Загрузка...Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Время-токовые характеристики максимальных реле тока направленных защит могут быть как независимыми, так и зависимыми и ограниченно зависимыми. Выбор этих характеристик производится так же, как и в обычных токовых защитах. [1]
Время-токовая характеристика должна задаваться в виде кривых или контрольных точек: перегрузок малой кратности ( 1 3 — 1 5) Люгр и обязательно 3 — 4-кратного и пускового токов. [2]
Время-токовые характеристики алюминиевых плавких вставок , полученные при лабораторных испытаниях, хорошо согласуются с результатами опытов в реальных условиях эксплуатации. [3]
Защитной время-токовой характеристикой плавкой вставки называют зависимость полного времени отключения цепи от величины тока, протекающего через вставку. [4]
Их время-токовая характеристика может быть достаточно хорошо согласована с защищаемым объектом. Однако эти расцепители имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение. [5]
Поскольку время-токовые характеристики предохранителей как уже отмечалось, имеют существенный разброс, на выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя линии накладывается еще одно условие, обеспечивающее селективность защиты. Если смежные участки радиальной сети защищаются однотипными предохранителями, то номинальный ток плавкой вставки предохранителя линии, расположенной ближе к источнику питания, должен превышать номинальный ток плавкой вставки предохранителя смежного, более удаленного элемента сети, как правило, не менее чем на две ступени шкалы номинальных токов плавких вставок; для предохранителей типа СПО, а также в случае использования разнотипных предохранителей — не менее чем на три ступени. Для предохранителей типа ПК напряжением 6 — 35 кВ разница в номинальных токах плавких вставок должна быть не менее одной ступени. [6]
Стабильность время-токовой характеристики в значительной степени зависит от окисления плавкой вставки. [7]
Разброс время-токовых характеристик тепловых элементов расцепнтелей должен учитываться при создании селективной защиты. Последняя будет обеспечена, если с учетом разброса характеристика каждого вышестоящего автомата лежит выше характеристики нижестоящего. [8]
По типовым время-токовым характеристикам автоматических выключателей ( рис. 3 — 20) определяется достаточность выдержки времени теплового рас-цепителя при расчетных токах и продолжительности кратковременных перегрузок. В отдельных случаях, например при пусках двигателей совместно с механизмами, имеющими большие маховые массы, приходится увеличивать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя с тем, чтобы получить возможность нормального запуска двигателя без ложного отключения автоматического выключателя в процессе пуска. [9]
Защитной или время-токовой характеристикой предохранителя называется кривая, выражающая зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока, протекающего через предохранитель. [10]
Схема экспериментального определения время-токовых характеристик обеспечила синхронное с реле включение и отключение электросекундомера. Для снятия характеристик реле мгновенного действия обычно ис-пользовали светолучевой осциллограф. [11]
Этот способ получения требуемой время-токовой характеристики может применяться при тонких вставках, например при диаметре шарика 1 мм для проволок диаметром 0 3 мм и диаметре шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается. [12]
Этот способ получения требуемой время-токовой характеристики может применяться при тонких вставках, например, при диаметре шарика 1 мм для проволок диаметром 0 3 мм и диаметрах шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается. [14]
Время-токовая характеристика автоматического выключателя
Время-токовая характеристика автоматического выключателя (ВТХ) (time-current characteristic circuit-breaker) — кривая, задающая время расцепления автоматического выключателя в зависимости от величины сверхтока, протекающего в его главной цепи (определение на основе [1]).
Харечко Ю.В. проведя достаточный анализ существующей нормативной документации заключил следующее [1]:
« В МЭС и стандартах МЭК приведено общее определение рассматриваемого термина и для автоматического выключателя, и для плавкого предохранителя. При этом в определении использован термин «время срабатывания» («operating time»), который не имеет своего определения. Для автоматического выключателя целесообразно дать более конкретное определение термина «время-токовая характеристика», в котором вместо неопределенного понятия «время срабатывания» целесообразно использовать понятие «время расцепления 1 », которое определено в МЭС и некоторых стандартах МЭК. »
[1]
Примечание 1: В МЭС (в стандарте ГОСТ IEC 60050-442-2015 [3]) термин «время расцепления» определен так: интервал времени от момента, когда соответствующий ток расцепления начинает протекать в главной цепи до момента, когда протекание этого тока прерывается (во всех полюсах). В примечании к определению термина «время размыкания» («opening time»), приведенному в стандарте МЭК 60898‑1, сказано, что время размыкания обычно упоминается как время расцепления, хотя, строго говоря, время расцепления применяется ко времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, в который команда размыкания становится необратимой.
Харечко Ю.В. дополняет [1]:
« Следует также учитывать, что в стандарте МЭК 60898‑1 (ГОСТ IEC 60898-1-2020) при установлении параметров время-токовой характеристики автоматического выключателя использовано понятие «время расцепления», зависящее от величины сверхтока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя. »
« Время-токовая характеристика автоматического выключателя устанавливает время расцепления в зависимости от значения сверхтока, который протекает в его главной цепи. Время-токовая характеристика каждого автоматического выключателя, с одной стороны, должна предопределять осуществление им надежной защиты проводников электрических цепей от сверхтока. »
Время отключения сверхтока зависит от индивидуальной время-токовой характеристики автоматического выключателя, которая должна находиться в пределах стандартной время-токовой зоны.
Харечко Ю.В. акцентирует внимание [1]:
« Автоматический выключатель должен своевременно отключать электрические цепи с целью недопущения перегрева их проводников. С другой стороны, она не должна допускать расцепления автоматического выключателя при протекании в его главной цепи электрического тока, равного номинальному току, если температура окружающего воздуха не превышает контрольную температуру окружающего воздуха, равную 30 °С. Кроме того, параметры время-токовой характеристики автоматического выключателя должны быть такими, чтобы можно было избежать отключения им пусковых токов, протекающих в электрической цепи при включении электрооборудования. »
[1]
Время-токовая характеристика автоматического выключателя бытового назначения, соответствующего требованиям стандартов МЭК 60898‑1 или МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 или ГОСТ IEC 60898-2-2011, состоит из двух кривых, определяющих разный характер оперирования автоматического выключателя (см. рисунок 1). В области малых сверхтоков, обычно представляющих собой токи перегрузки и пусковые токи, время расцепления автоматического выключателя измеряется секундами, минутами и даже десятками минут.
Оно обратно пропорционально значению сверхтока в главной цепи автоматического выключателя. В области больших сверхтоков, которые, как правило, являются токами короткого замыкания, время расцепления автоматического выключателя измеряется долями секунды. Причем оно незначительно уменьшается при увеличении сверхтока. Граница между двумя кривыми «проходит» по индивидуальному току мгновенного расцепления IIT автоматического выключателя.
Рисунок 1. Время-токовая характеристика автоматического выключателя бытового назначения
Что влияет на ВТХ?
Время-токовая характеристика должна быть стабильной во время эксплуатации автоматического выключателя и находиться в пределах стандартной время-токовой зоны.
Харечко Ю.В. в своей книге [1] дополняет, какие условия могут влиять на ВТХ автоматического выключателя:
« Изменение температуры окружающего воздуха сказывается на характеристике расцепления автоматического выключателя. Однако, как отмечается в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [4], изменение температуры окружающего воздуха от – 5 до + 40 о С не должно сопровождаться существенным ее изменением. При температуре окружающего воздуха – 5 о С автоматический выключатель (через все полюсы которого в течение условного времени пропускали электрический ток, равный 1,13 его номинального тока In), должен отключить в течение условного времени электрический ток, равный 1,9 In. При температуре окружающего воздуха + 40 о С автоматический выключатель, через все полюсы которого протекает электрический ток, равный его номинальному току, должен расцепиться в течение условного времени. »
« На время-токовую характеристику автоматического выключателя также могут влиять условия монтажа. Например, размещение нескольких автоматических выключателей в одной оболочке приводит к незначительному изменению их характеристик расцепления, обусловленному тем, что температура воздуха внутри оболочки обычно превышает температуру воздуха вне оболочки. »
« На время-токовую характеристику многополюсного автоматического выключателя оказывает влияние протекание электрического тока только через один полюс. Стандартом МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены пределы указанного изменения. Двухполюсный автоматический выключатель с двумя защищенными полюсами должен расцепиться в пределах условного времени при протекании через один его полюс электрического тока, равного 1,1 условного тока расцепления (начиная от холодного состояния). Трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны расцепиться в течение условного времени при протекании через один защищенный полюс электрического тока, равного 1,2 условного тока расцепления. »
Автоматические выключатели ВА-99
Выключатели автоматические серии ВА-99 предназначены для нечастых (до 30) оперативных включений и отключений тока в нормальном режиме, а также защиты от токов перегрузки и коротких замыканий распределительных сетей и электродвигателей. Выключатели могут применяться в электроустановках с номинальным напряжением до 400 В переменного тока частотой 50 Гц с токами от 12,5 до 1600 А. Выключатели ВА-99 имеют шесть исполнений корпуса.
