Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Номинальный тепловой ток выключатель безопасности

Выключатель нагрузки

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, занимающий по уровню допускаемых коммутационных токов промежуточное положение между разъединителем (коммутации под нагрузкой запрещены (как исключение допускается включение на холостой ход трансформаторов и линий — см. подробнее Разъединитель)) и выключателем (масляным, вакуумным, воздушным, электромагнитным, элегазовым) который способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи так и сверхтоки при аварийных режимах. Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов при к.з. Отключение сверхтоков в таких выключателях осуществляется специальными предохранителями.

Содержание

  • 1 Привод
  • 2 Разновидности выключателей нагрузок
  • 3 Применение
  • 4 Преимущества
  • 5 Недостатки
  • 6 Дополнительные элементы
  • 7 См. также
  • 8 Литература
  • 9 Примечания

Привод [ править | править код ]

Привод выключателей нагрузок может быть мускульным непосредственного включения и отключения от предварительно натянутой пружины. Иногда применяется электропривод включения (например в ВВНР «Волна») и соленоид дистанционного отключения.

Разновидности выключателей нагрузок [ править | править код ]

По гашению электрической дуги выключатели нагрузок делятся:

  • Автогазовые — самый распространённый в России и СНГ тип выключателя нагрузок;
  • Вакуумные — наиболее перспективный тип выключателя нагрузок;
  • Элегазовые
  • Воздушные
  • Электромагнитные

Применение [ править | править код ]

Выключатели нагрузки устанавливаются в распредустройствах и подстанциях 6-10 кВ и допускают коммутацию до нескольких МВА, в зависимости от конструкции и номинального тока.

Преимущества [ править | править код ]

  • Простота в изготовлении и эксплуатации;
  • Значительно меньшая стоимость по сравнению с другими выключателями — в несколько раз (особенно у автогазовых);
  • Возможность отключения и включения номинальных токов нагрузок;
  • Наличие дешёвой защиты от сверхтоков в виде предохранителей, обычно заполненных кварцевым песком (типа ПК, ПКТ);
  • Наличие видимого разрыва между контактами, что исключает установку дополнительного разъединителя (видимый разрыв необходим для безопасности работ на отходящей линии).

Недостатки [ править | править код ]

  • Коммутация только номинальных мощностей;
  • Малый ресурс работы (у выключателей нагрузки автогазового типа);

Дополнительные элементы [ править | править код ]

В качестве дополнительных элементов в выключателе нагрузки могут быть установлены ножи заземления с ручным приводом (при этом обычно предусматривается механическая взаимная блокировка ножей заземления и силовых контактов выключателя нагрузки), соленоид дистанционного отключения, сигнальные контакты положения контактов выключателя, срабатывания предохранителей.

Номинальный тепловой ток выключатель безопасности

Выключатели путевые серий ВПК

Структура условного обозначения:

ВПК – выключатель путевой контактный;

Х – номер разработки серии;

Х – обозначение способа крепления на поверхности, ввода проводников, степени защиты по ГОСТ 14255-69:

0 – базовое крепление, IP00

1 – базовое крепление, резьбовой неуплотненный или притычной неуплотненный ввод, IP44

2 – фронтальное крепление, IP00

Х – обозначение количества полюсов и комбинации контактов и группа износостойкости:

1 – 2 полюса, 1з. + 1р. контакты, группа А

2 – 2 полюса, 1з. + 1р. контакты, группа Б

4 – 1 полюс, 1з. контакт, группа А

5 – 1 полюс, 1з. контакт, группа Б

7 – 1 полюс, 1р. контакт, группа А

8 – 1 полюс, 1р. контакт, группа Б

1 – толкатель с роликом

2 – рычаг с роликом на 1, 2 или 3-й ступени с рабочим ходом влево или вправо

ХХХ – климатическое исполнение и категория размещения (УХЛ3, Т3).

ВПК 2010, ВПК 2110, ВПК 2111, ВПК 2112, ВК-300 — выключатели путевые предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660В, частоты 50(60)Гц и постоянного напряжения до 440В под воздействием управляющих упоров в определенных точках пути контролируемого объекта.

Читайте так же:
Тепловая мощность тока через плотность тока

Основные технические характеристики выключателей ВПК

Выключатели путевые серии ВП 15К

Выключатели путевые серии ВП 15К предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660В частоты 50 и 60Гц и постоянного напряжения до 440В под воздействием управляющих упоров в определенных точках пути контролируемого объекта.

