Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Замена автоматических выключателей; причина пожаров

Замена автоматических выключателей – причина пожаров

Часто при ремонте здания модернизация электропроводки ограничивается заменой автоматических выключателей в электрощитах. По мнению многих современные автоматические выключатели лучше защитят от перегрузок и токов короткого замыкания старую, отслужившую 20 – 30 и более лет электропроводку с алюминиевыми проводами. А проектирование электроснабжения и выполнение электромонтажных работ при этом не планируют.

Сейчас самые распространенные автоматические выключатели имеют характеристику срабатывания «С», а 10 лет назад выключатели с другими характеристиками были большой редкостью и поставлялись только по предварительному заказу.

Если предстоит подобная замена автоматических выключателей без замены электропроводки, то всегда необходимо измерить сопротивление цепи фаза – ноль всех линий и определить ток короткого замыкания в них. При проведении измерений для розеточных линий необходимо найти самую удаленную от электрощита розетку, а для осветительных линий самый удаленный светильник. После чего нанести на график время – токовые характеристики заменяемых автоматических выключателей и тех, которые предполагается устанавливать.

И здесь часто возникают неожиданные сюрпризы – старые, отслужившие 20 – 30 лет автоматические выключатели защищают имеющуюся электропроводку на порядок надежнее, чем некоторые (не правильно используемые) современные устройства. Проблема здесь заключается в том, что сопротивление цепи фаза – ноль в линиях старой электропроводки очень часто слишком велико, и соответственно токи короткого замыкания малы, и зачастую в групповых сетях не превышают величины 100 – 150 А. Особенно это касается зданий, где кабели и провода в групповых линиях достигают длины 50 и более метров.

До широкого внедрения автоматических выключателей с комбинированными расцепителями, имеющими тепловой и электромагнитный расцепители, использовали преимущественно автоматические выключатели с расцепителями, имеющими обратно зависящую от тока временную характеристику. В жилых зданиях в основном использовались автоматические выключатели АЕ 1031, в общественных зданиях А 3160 и другие.

Сравнение время – токовых характеристик разных типов автоматических выключателей с номинальным током 16 А показано на Рис. 1 и 2.

На Рис. 1 показаны автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «С» по стандарту IEC-EN60898 (кривые 1 и 2) и автоматический выключатель АЕ 1031 М-2 (кривые 3 и 4, построены по данным каталога электротехнических изделий Тираспольского электроаппаратного завода за 2004 год). Время отключения автоматических выключателей находится в зоне, ограниченной кривыми 1 и 2 для первого выключателя и между кривыми 3 и 4 для второго.

На Рис. 2 показаны автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «B» по стандарту IEC-EN60898 (кривые 1 и 2) и тот же, что и на первом рисунке автоматический выключатель АЕ 1031 М-2 (кривые 3 и 4).

Старые электропроводки редко имеют хорошее согласование своих параметров с характеристиками современных аппаратов защиты, особенно имеющих кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя к номинальному току срабатывания теплового расцепителя 7-10 и более. Из рисунка 1 видно, что при токах короткого замыкания 100 – 150 А автоматический выключатель с обратно зависящей от тока временной характеристикой АЕ 1031 М-2 16 А отключит цепь примерно в 10 раз быстрее, чем автоматический выключатель С16. Сравнение производим по кривым 1 и 3, отображающих наибольшее время срабатывания аппаратов защиты в пределах технологического разброса их параметров.

Читайте так же:
Селективность модульных автоматических выключателей

По таблице 1, в которой представлены результаты расчетов нагрева алюминиевых жил кабелей сечением 2,5 и 4 мм 2 в зависимости от тока короткого замыкания и его длительности определяем допустимость использования автоматического выключателя. Методика расчетов описана в работе Нагрев кабелей при коротком замыкании (часть 1), для алюминиевых жил кабелей коэффициенты в формулах: β=228; К=148; X=0,4; Y=0,08.

При токе короткого замыкания 150 А (Рис. 1) автоматический выключатель С16 отключится примерно через 6 секунд, при этом алюминиевые жилы кабелей сечением 2,5 мм 2 способны нагреться до температуры 250 градусов, а жилы сечением 4 мм 2 до 125 градусов. То есть кабель с жилами 2,5 мм 2 близок к воспламенению, а с жилами 4 мм 2 не дойдет до критической температуры, но вероятность выгорания соединений жил в коробках велика.

Автоматический выключатель с расцепителем, имеющим обратно зависящую от тока временную характеристику отключится примерно за 0,8 секунды. При этом жилы кабеля 2,5 мм 2 нагреются менее, чем до 90 градусов, а жилы 4 мм 2 — менее чем до 65 градусов.

В первую очередь определять температуру жил необходимо при токах короткого замыкания, близких к порогу срабатывания электромагнитных расцепителей. Если ток короткого замыкания в конце линии существенно меньше этой величины, то при приближении точки замыкания к электрощиту он все равно его достигнет.

Автоматические выключатели с характеристикой срабатывания «B» защитят старую электропроводку значительно лучше (Рис. 2), чем выключатели с характеристикой «С». Хотя при токах короткого замыкания 60 – 75 Ампер уступают автоматическим выключателям АЕ 1031. Но при токах короткого замыкания более 80 А выключатели В16 значительно превосходят выключатели АЕ 1031 по надежности защиты.

Температура алюминиевых жил кабеля с изоляцией из ПВХ пластиката град., при коротком замыкании длительностью, сек:

Характеристики автоматических выключателей

Одни технические характеристики автоматических выключателей определяют область их применения, особенности монтажа и обслуживания. Другие ― связаны со свойствами электрического тока на участке электроцепи, для которого предназначен автоматический выключатель.

Уделив немного времени рассмотрению этих характеристик, можно исключить ошибки при подборе и покупке автоматических выключателей.

Защитные характеристики автоматических выключателей

Большинство автоматических выключателей рассчитаны на установку как в однофазных, так и трехфазных сетях с напряжением до 690 вольт. Вольтаж указан на лицевой стороне корпусных моделей или боковой стенке модульных.

Для работы некоторого промышленного оборудования нужен постоянный ток с различным напряжением и нагрузкой. В устройстве цепей постоянного тока также применяются высокочувствительные специальные или универсальные автоматические выключатели с отметками полярности полюсов.

К токовым характеристикам автоматических выключателей относятся:

Читайте так же:
Схема вентилятор с таймером отдельный выключатель

— номинальный пропускной ток;
— тип мгновенного расцепления;
— предельный ток короткого замыкания.

В основной маркировке автоматического выключателя эти параметры отражаются вместе с классом токоограничения, определяющим скорость срабатывания. К первому классу относятся выключатели с временем гашения дуги более 10 миллисекунд; ко второму — от 6 до 10 мс; к третьему — от 2,5 до 6 мс.

Тип время-токовой характеристики отражает диапазон тока мгновенного расцепления: чем выше перегрузка, тем быстрей должен срабатывать расцепитель. Для модульных моделей тип A означает, что автоматический выключатель рассчитан на превышение номинального тока на 30%. Выключатели с характеристикой типа B менее чувствительны и реагируют на превышение тока в 3-5 раз; Характеристика C автоматического выключателя указывает на его чувствительность к превышению тока в 5-10 раз. Автоматы с характеристикой D срабатывают при превышении номинального тока в 10-20 раз.

Сила тока короткого замыкания различается в зависимости от функционального и отраслевого назначения сети. Например, в промышленных сетях его значение значительно превышает показатель бытовых электроцепей. Отключающая способность автоматических выключателей представляет собой максимальный ток короткого замыкания, при котором автомат сохраняет работоспособность. Если такой ток превышает отключающую способность, автоматический выключатель просто сгорит.

Автоматический выключатель ― технические характеристики корпуса

Степени защиты автоматических выключателей IP характеризуют пыле- влаго- непроницаемость корпуса. Эта характеристика имеет принципиальное значение при устройстве электрощитов в помещениях и на улице в местах, где снаружи не исключено попадание влаги, воды, осадков, пыли, абразива.

В таблице наглядно показаны уровни защиты корпусов автоматических выключателей и прочей низковольтной электроаппаратуры, записанные двузначным цифровым кодом. На исполнение и защищенность корпуса стоит обратить особенное внимание при выборе коммутационных устройств для подключения санузлов, банно-бассейных комплексов, автомоек, а также для установки на улице.

Характеристики автоматических выключателей: A, B, C, D, K и Z

Характеристики автоматических выключателей: A, B, C, D, K и Z

На сегодняшний день автоматические выключатели стали незаменимым частью электрической цепи как на производстве, так и в быту. Все автоматические выключатели обладают множеством параметров, один из которых – время токовая характеристика. В данной статьи мы рассмотрим, чем отличаются автоматы с время токовой характеристиками категории A, B, C, D и где данные выключатели применяются.

Работа автоматического выключателя

Независимо от того к какому классу относится автоматический выключатель, его основная задача — это срабатывание в случае появления чрезмерного тока в сети, и прежде, чем произойдет повреждение защитного оборудования и кабеля автомат должен обесточить сеть.

В сети бывают 2 вида опасных для сети токов:

Сверхтоки вызванный КЗ. Причиной возникновения короткого замыкания является замыкание нейтрального и фазного проводника между собой. В обычном состоянии фазный и нейтральный провод подключены к нагрузке отдельно друг от друга.

Токи перегрузки. Появление таких токов зачастую происходит в том случае, если суммарная мощность подключенных устройств к линии превышает предельно допустимую норму.

Токи перегрузки

Токи перегрузки зачастую бывают немного больше номинального значения тока автомата, поэтому токи перегрузки как правило не вызывают повреждение цепи в случае недолговременной продолжительности действия. Следовательно, нам не нужно мгновенно отключать сеть в данном случае (зачастую величина тока быстро приходит в норму). В каждом автоматическом выключателе предусмотрено определенное превышение силы тока, которое приводит к срабатыванию автомата.

Читайте так же:
Schneider electric выключатели розетки серии этюд

Время срабатывания автоматического выключателя связано с величиной перегрузки. При значительном превышении номинала выключение автомата происходит за считанные секунды, а при небольшом превышении нормы, срабатывание автомата может произойти в течении часа и больше. Данная особенность обусловлена использованием в автомате биметаллической пластины, которая изгибается при нагреве током превышающего норму и тем самым приводит к срабатыванию автомата. Чем большее значение тока, тем быстрее изгибается пластина и тем раньше срабатывает автомат.

Токи КЗ

При правильном выборе автомата, ток КЗ должен приводить к его мгновенному срабатыванию. За обнаружение и немедленную реакцию автомата отвечает электромагнитный расцепитель. Конструктивно расцепитель представляет собой соленоид с сердечником. Под воздействием сверхтока сердечник вызывает мгновенное срабатывание автомата и данное отключение должно происходить в течении доли секунд.

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Теперь мы плавно переходим к главному вопросу связанному с срабатыванием автоматических выключателей в зависимости от его времятоковой характеристики. Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Автоматы типа МА

Главная особенность подобных устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Обычно подобные устройства ставят для защиты электрических моторов и прочих мощных устройств.

Устройства класса А

Автоматы класса А имеют самый высокий порог чувствительности. В устройствах с времятоковой характеристикой А, тепловой расцепитель, как правило срабатывает в случае превышении воздействующей силы тока на 30% больше номинала выключателя.

Стоит учесть, что подобные автоматы устанавливаются в линии, в которой не допустимы даже кратковременные перегрузки. К примеру, это может быть цепь с полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Все устройства категории В имеют меньшую чувствительность, в сравнении с устройствами категории А. Срабатывание электромагнитного расцепителя в них происходит при превышении номинала автомата на 200%. При этом время срабатывания данных устройств составляет 0,015 сек.

Устройства категории В используются для установки в линиях, в которые включены приборы освещения, розетки и также в других цепях, в которых отсутствует пусковые токи или они имеют минимальное значение.

Устройства категории С

Устройства типа С весьма распространены в бытовых сетях. Устойчивость к перегрузкам у данных устройств выше, нежели у всех вышеперечисленных. Чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепителя, требуется превышение проходящего через расцепитель тока в 5 раз выше номинального значения. Тепловой расцепитель срабатывает в случае превышения номинала в 5 раз через 1,5 сек.

Читайте так же:
Проходной сенсорный выключатель что это

Как упоминалось ранее выключатели с времятоковой характеристикой С обычно устанавливаются в бытовых сетях. Данные устройства отлично работают в роли вводных устройств для защиты общей сети.

Вы можете купить автоматические выключатели категории С от лучших производителей:

Автоматические выключатели категории D

Выключатели категории D имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Электромагнитная катушка в устройстве срабатывает при превышении номинала автомата, как минимум в 10 раз.

Тепловой расцепитель срабатывает через 0,4 сек.

Зачастую устройства категории D применяются в общих сетях зданий и сооружений в роли страховки. Данные устройства срабатывают в том случае, если не произошло своевременное срабатывание автоматов защиты цепи в отдельных помещениях. Также автоматы категории D могут устанавливаться в цепях с большими пусковыми токами.

Вы можете купить автоматические выключатели категории D здесь:

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы категории K и Z встречаются довольно редко. Устройства категории К имеют большой разброс в значениях тока, требуемых для электромагнитного расцепителя. К примеру, для цепи переменного тока данный показатель должен превышать номинал в 12 раз, а в случае применения в цепи постоянного тока, в 18 раз. Электромагнитный соленоид срабатывает через 0,02 сек. Тепловой расцепитель может сработать при превышении номинала всего на 5%.

Из-за своих свойств устройства категории К применяются в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Устройства категории Z также имеют различные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепителя, но разброс для данного варианта, не настолько большой, как в выключателях с категорией К. В цепи постоянного тока величина тока должна быть в 4,5 раза выше номинала, а в сетях переменного тока для срабатывания автомата, ток должен превысить автомат в 3 раза. Устройства категории Z обычно используют для защиты электроники.

Характеристики срабатывания автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя для защиты электрооборудования многие учитывают номинальный ток, напряжение и количество полюсов (однополюсные, двухполюсные, трехполюсные или четырехполюсные) выключатели. Что в принципе верно, но есть одно «но».

На практике встречаются случаи, когда подобрав автоматический выключатель для защиты скажем асинхронного электродвигателя, по номинальным данным машины, и установив его, при пуске выключатель срабатывает и разрывает цепь. В чем причина? Ведь все выбрано правильно, токи соответствуют, напряжение тоже, с количеством полюсов прогадать очень трудно, но автомат срабатывает при пуске.

Дело в том, что при прямом пуске асинхронного электродвигателя ток статора достигает порядка семи номинальных токов. Поэтому срабатывает автомат? Да, поэтому. Но подобрав другой, такой же автомат, но с другой характеристикой срабатывания данная система работает нормально.

Поэтому при выборе автоматических выключателей следует обращать внимание на его характеристики срабатывания и сравнивать их с графиком вашей нагрузки. Давайте рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей.

Читайте так же:
Kyron выключатель заднего хода

Характеристика МА

Данный тип выключателей не имеет теплового расцепителя и применим только для защиты от коротких замыканий. Наиболее часто применим в цепях защиты электроприводов, где реализована защита от перегрузки другим способом (токовые реле, микропроцессорные системы).

Характеристика А

Предназначены для защиты цепей в которых не предусмотрены перегрузки по току. Это могут быть полупроводниковые устройства выходящие из строя при превышении заданных значений тока. График такой характеристики показан ниже:

Характеристика А автоматического выключателя

Как мы видим из графика при перегрузке 1,13 -1,45 Iн тепловой расцепитель может сработать в течении 60 мин, а при 2- 3 кратном превышении – почти мгновенно.

Характеристика В

Такой тип защиты довольно часто используют для компьютерного и электронного оборудования или же в системах где пусковые пики малы, а система подвержена очень малым перегрузкам. График приведен ниже:

Характеристика В автоматического выключателя

При длительных режимах она ничем не отличается от характеристики А, а вот при пуске выдерживает больший ток 3 – 5 номиналов.

Характеристика С

Наиболее распространенная характеристика автоматических выключателей. Применяется практически во всех системах электроснабжения имеющих умеренные пусковые токи, поэтому практически в любом электрощитке можно увидеть это устройство. График ниже:

Характеристика С автоматического выключателя

Как видим, перегрузочная их способность лежит в промежутке от 5 до 10 номиналов. Что позволяет им недолгое время пропускать умеренные значения пускового тока.

Характеристика D

Применимы для защиты электродвигателей, которые пускаются напрямую от сети без применения преобразователей, и имеющие большие скачки пусковых токов, а также для других устройств имеющих большие кратковременные перегрузки. График ниже:

Характеристика D автоматического выключателя

В этих устройствах кратковременные перегрузки могут достигать 10 – 20 номиналов.

Характеристика К

Такой тип автомата имеет довольно большой диапазон разброса тока срабатывания при работе на постоянном и переменном напряжении и применяют его, как правило, в цепях с индуктивной нагрузкой, иногда для электродвигателей и различных силовых преобразователей. Кривая срабатывания показана ниже:

Характеристика К автоматического выключателя

Как видим на «переменке» диапазон отключения 10 – 15 номиналов, при «постоянке» 10 – 25 номиналов.

Характеристика Z

Также имеет разброс при работе на постоянном и переменном напряжении и предназначен для обеспечения максимальной защиты электронных устройств управления. Кривая работы приведена ниже:

Характеристика Z автоматического выключателя

При работе на переменном напряжении отключение происходит при достижении 2 – 3 номиналов, при постоянном 2 – 5.

Как видим, выбор автоматического выключателя для защиты электрических цепей не такая уж и простая задача, как кажется на первый взгляд. Поэтому при выборе автоматического выключателя необходимо сопоставлять не только номинальные данные (напряжение, ток, фазность), но и знать характеристики работы системы, для которой выбирается автомат, чтобы выбранный вами автоматический выключатель в полной мере обеспечивал защиту вашего оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector