Что такое номинальный ток выключателя

Токовые характеристики автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

— Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

— Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

— Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

— Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

— Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

— Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

Источник

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности

В этой статье мы рассмотрим как рассчитать главную характеристику автомата, его номинальный ток. Обычно электропроводка в квартире или доме разделена на группы.

Так же рекомендую ознакомиться со статьей как сделать расчет сечения кабеля и провода по мощности и току

Групповая линия эта электрическая сеть питающая несколько однотипных потребителей и имеющая одно общее устройство защиты. Иначе говоря это несколько различных потребителей, которые подключены параллельно к 1 питающему кабелю, идущему от нашего электрощита. К ним смонтирован общий автоматический выключатель. Нужно сказать, что проводка каждой группы исполняется электрическим кабелем заданного сечения и осуществляется защита этой проводки автоматом.

Кроме того, на это влияет способ монтажа проводки: скрытая или открытая. Нужно запомнить, что автоматы служат для защиты от сверхтоков проводов электропроводки, а не для защиты электроприборов. Получается, что автоматический выключатель защищает кабель, идущий от электрощита к розеткам, а не телевизор, чайник, электроплиту, персональный компьютер, стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматов следует выбирать исходя из сечения имеющегося у нас кабеля, а только потом уже мы учитываем подключаемую электрическую нагрузку. Из этого можно сделать такой вывод, что номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше, чем максимальный допустимый ток у нашего кабеля, с данным сечением и произведенным из конкретного материала.

Получается, что расчёт сети группы потребителей имеет отличия от расчета сети единичного потребителя.

1) Давайте рассмотрим как выглядит расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя.

1) Расчетный ток отдельно взятого потребителя для однофазной сети рассчитываем по формуле на изображении выше в пункте №1. Т.е. этот расчетный ток будет равняться номинальному току. И будет определяться как отношение мощности устройства ( P), которую мы смотрим в табличке, либо в паспорте, разделенное на его номинальное напряжение сети ( U).

2) Для трехфазной сети формула будет немножко другая. См. Пункт №2 изображения выше. Здесь мы видим в знаменателе появляется корень из 3, т.к. поскольку сеть трехфазная. И так же появляется еще номинальный кпд потребителя ( n ном).

Из этого следует, что мощность нагрузки выражается 2 параметрами: активной мощностью и реактивной мощности. В данном случае коэффициент мощности косинус фи как раз и характеризует количество реактивной энергии потребляемый аппаратом.

2) Токовая нагрузка для группы потребителей

Токовая нагрузка для группы потребителей рассчитывается по-другому.

Вначале определяем мощность нагрузки. Общая суммарная мощность нагрузки групповой линии рассчитывается как сумма мощностей всех потребителей этой группы. Другими словами для вычисления мощности групповой линии нужно суммировать мощности всех устройств данной группы.

Он определяет существующую вероятность одновременного подключения всех потребителей в группе на протяжении продолжительного временного отрезка. Если все приборы в этой группе работают одновременно, тогда коэффициент спроса будет равняться единице, но в реальной жизни, как правило, редко бывает, что все устройства включаются одновременно. И в наших расчетах, применяемых для жилых помещений, этот коэффициент будет использоваться в зависимости от кол-ва потребителей по таблице.

Мощности различных устройств написаны в их паспортах, на этикетках на их корпусах, а при отсутствии этих данных мы можем посмотреть мощности на похожие устройства в сети интернет.

После этого при помощи расчетной мощности мы находим полную расчетную мощность.

Она определяется как отношение расчетной активной мощности разделенное коэффициенту мощности косинус фи. Как я уже писал выше для жилых домов и квартир косинусы находится в диапазоне 0,96-0,98. Если используется активная нагрузка, то косинус фи будет ровняться единице.

Далее узнаем расчетный ток нагрузки для группы потребителей.

3) Далее после определения расчетного тока нужно выбрать номинал автомата.

В жилых домах и квартирах для внутреннего электроснабжения, как правило, используют модульные автоматы.

Если мы выберем автоматический выключатель меньшего номинала, то может происходить его срабатывание при максимальной нагрузке на линий. Когда у нас номинальный ток автомата больше максимально возможного тока автомата для конкретного сечения кабеля, тогда необходимо выбрать кабель большего сечения, хотя это не всегда может быть реализовано. Тогда данную линию нужно поделить на 2 или даже больше частей и сделать расчет заново.

Вообще нужно запомнить, что для цепей освещения бытовой электропроводки используется кабеля сечением три на полтора миллиметра квадратных, а розеточные цепи сечением три на два с половиной миллиметра квадратных. Это сразу же скажет нам о том, что существует ограничение потребляемой мощности нагрузки устройств, которые питаются через эти кабели.

Также важно учитывать, что в осветительной линии не могут быть использованы автоматы с номинальным током более 10 ампер, а в розеточные линии более 16 ампер.

Выключатели для приборов освещения изготавливаются на максимальный ток 10 ампер, а розетки на максимальный ток 16 ампер.

По этой статье я записал понятное видео. Очень рекомендую его посмотреть!

Источник

Выбор автоматического выключателя по номинальному току срабатывания

На вводе в любую квартиру в обязательном порядке устанавливается устройство для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания. Как правило, эти задачи выполняют автоматические выключатели. Для правильной их установки необходимо уметь отличать номиналы автоматических выключателей.

Где и как применяются автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.

Автоматы для защиты электросети

Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.

Номинальный ток автомата

У разных электроприборов потребляемая мощность способна отличаться в тысячи раз. Соответственно неодинаков и рабочий ток. К примеру, обычная квартира в жилом доме потребляет до 16-32 А. Поэтому автомат защиты квартирной сети подбирается на аналогичный номинал. Мощные промышленные печи способны потреблять от энергосистемы сотни ампер. Соответственно автомат для них требуется на больший номинал.

Номиналы автоматических выключателей

Маркировка автомата

Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.

Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:

В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.

Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.

Временная характеристика автоматических выключателей

В автоматических выключателях используется 2 вида расцепителей:

В некоторых автоматах применяется 1 расцепитель, в других оба. Различные комбинации этих узлов наделяют выключатель одной из вышеописанных характеристик B, C или D.

Ниже приведена таблица с временными характеристиками автоматов, их током отключения и сферой применения. In — номинальный ток, который указан на корпусе после буквы (16, 25, 32).

Примеры использования автоматов

Если заглянуть в квартирный электрощит, там наиболее вероятно будут установлены автоматы C16 или C25. В старых домах предусмотрена отдельная линия питания мощной электроплиты на кухне. Для нее предусмотрен автомат на 25 А.

Разновидности модульных устройств защиты

Помимо обычных автоматов в быту и промышленности часто встречаются и другие, родственные устройства. Они обладают определенными достоинствами перед простыми автоматическими выключателями.

Мини модели

Линейка устройств защиты широкого потребления. Устанавливаются в квартирные электрощиты. Данные приборы рассчитаны на малые номиналы 25-32 А. Обладают минимальным функционалом. Стоят дешево и не имеют возможности ручной подстройки тока срабатывания. При некорректной работе их целесообразней заменить новыми, нежели перенастроить.

Дополнительная информация. В дорогих моделях предусмотрен регулятор для корректировки тока срабатывания. Данная процедура проводится в электротехнических лабораториях. Автомат подключается к специальному стенду. Затем ток плавно повышается. Это необходимо, чтобы выяснить при каком значении тока отключается каждое конкретное устройство защиты. А далее, внести корректировки в электромагнитный расцепитель.

Воздушные (силовые или открытые) автоматы

Главные особенности этих устройств — большие размеры, открытое негерметичное исполнение и повышенная номинальная мощность в сравнении с мини моделями. Силовые автоматы широко используются не только для защиты электрических сетей и агрегатов, но и для их включения и выключения.

Воздушный выключатель-разъединитель

Такие выключатели устанавливаются на промышленных распределительных щитах для питания мощных установок на десятки киловатт. Их номиналы достигают значений в 400 А и выше.

Закрытые выключатели

Рассчитаны на повышенную мощность. Применяются для защиты силовых потребителей. Приборы данного класса обладают закрытым герметичным исполнением и сравнительно малыми габаритами. Пригодны в сетях до 3,2 кА и отключаются при КЗ до 35 кА.

Достоинство закрытых устройств защиты заключается в их герметичности. Это свойство допускает их применение в экстремальных условиях тропического климата.

Устройства защитного отключения

В большинстве случаев встречаются в бытовых электросетях. Используются для защиты квартирной проводки от повреждения изоляции, а жильцов от опасного прикосновения к токоведущим частям.

УЗО не предназначено для защиты кабелей от коротких замыканий. Вместо этого оно сравнивает токи, протекающие в фазном и нулевом проводах. Если разница превышает определенное значение, значит, где-то нарушена изоляция или человек коснулся фазного провода. В таком случае электропитание квартиры аварийно отключается.

Дифференциальный автоматический выключатель

Гибридное устройство, обладающее свойствами обычного автомата и полноценного УЗО. Диф автомат одновременно используется для защиты проводки от токов утечки и перегрузок. Такие функциональные возможности позволяют установить в щит вместо двух отдельных устройств защиты одно общее. В результате проводка упрощается и занимает меньше пространства.

Количество полюсов

Бытовым электроприборам для работы необходимо однофазное питание. Достаточно фазного и нулевого провода. Мощные промышленные потребители (станки, печи) работают от трехфазной электросети. Им необходимы 4 провода: 3 фазы и 1 нулевой.

По этой причине и автоматические выключатели производятся в различном форм-факторе. Модели на 1 полюс устанавливают для защиты отдельных однофазных линий. На 2 применяются в качестве вводного устройства защиты квартирных электрощитов. Трехполюсные используются как силовые выключатели в трехфазных сетях. А четырехполюсные — это те же автоматы на 3 полюса, но они имеют дополнительный (4-й) модуль для нулевого провода.

Дополнительная информация. Если под рукой нет двухполюсного автомата, допустимо собрать его из 2 однополюсных. Устройства должны обладать одинаковыми временными и нагрузочными характеристиками. Аналогичным способом собираются выключатели на 3 и 4 полюса.

Выбор провода и автомата по току

Главный критерий выбора проводки и выключателя для защиты — это максимальный допустимый ток в линии. Он определяется поперечным сечением жилы питающего кабеля.

Для медного провода сечением 6 кв. мм длительный допустимый ток равен 46 А. Автоматический выключатель для защиты такой линии выбирается на меньший номинал. Например, 32 или 40 А. Если установить автомат на больший ток, то скорее сгорят провода, чем сработает защита. Поэтому устройство защиты подбирается на меньший ампераж, чем способна выдержать линия.

Другие распространенные номиналы автоматических выключателей по току указаны в таблице.

Номинал автомата защиты — это самое важное, что учитывается при его подборе. Если поставить устройство на слишком малый ток, то оно будет постоянно выключаться без перегрузок проводки. Если на слишком большой, то отключится уже после того, как на проводах обгорит изоляция.

Номинал выключателя указан в его маркировке (C25). Его значение подбирается из расчета на 1-2 порядка меньше, чем предельный допустимый ампераж в линии. Это правило свойственно и для других защитных устройств (УЗО, дифференциальный автомат).

Источник

Характеристики автоматических выключателей на примере TEXENERGO

TEXENERGO – обзор защитных автоматов

Несколько лет назад я опубликовал на блоге статьи по выбору автоматических выключателей и почему выбивает защитный автомат, в которых вкратце рассказал о том, какие бывают автоматы, какие у них характеристики и принципы выбора. Статьи неплохие, но к ним было несколько справедливых критических замечаний. Я решил статьи не переделывать и не удалять, а написать новую статью, в которой постараюсь максимально широко изложить информацию по защитным автоматам. Будем считать, что эти статьи взаимно дополняют друг друга.

Мне попало в руки несколько автоматических выключателей нового бренда TEXENERGO, поэтому, пользуясь случаем, на их примере будем рассматривать подобные однотипные автоматы вообще.

Понятно, что TEXENERGO – бюджетный вариант, производится в Китае, сейчас это уже не новость и не повод для злопыханий. Уверен, что на этом китайском заводе производится много других брендов для разных стран, и это только плюс – там научились делать качественные дешевые автоматы по отработанной технологии.

Характеристики расцепителей защитных автоматов

Для тех, кто предпочитает всё проверять по первоисточникам, по тексту и в конце статьи привожу ГОСТы, в которых даны четкие официальные определения.

Итак, внутри автомата есть два устройства расцепления (выключения), каждый из которых срабатывает независимо, в своем диапазоне токов. Работа обоих этих расцепителей приводит к тому, что они так или иначе отключают автомат, когда через него протекает сверхток (больше номинального).

Первый – тепловой расцепитель, который работает на принципе нагрева и изгиба биметаллической пластинки, по которой протекает рабочий ток автомата. Для примера, на таком же принципе работает регулятор температуры в утюге и электронагревателе. Пластинка калибрована и настроена таким образом, что при определенном токе она нагревается до определенной температуры, что приводит к её критическому изгибу и, как следствие, выключению автомата. Тепловой расцепитель обладает некоторой инерционностью, что благотворно сказывается на его работе в реальных условиях. Если можно так выразиться, он “ожидает”, прежде чем сработать.

Второй расцепитель – электромагнитный. Скорость его работы гораздо выше по сравнению с тепловым расцепителем. Из названия понятен принцип работы – имеется электромагнит, который срабатывает и выключает нагрузку при коротком замыкании. Ток “расцепления” электромагнитного расцепителя в несколько раз (в разных случаях от 3 до 20) выше тока теплового расцепителя.

Можно ещё выделить независимый расцепитель, который замыкает или размыкает контакты автоматического выключателя при ручном воздействии. Название немного неверное, поскольку он управляется рукой человека, либо тепловым, либо электромагнитным расцепителм, либо внешним расцепителем.

Рассмотрим подробно характеристики расцепителей с примерами и ссылками на ГОСТ.

Все характеристики определяются при контрольной температуре +30 °С.

Время-токовая характеристика (ВТХ)

Это – основная характеристика, которой описывается работа автоматического выключателя. У неё встречаются и другие названия –

Официальное название из ГОСТ Р 50345-2010 (п. 4.5, п.5.3.5) – тип тока (диапазон токов) мгновенного расцепления.

Смысл один – это график, на котором показана зависимость времени отключения автомата от величины проходящего через него тока:

Время-токовая характеристика, она же – кривая отключения автомата, защитная характеристика

На графике обозначены три области – B, C, D. Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п. 5.3.5), каждая из них определяет свой порог срабатывания электромагнитного расцепителя:

где In – номинальный ток теплового расцепителя. То есть, ток срабатывания электромагнитного расцепителя нормируется через ток теплового.

Этот ток, обозначаемый буквой, называется током мгновенного расцепления:

ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17 ток мгновенного расцепления (instantaneous tripping current): Минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. Сколько же длится это мгновение?

Автоматы TEXENERGO – с разными защитными характеристиками и номинальными токами: B6, B16, C40, C32

Время срабатывания tср электромагнитного расцепителя типа В определяется так (ГОСТ Р 50345-2010, п. 9.10.2):

Чтобы было понятно, для примера возьмем автомат В10 – защитная характеристика В, номинальный ток 10 А – и проанализируем график токовый характеристики по основным диапазонам тока:

Что изменится, если для примера взять автомат С10? Изменится лишь участок, на котором работают оба расцепителя, он сдвинется к значениям 50… 100 А. Для автомата D10 этот диапазон будет 100…200 А.

Почему такой большой разброс? Он происходит от разброса рабочих характеристик реальных автоматов. То есть, для В10 при токе 30 А электромагнитная защита МОЖЕТ сработать, а при токе 50 А ДОЛЖНА сработать.

Зачем нужны разные защитные характеристики автоматов? Отличия – лишь в порогах отключения электромагнитного расцепителя. Превышение тока в несколько раз может произойти при пуске различных инерционных устройств. Такой ток называют пусковым, и он появляется в быту в результате включения электродвигателей.

Для большинства бытовых устройств мощность встроенных двигателей – не более 2,2 кВт, это номинальный ток 10 А. Пусковой ток при этом – до 50 А для особо тяжелых условий пуска, и длится он менее секунды. Для автомата С16 выключение по пусковому току может произойти только, если ток будет превышать 80 А.

Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, на практике может получиться и в результате короткого замыкания. Но ток короткого замыкания не бесконечен – он определяется сопротивлением цепи от подстанции до места замыкания. Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это – сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики С, электромагнитная защита сработает (как повезёт!) при токе от 125 до 250 А. То есть, не сработает вообще! Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.

Может быть ещё хуже: ток мгновенного расцепления конкретного экземпляра автомата С25 может быть равен 250А. А ток КЗ может быть 249А! Тепловой расцепитель сработает примерно за секунду, а за это время могут произойти катастрофические события.

Именно поэтому в частном секторе, где до подстанции – несколько километров старого алюминия, да и в квартирах я очень рекомендую ставить автоматы с характеристикой В.

Защитная характеристика С вполне допустима и используется пока повсеместно.

Характеристика D в быту не применяется и даже вредна – там нет и не может быть больших пусковых токов, превышающих номинальный в 10…20 раз. А учитывая, что в частном доме часто очень низкий ток КЗ, электромагнитный расцепитель “D” становится бесполезным и опасным – мы лишаемся защиты от КЗ.

Рассмотрим подробно несколько терминов и точек на характеристике.

Номинальный ток теплового расцепителя In

Это максимальный ток, который автомат может гарантированно проводить неограниченное время без негативных последствий и срабатывания расцепителей. Номинальный ток указан числом на передней части автомата, перед числом указан тип защитной характеристики.

Номинальный ток In – основной параметр автоматического выключателя.

Пример на фотографиях выше – В6. Ещё пример, автоматы с номинальным током 40 и 32 А и защитной характеристикой С:

Защитные автоматы TEXENERGO BA47-29 С40, С32

Неотключающий ток теплового расцепителя 1,13 In

Это ток, действие которого не приводит к выключению автомата. Его называют также током условного нерасцепления. В ГОСТ Р 50345-2010 (п.8.6 и п.9.10) говорится, что автомат не должен выключаться в течение часа при токе 1,13 In. Поэтому на характеристике и указано значение 1,13.

Отключающий ток теплового расцепителя 1,45 In

Этот параметр также называют током условного расцепления. Он равен 1,45 In. Иными словами, при сверхтоке, превышающем номинал в 1,45 раза, автомат должен гарантированно сработать по тепловой защите в течение часа работы.

Для испытания автомата на соответствие этого параметра сначала пропускают через него в течение часа ток 1,13 In, а затем сразу, не отключая повышают ток в течение 5 с до 1,45 In.

Проверочный ток теплового расцепителя 2,55 In

Эта точка на графике не отмечена, но в ГОСТе (Р 50345-2010, п.9.10.1.2) приведена. Данный ток используют для проверки работы теплового расцепителя защитного автомата. Для этого подают ток 2,55 In на все полюсы автомата в холодном состоянии. Время размыкания должно быть в пределах от 1 до 60 с для автоматов с In ≤ 32 А, и от 1 до 120 с для In > 32 А.

Выводы по графику ВТХ

Читая эти правила и смотря на график ВТХ, можно сделать два вывода.

Коррекция номинального тока от температуры

Есть два фактора температурной коррекции – количество рядом стоящих автоматических выключателей и температура окружающей среды.

Как я говорил выше, все характеристики теплового расцепителя определяются при температуре окружающей среды 30 °С. Однако, автомат при работе греется, это нормально. Когда в щитке стоят несколько автоматов (а так всегда и бывает), они взаимно нагревают друг друга, и тепловой расцепитель будет срабатывать раньше, чем положено по номиналу.

Номинальная наибольшая отключающая способность, Icn

Отключающая способность автомата должна быть гораздо больше, чем ожидаемый ток короткого замыкания в данной цепи.

Ведь при выключении (размыкании) контактов возникает электрическая дуга (фактически – пламя), которая может привести к пожару, взрыву, обгоранию поверхности контактов. И даже – сплавливанию и свариванию контактов! Чтобы уменьшить вероятность возникновения таких последствий, дугу гасят дугогасительными камерами специальной конструкции, а контакты делают из стойких сплавов.

Номинальная наибольшая отключающая способность 6000 А = 6 кА

Согласно ГОСТ Р50345-2010 (п. 6f), параметр Icn обозначается в рамке, и в данном случае равен 6000 А. У некоторых дешевых брендов Iсn = 4500 А, у более дорогих автоматов такого размера – 10 кА.

Как я говорил выше, совсем не факт, что такой ток будет течь через автомат в момент КЗ, разве только если автомат расположен рядом с подстанцией. Однако, это параметр говорит о способности стойко реагировать на короткие замыкания, исключая вероятность пожара, при этом ничуть не теряя своих качеств.

Мне попадались автоматы, которые после первого же КЗ вообще не хотели включаться. Впрочем, это простительно – в этом здании была собственная подстанция.

Название параметра происходит от английских слов “Capacity Normal”. Или “Rated Short-Circuit Capacity (I_cn)”. Другие встречающиеся названия этого параметра – предельная коммутационная способность, номинальная наибольшая отключающая способность, номинальная отключающая способность, номинальная предельная наибольшая отключающая способность.

Часто путают этот параметр с номинальным условным током короткого замыкания Inc. Не смотря на то, что этот ток имеет те же значения (4500, 6000, 10000), он используется в описании характеристик устройств дифференциальной защиты (УЗО).

Также путают часто параметр Icn с двумя параметрами, которые я приведу ниже. Это происходит по причине того, что для аппаратов с низкой отключающей способностью все эти три параметра имеют одно численное значение.

Предельная Icu и рабочая Ics отключающая способность

Значения номинальной наибольшей отключающей способности Icn равны 3000, 4500, 6000 и 10000 А (п.5.3.4), и в то же время равны значениям предельной наибольшей отключающей способности Icu (п.5.2.4).

Тут для меня немного не понятно – если эти параметры равны, зачем существует Icu? Кто знает – поделитесь в комментариях!

Ещё не понятно (возможно, это ошибка при переводе) – почему вместо номинальной наибольшей отключающей способности в указанном ГОСТ пишут “номинальная наибольшая коммутационная способность”. Надеюсь, что это одно и то же.

Ток Icu для автомата – крайний, предельный (Ultimate), но производитель гарантирует, что автомат безопасно отключит аварийную цепь, пусть даже ценой собственной жизни.

Значения номинальной рабочей отключающей способности Ics рассчитываются, исходя из номинальной наибольшей отключающей способности Icn:

Ics = % Icn

Рабочая и номинальная отключающие способности. Соотношения при разных значениях

Слово “рабочая” (Servise) говорит о том, что автомат можно после данного тока КЗ включить (естественно, после устранения причин КЗ), и он продолжит работать с теми же параметрами. Ток Ics автомат может выдержать три раза за весь период эксплуатации (но это не точно), далее он подлежит замене. Подробнее можно почитать в ГОСТе.

Параметры Icu и Ics в бытовом применении не используются, и в первом приближении (Icn ≤ 6 кА) можно сказать, что Icn =Icu = Ics, а для бытовых электрощитков вполне достаточно применения АВ с отключающей способностью 4,5 кА.

Однако, если говорить о вводных автоматах, по ГОСТ 32397-2013 при токах до 63 А номинальная наибольшая отключающая способность должна быть не менее 6 кА, а при токах до 125 А – не менее 10 кА.

В английской терминологии, откуда всё и пошло, это звучит как Rated Ultimate Short-Circuit Breaking Capacity (I_cu) и Rated Service Short-Circuit Breaking Capacity (I_cs)

Подробнее о силовых автоматах в литом корпусе, для которых эти параметры имеют значение, я пишу в другой статье.

Класс токоограничения

Этот параметр говорит о быстродействии автомата. Значение параметра приводится в рамке, под значением Icn:

Класс токоограничения автомата говорит о быстродействии электромагнитной защиты

Цифра в рамке говорит о части периода напряжения, за которое электромагнитная защита сработает при КЗ. Если указана цифра “3”, значит, при КЗ автомат успеет отработать за 1/3 периода, или за время около 6 мс.

Впрочем, в наши дни технология продвинулась настолько, что все производители легко выполняют данное условие, и автоматический выключатель любого бренда имеет класс токоограничения 3.

Скачать

Для тех, кто интересуется темой глубже и основательней, выкладываю ГОСТ, в котором подробно расписаны все характеристики и терминология касательно автоматических выключателей.

В данный момент ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) (Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения) не действует, вместо него введен ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) (Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока). Его и выкладываю для скачивания:

• Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения / Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения: Справочное пособие. В справочном пособии изложены требования ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) к автоматическим выключателям бытового назначения, предназначенным для защиты от сверхтока, рассмотрена конструкция автоматических выключателей, даны характеристики и приведена их классификация. Разбираются ошибки, которые частично исправлены в новой версии ГОСТ Р 50345-2010, pdf, 7.17 MB, скачан: 931 раз./

Обновление по ГОСТ на автоматические выключатели от 1 марта 2021 г.

ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) теперь не действует, вместо него – вступил в действие ГОСТ IEC 60898-1-2020 с тем же названием. Кроме того, есть ГОСТ IEC 60898-2-2011, в котором более точно приведены контрольные точки ВТХ в таблице 7 и п.9.

Cтатья про ток КЗ, опубликованная в бумажном журнале “Электротехнический рынок”:

• Ток КЗ: размер имеет значение / Статья про ток КЗ, опубликованная в журнале Элек.ру, pdf, 4.45 MB, скачан: 538 раз./

На сегодня всё, жду вопросов и справедливой критики в комментариях.

А во второй части статьи мы рассмотрим конструкцию защитного автомата снаружи и изнутри, а также проведём его тестирование.

Рекомендую похожие статьи:

Шикарная статья, спасибо! А если частный дом 380 вольт, и есть несколько достаточно мощных станков на три-четыре кВт, какие на их линии порекомендуете автоматы ставить?

Спасибо, рад что статья понравилась!

По выбору трехполюсного автомата для трехфазной сети – для начала, нужно отталкиваться от сечения кабеля. Потом – от мощности станка.
Для Вашего случая рекомендую минимальное сечение кабеля – 4х1,5, автомат 6 или 10 А,
или (лучше) 4х2,5, автомат 10 или 16 А.

Либо, посмотреть номинальный ток автомата на вводе станка, и взять для питания кабеля на такой же ток, а кабель – согласно паспорту на станок.

Спасибо за ответ! Задал вам еще один вопрос в комментариях к вашей статье по заземлению, тоже очень хорошая статья!

Ага, есть умники которым побольше автомат на розетку надо – чтобы не отключался! Спасибо за подробный разбор.

Хорошая статья, познавательно, но у меня остались вопросы…
Начну с критики, так как Вы сами об этом попросили, цитирую:
-“Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, на практике может получиться и в результате короткого замыкания. Но ток короткого замыкания не бесконечен – он определяется сопротивлением цепи от подстанции до места замыкания. Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это – сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики С, электромагнитная защита сработает (как повезёт!) при токе от 125 до 250 А. То есть, не сработает вообще! Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.”

Мне это не понятно, что может загорется и от чего? Очень спорная ситуация по нескольким причинам:
1) если такая линия защищена автоматом 25А из расчёта сечения провода, допустим 4 кв мм, но линия слишком длинная и её сопротивление велико ю, и ток КЗ не превысит 100А, то ничего страшного не произойдет за время срабатывания тепловой защиты автомата.
2) если переноска включена в длинную линию, но имеет сечение меньше чем 4 кв мм, то автомат 25А в принципе не защитит должным образом, какой бы он не был, хоть “В”, хоть “С” или “D”
3) спорно целесообразность использования такой линии на номинальном токе 25А, так как потери в проводе превысят допустимые пределы и составят 1/4
Вопрос, что вообще должен защищать автомат в принципе?
Если автомат защищает провод от щита к розетке, то номинал автомата подбирается по сечению провода. Тут уже всё равно какой характеристики автомат, так как его правильный подбор делается исходя из сечения кабеля.
Автомат “защищает” от аварий двух типов – перегрузки и КЗ. В любом случае аварии и любом характере нагрузки, это задача автомата- защитить провод, иначе зачем он нужен…
Почемуто статей с такими рассуждениями об автоматах мне не встречалось, во всех всё запутано и сложно для восприятия принципов.
Универсальной защиты провода к розетке и провода к потребителю зделать автоматом в щитке невозможно!
По моему мнению, хорошая защита придумана в Британии. Если Вам попадался шнур с британским стандартом вилки, то обратите внимание на саму вилку – в ней предохранитель. Следовательно, в зависимости от мощности потребителя используется кабель необходимого сечения и предохранитель спасает этот кабель и исключает его возгорание в случае аварии. Ключевой момент – предохранитель именно в вилке, а не в самом электроприборе! Почему у нас так не делают? Не выйдет сделать розетку в доме универсальной, как для обогревателя, так и для потребителя малой мощности. Автомат в щитке, любой из трех характиристик, должен защищать провод к розетке!
Про токи КЗ, возникающую при этом электрическую дугу, интересно, но долго писать и рассуждать…

На розеточные сети ставится автомат не более 16А (даже на самих розетках пишут номинальный ток), и при этом (вы правы) защищается в первую очередь кабель, а не электропотребитель. В случае когда надо защитить именно потребителя (электроприбор – водонагреватель, насос, кондиционер), то автомат выбирают по рабочему току, и подключают по правилам напрямую к электропотребителю (без розетки).

Серг, представьте ситуацию, в розетку на кухне включен миксер, сечение кабеля миксера имеет допустим 0.75 кв мм. В результате нескольких лет использования, в месте входа кабеля в корпус миксера, перетерлась изоляция и произошло КЗ, сработает ли автомат в щитке на 16 А?
https://www.youtube.com/watch?v=46EvF0ZyP68
Как Вы думаете, чего так много дыма на видео?
От сюда логичный вопрос, что защищает автомат установленный в щитке на группу розеток? Зачем заморачиваться с автоматом “В16” или “С16”? Любой из них защитит кабель идущий к розетке, и не сработает при КЗ в подобной ситуации, и не защитит значительно более тонкий кабель к потребителю тока

Зачем так сложно заморачиваться? От перебора всех возможных вариантов ситуация понятнее не станет, а этих вариантов может быть бесконечное множество на один автомат. И токи короткого замыкания могут произойти в абсолютно любом месте, и величина у них будит все время разная, и зависит это от громадного числа случайных факторов, и … что это даёт для понимания? Ничего. Какой смысл имеют все эти рассуждения?

Автомат рассчитан на номинальный ток, вот его он и будет проводить так как положено и не будет ни на что реагировать. Правильно написано, что понятие номинального тока несколько условно и зависит от температуры окружающей среды только в том месте где находится автомат. И автомат волнует только величина тока, протекающего по его токоведущим частям, а не то что там дальше происходит. Он «понятия не имеет» провод какого сечения подключён к нему и что он должен защищать. Подключите провод слишком малого сечения: этот провод и при номинальном токе сгорит, а автомат этого даже и не поймёт (у него будет все хорошо) … вот и выбирайте сечение провода исходя из величины планируемой нагрузки, согласовав его с номинальным токов автоматического выключателя.

А если проложите провод безумно большого сечения (например до розетки) … его автомат будет защищать и (или) розетку? Защищать он будет и розетку, и нагрузку, включенную в эту (-эти) розетку … и пошла писать епархия, что он там будет защищать. Короче, защищать он будет всю сеть, которую он питает. А что там будет перегреваться, гореть, коротить, плавиться, бить током зависит от грамотности расчетов, монтажа и эксплуатации. И автомата это не касается, ему все это фиолетово. Он будет только реагировать на те параметры тока, на которые он настроен и под которые создан.

И если ток нагрузки превысит номинал, включится тепловой расцепитель (биметаллическая пластина), от нагрева начнёт выгибаться в заданную сторону (скорость изгиба пластины зависит от величины протекающего тока, что прямо пропорционально скорости нагрева) и когда столкнёт фиксатор механизма свободного расцепления, автомат разомкнёт свои силовые контакты под действием освободившейся пружины. Это режим перегрузки.
В случае протекания по цепям автомата токов короткого замыкания начинает работать электромагнитный расцепитель (катушка с сердечником) и тоже давит на этот же фиксатор и все повторяется. Электромагнитный расцепитель быстродействующий и время его срабатывания намного быстрее реакции теплового расцепитель (инерционного).
Вот и все больше ни на что автомат не реагирует.
Как он будет гасить дугу, какие ПКСы и все остальное это другая тема.

Да если сеть слабая, то токи к.з. будут небольшими и может оказаться, что их будет отключать не быстродействующий электромагнитный расцепитель, а тепловой, что приведёт или не приведёт к печальным последствиям. Все же токи короткого замыкания чем раньше отключить тем будет лучше. Или если у вас асинхронная нагрузка, то пусковые токи автомат не должен путать с коротким замыканием и их не надо отключать … другая характеристика.

Рассчитывайте параметры подключаемой к автомату сети с учетом характеристик питающей сети и выбирайте автомат.

Источник