Отключающая способность автоматического выключателя

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

Ваш Удобный дом

Источник: www.natrix-el.kz

В чем отличие 4,5кА, 6кА, 10кА в модульной автоматике

Повсеместно при защите электрической сети, особенно бытовой, применяется модульная автоматика. Такие приборы характеризуются сравнительно небольшими предельными токами (до 125А), стандартными (модульными) корпусами небольших размеров и устанавливаются на DIN-рейку.

Устройства этого типа отличаются простотой установки, подбора и эксплуатации. Их ассортимент очень широк – от простых автоматических выключателей до многофункциональных устройств автоматики. Стандартные размеры позволяют устанавливать самые различные приборы в унифицированные пластиковые и металлические боксы, которые различаются только по количеству устанавливаемых в них модулей.

Если модульная серия Eaton PL6 популярна в Беларуси более десяти лет, то ее младшая сестра, серия PL4 стала известна совсем недавно благодаря демократичной цене и надежности, сопоставимой с 6-й серией. В чем же все-таки их отличие? Автоматические выключатели, защищающие подключенную к ним электропроводку от перегрузки и коротких замыканий, которые могут привести к перегреву и возгоранию провода, имеют серийное обозначение PL.

томаты PL4 имеют стандартную для Беларуси, но ниже стандартов в Европе выключающую способность – 4,5кА. Такие автоматы выпускаются на номинальные токи 6…63А. Автоматы серии PL6 обладают стандартной для Европы электрической прочностью 6кА и чаще всего применяются в настоящее время. Их выпускают на номинальные токи 2…63А. Если требуется обеспечить повышенный электрический запас прочности, используют автоматы PL7 (на 10кА). Их номинальный ток находится в пределах 0,16…63А.

Автоматические выключатели, предназначенные для защиты человека от поражения током при случайном касании оголенного провода, а также для предотвращения самовозгорания кабеля со старой изоляцией, выпускаются тоже в сериях PF4 (4,5кА), PF6 (6кА), PF7 (10кА) и носят название УЗО (устройств защитного отключения). УЗО, предназначенные для защиты человека, имеют номинальные токи утечки 10 и 30мА, для защиты от самовозгорания – 100 и 300мА. Последние, как правило, ставятся на ввод – сразу после вводного автомата.

Автоматические выключатели, конструктивно объединяющие УЗО и обычный автомат, носят название дифференциальных автоматов и выпускаются в серии PFL. Аналогично предыдущим модульным приборам они имеют отключающую способность 4,5кА (PFL4), 6кА (PFL6) и 10кА (PFL7). Приборы комплектуются дополнительными контактами, дистанционными расцепителями, и т.д.

Все вышеописанные серии модульной автоматики Eaton отличаются только одной важной характеристикой – выключающей способностью. В чем отличие характеристики 4,5кА, 6кА, 10кА? Выключающая способность, указывает на максимальный ток короткого замыкания, при котором автоматический выключатель не выгорит, а сработает на отключение. Производители изготавливают выключатели с одинаковым номинальным током, но с разной выключающей способностью. Например, у Eaton это автоматические выключатели PL4-C16 (4,5кА), PL6-C16 (6кА) и PL7-C16 (10кА). Необходимость установки той или иной серии зависит от места подключения их в цепи по отношению к источнику электроэнергии: электростанции, ТЭЦ и т.д. На трансформаторных подстанциях устанавливают выключатели с характеристикой 10кА, в электрощитовых многоквартирных домов и вводных щитах коттеджной постройки рекомендовано ставить автоматические выключатели не ниже 6кА. Уже в самих квартирах и коттеджах потребитель может устанавливать автоматы с любой характеристикой – 4,5кА, 6кА, 10кА, учитывая то, что чем выше выключающая способность, тем выше «запас прочности» автоматического выключателя, но, соответственно и выше его цена.

Эти модульные приборы, а также автоматические выключатели, УЗО, электротехнические щиты, реле, таймеры, розетки и выключатели вы сможете приобрести у нас по безналичному расчету и в розницу со склада в Минске. На нашем сайте www.eplan.by доступна услуга доставки во все регионы Республики Беларусь.

Источник: www.eplan.by

Классификация автоматических выключателей

Автомат практически моментально отключает вверенную ему линию, что исключает повреждение проводки и питающейся от сети техники. После выполненного отключения ветку можно сразу же вновь запустить, не производя замену предохранительного прибора.

Обычно автоматические выключатели выбирают по четырем ключевым параметрам – номинальной отключающей способности, количеству полюсов, время-токовой характеристике, номинальному рабочему току.

По номинальной отключающей способности

Данная характеристика указывает на допустимый ток короткого замыкания (КЗ), при котором выключатель сработает и, разомкнув цепь, обесточит проводку и приборы, подключенные к ней.

По данному параметру разделяют три вида автоматов – 4.5 кА, 6 кА, 10 кА.

1. Автоматы на 4.5 кА (4500 А) обычно используются для для исключения повреждения силовых линий частных жилых объектов. Сопротивление проводки от подстанции до места КЗ составляет примерно 0.05 Ом, что дает предельный ток около 500 А.
2. Устройства на 6 кА (6000 А) применяются для защиты от КЗ жилого сектора, общественных мест, где сопротивление линий может достигать 0.04 Ома, что повышает вероятность получить замыкание до 5,5 кА.
3. Выключатели на 10 кА (10000 А) используются для защиты электроустановок промышленного назначения. Ток до 10000 А может возникнуть в короткой электроцепи, располагающейся близко к подстанции.

Перед выбором оптимальной модификации выключателя важно понять, возможны ли токи КЗ, превышающие 4.5 кА или 6 кА?

Выключение автомата происходит при КЗ заданных значений. Чаще всего для бытовых нужд применяют выключатели модификации 6000 А.

Модели 4500 А для защиты современных электросетей практически не используются, а в некоторых странах их запрещено эксплуатировать.

Если вас интересует как правильно грамотно перевести Амперы в Ватты, рекомендуем ознакомиться с материалом, изложенным в следующей статье.

Работа автоматического выключателя заключается в защите проводки (а не оборудования и пользователей) от КЗ и от оплавления изоляции при прохождении токов выше номинальных значений.

По количеству полюсов

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети.

Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети. Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Особенности однополюсных автоматов

Выключатель однополюсного типа является самой простой модификацией автомата. Он предназначен для защиты отдельных цепей, а также однофазной, двухфазной, трехфазной электропроводки. К конструкции выключателя возможно подключить 2 провода – провод питания и отходящий.

В функции устройства данного класса входит лишь защита провода от возгорания. Сама нейтраль проводки помещается на нулевую шину, тем самым обходя автомат, а провод заземления подключается в шине заземления отдельно.

Однополюсный автомат не выполняет функции вводного, поскольку при его вынужденном отключении происходит разрыв линии фазы, а нейтраль соединена с источником напряжения, что не дает 100% гарантию защиты.

Характеристики двухполюсных выключателей

Когда необходимо полное отключение сети электропроводки от напряжения, применяют двухполюсный автомат.

Он применяется в качестве вводного, когда во время КЗ или сбоя работы сети вся электропроводка обесточивается одновременно. Это позволяет проводить своевременные работы по ремонту, модернизации цепей абсолютно безопасно.

Применяют двухполюсные автоматы в случаях, если необходим отдельный выключатель для однофазного электроприбора, например, водонагревателя, бойлера, станка.

Подсоединяют автомат к защищаемому устройству с использованием 4 проводов, два из которых являются проводами питания (один из них непосредственно подключается к сети, а второй подает питание перемычкой) и два — отходящих провода, которые требуют защиты, причем они могут быть 1-, 2-, 3-проводными.

Трехполюсная модификации автоматических выключателей

Для защиты трехфазной 3- или 4-проводной сети используют трехполюсные автоматы. Они подходят для подключения по типу звезды (средний провод оставляют без защиты, а фазные подключают к полюсам) или треугольника (с отсутствующим центральным проводом).

При аварии на одной из линий самостоятельно отключаются остальные две.

Трехполюсный выключатель служит в качестве вводного и общего для любых типов трехфазных нагрузок. Часто модификацию используют в промышленности для обеспечения током электродвигателей.

К модели подключается до 6 проводов, 3 из них представлены фазными проводами трехфазной электросети. Оставшиеся 3 являются защищаемыми. Они представляют три однофазные или одну трехфазную проводку.

Применение четырехфазного автомата

Для защиты трех-, четырехфазной электросети, например, мощного двигателя, подключенного по принципу звезды, используется четырехфазный автомат. Его применяют в качестве вводного выключателя на трехфазную четырехпроводную сеть.

К корпусу автомата возможно подключить восемь проводов, из них четыре являются фазными проводами электросети (из них один нейтральный) и четыре представлены отходящими проводами (3 фазными и 1 нейтральным).

По время-токовой характеристике

АВ могут обладать одинаковым показателем номинальной мощности нагрузки, но характеристики потребления электроэнергии приборами могут быть разными.

Потребляемая мощность может поступать неравномерно, меняться в зависимости от вида и нагрузки, а также при включении, выключении или постоянной работе того или иного устройства.

Колебания потребляемой мощности могут быть довольно значительными, а диапазон их изменений – широким. Это ведет к выключению автомата в связи с превышением номинального тока, что считается ложным отключением сети.

Чтобы исключить вероятность нецелесообразного срабатывания предохранителя при не аварийных стандартных изменениях (повышения силы тока, изменения мощности) используют автоматы с определенными время-токовыми характеристиками (ВТХ).

Это позволяет эксплуатировать выключатели с одинаковыми токовыми параметрами с произвольными допустимыми нагрузками без ложных отключений.

ВТХ показывают, через какое время выключатель сработает и какие показатели отношения силы тока и постоянного тока автомата при этом будут.

Особенности автоматов с характеристикой B

Автомат с указанной характеристикой выключается за время 5-20 секунд. Показатель тока составляет при этом 3-5 номинальных токов автомата. Данные модификации применяются для защиты цепей, подпитывающих бытовые стандартные приборы.

Чаще всего модель используется для защиты проводки квартир, частных домов.

Характеристика C – принципы работы

Автомат с номенклатурным обозначением С отключается за время 1-10 секунд при 5-10 номинальных токов.

Используют выключатели данной группы во всех сферах — в быту, строительстве, промышленности, но наиболее востребованы они области электрозащиты квартир, домов, жилых помещений.

Эксплуатация выключателей с характеристикой D

Автоматы D-класса применяются в промышленности и представлены трехполюсными и четырехполюсными модификациями. Их используют для защиты мощных электродвигателей и различных 3-фазных устройств.

Время срабатывания АВ – 1-10 секунд при токе, кратном 10-14, что позволяет эффективно его применять для защиты различных проводок.

Мощные промышленные двигатели работают исключительно с АВ с характеристикой D.

Возможно вам также будет интересно ознакомиться с маркировкой автоматических выключателей в другой нашей статье.

По номинальному рабочему току

Всего существует 12 модификаций автоматов, отличающихся по показателю номинального рабочего тока – 1А, 2А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А. Параметр отвечает за скорость срабатывания автомата при превышении действующего тока над номиналом.

Выбор выключателя по указанной характеристике производят с учетом мощности электропроводки, допустимому току, который может выдержать проводка в нормальном режиме. Если значение тока неизвестно, его определяют с помощью формул, используя данные сечения провода, его материала и способа прокладки.

Автоматы 1А, 2А, 3А применяют для защиты цепей с малыми токами. Они подойдут для обеспечения электричеством небольшого количества приборов, например, лампы или люстры, маломощного холодильника и других устройств, суммарная мощность которых не превышает возможности автомата.

Выключатель 3А эффективно эксплуатируется в промышленности, если осуществить его трехфазное подключение по типу треугольника.

Выключатели 6А, 10А, 16А допустимо использовать для обеспечения электричеством отдельных электроцепей, небольших комнат или квартир.

Данные модели используются в промышленности, с их помощью снабжают питанием электродвигатели, соленоиды, нагреватели, сварочные автоматы, подключенные отдельной линией.

Трех-, четырехполюсные автоматы 16А используют в качестве вводных при трехфазной схеме питания. В производстве отдают предпочтение приборам с D-кривой.

Автоматы 20А, 25А, 32А используют для защиты проводки современных квартир, они способны обеспечить электричеством стиральные машины, обогреватели, электросушилки и прочую технику с высокой мощностью. Модель 25А используют в качестве вводного автомата.

Выключатели 40А, 50А, 63А относятся к классу приборов с высокой мощностью. Они используются для обеспечения электричеством силового оборудование большой мощности в быту, промышленности, гражданском строительстве.

Выбор и расчет автоматических выключателей

Зная характеристики АВ,  можно определить, какой автомат подойдет для той или иной цели. Но перед выбором оптимальной модели необходимо произвести некоторые расчеты, с помощью которых можно точно определить параметры нужного устройства.

Шаг #1 – определение мощности автомата

При выборе автомата важно учитывать суммарную мощность подключаемых приборов.

Например, необходим автомат для подключения кухонных приборов к электропитанию. Допустим, к розетке будет подключаться кофеварка (1000 Вт), холодильник (500 Вт), духовка (2000 Вт), СВЧ-печь (2000 Вт), электрочайник (1000 Вт). Суммарная мощность будет равна 1000+500+2000+2000+1000=6500 (Вт) или 6,5 кВ.

Если посмотреть на таблицу автоматов по мощности подключения, учесть, что стандартное напряжение проводки в бытовых условиях составляет 220 В, то для эксплуатации подойдет однополюсный или двухполюсный автомат 32А с суммарной мощностью 7 кВт.

Следует учесть, что может потребоваться большая мощность потребления, поскольку в процессе эксплуатации может потребоваться подключение других электроприборов, которые изначально не были учтены. Чтобы предусмотреть эту ситуацию, в расчетах суммарного потребления используют повышающий коэффициент.

Допустим, за счет добавления дополнительного электрооборудования, потребовалось увеличение мощности на 1,5 кВт. Тогда необходимо взять коэффициент 1.5 и умножить его на полученную расчетную мощность.

В расчетах иногда целесообразно использовать коэффициент понижения. Его применяют тогда, когда одновременное использование нескольких приборов является невозможным.

Допустим, суммарная мощность проводки для кухни составила 3.1 кВт. Тогда понижающий коэффициент равен 1, поскольку учитывается минимальное количество приборов, подключенных одновременно.

Если один из приборов невозможно подключить с другими,  то понижающий коэффициент берут меньшим единицы.

Шаг #2 – расчет номинальной мощности автомата

Номинальная мощность – это та мощность, при которой  отключение проводки не происходит.

Она рассчитывается по формуле:

M = N * CT * cos(φ),

Где

• M – мощность (Ватт);
• N – напряжение электросети (Вольт);
• СТ – сила тока, способная пройти через автомат (Ампер);
• cos(φ) – значение косинуса угла, принимающего значение угла сдвига между фазами и напряжения.

Значение косинуса обычно равно 1, поскольку сдвига между фазами тока и напряжения практически нет.

Из формулы выражаем СТ:

CT = M/N,

Мощность у нас уже определена, а напряжение сети обычно 220 Вольт.

Если суммарная мощность равна 3.1 кВт, то:

CT = 3100/220 = 14.

Получаемый ток будет равен 14 А.

Для расчета при трехфазной нагрузке используют ту же формулу, но учитывают угловые сдвиги, которые могут достигать больших значений. Обычно на подключаемом оборудовании они указаны.

Шаг #3 – вычисление номинального тока

Вычислить номинальный ток можно по документации на электропроводку, но если ее нет, то определяют исходя из особенностей проводника.

Для расчетов необходимы следующие данные:

• площадь сечения проводника;
• используемый для жил материал (медь или алюминий);
• способ прокладки.

В бытовых условиях обычно проводка располагается в стене.

Сделав необходимые измерения, вычисляем площадь сечения:

S = 0,785 * D * D,

Где

• D – это диаметр проводника (мм);
• S – площадь сечения проводника (мм²).

Далее используем нижеприведенную таблицу.

С учетом полученных данных подбираем рабочий ток автомата, а также его номинал. Он должен быть равным или меньшим рабочего тока. В некоторых случаях допускается использование автоматов с номиналом, превышающим действующий ток проводки.

Шаг #4 – определение время-токовой характеристики

Чтобы верно определить ВТХ, необходимо учитывать пусковые токи подключаемых нагрузок.

Нужные данные можно узнать, используя нижеприведенную таблицу.

По данным таблицы можно определить силу тока (в Амперах) при включении прибора, а также период, через который предельных ток будет возникать снова.

Например, если взять электрическую мясорубку, мощность которой составляет 1,5 кВт, вычислить для нее рабочий ток из таблиц (это будет 6,81 А) и, учитывая кратность стартового тока (до 7 раз) получим значение тока 6,81*7=48 (А).

Ток данной силы протекает с периодичностью 1-3 секунды. Учитывая графики ВТК для класса B, можно увидеть, что при перегрузке автоматический выключатель сработает в первые секунды после запуска мясорубки.

Очевидно, что кратность данного прибора соответствует классу С, поэтому автомат с характеристикой С необходимо использовать для обеспечения работы электрической мясорубки.

Для бытовых нужд обычно используют выключатели, отвечающие характеристикам В, С. В промышленности для оборудования с большими кратными токами (двигателей, блоков питания и др.) создается ток вплоть до 10-кратного, поэтому целесообразно применять D-модификации устройства.

Однако следует учитывать мощность таких приборов, а также продолжительность пускового тока.

Автономные автоматизированные выключатели отличаются от обычных тем, что их устанавливают в отдельных распределительных щитах.

В функции устройства входит защита цепи от непредвиденных скачков напряжения, отключения электроэнергии на всем или определенном участке сети.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор АВ по токовой характеристике и пример расчета тока рассмотрены в следующем видеоролике:

Расчет номинального тока АВ продемонстрирован в следующем видео:

Автоматы монтируют на входе дома или квартиры. Они располагаются в пластиковых прочных боксах. Присутствие АВ в схеме домашней электросети – залог безопасности. Приборы позволяют своевременно отключив электролинию, если параметры сети превышают заданный порог.

Учитывая основные характеристики автоматических выключателей, а также произведя верные расчеты, можно сделать правильный выбор этого устройства и его установку.

Если вы обладаете знаниями или опытом выполнения электромонтажных работ, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте ваши комментарии о выборе автоматического выключателя и нюансах его установки в комментариях ниже.

Источник: sovet-ingenera.com