Преимущества
- Предельная коммутационная способность до 50 кА.
- Номинальный ток до 1600 А.
- Полный ассортимент дополнительных устройств.
- Регулирующая уставка по току Ir = (0,8 – 1 In) для ТМ регулируемого и Ir = (0,4 – 1 In) для микропроцессорного расцепителей.
- Внешние контакты — посеребренная медь.
- Внутренний контакт выполнен из бескислородной меди.
- Корпуса изготовлены из не поддерживающей горение пластмассы.
- Гарантийные обязательства составляют 5 лет.
Номинальный ток расцепителя, In , А
Уставка электромагнитного расцепителя
Номинальное напряжение изоляции, Ui, В
Номинальное рабочее напряжение, Ue, В
Предельная отключающая способность, Icu, кА
Рабочая отключающая способность, Ics, кА
Номинальный пиковый ток короткого замыкания, Icm, кА
Механическая износостойкость, циклов, не менее
Электрическая износостойкость, циклов, не менее
Мощность рассеивания, Вт
Кол-во полюсов (стандарт)
Исполнения под заказ
Категория применения по ГОСТ Р 50030.2
Степень защиты оболочки выключателя
Диапазон рабочих температур, °С
от -25 до +40; от -5 до +40 (для электронных)
УХЛ3; УХЛ3.1 (для электронных)
Высота над уровнем моря, м
Срок службы, не менее, лет
1 — время–токовая характеристика теплового расцепителя с холодного состояния;
2 — время–токовая характеристика теплового расцепителя с нагретого состояния;
3 — зона срабатывания электромагнитного расцепителя свехтока.
Время-токовые характеристики автоматических выключателей ВА-99 с микропроцессорным расцепителем
Характеристика расцепления выключателя
при включении по I2t
Характеристика расцепления выключателя
при отключении по I2t
Характеристика токоограничения выключателей при напряжении 400 В
1. Условия хранения и эксплуатации
Автоматические выключатели серии ВА-99 могут использоваться при температуре окружающей среды от -25 до +40°С (от -5 до +40°С для электронных) и храниться при температуре от -40 до +70°С.
Автоматы, оснащенные термомагнитным расцепителем от сверхтока, имеют тепловой элемент с уставкой, соответствующей +40°С. Для температур выше и ниже +40°С порог срабатывания уменьшается (увеличивается) из-за температурно-зависимого поведения биметаллического элемента в самом расцепителе.
Автоматы с электронным микропроцессорным расцепителем не подвержены влиянию изменений температуры, но при температуре выше +40 °С уставка максимальной защиты от перегрузки должна быть уменьшена, принимая во внимание явление инерции, имеющей место в медных частях автомата, через который протекает ток и являющейся причиной снижения значения номинального тока выключателя.
Для того, чтобы обеспечить продолжительную работу установки, следует тщательно продумать вопрос о поддержании температуры в допустимых пределах для нормальной работы не только автоматов, но и других устройств (принудительная вентиляция).
Категория применения автоматических выключателей ВА-99 — А, для ВА-99/1600 — В (по ГОСТ Р 50030.2). Группа механического исполнения — МЗ (по ГОСТ 17516.1). Рабочее положение в пространстве — любое. Высота над уровнем моря до 4000 м. Тип атмосферы II (по ГОСТ 15150). Вид климатического исполнения УХЛЗ, УХЛ3.1 (для электронных) (по ГОСТ 15150).
Степень защиты от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с токоведущими частями (по ГОСТ 14254-96): IP30 — оболочки выключателя; 1Р00 — зажимов для присоединения внешних проводников. Класс защиты IP54 достигается для выключателей, устанавливаемых в щитах этого класса защиты, при использовании ручного привода дверного монтажа с изолирующими прокладками. При использовании электронных микропроцессорных расцепителей от сверхтока гарантирована работоспособность выключателей при наличии коммутационных помех и грозовых перенапряжений. Эти аппараты не создают помех для другого электронного оборудования.
Термомагнитные расцепители (ТМ)
Часть автоматических выключателей ВА-99 с термомагнитными расцепителями не имеет возможности регулировки (ТМ), часть – с возможностью регулировки (ТМ регулируемый).
Защита от перегрузок (ТМ регулируемый): регулируемая уставка по току Ir = (0,8 – 1,0)хIn. Левое положение регулятора (max) соответствует уставке 1,0хIn, среднее положение — 0,9хIn , правое положение (min) – 0,8хIn. При установке регулятора в другие промежуточные положения изготовитель не несет ответственности за точность срабатывания выключателей.
Защита от короткого замыкания: выключатели с током расцепителей от 12,5 до 40 А имеют нерегулируемую уставку – 500А, у выключателей с большим номинальным током уставка срабатывания равна 10хIr.
Разделение автоматических выключателей по время токовым характеристикам
Автоматический выключатель (АВ) – защитное электротехническое устройство, срабатывающее при коротких замыканиях или превышении допустимой нагрузки по сети. Современный рынок заполнен аппаратами немецкого (АВВ, Siemens), французского (Schneider, Legrand), японского (Terasaky), российского (IEK) производства. Они различаются между собой конструкцией, качеством и ценой. Но время токовые характеристики автоматических выключателей от разных изготовителей соответствуют действующим нормам и стандартам. Этот показатель дает возможность подобрать АВ под конкретные условия.
Что показывает время токовая характеристика
В электрических системах при возникновении аварии отключение электропитания следует производить очень быстро, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Человек неспособен достаточно быстро отреагировать. Поэтому устанавливаются автоматические выключатели.
Для энергетической сферы существует деление на системы постоянного и переменного напряжения. Оборудование классифицируется на низковольтное (до 1000 В), высоковольтное (более 1000 В). Соответственно применяются различные типы автоматов.
Во всех случаях АВ предназначен для разрывания цепи при различных токовых величинах короткого замыкания (КЗ) и перегрузках. Первые безошибочно отсекаются электромагнитным расцепителем мгновенно. Вторые протекают по цепи определенное время, без каких-либо последствий, а лишь потом сработает тепловая защита.
Современные автоматические защитные аппараты содержат три вида расцепителей:
- механический – эта ручка предназначена для включения, выключения автомата;
- электромагнитный – отсекает нагрузку КЗ;
- тепловой – предохраняет электрические цепи от перегрузки.
Рабочие параметры последних двух определяют время токовые характеристики для автоматических выключателей. Которые показывают зависимость времени отключения аппарата от соотношения между протекающим по нему током и его номинальным значением. Они сложны тем, что требуют графического выражения.
Благодаря тому, что автоматы с одинаковым номиналом имеют различные характеристики срабатывания, при одном и том же токовом значении их можно применять под разные типы нагрузки. Это обеспечивает минимальное число ложных отключений и защищает от токовых перегрузок.
Получается, что время токовая характеристика (ВТХ) показывает:
- диапазон срабатывания защиты от короткого замыкания (максимально-токовой), который определяется параметрами встроенной электромагнитной катушки;
- диапазон срабатывания при превышении нагрузки, определяемый встроенной биметаллической пластиной.
Общий вид ВТХ можно представить нижеприведенным графиком. Цифрой 1 отмечен участок срабатывания при определенном токовом соотношении теплового расцепителя, а цифрой 2 – время реакции электромагнитного.
Распространенные виды характеристик
Характеристики срабатывания автоматических выключателей указываются буквами латинского алфавита на их корпусе: А, B, C, D, Z, К. Они показывают на отношение уставки электромагнитного расцепителя к номинальному току данного аппарата, то есть чувствительность.
Рассмотрим их детально в таблице.
Время токовые характеристики АВ типа B, C, D представлены на рисунке.
У автоматических выключателей разные технические характеристики. Правильный выбор автомата по токовой нагрузке и время токовой характеристике позволяет установить защитное устройство, реагирующее на перегрузки сети должным образом. Это избавит от ложных отключений. Для домашних условий оптимальным вариантом будет использование автоматов типа В и С.