Структура условного обозначения ВП 15К21ХХХ1-54Х2.Х:

ВП — выключатель путевой;

15 — номер серии;

К — индекс модернизации;

21 — номинальный ток: 10 А;

X — группа коммутационной износостойкости:

для выключателей полумгновенного действия: А — 2,5×10 6 циклов; Б — 10×10 6 циклов;

для выключателей прямого действия: А — 4,0×10 6 циклов; Б — 2,0×10 6 циклов;

X — количество полюсов:

X — конструктивное исполнение привода:

2 — толкатель с роликом;

3 — рычаг с роликом (с перестройкой на селективный);

6 — рычаг, регулируемый по длине;

9 — рычаг с роликом, регулируемый по длине;

1 — способ крепления и ввод проводников: базовое крепление, резьбовой неуплотненный ввод (один или три ввода);

«.» — разделительный знак;

54 — степень защиты по ГОСТ 14254-80: IP54;

Х2 — климатическое исполнение (У, ХЛ, Т) и категория размещения (2) по ГОСТ 15150-69;

X — количество замыкающих или размыкающих контактов:

выключателей полумгновенного действия:

1 — 1 замыкающий;

2 — 1 размыкающий;

3 — 1 замыкающий + 1 размыкающий;

выключателей прямого действия:

6 — 1 замыкающий

7 — 1 размыкающиЙ

8 — 1 замыкающий + 1 размыкающий.

Условия эксплуатации:

Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15543.1-89 и ГОСТ 15150-69: высота над уровнем моря не более 4300 м; температура окружающей среды для исполнения У2 от минус 40 до плюс 40°С (для исполнения Т2 от минус 10 до плюс 45°С), кроме выключателей с приводом толкатель и толкатель с роликом, которые рассчитаны для работы при температуре от минус 10 до плюс 40°С (для исполнения Т2 от минус 10 до плюс 45°С); для выключателей полумгновенного действия с приводом рычаг с роликом и рычаг регулируемый по длине, для исполнения ХЛ2 — от минус 60 до плюс 40°С.

Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре 20°С для исполнений У2 и ХЛ2 и 90% при температуре 27°С для исполнения Т2. Окружающая среда невзрывоопасная, не насыщенная токопроводящей пылью, не содержащая агрессивных и химически активных газов и паров, способных разрушить покрытие металлов и изоляцию. Номинальные рабочие значения механических внешних воздействующих факторов по ГОСТ 17516.1-90 для группы механического исполнения М9. По условиям эксплуатации в части коррозионное активности атмосферы выключатели соответствуют группам условий эксплуатации металлических деталей по ГОСТ 15150-69: 3 — для климатических исполнений У и ХЛ; 5 — для климатического исполнения Т.

Рабочее положение выключателей в пространстве любое.

В части требований безопасности выключатели соот ветствуют ГОСТ 12.2.007.6-75 и ГОСТ 12.2.009-80. Выключатели соответствуют требованиям ТУ 16-526.470-80, ГОСТ 9601-84 и ГОСТ 24682-81. Выключатели климатического исполнения Т соответствуют также требованиям ГОСТ 15963-79, климатического исполнения ХЛ — требованиям ГОСТ 17412-72.

Выключатели, поставляемые на экспорт, дополнительно соответствуют требованиям РД 16.01.007-88.

Нормирование коммутационной способности выключателей

Выбор выключателей

Под коммутационной способностью выключателя понимают eго способность отключать и включать электрические цепи при КЗ. Соответственно установлены понятия номинального тока отключения Iот.ном и номинального тока включения Iвк.ном.

Читайте так же:
Тепловые потери переменного тока

Номинальный ток отключения

Тяжесть процесса отключения (в части, относящейся к току) определяется в основном действующим значением периодической составляющей отключаемого тока. Поэтому условились под номинальным током отключения понимать наибольшее допустимое действующее значение чисто симметричного тока или наибольшее допустимое значение периодической составляющей асимметричного тока к моменту τ размыкания дугогасительных контактов. Выключатель должен надежно отключать эти токи при: асимметрии β=i/(√2 Iпτ) — вплоть до номинального значения βном=iaτном/(√2 Iот.ном); напряжении сети — вплоть до наибольшего рабочего напряжения Uраб.нб; номинальных параметрах восстанавливающегося напряжения; нормированных циклах операций включения и отключения.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ к некоторому моменту τ определяют по огибающим кривым, как показано на рис.1.

Рис.1. Осциллограмма отключаемого тока КЗ:
АА’ и ВВ’ — огибающие кривые;
ЕЕ’ — момент размыкания дугогасительных контактов

Расчетное время τ размыкания дугогасительных контактов (в секундах), определяют как сумму собственного времени отключения выключателя tот.сб и минимального времени срабатывания релейной защиты, принимаемого равным 0.01 с:

τ=tот.сб+0,01 (1)

Собственное время отключения выключателя указывают заводы-изготовители. Его исчисляют от момента подачи команды на отключение до момента размыкания дугогасительных контактов.

Обычно номинальная асимметрия выражается в процентах:

Рис.2. Номинальная асимметрия отключаемого тока
как функция расчетного времени τ

Согласно ГОСТ 687-78 номинальная асимметрия установлена как функция времени τ (рис.2). Кривая βном(τ) представляет собой экспоненту с показателем τ/Та. Значение принято равным 0,045с, что соответствует среднему значению — в большинстве точек системы. При КЗ вблизи мощных электростанций Та>0,045с, что должно быть учтено при выборе выключателя. При τ>70мс значение βном следует считать равным нулю.

При выборе выключателя по номинальному току отключения должны быть соблюдены следующие условия:

(2)

где iaτном=√2 Iот.номβном/100 — номинальное значение апериодической составляющей тока отключения.

В левой части этих неравенств указаны номинальные параметры выключателя, в правой — соответствующие расчетные значения.

Если второе требование не выполнено, т.е. расчетное значение апериодической составляющей тока превышает номинальное значение, то в этом случае следует сопоставить условные значения полных токов отключения, а именно:

откуда

Из последнего выражения следует, что выключатель способен отключать ток КЗ при значении i, превышающем номинальное значение, при условии, что номинальный ток отключения превышает расчетный ток Iпτ в отношении

Номинальный ток включения

Под номинальным током включения понимают наибольший ток КЗ, который выключатель способен надежно включить. Заводы-изготовители определяют этот ток наибольшим действующим значением, которое установлено равным номинальному току отключения

и наибольшим мгновенным значением, которое установлено равным

Отсюда следует, что выключатель, выбранный по номинальному току отключения, способен также включить цепь с номинальным током включения. Поэтому дополнительной проверки не требуется.

Нормированные циклы операций включения и отключения

Для выключателей, предназначенных для работы с АПВ, нормированы следующие циклы:

1) О — tбт — ВО — 180 с — ВО;

2) О — 180 с — ВО — ВО,

где О — операция отключения КЗ; ВО — операция включения на КЗ и немедленно (без преднамеренной выдержки времени) следующая за ней операция отключения; tбт — нормированная бестоковая пауза при АПВ, значение которой для разных типов выключателей может находиться в пределах от 0,3 до 1,3 с.

Читайте так же:
Настройка тепловых расцепителей автоматических выключателей

Для выключателей, не предназначенных для работы с АПВ, установлен только второй цикл.

Проверка выключателя на электродинамическую и термическую стойкость

Условия электродинамической стойкости электрических аппаратов могут быть записаны следующим образом:

Для выключателей номинальные токи электродинамической стойкости установлены равными

(5)

Отсюда следует, что выключатель, выбранный по номинальному току отключения, отвечает условию электродинамической стойкости.

Условие термической стойкости выключателя может быть записано следующим образом:

I 2 тер.номtтер.ном≥B (6)

где Iтер.ном — номинальный ток термической стойкости выключателя, установленный равным Iот.ном; tтер.ном — номинальное время термической стойкости (3-4с); В — интеграл Джоуля с пределами интегрирования от нуля до tот.

Кривая тока: как работает и как выбрать нужный автомат

В результате протекания по проводам токов, превышающих максимально допустимые значения, выходит из строя бытовая техника, перегревается и плавится проводка. Задача замыкающего и размыкающего электроцепь автоматического выключателя – защитить линию от повреждений сверхтоками перегрузок и коротких замыканий. Правильный выбор автомата даёт возможность не только своевременно обесточить электролинию на избыточно нагруженном участке, сохранив работоспособность защитного устройства, но и избежать перебоев с электричеством при подключении в сеть электроприборов с высокими пусковыми токами. Кривые срабатывания автоматических выключателей наглядно демонстрируют зависимость времени срабатывания защитного устройства от отношения величины протекающего по нему тока к номинальному.

Особенности работы автоматов защиты сети

Чтобы понять, какой автоматический выключатель вам подходит больше всего, нужно детально представлять себе работу устройства с комбинированным расцепителем. В конструкцию современного автоматического выключателя как правило входят и тепловой и электромагнитный расцепители. Тепловой, представляющий собой биметаллическую пластину, размыкает электрическую цепь, когда общая мощность включенного в неё оборудования превышает предельно допустимую. Отключение питания происходит из-за изменения положения в результате деформации, вызванной тепловым расширением, спаянного из двух разных по составу металлических элементов теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с установленным на специальной пружине сердечником, который втягивается внутрь катушки под воздействием увеличившегося в результате короткого замыкания электромагнитного поля, размыкая подвижный контакт автоматического выключателя. Электрическая дуга, возникающая на подвижном контакте при срабатывании любого из расцепителей, дробится и затухает между пластинами дугогасительной камеры автомата.

Маркировка A, B, C, D, K или Z на корпусе автоматического выключателя – это токовременная характеристика срабатывания. Она показывает, во сколько раз значение силы тока должно превысить номинальное, чтобы произошло автоматическое отключение. Цифра справа от неё – номинальный ток, на который рассчитан автомат.

Справка! Номинальный ток – это максимально допустимый ток, который электрическая сеть способна проводить продолжительное время без перегрева токопроводящих элементов и изоляции. Оптимальное для объекта значение номинального тока определяется сечением проводки и предполагаемой нагрузкой оборудования, которое планируется к ней подключить.

По кривой тока можно узнать, разомкнёт ли автомат, который вы собираетесь установить в электрощитке на входе в квартиру, сеть в случае, если произойдёт короткое замыкание. На графике ниже красная пунктирная линия, соответствующая рассчитанной для автомата типа C с номиналом 16 А кратности увеличения нагрузки в момент КЗ, пересекает кривую в зоне электромагнитной защиты автомата и соответствует времени срабатывания 0,01 с. Это означает, что проводка не пострадает, поскольку цепь будет разомкнута практически сразу же после того, как произойдёт перегрузка.

Читайте так же:
Применение теплового действия электрического тока в жизни

Однако если вы поставите автоматический выключатель, номинал которого существенно больше повседневной нагрузки, в случае возникновения короткого замыкания кратность превышения номинального значения тока, под которое рассчитан приобретённый вами автомат, будет незначительной, отключение, судя по графику ниже, произойдёт лишь через 10 с после наступления аварийной ситуации. За это время проводка, работающая под большой нагрузкой, может оплавиться.

Установка разных по типу защитных устройств на входе в квартиру и отдельно для каждой ветви электрической сети позволяет поддерживать нормальное электроснабжение практически всей жилой площади даже в случае, если на одном из участков произошла перегрузка сети в результате КЗ. Совмещая кривые двух автоматов, мы видим, что повышение нагрузки, в результате которого автомат типа B (кривая синего цвета) разомкнёт цепь через 0,02 с, вызовет отключение автомата типа C (сиреневая кривая) больше чем через минуту. Отключение ветви, где произошло замыкание, восстановит нормальное значение силы тока в проводке, поэтому выключатель C не сработает.

Типы кривых срабатывания

Каждая кривая расположенного ниже графика показывает, как изменяется время размыкания цепи в зависимости от нагрузки и типа автоматического защитного устройства. Тип мгновенного расцепления A, B, C, D, K или Z определяется кратностью превышения нагрузки в токопроводящей сети:

  • A – для срабатывания автомата необходимо повышение нагрузки в 2–3 раза;
  • B – чтобы сработал электромагнитный расцепитель, нагрузка должна увеличиться в 3–5 раз;
  • C – расцепитель сработает в случае увеличения тока в 5–10 раз;
  • D – защитный выключатель сработает после того, как ток в сети превысит номинальный в 10–20 раз;
  • K, Z – параметры задаются техническими условиями производителя.

Каждому типу кривой соответствуют две линии, определяющие диапазон, в котором работает автомат, и две зоны: верхняя, демонстрирующая, как быстро будет срабатывать автоматический выключатель в неразогретом состоянии, и нижняя, показывающая, как изменится время отключения, если проводка будет разогретой. На вертикально расположенной оси отмечено время размыкания цепи защитным устройством, по горизонтальной оси графика можно определить, во сколько раз сила тока должна увеличиться, чтобы автомат сработал в заданное время. Цифры в верхнем левом углу графика означают, что тепловой расцепитель может разомкнуть цепь в случае превышения номинального значения силы тока в 1,13 раза и точно сработает примерно через час, если нагрузка увеличится в 1,45 раза.

Время-токовая характеристика типа В

Защитное устройство с токовременной нагрузкой типа B используется в электролиниях, где практически не фиксируются пусковые токи. Срабатывает он за 0,04 с при повышении значения номинала переменного тока в 5 раз в разогретом состоянии и через 32 секунды в неразогретом виде, если его номинал не превышает 32 А.

Время-токовая характеристика типа С

Перегрузочная способность автоматов C-типа позволяет использовать их в качестве вводных устройств, размыкающих в случае необходимости общую сеть. При повышении силы тока в 5 раз по отношению к номинальной автомат разомкнёт гоячую сеть через 0,02 с и через 10 с, если номинальное значение силы тока защитного устройства не более 32 А. Если значение номинальной силы тока будет превышено в 5 раз, автоматическое защитное устройство разомкнёт цепь через 0,01 с.

Читайте так же:
Количество теплоты через силу тока по 2 закону ома

Время-токовая характеристика типа D

Автоматические защитные устройства типа D устанавливают в сетях с большими пусковыми нагрузками. При увеличении номинального значения в 10 раз, сеть будет разомкнута через 0,02 с в разогретом виде и через 3 секунды, если номинальный ток увеличится в те же 10 раз для автомата с номинальным значением силы тока не превышающим 32 А в то время, когда проводка ещё не успела разогреться.

Время-токовая характеристики A, K и Z

Высокочувствительные автоматы типа A защищают удлинённые цепи с полупроводниками, в работе которых не допускаются даже незначительные перегрузки.

Выключатели K-типа применяются в цепях с индуктивной нагрузкой и срабатывают при увеличении номинального переменного тока в 12 раз и в 18 постоянного. Автоматы Z-типа применяются в линиях, оснащённых электроникой. Срабатывают они при повышении номинального переменного тока в 3 раза или в 4,5 постоянного.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Температура окружающего воздуха и тепло, исходящее от расположенных рядом полюсов могут существенно изменить параметры работы автоматического выключателя. При рассчёте нагрузочной способности защитного автомата возможный перегрев учитывается с помощью умножения значения номинального тока на коэффициенты Kt и Kn.

Приспосабливая автоматический выключатель к требованиям управляемой им электросети, некоторые производители оснащают защитные устройства регулируемыми расцепителями. Максимум номинального значения тока такого автомата при покупке вы можете определить по максимальному уровню уставки тока отключения.

Испытания автоматических выключателей

Чтобы убедиться в работоспособности защитного устройства, параметры его работы проверяют следующим образом:

  • В неразогретом состоянии через автомат защиты пускают ток, превышающий номинальное значение в 1,13 раза. Автоматы с номинальным значением силы тока не более 63 A должны отключить электричество через час, с номинальным значением более 63 A – лишь через 2 часа.
  • Ток, превышающий номинальное значение в 1,45 раза заставит сработать выключатель номиналом до 63 А меньше чем за час. Для автоматов, рассчитанных на 63 А и более, время до размыкания электрической цепи не должно превысить 2 часа.
  • Если через холодное защитное устройство номиналом до 63 А пропустить ток, в 2,55 раза больше номинала, автомат, рассчитанный не более чем на 32 А, сработает в диапазоне от 1 с до 1 мин и не позднее чем через 2 минуты, если номинальный ток защитного автомата выше 32 А.
  • Через защитное устройство типа B или C в неразогретом состоянии пропускают ток нижнего порога диапазона. Для приборов с номиналом меньше 32 А время срабатывания должно находиться в пределах от 0,1 с до 45 с, для автоматов с номиналом силы тока от 32 А оно составит не больше 90 с.
  • Через тот же холодный выключатель B или C, пропускают ток верхнего порога диапазона. Автоиат должен сработать за время меньше 0,1 с.

Полученные результаты должны соответствовать токовременным характеристикам, отображённым кривыми графика. При проведении испытательных мероприятий следует помнить, что обязательное отключение защитного автомата в установленное Правилами устройства электроустановок время, происходит лишь в случае, если ток однофазного КЗ равен или превышает верхнее значение, определённое производителем для выключателя такого диапазона.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector