Ikea73.ru

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

Использование двух- и четырехполюсных автоматических выключателей (2006)

Использование двух- и четырехполюсных автоматических выключателей (2006)

Один из часто задаваемых вопросов на технических семинарах, проводимых компанией «ИЭК», звучит так: «В каких случаях применять двух- и четырехполюсные автоматические выключатели»? Это связано с выходом отдельных глав ПУЭ, которые вводят новые правила выполнения схем электроснабжения, но не разъясняют при этом требования к защите нулевого рабочего проводника. Вопрос актуальный, поскольку подключение УЗО имеет свою особенность: по принципу действия его контакты включаются как в фазный, так и нулевой рабочий проводник. Соответственно последовательно с УЗО необходимо предусматривать его защиту от сверхтока в фазном и нулевом проводнике, т.е. применять двух- и четырехполюсные автоматические выключатели.

Согласно ГОСТ Р 50571.3-94 (п. 413.1.3.2) необходимым условием нормального функционирования УЗО в электроустановке здания является отсутствие в зоне действия УЗО любых соединений нулевого рабочего проводника N с заземленными элементами электроустановки и нулевым защитным проводником РЕ. Поскольку повреждение и старение изоляции возможны и в фазных, и в нулевом рабочем проводниках, а УЗО реагирует на утечку на землю с любого из них, то на отходящих линиях следует в обязательном порядке устанавливать двух- и четырехполюсные автоматические выключатели. Только в этом случае возможно без демонтажа вводнораспределительного устройства методом поочередного включения линий найти неисправную цепь, в том числе и цепь с утечкой с нулевого проводника, а также отключить неисправную цепь для обеспечения работы остальной части электроустановки.

Другие случаи применения защиты в нулевом проводнике прописаны соответствующими стандартами. В ГОСТ Р 50571.9-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасное™. Применение мер защиты от сверхтоков» содержатся указания по выполнению и защите нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.

Порядок выполнения защиты нулевого рабочего проводника от тока короткого замыкания регламентируется следующим образом.

Системы ТТ и TN

В случаях, когда сечение нулевого рабочего проводника, по крайней мере, равно или эквивалентно сечению фазных проводников, не требуется предусматривать устройства обнаружения тока короткого замыкания в этом проводнике или устройства его отключения.

В случаях, когда сечение нулевого рабочего проводника меньше сечения фазных проводников, должно быть предусмотрено обнаружение тока короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике, соответствующего его сечению, с воздействием на отключение фазных проводников. При этом отключение нулевого рабочего проводника является обязательным. Однако не требуется обнаружение тока короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике, если одновременно выполняются следующие условия:

  • нулевой рабочий проводник защищен от короткого замыкания с помощью защитного устройства фазных проводников цепи;
  • максимально ожидаемый ток, который может протекать по нулевому рабочему проводнику в нормальном режиме, значительно меньше значения длительно допустимого тока этого проводника.

Второе условие выполняется, если передаваемая мощность как можно более равномерно распределяется между рабочими фазами. Например, если сумма мощностей электроприемников, включенных между фазой и нулевым рабочим проводником (освещение, штепсельные розетки) намного меньше суммарной мощности рассматриваемой цепи. Сечение нулевого рабочего проводника должно быть не меньше 50 % сечения фазного проводника.

Система IT

Системы IT, как правило, не имеют нулевого рабочего проводника. Однако в случаях применения системы IT с нулевым рабочим проводником необходимо предусматривать устройства обнаружения сверхгока в нулевом проводнике. Эти устройства воздействуют на отключение всех проводников соответствующей цепи, находящихся под напряжением, включая нулевой рабочий проводник.

Такие меры не требуются, если:

  • нулевой рабочий проводник надежно защищен от коротких замыканий с помощью устройства, установленного со стороны питания, например на вводе в установку, в соответствии с правилами указанными в п. 434.3. ГОСТ 50571.5;
  • рассматриваемая цепь защищена с помощью устройства защитного отключения, реагирующего на дифференциальный остаточный ток
Читайте так же:
Выключатель разъединитель с видимым разрывом

Защитное устройство должно отключать все находящиеся под напряжением проводники соответствующей цепи, в том числе нулевой рабочий проводник. Нулевой рабочий проводник должен отключаться после отключения фазных проводников, а включаться одновременно с фазными проводниками или ранее.

В ГОСТ Р 50571.3-94 в п. 413 «Защита от косвенного прикосновения» сформулированы требования к выполнению защитного заземления в системе ТТ: все открытые проводящие части, защищенные одним защитным устройством, должны присоединяться защитным проводником к одному заземляющему устройству. Если несколько защитных устройств установлены последовательно, то это требование применяется отдельно к каждой группе открытых проводящих частей, которая защищается отдельным устройством.

Нейтральная точка или, если таковой не существует, фаза питающего генератора или трансформатора должны быть заземлены. При этом должно выполняться следующее условие:

Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника;

Іа — ток срабатывания защитного устройства.

Если защитное устройство является устройством защитного отключения и реагирует на дифференциальный ток, то под 1а подразумевается уставка защитного устройства по дифференциальному току 1п.

Если защитное устройство — это устройство защиты от сверхтока, то оно должно быть либо устройством с обратно зависимой время-токовой характеристикой, и тогда 1а — значение тока, обеспечивающее время срабатывания устройства не более 5 с; либо устройством с отсечкой тока, и в этом случае 1а — уставка по току отсечки.

Учитывая первостепенную важность обеспечения электробезопасности в установках бытового и промышленного назначения, необходимо использовать как можно больше двух- и четырехполюсных автоматических выключателей. Зачастую проектировщики под предлогом нехватки места в щитке закладывают установку только однополюсных выключателей. Действительно, щиты старых образцов не позволяют установку полного набора современных автоматов. Однако вопрос можно решить очень просто: использовать металлические и пластиковые корпуса нового образца. Экономия на безопасности ради снижения затрат — эго мина замедленного действия, которая может в любой момент «увеличить» эти затраты в несоизмеримое число раз.

Категории автоматических выключателей

Автоматические выключатели, или проще говоря – автоматы, предназначены прежде всего для защиты наших бытовых приборов в квартире или частном доме от скачков электрического напряжения в сети, короткого замыкания и других факторов, способных вывести их из строя. Но надежная защита зависит не только от самых автоматов. Их еще нужно не только правильно установить, но и выбрать те, которые обеспечат эту самую надежную защиту. В этой статье речь пойдет о категориях автоматических выключателей, на которые они подразделяются. Рассмотрим чем отличаются автоматы с маркировкой «B» от таких же с виду автоматов с маркировкой «C» или «D».

Конечно же, в строительных магазинах Вы вряд ли найдете автоматические выключатели такой редкой категории как «MA» «K» и «Z». Это специфические категории, используемые в промышленности, а не в быту. Но о них тоже стоит упомянуть, мало ли, попадутся вам на глаза или достанутся безвозмездно от какого-нибудь приятеля. Вы их установите, а достаточной защиты либо не получите, либо автомат будет срабатывать так часто, что в итоге его придется заменить.

Итак, поехали. Стоит отметить, что класс или категория автоматического выключателя обозначается большой латинской буквой, которая стоит перед цифрой, обозначающей номинальный ток.

Категория автоматического выключателя

Категория MA

Категория MA является, наверное, одной из самых редких. Особенностью этой категории автоматов является отсутствие в их конструкции теплового расцепителя, который срабатывает при токе перегрузки – ток, лишь незначительно превышающий номинальный, вызванный включением в сеть очень мощной нагрузки.

Читайте так же:
Как правильно устанавливать двойной выключатель

Эти автоматы срабатывают только на ток короткого замыкания, за который отвечает электромагнитное реле.

Особенность применения

Данные автоматы используются в основном на производстве и защищают электрическое оборудование в состав которого входят электрические двигатели и мощные силовые агрегаты. В момент запуска такого оборудования неизбежно возникают токи перегрузки, поэтому автоматы категории MA и не содержат тепловых расцепителей, чтобы они не вызывали ложных срабатываний.

Категория A

Автоматы этой категории содержат в своей конструкции и тепловой расцепитель и электромагнитное реле. Причем первый настроен так, что срабатывает даже при малейших превышениях тока нагрузки. В результате этого данная категория является одной из самых чувствительных.

Как правило, тепловой расцепитель у таких автоматов настроен на срабатывании при превышении тока нагрузки всего на 30 %.

Особенность применения

Используются такие автоматические выключатели в электрических сетях, которые запитывают особенно чувствительную аппаратуру. Это вычислительные системы, сервера, диагностическое и исследовательское оборудование.

Категория B

Тепловой расцепитель автоматов категории B рассчитан на срабатывание при превышении номинального тока примерно в два раза. Они менее чувствительны чем предыдущая категория, но также обеспечивают достаточную защиту даже в высокоточных цепях.

Особенность применения

В основном автоматические выключатели категории B используются в бытовых сетях, которые питают розетки и светильники. Это наиболее подходящая категория для защиты домашней электропроводки.

Категория C

Автоматические выключатели категории C срабатывают при превышении номинального тока примерно в 5 раз. Они менее чувствительны, чем категория B.

Особенность применения

Автоматы этой категории также применяются в бытовых электрических сетях, но как правило устанавливаются не для защиты отдельных групп электроприборов, а для защиты всей сети или ее частей. Поэтому эти автоматы устанавливаются на ввод – в электрических щитках на лестничных площадках.

Категория D

Автоматические выключатели категории D срабатывают при превышении номинального тока, указанного на автомате, как минимум в 10 раз. Это наименее чувствительная категория. Следовательно, у них особая роль в обеспечении защиты – подстраховочная.

Особенности применения

Категория D устанавливается на вводе всего здания или его части и служит для обесточивания сети, когда автоматы более низких категорий по каким-либо причинам не сработали. Также эти автоматы, как и категория MA, используются в оборудовании, содержащей электродвигатели и силовые установки с большим пусковым током.

Категория K и Z

Это очень специфические автоматические выключатели. Срабатывание электромагнитного реле выключателя категории K, включенного в цепь переменного тока происходит при его 12 кратном превышении номинала. Для цепи постоянного тока этот показатель равен 18. При этом тепловой расцепитель должен сработать при перегрузке всего в 5 %.

Автоматические выключатели категории Z также имеют разные характеристики тока срабатывания для сетей переменного и постоянного тока. В первом случае превышение должно быть троекратным, а во втором – в 4,5 раза.

Особенности применения

Автоматические выключатели категории K используются в цепях с индуктивной нагрузкой. Это трансформаторы, преобразователи напряжения, электромагнитные устройства и прочее.

Категория Z в основном применяется в сетях где подключены какие-то специфические электронные устройства.

Автомат защиты сети

Во всех электрических сетях используется большое количество приборов, основной функцией которых является защита линий и оборудования от токовых перегрузок и коротких замыканий. Среди них широкое распространение получил автомат защиты сети, выполняющий не только защиту, но и коммутацию цепей. Таким образом, автоматические выключатели обеспечивают включение и выключение конкретных участков, защищают их от токовых перегрузок путем отключения защищаемых цепей при возникновении аварийных ситуаций.

Читайте так же:
Автоматический выключатель schneider electric 500а

Типы электрических автоматов

Автомат защиты сети

Автоматические выключатели широко используются в системах электроснабжения, обеспечивая надежную защиту электрическим цепям и сетям, бытовым приборам и электрооборудованию. Их основной задачей является обесточивание цепи в нужный момент путем отключения подачи электрического тока. Срабатывание автомата защиты происходит при коротких замыканиях, а также при нагреве проводов из-за перегрузок в сети.

Автоматы защиты сети могут работать в цепях постоянного и переменного тока, а универсальные конструкции способны работать при наличии в сети любого электрического тока. В соответствии с конструкцией, они разделяются на три типа, которые служат основой для других разновидностей автоматических выключателей:

  • Воздушные автоматы. Используются в промышленном производстве, где токи в цепях могут достигать нескольких тысяч ампер.
  • Автоматы в литом корпусе. Отличаются широким рабочим диапазоном, составляющим от 16 до 1000 А.
  • Модульные автоматы. Именно они широко используются в квартирах и частных домах. Их название связано со стандартной шириной, составляющей кратность в 17,5 мм, в зависимости от количества полюсов. То есть, в одном блоке может использоваться сразу несколько выключателей.

Все автоматы защиты разделяются в соответствии с показателями номинального тока и напряжения, поскольку большинство защитных устройств устанавливаются в сетях 220 или 380В.

Автоматические выключатели могут быть токоограничивающими и не токоограничивающими. В первом случае автомат представляет собой выключатель, в котором время отключения установлено на чрезвычайно малую величину, в течение которой токи короткого замыкания не успевают достичь максимума.

Автоматы классифицируются по числу полюсов и могут быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Они оборудуются максимальными, независимыми, минимальными или нулевыми расцепителями напряжения. Большое значение имеет скорость срабатывания, когда устройства могут быть нормальными, быстродействующими и селективными. В некоторых приборах допускается сочетание технических характеристик. Некоторые модели оборудуются свободными контактами, а проводники подключаются к ним разными способами.

Существует разделение на различные типы по конструкции расцепителя или размыкателя, установленного в автомате. Данные элементы играют важную роль и разделяются как магнитные и тепловые. В первом случае размыкатель относится к быстродействующим и обеспечивает защиту при коротких замыканиях. Время срабатывания составляет от 0,005 до 3-4 секунд. Работа теплового расцепителя происходит гораздо медленнее, поэтому он используется в основном для защиты от перегрузок. Основой элемента является биметаллическая пластина, нагревающаяся при возрастающих нагрузках. Период срабатывания находится в пределах от 3-4 секунд до нескольких минут.

Кроме того, автоматы разделяются по типам отключения или по времятоковым характеристикам. Каждый тип маркируется символами А, В, С, D, К, Z. Например, тип А используется при размыкании цепей, имеющих значительную длину проводки, хорошо защищает полупроводниковые устройства. Предел срабатывания составляет 2-3 номинальных тока. Тип В применяется в системах освещения общего назначения и обладает порогом срабатывания 3-5 номинальных тока. Более подробные сведения о каждом типе автомата можно взять из таблицы.

Типы расцепителей автоматических выключателей

Все расцепители, используемые в автоматических выключателях, можно условно разделить на две группы. В первую группу входят устройства, защищающие электрические цепи и способные распознавать наступление критической ситуации, когда появляются сверхтоки. В результате срабатывания дальнейшее развитие аварии пресекается за счет расхождения главных рабочих контактов.

Вторая группа расцепителей представлена дополнительными устройствами, не входящими в базовую комплектацию автоматов. Под заказ могут устанавливаться:

  • Независимые расцепители, способные дистанционно отключать автоматы при поступлении сигнала из вспомогательной цепи.
  • Расцепитель минимального напряжения. Выполняет отключение автомата в случае падения напряжения ниже допустимых пределов.
  • Расцепитель нулевого напряжения. Его контакты размыкаются при наступлении значительного падения напряжения.
Читайте так же:
Выключатель горного тормоза камаз

Тепловой расцепитель

Образец теплового расцепителя, представленный на рисунке, выполнен в виде биметаллической пластины. В процессе нагревания она изгибается, меняет форму и оказывает воздействие на расцепляющий механизм. Для изготовления пластины две металлические ленты соединяются между собой механическим путем. Материал каждой ленты имеет разный коэффициент температурного расширения. Соединение выполняется методом пайки, сварки или заклепывания. Изгиб пластины образуется за счет разного изменения длины во время нагревания. Тепловые расцепители обеспечивают защиту от перегрузочных токов и могут быть настроены на заданный режим срабатывания.

Главным преимуществом теплового расцепителя является высокая устойчивость к вибрациям, отсутствие трущихся деталей и возможность работы в загрязненном виде. Они отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. В качестве недостатков следует отметить постоянное потребление электроэнергии, чувствительность к перепадам температур, возможность ложных срабатываний при нагревании посторонними источниками.

Такое же широкое применение получили электромагнитные расцепители, обладающие мгновенным действием. Конструктивно они выполнены в виде соленоида с сердечником, воздействующим на расцепляющий механизм. Когда по обмотке соленоида протекает сверхток, это приводит к созданию магнитного поля, перемещающего сердечник, и одновременно преодолевающего сопротивление возвратной пружины.

Настройка электромагнитного расцепителя производится на срабатывание при коротком замыкании, значение которого составляет 2-20 ln. В свою очередь значение ln = 200 А. Погрешность настроек может составлять 20% в ту или иную сторону от заданной величины. Поэтому уставки срабатывания для силовых автоматов указываются в амперах или в кратном значении номинального тока. Модульные автоматические выключатели имеют защитные характеристики, обозначаемые В (3-5), С (5-10) и D (10-50), где цифровые значения соответствуют предельному номинальному току ln, при котором наступает расхождение контактов.

Электромагнитный расцепитель

Основными плюсами электромагнитных расцепителей являются устойчивость к вибрациям, ударам и прочим механическим воздействиям, а также простота конструкции, облегчающая ремонт и обслуживание устройства. К недостаткам можно отнести мгновенное срабатывание, без задержек по времени, а также создание магнитного поля во время работы.

Выдержка времени имеет большое значение, поскольку за счет нее обеспечивается селективность. При наличии селективности или избирательности, вводным автоматом распознается наличие короткого замыкания, но оно пропускается на определенное установленное время. В течение этого временного промежутка должно успеть сработать нижестоящее защитное устройство, отключающее не весь объект, а лишь поврежденный участок.

Довольно часто тепловой и электромагнитный расцепители применяются совместно, путем последовательного соединения обоих элементов. Такая связка получила название комбинированного или термомагнитного расцепителя.

Полупроводниковый расцепитель

К более сложным устройствам относятся полупроводниковые расцепители. В состав каждого из них входит блок управления, измерительные трансформаторы при переменном токе или магнитные усилители при постоянном токе, а также исполнительный электромагнит, выполняющий функцию независимого расцепителя. С помощью блока управления настраивается программа, определенная пользователем, под руководством которой будут расцепляться главные контакты.

В процессе настроек выполняются следующие действия:

  • Регулируется номинальный ток автомата
  • Настраивается выдержка времени в зонах перегрузок и коротких замыканий.
  • Определяется уставка срабатывания при коротком замыкании.
  • Настройка защитных переключателей на срабатывание от однофазного короткого замыкания и токов включения.
  • Настройка переключателя, отключающего задержку по времени, когда при коротком замыкании режим селективности изменяется на режим мгновенного действия.

Электронный расцепитель

Конструкция электронного расцепителя напоминает устройство аналогичного полупроводникового прибора. Он также состоит из электромагнита, измерительных устройств и блока управления. Значение рабочего тока и время выдержки устанавливается ступенчато, обеспечивая гарантированное срабатывание при коротком замыкании и пусковых токах.

Читайте так же:
Выключатель sapf как разобрать

Достоинствами этих приборов являются разнообразие настроек и возможность выбора, работа установленной программы с высокой точностью, наличие индикаторов работоспособности и причин срабатывания, логическая селективная связь с выключателями, расположенными выше и ниже автомата.

К недостаткам можно отнести высокую цену, хрупкость блока управления и чувствительность к влиянию электромагнитных полей.

Что такое воздушный автоматический выключатель

Автоматический воздушный выключатель

Воздушный автоматический выключатель принято использовать как коммутационное устройство, которое защищает высоковольтные линии и электрическое оборудование.

Его название говорит само за себя, так как он использует воздушный зазор, возникающий между силовыми контактами. Чтобы понять, как он работает, стоит подробнее рассмотреть данный аппарат.

Как устроен автоматический воздушный выключатель

Устройство воздушного выключателя

Когда отключается нагрузка мощных электрических приборов, расходящиеся контакты образовывают своеобразную дугу. Ее сила может быть равна номинальному току. Такая дуга, появляется в результате повышения температуры и образования плазмы и может плавить контакты коммутационного устройства, а также вызывать КЗ. Стоит ли говорить, что это обычно приводит к выводу из строя дорогостоящей техники. Для защиты от действий данной дуги была разработана дугогасительная камера, которая установлена в автоматический воздушный выключатель. Его конструкцию вы можете найти на одном из изображений, представленных в сети.

Чтобы не допускать ошибок в использовании воздушного выключателя, следует внимательно изучить его конструкцию.

Принцип действия

Принцип действия автоматического воздушного выключателя

Как уже было сказано выше, после разрыва контактов, происходит образование дуги, которая растет и достигает дугогасительной решетки. После этого она растягивается, а воздух, который находится в камере, выходит через решетки под воздействием повышенной температуры. Благодаря этому, с воздухом утекают продукты, возникшие под воздействием плазмы, что снижает активность дуги до нуля.

Понимание всех процессов, которые протекают внутри коммутаторов, позволило производителям разработать способы устранения возможных перегревов, заключив механизмы в компактный корпус и сделав аппарат достаточно легким. Такое устройство способно мгновенно отключать ток, измеряемый сотнями ампер.

На первый взгляд, принцип действия этого устройства достаточно прост, но этим производители добились максимальной эффективности в его работе.

Для чего предназначен и где применяется

Применение автоматических воздушных выключателей

Данный тип автоматов может быть использован как на промышленных предприятиях, так и в частных квартирах. Это возможно благодаря разнообразию их габаритов и различному весу устройств. Они могут быть не только минимальных размеров (квартирные автоматы), но и достаточно больших (выкатного типа), которые оснащены контроллером параметров.

Используют их для защиты электрических приборов и высоковольтных линий передач от повышенного потребления тока и короткого замыкания. Это достигается путем определения количества тока, который протекает через автомат.

Конструкция автоматических воздушных выключателей достаточно проста, что делает их очень популярными и востребованными на рынке коммутационных устройств.

Среди его преимуществ можно назвать мгновенное отключение сети, оснащение внутренними механизмами защиты и повышенную устойчивость к перепадам температуры, которая возникает из-за амплитуды мощности тока.

Полезное видео

Дополнительную информацию о работе с воздушными выключателями вы можете почерпнуть из видео ниже:



Вывод

Из этой статьи вы почерпнули информацию об устройстве, принципах действия и области применения автоматического воздушного выключателя. Полученные знания помогут вам в использовании данного устройства, которое обезопасит вашу сеть от перенапряжения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector