Чем отличается автоматический выключатель от теплового реле

Защита электродвигателя. Виды устройств

Особенностью защиты электродвигателя от перегрузок и короткого замыкания является повышенный пусковой ток, который может в семь раз превышать номинальное значение. Самые сильные перегрузки на старте свойственны асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором, которые наиболее используемые в быту и на производстве, поэтому правильная их защита, а также предохранение электропроводки цепей питания электродвигателей являются особенно актуальными.

В бытовой электротехнике проблема с большими стартовыми токами электродвигателей решена при помощи автоматических выключателей, у которых отключение (отсечка) происходит не сразу после превышения номинального тока, а спустя некоторое время.

Данного отрезка времени, который зависит от время-токовой характеристики автомата защиты, должно хватить, чтобы вал электродвигателя раскрутился до рабочих оборотов, и потребление тока снизилось до номинального уровня. Но автоматические выключатели не обладают гибкостью точной настройки, поэтому для защиты электрических двигателей применяются специальные устройства защиты.

Функции и виды устройств защиты электродвигателей

Современные защитные устройства, или другими словами, автоматы защиты электродвигателя, (мотор автоматы), часто совмещаются в одном корпусе с коммутационными аппаратами запуска (пускателями) и выполняют такие функции:

• Защита от тока короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
• Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
• Предохранение от асимметрии (дисбаланса) фаз, или обрыва фазного провода;

• Тепловая защита от перегрева двигателя, осуществляемая при помощи дополнительных термодатчиков, установленных на кожухе или внутри электродвигателя;
• Предохранение от некачественного напряжения;
• Обеспечение выдержки времени для охлаждения электродвигателя после его аварийной остановки после перегрева;
• Индикация режимов работы и аварийных состояний;
• Опционально – отключение при исчезновении нагрузки на валу (например, для водяных насосов);
• Совместимость с автоматическими системами контроля и управления.

Ранее и до недавнего времени наиболее используемой схемой защиты электродвигателей было подключение в корпусе пускателя теплового реле, последовательно с контактором. Биметаллическая пластина теплового реле при длительной перегрузке нагревается и прерывает цепь самоподхвата контактора. Кратковременное превышение номинальной нагрузки при запуске мотора является недостаточным для нагрева и срабатывания биметаллической пластины. Более подробно о тепловом реле и его подключении можно прочитать в соответствующем разделе данного ресурса.

Выбор автоматического выключателя

Поскольку первые две функции могут осуществляться обычными автоматическими выключателями, многие пользователи применяют их для защиты своих электродвигателей. Основным недостатком такого способа является отсутствие защиты от дисбаланса, обрыва фаз и скачков напряжения. Выбор автомата защиты осуществляется по его время токовой характеристике и по максимальному пусковому току электродвигателя.

Чтобы правильно подобрать автоматический выключатель по категории и номинальному току, нужно изучить его время токовую характеристику, о которой подробно рассказывается на одной из страниц данного сайта. Категории автоматов (А, B, C, D) определяются соотношением тока отсечки электромагнитного расцепителя к номинальному значению. Нужно иметь в виду, что время токовая характеристика категории не зависит от номинала автоматического выключателя.

Для предотвращения ложного срабатывания автоматического выключателя при запуске электродвигателя необходимо, чтобы кратковременный пусковой ток (I_пуск) не превышал значение отсечки (мгновенного срабатывания, I_мгн.ср) автомата. Отношение пускового (I_пуск) и номинального тока (I_n) можно узнать из бирки или паспорта электродвигателя, максимальное значение I_пуск/ I_n=7.

Если известна только мощность электродвигателя, то рассчитать номинальный ток можно по формуле I_n= Р_n/(U_n*√3*η*cosφ), где Р_n – мощность, U_n – напряжение, η – КПД, cosφ – коэффициент реактивной мощности двигателя.

Практический расчет защиты электродвигателей

На практике применяют поправочный коэффициент надежности K_н, который для автоматов с I_n 100A принимают K_н=1,25. Поэтому должно соблюдаться условие I_мгн.ср ≥ K_н * I_пуск. Вначале автомат выбирают, исходя из наиболее близкого значения номинального тока автоматического выключателя I_AB (указывается на корпусе) к рабочему току двигателя (I_n). Необходимое условие: I_AB > I_n/К_т, где К_т = 0,85 – температурный коэффициент, если автомат устанавливается в шкафу или щитке, иначе К_т=1.

Например, имеется двигатель мощностью 5,5 кВт, η = 85%=0,85; cosφ = 0,8; I_пуск/ I_n = 7. Вначале нужно рассчитать I_n­ = Р_n/(U_n*√3*η*cosφ) = 5500/(380*√3*0,85*0,8) = 12,28 (А). Допустим, автомат устанавливается в шкаф, К_т = 0,85, значит I_n/К_т = 12,28/0,85 = 14,44 (А). Наиболее близким является автоматический выключатель на 16А, категории С, (ток мгновенного срабатывания в десять раз превышает номинальное значение).

Теперь нужно проверить условие I_мгн.ср ≥ K_н * I_пуск. Мгновенное срабатывание защитного автомата наступает при I_мгн.ср = 16*10 = 160 (A), пусковой ток I_пуск= I_n*7 = 12,28*7 = 85,96 (А). Умножаем на K_н (1,4) — 85,96*1,4 = 120,3 (А). Проверяем условие 160 ≥ 120,3 — это значит, что автомат выбран верно. Для упрощенных расчетов, можно принимать номинальный ток двигателя, равным удвоению его мощности, выраженной в киловаттах.

Универсальный блок защиты электродвигателей

На рынке электротехнического оборудования все большую популярность набирает защита электродвигателя при помощи универсальных устройств защиты, так называемых мотор автоматов, которые выполняют все приведенные выше функции защиты. Данные устройства имеют модульную конструкцию и устанавливаются на DIN рейку и управляют работой силовых контакторов. Кроме приведенных функций, некоторые мотор автоматы позволяют точно регулировать различные параметры защитного отключения.

Существует много разновидностей современных мотор автоматов, которые различаются коммутируемой мощностью, набором функций, способом управления, схемой подключения и внешним видом. Чтобы выбрать подходящий аппарат защиты для конкретного электродвигателя, необходимо знать его параметры номинального и пускового тока, а также нужно определиться с требуемым набором защитных функций и опций.

Стоимость мотор автоматов прямо пропорциональна мощности электродвигателя и функциональным возможностям защиты. Мировыми лидерами по производству защитных мотор автоматов являются такие известные бренды: Schneider Electric, ABB, IEK, Novatek electro, и другие.

Приведенный на рисунке ниже автомат защиты двигателя (универсальный блок) позволяет настраивать номинальный и пусковой ток электродвигателя, допустимые пороги напряжения, может отслеживать механическую нагрузку на валу электродвигателя. Также осуществляется контроль за качеством изоляции обмоток электродвигателя с возможностью установки запрета на включение.

Постоянный мониторинг множества параметров работы позволяет продлить срок эксплуатации двигателя и приводимого в действие оборудования. Специальный дополнительный блок обмена информацией позволяет подключить устройство к автоматическим системам контроля.

Защита электромоторов на производстве

Очень часто, в момент включения мощных потребителей электроэнергии (P>100кВт) на мощных производствах во всей электросети, подключенной к трансформаторной подстанции, напряжение опускается ниже установленного минимума.

При данном кратковременном падении напряжения рабочие электромоторы не отключаются, но теряют обороты. При возобновлении нормального напряжения двигатель снова начинает набирать обороты, то есть работать в режиме запуска (перегрузки). Данное явление называют самозапуском.

Если биметаллическая пластина автоматического выключателя или термореле была достаточно прогрета из-за продолжительной нормальной работы электродвигателя, то в режиме самозапуска тепловой расцепитель может сработать, вызвав ложное срабатывание.

Для мощных электродвигателей на предприятиях для поддержания нормального режима работы, в том числе и после самозапуска, применяют релейную защиту с трансформаторами тока, включенными в цепь питания.

Отклонения от нормы в силовых проводах электродвигателя с подключенными последовательно первичными обмотками токовых трансформаторов используются для срабатывания реле защиты, которые подключатся к вторичным обмоткам токовых трансформаторов по специальным схемам. Сложные расчеты данных мощных систем защиты осуществляются штатными сотрудниками, заведующими энергоснабжением предприятия, поэтому теория производственной электротехники не входит в тему данной статьи.

Определение технического состояния и настройка элементов тепловой защиты

От надежности работы тепловых реле и расцепителей автоматических выключателей, являющихся основной защитой электрооборудования от перегрузки, в значительной степени зависит срок службы электропроводов и электроустановок. Для защиты электрооборудования широко применяют тепловые реле ТРН, ТРИ, ТРА и ТРВ. Диапазон номинальных токов реле ТРН составляет от 3,2 до 40, ТРП — от 25 до 150, ТРА — от 7 до 215, ТРВ — от 7 до 200 А. Для определения технического состояния тепловые реле внимательно осматривают и измеряют толщину контактов. Контакты подлежат замене, если их толщина составляет менее 0,5 мм. Следует отметить, что при толщине контактов менее 0,5 мм реле ТРА, ТРВ, а также ранее выпускавшиеся реле РТ-1 и РТ-2 подлежат выбраковке.

Нагреватели тепловых реле выбраковываются при замыкании витков, раскрытии скрепок (реле ТРН), изгибе нагревателя и его сближении с биметаллической пластиной, а также при выгорании металла. Биметаллические пластины выбраковываются при деформации и обгорании. При наличии такого дефекта реле ТРН выбраковывается в собранном виде. Контактное давление проверяют нажатием головкой граммометра на подвижную систему реле, как это показано на рис. 43.

Рис. 43. Положение стержня граммометра при проверке контактного давления реле ТРП-25:
1 — неподвижный контакт; 2 — подвижный контакт; 3 — граммометр; 4 — контактная колодка; 5 — упор.

Раствор контактов измеряют щупами. Значения контактного давления и растворов контактов тепловых реле приведены в таблице ниже.

Значения контактного давления и растворов контактов тепловых реле

Параметр	Тип реле
	ТРА. ТРВ	ТРП	PT
Контактное давление, гс	385±60	50—80	—
Раствор, мм	1,7±0,5	0,8—1	3

После определения давления и раствора контактов определяют время срабатывания и возврата реле. Для этого реле подключают к зажимам прибора, позволяющего плавно регулировать ток в широких пределах или к схеме, показанной на рис. 44.

Рис. 44. Схема для проверки тепловых реле

Для определения времени срабатывания через реле пропускают испытательный ток, равный 1,05I_н. При температуре 20° С (393 К) реле не должно срабатывать в течение часа.

Затем ток увеличивают до 1,2I_н и убеждаются в том, что реле срабатывает в течение 20 мин. Если время срабатывания не отвечает указанным значениям, реле регулируют с помощью рычага плавного регулирования или регулировочными гайками. Если отрегулировать реле не удается, его заменяют.

После настройки реле на заданное значение тока рекомендуется нанести краской метку на корпусе напротив положения рычага, отвечающего необходимой уставке.

Для настройки тепловых реле описанным выше способом затрачивается сравнительно много времени. Поэтому на практике часто применяют форсированный способ проверки и настройки, основанный на сравнении настраиваемого реле с эталонным. При этом нагревательные элементы контролируемого и эталонного реле соединяют последовательно и подключают к зажимам прибора или включают в схему (рис. 44). Через реле пропускают ток, равный 2,5-3I_н и измеряют время, через которое срабатывает контролируемое и эталонное откалиброванное реле. У реле, сработавших ранее или позже эталонного, в зависимости от конструкции плавно перемещают рычаг регулятора, завинчивают или отвинчивают гайки регулирования уставки до срабатывания реле. Эту операцию выполняют как можно быстрее (не более 0,5 мин после срабатывания эталонного реле). Опыт повторяют через 10—15 мин. Настройка реле считается удовлетворительной, если время срабатывания проверяемого или настраиваемого реле отличается от времени срабатывания эталонного реле не более чем на +10%.

Преимущества описанного способа, кроме сокращения времени проверки или настройки, заключаются еще и в том, что не нужно ожидать полного охлаждения реле перед каждым новым опытом настройки после регулирования и на результаты настройки не влияет температура окружающего воздуха, т. е. проверку и настройку можно выполнять при любой температуре.

Во время проверки или настройки тепловых реле убеждаются, что время возврата контактов реле в начальное положение не превышает 3 мин.

Важным требованием по обеспечению надежности защиты электроприводов и электроустановок является периодическая проверка работы элементов тепловых расцепителей автоматических выключателей. При проверке элементов тепловых расцепителей зажимы автоматического выключателя присоединяют к прибору или к испытательной схеме. Через включенный автоматический выключатель пропускают ток нагрузки, равный номинальному току расцепителя. При этом автоматический выключатель не должен отключаться. Затем у автоматических выключателей проверяют время срабатывания тепловых расцепителей при одновременной нагрузке всех полюсов испытательным током. Значения испытательного тока для автоматических выключателей серии А3100 приведены в таблице ниже. Время срабатывания расцепителей должно соответствовать данным таблицы ниже.

Данные для проверки работы тепловых расцепителей автоматических выключателей при одновременной нагрузке всех полюсов двукратным (А3110) и трехкратным током (А3120, А3130, А3140)

Тип выключателя	Номинальный ток расцепителя, А	Испытательный ток, А при температуре воздуха, °С									Время срабатывания при одновременной нагрузке всех полюсов испытательным током, с	Максимальное время, больше которого нельзя держать выключатель под испытательным током, с
			+5	+10	+15	+20	+25	+30	+35	+40
А3110	15	37	35	34	33	32	30	29	27	25	19—27	50
	20	48	46	44	43	42	40	38	37	35	27—37	70
	25	59	57	55	54	52	50	48	47	45	35—45	90
	30	74	71	68	66	63	60	57	54	50	55—65	130
	40	96	91	89	86	83	80	77	74	70	50—80	160
	50	114	111	109	106	103	100	97	90	90	80—100	100
	60	137	133	131	127	124	120	116	113	109	70—90	180
	70	157	154	151	150	144	140	136	133	129	75—95	190
	85	190	187	187	182	174	170	166	162	156	110—140	240
	100	228	224	218	212	206	200	194	187	180	100—150	240
A3I20	15	50	50	49	48	46	45	44	43	41	18—22	45
	20	57	66	65	64	62	60	59	57	55	16—22	45
	25	84	83	81	80	77	75	73	71	69	24—30	60
	30	101	99	97	96	92	90	88	85	83	28—38	70
	40	134	132	130	128	123	120	117	114	110	40—50	100
	50	168	165	162	161	164	150	146	143	138	50—60	120
	60	202	199	194	193	184	180	176	171	166	50—60	120
	80	269	264	259	257	246	240	234	228	221	70—80	160
	100	336	330	324	321	306	300	293	285	276	60—70	140
АЗ 130	120	403	396	389	385	369	360	351	342	331	65—75	150
	140	470	462	454	449	431	420	410	399	386	65—76	150
	170	571	561	551	546	523	510	497	485	469	68—78	150
	200	672	660	648	642	615	600	600	585	570	78—88	170
А3140	250	840	825	810	803	769	750	731	713	690	60—70	140
	300	1008	990	972	963	923	900	878	855	828	65—75	150
	350	1176	1155	1134	1124	1076	1050	1024	998	996	55—75	150
	400	1344	1320	1296	1284	1230	1200	117о	1140	1104	50—60	120
	500	1580	1650	1620	1605	1538	1500	1463	1425	1380	50-60	120
	600	2016	1980	1944	1926	1845	1800	1755	1710	1656	65—75	150

Работу тепловых расцепителей автоматических выключателей серии АП50 проверяют при нагрузке током, равным 1,1, 1,35 и 6I_н. При температуре 25° С (298 К) время срабатывания тепловых расцепителей должно находиться в пределах, указанных в табл. 25. Если при проверке тепловых расцепителей автоматических выключателей время срабатывания не отвечает данным таблиц, тепловые расцепители подлежат замене.

При определении технического состояния и настройке тепловых реле, а также при проверке тепловых расцепителей автоматических выключателей можно использовать стенд МИИСП для настройки защит и сушки обмоток электродвигателей, обеспечивающий нагрузку тепловых реле и тепловых расцепителей переменным током до 600 А, или другие приборы.

Проверка тепловых и особенно электромагнитных расцепителей автоматических выключателей с номинальным током выше 60 А вызывала определенные трудности, так как выпускаемые приборы не обеспечивали требуемой силы тока. В связи с этим было разработано приспособление КИ-6366 для проверки и регулировки тепловых и электромагнитных защит электроприводов и электроустановок мощностью до 125 кВт при техническом обслуживании и ремонте, обеспечивающее регулируемый ток от 0 до 2000 А. Приспособление выполнено переносным и состоит из измерительного и нагрузочного блоков.

Пускатели ручные кнопочные серии ПРК

Для просмотра и печати сертификата
кликните на его номер

• 

Маркировка

• Диапазон уставок теплового рацепителя. Уставка – это величина тока в Амперах. Как правило, ее выставляют равной номинальному току двигателя или близко к нему. Расцепитель тепловой не разрывает цепь, пока сила тока в ней не достигнет 1.13 х ток уставки, что воспринимается аппаратом как перегрузка.
• Номинальный ток – значение тока в амперах (А), который аппарат способен пропускать бесконечно долго без отключения цепи.

Назначение

• Проведение тока в нормальном режиме.
• Отключение тока при коротких замыканиях, перегрузке или обрыве фазы.
• Оперативное включение и выключение нагрузки.

Применение

• Системы управления насосами.
• Системы с дренажными насосами.
• Станции водоподъёма.
• Системы с водозаборными емкостями.
• Системы с канализационными насосами.
• Вентиляционное оборудование.
• Станки и оборудование с электродвигателями.
• Строительная техника.

Материалы

• Корпус и детали выполнены из пластика, не поддерживающего горение.
• Маркировка выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ и не подвержена стиранию в пределах срока эксплуатации.

Конструкция

• Легкая проверка работоспособности пускателя одним нажатием на рычажок расцепления.
• Три вида защиты: от токов короткого замыкания, токов перегрузки и выпадения фазы, означает, что этот пускатель обеспечивает полную защиту нагрузки и не требует дополнительного использования теплового реле перегрузки. Т. е. пускатель ручной кнопочный ПРК конструктивно представляет собой автоматический выключатель с характеристикой D и тепловое реле перегрузки в одном корпусе.

Преимущества

• Цена гораздо ниже, чем при покупке автоматического выключателя и теплового реле перегрузки в силу использования регулируемого теплового расцепителя в автоматических выключателях защиты двигателя.
• Клеммные зажимы пускателя промаркированы, что позволяет избежать ошибок при монтаже.
• Подробная информация на каждом автомате.

Типоисполнение ПРК-32

Наименование параметра		Значение
Пределы регулировки теплового расцепителя, А		0,1– 0,16	0,16– 0,25	0,25– 0,4	0,4– 0,63	0,63– 1,0	1,0– 1,6	1,6– 2,5	2,5– 4,0	4,0– 6,3	6,0– 10,0	9– 14	13– 18	17– 23	20– 25	24– 32
Исполнение пускателя по номинальному току, А		0,16	0,25	0,4	0,63	1,0	1,6	2,5	4,0	6,3	10	14	18	23	25	32
Рабочая наиб. откл. способность, кА	230В	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	50	50	15
	400В	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	7,5	7,5	6	6	7,5
Ном. предельная откл. способн, кА	230В	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	50	50	15
	400В	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	15	15	15	15	–
Мощность двиг. нагрузки, кВт	230В	–	–	–	–	–	–	0,37	0,75	1,1	2,2	3	4	5,5	5,5	5,5
	400В	–	–	–	–	–	0,37	0,75	1,5	2,2	4,0	5,5	7,5	11	11	11
Номинальное рабочее напряжение, В		230/400
Напряжение изоляции, В		690
Импульсное напряжение, В		6000
Электрическая износостойкость (циклов)		6000
Механическая износостойкость (циклов)		20000
Максимальная частота коммутаций (цикл/ч)		25
Кратность срабатывания электромагнитного расцепителя, А		13le
Диапазон рабочих температур,°С		от -25 до +60
Виброустойчивость, Гц		В диапазоне от 5 до 150
Высота над уровнем моря, м		Не более 2000
Влажность в месте установки		Не более 50%, при +40 °С
Масса изделий, кг		0,3
Степень загрязнения		3
Степень защиты по ГОСТ 14254-96		IP20

Типоисполнение ПРК-80

Наименование параметра		Значение
Пределы регулировки теплового расцепителя, А		25-40	40-63	56-80
Исполнение пускателя по номинальному току, А		40	63	80
Рабочая наиб. откл. способность, кА	230В	15	15	15
	400В	7,5	7,5	7,5
Ном. предельная откл. способн, кА	230В	15	15	15
	400В	–	–	–
Мощность двиг. нагрузки, кВт	230В	–	15	22
	400В	18,5	30	40
Номинальное рабочее напряжение, В		230/400
Напряжение изоляции, В		690
Импульсное напряжение, В		6000
Электрическая износостойкость(циклов)		4000
Механическая износостойкость(циклов)		10000
Максимальная частота коммутаций (цикл/ч)		25
Кратность срабатывания электромагнитного расцепителя, А		13le
Диапазон рабочих температур,°С		от -25 до +60
Виброустойчивость, Гц		В диапазоне от 5 до 150
Высота над уровнем моря, м		Не более 2000
Влажность в месте установки		Не более 50%, при +40 °С
Масса изделий, кг		0,9
Степень загрязнения		3
Степень защиты по ГОСТ 14254-96		IP20

Примечание: Регулирование электротепловых расцепителей осуществляется в сторону снижения уставки срабатывания от номинального значения, указанного на лицевой стороне пускателя. При заказе типоисполнений пускателей следует ориентироваться на номинальную мощность электрооборудования, которое предполагается защитить.

На что обратить внимание при выборе автоматов и контакторов?

Контакторы и автоматические выключатели получили широкое распространение. Во многом это произошло благодаря их дешевизне, простоте конструкции, высокой надежности и ремонтопригодности. Среди достоинств контакторов можно также отметить малое тепловыделение и возможность работы в цепях с высокими параметрами тока и напряжения. Характерная особенность данных устройств состоит в том, что они прекрасно функционируют в паре. Контактор обеспечивает коммутацию в нормальном режиме, а в случае внештатной ситуации за защиту системы отвечает автоматический выключатель. В связи с этим критерии выбора автоматов и контакторов в чем-то схожи, а в чем-то существенно различаются. Так на что же стоит обратить внимание при выборе автоматов и контакторов?

Итак, для начала нужно обратить внимание на производителя. Это должен быть прекрасно зарекомендовавший себя бренд, чья выпускаемая продукция уже прошла испытание временем. К примеру, завод CHINT занимается производством уже не первый год и выпускает только электротехническую продукцию, не распыляясь на прочие производственные отрасли. Кроме того, качество и заявленные характеристики продукции CHINT в обязательном порядке подтверждаются соответствующими сертификатами.

Многие не понимают важности выбора производителя. А ведь речь идет не только о соответствии заявленных характеристик реальным, которые, кстати, у малоизвестных брендов могут существенно отличаться. Скорее речь идет о том, сработает автомат в случае аварийной ситуации или нет. И проверяется это на практике, как правило, реальной ситуацией. Разница в цене между дешевым аналогом и качественным оригиналом не так уж велика, если вспомнить о том, что на кону стоит сохранность помещения и всего содержимого. Поэтому сразу выбирайте автоматы и контакторы только проверенного производителя.

Далее обращаем внимание на отключающую способность автомата и номинальный ток контактора. Любой электрик здесь скажет про «золотое правило» — отталкиваться от расчетной мощности. Но тут возникает очень важный нюанс. Часто учитывают суммарную мощность электроприборов и забывают о проводке. В результате получается так, что по силе тока автомат и контактор подобраны правильно, а проводка не выдерживает нагрузки. Она плавится и становится причиной короткого замыкания. Если нет возможности заменить проводку, то придется выбирать автоматы и контакторы не только по расчетной мощности электроприборов, но также с учетом сечения кабеля и качества проводки.

По этой же причине учитывают нагрузку ввода. Нельзя просто взять и купить вводной автомат любой мощности. Обычно нагрузку на ввод самовольно увеличить нельзя, поскольку возникает проблема технических согласований. Да и линия может не выдержать возросшей нагрузки. Поэтому нужно понимать, что расчет от мощности потребителей работает не всегда. Иногда приходится, наоборот, брать автомат с меньшими характеристиками с учетом параметров ввода.

В отношении автоматических выключателей стоит помнить также про селективность. Зачастую каждый автомат отвечает за определенный участок электрической цепи. Это нужно для того, чтобы в случае внештатной ситуации не произошло отключение электропитания сразу на всем объекте. Здесь при выборе автомата нужно использовать принцип от большего к меньшему. То есть номинальный ток вышестоящего в цепи аппарата должен превышать рабочие токи нижестоящих автоматических выключателей. А еще будет разумным подбирать автоматы так, чтобы они предназначались для определенных групп потребителей. Например, отдельный автомат для осветительных приборов и отдельный автомат для оборудования с электродвигателем.

Когда речь заходит о выборе контакторов и автоматов для управления электродвигателем и его защиты, то возникает еще один нюанс. Электродвигатель должен быть защищен как от короткого замыкания, так и от перегрузки. Если автомат защищает только от токов КЗ, но бессилен при обрыве одной из фаз, то двигатель неизбежно сгорит. В этом случае в пару к автомату нужно подобрать контактор с тепловым реле. Но все же для электродвигателей лучше сразу выбирать автоматические выключатели со всеми возможными типами защиты линии.

Существует еще много нюансов при выборе автоматов и контакторов, которые невозможно изложить в одной статье. Хотя бы по причине того, что в каждой конкретной ситуации всегда будут свои уникальные особенности. Но суть заключается в том, что общие критерии выбора являются скорее рекомендательными. А конечное решение нужно принимать, исходя из конкретных условий эксплуатации. Специалисты компании CHINT будут рады помочь в выборе автоматов и контакторов, подробно изучив ситуацию, и подберут для вас индивидуальное решение.

Характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.

У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи:

1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток;

2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения.

При этом высокие токи можно поделить на две категории:

1) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них);

2) сверхтоки короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку.

Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.

С токами перегрузки все сложнее. Такой ток ненамного отличается от номинального, в течение какого-то времени он может протекать по цепи совершенно без последствий. Поэтому нет необходимости отключать такой ток мгновенно, тем более что он мог и возникнуть очень кратковременно. Ситуация отягощается тем, что каждая сеть имеет свой предельный ток перегрузки. И даже не один.

Устройство автоматического выключателя

Есть целый ряд токов, для каждого из которых теоретически можно определить свое максимальное время отключения сети, составляющее от нескольких секунд до десятков минут. Но и ложные срабатывания тоже необходимо исключить: если ток для сети безвреден, то отключение не должно происходить ни через минуту, ни через час – вообще никогда.

Получается, что уставку срабатывания защиты от перегрузок необходимо регулировать под конкретную нагрузку, изменять ее диапазоны. И, разумеется, перед установкой аппарата защиты от перегрузок его необходимо прогружать и проверять.

Итак, в современных «автоматах» есть три вида расцепителей: механический – для ручного включения и выключения, электромагнитный (соленоидный) – для отключения токов короткого замыкания, ну и самый сложный – тепловой для защиты от перегрузок. Именно характеристика теплового и электромагнитного расцепителей и является характеристикой автоматического выключателя, которая обозначается латинской буквой на корпусе перед числом, обозначающим токовый номинал аппарата.

Эта характеристика означает:

а) диапазон срабатывания защиты от перегрузок, обусловленный параметрами встроенной биметаллической пластины, изгибающейся и разрывающей цепь при протекающем через нее большом электрическом токе. Точная настройка достигается за счет регулировочного винта, поджимающего эту самую пластину;

б) диапазон срабатывания максимально-токовой защиты, обусловленный параметрами встроенного соленоида.

Время-токовая характеристика автоматичсекого выключателя

Ниже перечислим характеристики модульных автоматических выключателей, расскажем о том, чем они отличаются друг от друга и для чего предназначены автоматы, имеющие их. Все характеристики представляют собой зависимости между током нагрузки и временем отключения на этом токе.

1) Характеристика MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.

2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,3 от номинального. При этом время отключения составит около часа. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три раза, гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды.

Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.

3) Характеристика В. Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный не в два, а в три и более раз. Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при пятикратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока.

Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.

4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.

Характеристики автоматических выключателей B, C и D

5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной перегрузке по току.

Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз.

Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.

7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.

Применяются автоматы Z только для подключения электронных устройств.