Автоматические выключатели обеспечивают защиту подключенных к сети потребителей при возникновении короткого замыкания и в других аварийных ситуациях. Отключающая способность (ОС) автомата – важнейший параметр, который определяет сохранение функциональности при повышенных токовых нагрузках. Соответствующее значение необходимо учитывать при выборе компонентов системы электропитания.
Что такое отключающая способность автоматического выключателя
Автомат устанавливают в цепи электроснабжения. При чрезмерном увеличении потребляемой мощности происходит нагрев биметаллического элемента. На определенном уровне температуры значительное изменение его формы разрывает контакт линии проводника.
Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.
Отключающая способность автоматического выключателя – это комплексный параметр. Он характеризует гарантированное выполнение техникой основных функций при возникновении аварийных ситуаций.
Какую ОС выбрать для автомата
Значение этого параметра указывают особой цветовой маркировкой и цифрой (кА) в нижней части лицевой панели. В прошлом веке сравнительно небольшое потребление электроэнергии отечественными домохозяйствами подразумевало возможность применения защитных устройств на 3,5 кА и менее. Однако в наши дни опытные специалисты рекомендуют выбирать автоматы следующим образом:
- 4,5 кА – отдельные группы потребителей;
- 6 кА – ввод квартирного электроснабжения;
- 10 кА – отходящие линии распределителей многоквартирного дома.
Коррекции делают с учетом особенностей конкретного проекта. Увеличенная отключающая способность автоматического выключателя (АВ) пригодится при небольшом расстоянии до местной подстанции, промышленных предприятий.
Номинальная отключающая способность АВ
В действительности приходится учитывать особенности определенной аварии. Существенное влияние на развитие неблагоприятных процессов оказывает значение cos ϕ. Этот параметр определяет энергетический потенциал сочетания основных электрических параметров.
Нормируют величину тока, при которой автомат разорвет цепь и сохранит достаточную функциональность для выполнения аналогичных действий в штатном режиме. Следует подчеркнуть, что в тематических стандартах подразумевается периодическая компонента тока КЗ. Применяют следующие обозначения номиналов отключающей способности автоматического выключателя для разных групп приборов по признаку целевого назначения:
- промышленные автоматы – Icu (предельная);
- бытовые модели – Icn (эксплуатационная).
Номинальная отключающая способность автоматического выключателя – это базовый параметр, определяющий надежность защитного устройства. Технологические проверки при выполнении производственных и сертификационных испытаний выполняют с учетом скорости разрыва цепи питания по соответствующим категориям:
- А – мгновенно;
- В – с установленной задержкой.
Испытания выполняют по стандартной программе:
- моделируют КЗ с последующим выключением автомата;
- проверяют работоспособность;
- повторяют процедуру при разных значениях cos ϕ.
На завершающей стадии уточняют соответствие базовых технических параметров паспортным данным производителя.
Кроме сохранности изоляции контролируют надежность и скорость разъединения контактных групп, отсутствие механических повреждений.
Предельная коммутационная способность автоматического выключателя
Действующими стандартами установлен порядок проведения специальных испытаний. В частности, проверяют сохранение работоспособности после многократных КЗ. Следует понимать, что при совпадении векторов тока и напряжения разрыв цепи выполняется при меньшем энергетическом потенциале. В обратной ситуации (cos ϕ = 0) увеличивается риск повреждения оборудования. Если cos ϕ = 0,5, рекомендуется выбирать предельную коммутационную способность автоматического выключателя с Icu в диапазоне 6-10 кА.
Рабочая наибольшая ОС
Вероятность наиболее неблагоприятной ситуации крайне мала. Обычно при возникновении аварийных ситуаций токи КЗ значительно меньше предельной отключающей способности автоматического выключателя (Icu). Этим объясняется длительный срок службы защитных устройств в реальных эксплуатационных условиях.
Однако нельзя исключать возможность повторного возникновения КЗ через небольшой промежуток времени после включения питания. Чтобы увеличить запас по надежности, в промышленных моделях нормируют дополнительный параметр Ics. Соответствующее значение указывают в сопроводительной документации на изделие, как % от Icu по стандартной градации:
Типовыми испытаниями проверяют сохранение коммутационных способностей автоматического выключателя после 3-х циклов с разрывом цепи после КЗ. После завершения процедуры уточняют соответствие скорости отключения и других технических параметров паспортным данным производителя.
За качественный автомат известного бренда придется заплатить дороже. Однако подобные изделия создают по правилу равенства Icu и Ics (100%).
Особенности АВ, определяющих ОС
Изучение актуальных предложений рынка подтверждает заметный рост стоимости по мере увеличения отключающей способности автомата. Какую выбрать модель, станет понятно после комплексной оценки проекта.
Рассчитанное на меньший номинал устройство не выполнит свои функции. В худшей ситуации даже при разрушенном корпусе сохранится электрический контакт. Развитие аварийной ситуации провоцирует дополнительные поломки и затраты.
Конструкционные особенности
На практике применяют определение «предельной коммутационной стойкости». По этому показателю определяют устойчивость автомата к максимальным нагрузкам. Если указана одноразовая ПКС, значит защита сработает только один раз. Увеличивают ресурс техники модернизацией функциональных блоков. В частности, улучшают отвод тепла для сохранения целостности конструкции в режиме короткого замыкания и уменьшения негативного воздействия на контактные группы.
Рекомендуется обратить внимание на особенности конструкции, упрощающие монтаж и осмотр. В некоторых моделях для оперативного визуального контроля предусмотрены специальные отверстия. Обязательно следует учитывать близость трансформаторов и других потенциальных источников опасных бросков напряжения. Предельную отключающую способность автоматического выключателя выбирают с запасом.
Подключаемые нагрузки проверяют в режимах максимального потребления.
Номинальная наибольшая отключающая способность автомата
Коммутационная или отключающая способность автомата – это возможность автомата отключатся определенное количество раз. Сила тока короткого замыкания (КЗ) при которой автомат сможет отключится и есть параметр отключающей способности. Бытовые автоматы маркируются по стандарту IEC 23-3/EN 60898. Международный стандарт-“Выключатели автоматические для защиты от сверхтоков электроустановок бытового и аналогичного назначения”. По существу, согласно правил этого стандарта на автоматическом выключателе указывается номинальная наибольшая отключающая способность Icn.
Коротко говоря, Icn – это сила тока КЗ при которой автомат может отключится многократно. Не потеряв при этом работоспособность. Само собой разумеется, промаркирована она в единицах силы тока – амперах. Как правило, на бытовом модульном автомате маркировка силы тока указывается в прямоугольной рамке. Как водится, бытовые автоматы имеют коммутационную способность 4500A (4,5 kA), 6000A (6 kA).
Предельная (максимальная) наибольшая отключающая способность Icu
Промышленные серии автоматов промаркированы по стандарту IEC/EN 60947-2. Международный стандарт под названием “Аппаратура распределения и управления низковольтная Часть 2 Автоматические выключатели”. В сущности, по этому стандарту на автомате указывается маркировка Icu. По сути, Icu (capacity ultimate) – предельная способность автоматического выключателя. Грубо говоря, предельная наибольшая отключающая способность – это ток КЗ при котором автомат должен отключиться дважды. И при этом не выйти из строя. Естественно, предельная отключающая способность автомата будет всегда больше номинальной отключающей способности того же автомата.
Рабочая наибольшая отключающая способность
И кроме того, на корпусе автомата могут указать Ics (capacity service). Ics – рабочая (отключающая) способность. То есть такая сила тока КЗ, при которой автомат должен отключиться трижды и остаться работоспособным. Иногда рабочая отключающая способность указывается в процентном соотношении от предельной отключающей способности.
Выбор отключающей способности автоматического выключателя
Причем, коммутационная способность зависит от напряжения сети, в которой применяется автомат. При меньшем напряжении коммутационная способность автомата будет выше. Соответственно, при большем напряжении, у того же автомата, способность будет меньше.
На первый взгляд, стоит выбирать автоматы с наибольшей отключающей способностью. Несомненно, чем коммутационная способность больше, тем более вероятность выживания автоматического выключателя. Однако, цена автоматов с высокой отключающей способностью ощутимо дороже. Учитывая что покупать автоматические выключатели приходится не в единственном экземпляре, стоит минимизировать расходы.
Безусловно, автоматы на 6000A оптимальный вариант в бытовых условиях. Поскольку в быту обычно не бывает высоких токов короткого замыкания. Однако, трансформаторная подстанция может располагаться близко к потребителю электроэнергии. В итоге сила тока короткого замыкания в сети будет иметь высокие параметры. В этом случае устанавливают автоматы на 10000A. Для небольших производственных цехов подойдут автоматы с отключающей способностью 10000A, 25000A. Однако, все это предположительные высказывания не точны. Вне сомнения, для более точного подбора автомата нужно измерять предполагаемый ток короткого замыкания.
Вы можете прочитать статьи на похожие темы в рубрике – Автоматизация и защита
Номинальный ток (In)
Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.
Отключающая способность автоматического выключателя – это действующее значение максимального (ожидаемого) тока, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.
Испытания для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают:
— коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании,
— определенный фазовый сдвиг между током и напряжением.
Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ ?= 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ , при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.
На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типичными для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.
В таблице 2, взятой из стандарта МЭК 60947_2, указаны соотношения между стандартными величинами cos φ ?для промышленных автоматических выключателей и их отключающей способностью Icu.
После проведения испытательного цикла на Icu "отключение – выдержка времени — включение — отключение" (два отключения подряд) выполняются проверки, имеющие целью убедиться в том, что такие параметры, как:
— выдерживаемая выключателем диэлектрическая прочность,
— разъединяющая (изолирующая) способность (функция разъединителя),
— правильное срабатывание защиты от перегрузки не ухудшились в результате проведения этого испытания.
Наибольшая рабочая отключающая способность (Ics)
Предельная отключающая способность (Icu) или (Icn) представляет собой действующее значение максимального тока короткого замыкания, который автоматический выключатель может успешно отключить без повреждения. Вероятность возникновения такого тока крайне мала и в нормальных обстоятельствах токи короткого замыкания гораздо ниже номинальной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя.
С другой стороны важно, чтобы большие токи (имеющие низкую вероятность) выключались бы так, чтобы этот автоматический выключатель был бы сразу готов для повторного включения тока после восстановления поврежденной цепи. Именно по этим причинам для промышленных автоматических выключателей была введена новая характеристика (Ics), выраженная в процентах от Icu: 25, 50, 75 и 100%. Стандартная последовательность испытаний является следующей:
O — ВO — ВO (при токе Ics), т.е. три отключения подряд.
После этого испытательного цикла автоматический выключатель должен находиться в работоспособном состоянии и быть готовым к нормальной эксплуатации.
В Европе обычной практикой в промышленности является Ics =100%, т.е. Ics = Icu.
Номинальная включающая способность (Icm)
Icm – величина максимального мгновенного значения тока (ударного тока), который данный автоматический выключатель может включить при номинальном напряжении в оговоренных условиях эксплуатации. В системах переменного тока эта мгновенное пиковое значение связано с Icu (т.е. с номинальным предельным током отключения) ударным коэффициентом k, зависящим от коэффициента мощности (cosφ) контура короткого замыкания (табл.2).
Таблица 2. Соотношение между наибольшей отключающей способностью Icu и номинальной включающей способностью Icm при разных величинах коэффициента мощности цепи КЗ (стандарт МЭК 60947).
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8848 — 
| 7556 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно