а также контролируют работоспособность и надежность независимого и минимального расцепителей при номинальном, пониженном и повышенном напряжениях оперативного тока в сети.

Проверку тепловых элементов при наладочных работах осуществляют нагрузочным током, равным трехкратному номинальному току расцепителя. Время срабатывания сравнивают с заводскими (или типовыми) характеристиками с учетом, что они даны для случая одновременной нагрузки испытательным током всех полюсов выключателя. Если фактическое время срабатывания превысит на 50 % данные завода- изготовителя, необходимо, прежде чем браковать выключатель, проверить начальный ток его срабатывания. При нагрузке одного полюса выключателя начальный ток срабатывания увеличивается на 25—30 % по сравнению с таким же током при нагрузке одновременно всех полюсов. Время срабатывания теплового расцепите- ля должно соответствовать заводской характеристике. При этом большинство выключателей имеет ограниченное время испытания под током (не более 120—150 с).

При проверке электромагнитных расцепителей без тепловых элементов подают на каждый полюс испытательный ток, значение которого устанавливают на 15—30 % ниже тока уставки. При этом выключатель не должен отключаться. Затем испытательный ток поднимают до тока срабатывания, значение которого не должно превышать значения тока уставки более чем на 15—30 %. При проверке электромагнитных элементов комбинированных расцепителей нагрузочный ток от испытательного устройства подают на каждый полюс выключателя. Быстро увеличивая ток до значения на 15—30 % ниже тока уставки, убеждаются, что расцепитель не срабатывает. Затем быстро повышают ток до тока срабатывания, фиксируя его значение. Оно не должно отличаться от заводских данных. Проверяя электромагнитные элементы комбинированных расцепителей, следует помнить, что между подачами испытательного тока на полюс должен быть интервал, достаточный для остывания теплового элемента.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector