Категории и технические характеристики автоматов a, b, c и d

IIITOIIOP68 › Блог › Автоматы — что к чему и почему.

Доброго времени суток!
Сегодня рассмотрим автоматические выключатели

Немного теории. Для чего вообще они нужны? А вот нужны они как-раз для защиты сети и приборов только от короткого замыкания и перегрузки. Никаких других защитных функций они не выполняют. У автоматических выключателей (далее АВ) есть несколько характеристик

Кривая отключения — В, С, D

Кривая отключения это номинал короткого замыкания, требуемый для отключения. На графике как-раз наглядно показано, что кривая отключения В — 3-5 номиналов, С — 5-10 номиналов, D — 10-20 номиналов. Для чего же нужны эти кривые? Кривая отключения В — применяется в новостройках и в домах, где низкое напряжение. Если для отключения по КЗ автомату С16 нужно будет как минимум 80 ампер, то В всего 48 ампер. Следовательно, если проводка старая или слабая, или пониженное напряжение, то самый оптимальный вариант автоматы с кривой В. Кривая отключения С — применяется повсеместно от бытового до промышленного использования. Самая распространенная кривая. Тут в принципе описывать нечего: 5-10 номиналов это норма. Кривая отключения D — применяется в основном на реактивные нагрузки — приборы содержащие обмотку (двигатели, большие группы светильников с дросселями и прочие). С такой кривой автоматы ставят в подъездные распределительные щиты. Если автомату с кривой С и номиналом 16 ампер нужно 80 ампер на отключение по КЗ, то такому-же автомату с кривой D нужно уже 160 ампер по КЗ.

Таким образом и подошли к термину селективности АВ Селективностью автоматических выключателей является подбор устройств в одной системе таким образом, чтобы при повреждениях или возникновении аварийной ситуации на любом участке электросистемы, отключение производилось одним автоматом, который расположен ближе всего к месту повреждения на линии и другие автоматы не срабатывали. То есть, если неисправность или авария произошли в районе розетки, то отключается только автомат розеточной группы этого помещения, а автоматы, стоящие между счетчиком и этим автоматом, не отключаются.

2. Еще у АВ есть максимальный отключающий ток по КЗ — это максимальный ток, на котором отключающая способность автомата сохранится. Обозначается он цифрами 4500, 6000 или 4,5кА, 6кА и так далее Если у нас автомат имеет максимальную отключающую способность 4500А = 4,5кА, то ток в 4500 ампер по КЗ его скорей всего испортит. Но дома или в квартире такого тока по КЗ практически не получить. Следовательно для дома и квартиры больше 4,5кА нет смысла ставить. Для офисов, нежилых помещений и на производстве во всю используются автоматы на 6кА — присутствуют реактивные нагрузки, и возможны замыкания.

3. И есть еще биметаллическая пластина. Она нужна для отключения АВ при перегрузке. Допустим: есть автомат на 16 ампер, макс мощность 3520Ватт, номинал теплового расцепителя по кривой С в среднем составляет 1,45 от номинала — 23,2 ампера или 5104 Ватта! Но это не значит, что нужно перегрузить линию в 1,45 раза! Если будет такой перегруз, то автомат сработает практически сразу! А вот если начинать уже от 4000 Ватт, то уже будет задержка в 5-10 минут. после чего АВ сработает.

4.Еще они различаются по модулям. 1 модуль = 17,5 мм — Немецкий DIN стандарт. Следовательно, автоматы бывают 1,2,3 и 4 модульные.

НЕ БЫВАЕТ 2-х и 3-х ФАЗНЫХ АВТОМАТОВ!

Теперь рассмотрим сам автомат в разборе

Вот они кишки китайского автомата! Под номерами обозначены его основные составляющие: 1. Клемма для подключения (расположены как сверху, так и снизу АВ) 2. Дугогасительная камера — необходима для разделения большой дуги (во время расцепления по КЗ) на более мелкие дуги, которые не испортят АВ. 3. Биметаллическая пластина. 4. Электромагнитный расцепитель. 5. Механизм выключателя.

Ну а теперь рассмотрим АВ разных производителей. Отсортированы они по качеству от качественных до плохих.

1. ABB S200 — чистокровные немцы! Профессиональная серия с высоким качеством, ценник высокий, но того стоят. Не было еще ни одной жалобы на то, что эти автоматы не сработали. 6кА. В этой серии есть возможность подключения всевозможного доп. оборудования реле мак/мин напряжения, контакт состояния и прочие. Сделан отдельный отсек для подключения гребенчатой/вилочной шины.

2. ABB SH200 — тоже чистокровные немцы. Серия для дома уже 4,5кА. Более простые, но качество самое высокое.

3. Schneider Electric Acti-9 серии iС9 или iК9 — немецкие французы. Качество чуть ниже АВВ, но всё же есть. iС9 и iК9 отличаются тем же — профессиональная и простая серия.

4. Legrand DX-3 и DX-3 французы, собранные в Польше или Болгарии (о курва!), качество соответственно ниже. Ценник в основном за бренд. DX-3 -профессиональная Польская серия, ТX-3 простая Болгарская серия.

5. Schneider Electric Domovoy — бюджетная серия от Шнайдера. Собираются в Румынии, качество чуть ниже Леграна. Цена тоже ниже.

6. КЭАЗ — OptiDin — Курские! Наши! Качество, по заверениям производителя высокое, но не проверенное. Собираются вручную, процент брака 0,1%. ценник приемлемый .

7. IEK — гонище ебаное китайщина собранная в России — лично видел как они горят! Красиво очень))) Автоматы слизаны у Шнайдера (когда они еще были Merlin Gerin) лет так 15-20 назад. До сих пор производятся по той же технологии (шнайдер уже давно их обогнал по технологиям и качеству). Годятся на времянку (чтобы строители/отделочники/ремонтники не попиздили сперли) и на бюджетные организации. Но в последнее, как ни странно, время качество стало подниматься.

8. TDM — отделились от IEKа и создали свой завод с блекджеком и шлюхами! Чертежи, технологии и все примочки те-же, только TDM! Качество ниже IEKа.

9. Есть еще всякие ASD, EKF, DeKraft и прочие, чьё качество очень сомнительно. Так-же слизаны с древних разработок Merlin Gerin, но коряво и без доработок из-за этого горят часто и срок службы маленький.

Сечение кабеля для автомата с16

В жилых домах, как правило, используется однофазная сеть. Поэтому проводку выбирают с 2 или 3 жилами. Их диаметр в поперечном сечении должен соответствовать установленному электроавтомату на 16 ампер. Максимально допустимый диаметр составляет 25 кв. мм, но показатель зависит также от металла, из которого состоит кабель. Вот их сравнительная характеристика:

Вам это будет интересно Трёхфазный автоматический выключатель с25

Несмотря на заметную разницу в стоимости материалов (алюминиевая проводка дешевле в 2-3 раза), прокладывают в большинстве своем медный кабель. При выборе сечения жил опираются на характер автомата и способа размещения проводов.

Для защитного устройства на 16А медная жила должна иметь сечение в 2,5 кв. мм. Это соответствует предельному для нее напряжению в 21А в замурованном в стены положении, 30А в открытом (контактирует с внешней средой, а значит легко отдает тепло при нагревании).

Если взять провод с сечением 1,5 кв. мм, то в течение часа он перегреется и выйдет из строя. Это обосновано максимально допустимым током, равным 18 А.

Автоматические выключатели — тип B или тип C?

Под время-токовой характеристикой подразумевается зависимость времени срабатывания от отношения тока, протекаемого через выключатель I, к номинальному току автомата In. Очевидно, что при возникновении угрозы безопасности автоматический выключатель должен срабатывать быстро. Но всегда ли быстрое срабатывание — это хорошо?

Представим себе идеальный автоматический выключатель должен срабатывать мгновенно при небольшом превышении номинального тока. Но, если бы такой выключатель можно было создать, он был совершенно бесполезен из-за постоянных ложных срабатываний. При включении-выключении любого электрического прибора в сети неизбежно возникают экстратоки коммутации. Ток при пуске электродвигателя намного выше, чем в устоявшемся режиме. При включении блока питания происходит значительный всплеск потребляемого тока из-за процесса зарядки сглаживающих конденсаторов. Во многих современных приборах включение-выключение нагрузки постоянно происходит во время работы. Если бы время задержки было равно нулю, выключатель срабатывал при любой коммутации нагрузки. В то же время, при очень высоких токах по соображениям безопасности практически мгновенно обесточить потребителя электроэнергии. Это противоречие в современных автоматических выключателях решается путем применения расцепителей одновременно двух видов — тепловых и электромагнитных. Тепловые расцепители срабатывают, если сила тока, протекающего через автоматический выключатель, длительное время превышает 1,45 In. Они предотвращают перегрев электрических проводов, который приводит к разрушению изоляции. Электромагнитные расцепители защищают от короткого замыкания. Они срабатывают практически мгновенно при силе тока, которая превышает In в 3 — 20 раз, в зависимости от типа время-токовой характеристики. Данный параметр называется током мгновенного расцепления. Классификация защитных автоматов по время-токовой характеристике Согласно ГОСТ Р 50345-2010, защитные автоматы для бытового и аналогичного применения (небольшой офис, небольшое производство) делят, в зависимости от время-токовой характеристики, на типы B, C и D. Существуют и некоторые другие типы время-токовых характеристик, также обозначаемые буквами, например, A. Но они или выведены из обращения в связи с моральным устареванием, или же предназначены для узкоспециализированных применений. ГОСТ Р 50345-2010 определяет защитные автоматы с время-токовой характеристикой типа B как имеющие ток мгновенного расцепления свыше 3In до 5In включительно, типа С — свыше 5In до 10Inвключительно, типа D — свыше 10In до 20In включительно. Под мгновенным расцеплением в данном случае понимается разрыв цепи питания менее, чем за 0,1 с. Также время срабатывания при определенных условиях может быть связано с номинальным током автомата, а не с его типом. Например, при длительном действии тока до 1,13In включительно защитный автомат не должен срабатывать. При действии тока 1,45In расцепление должно происходить за время менее 1 ч при номинальном токе автомата до 63 А включительно и менее 2 ч при номинальном токе автомата более 63 А. Когда через автомат протекает ток силой 2,55In, то время срабатывания составляет от 1 до 60 с при номинальном токе до 32 А включительно и от 1 до 120 с при номинальном токе свыше 32 А. Обратите внимание, что для тока величиной 2,55In нормируются не только максимальное, но и минимальное время срабатывания. Типичные время-токовые характеристики защитных автоматов типов B, C и D Тип D используется крайне редко. В основном защитные автоматы с такой характеристикой ставят там, где используются очень мощные электродвигатели. Например, в отдельно стоящих коттеджах, где есть мощные водяные насосы и системы централизованного кондиционирования. Иногда автоматы с время-токовой характеристикой D используются в качестве вводных для обеспечения селективности. В подавляющем большинстве проектов приходится выбирать между время-токовыми характеристиками B и C. Время-токовая характеристика типа B рекомендуется для электроприборов, представляющих из себя нагрузку с преимущественно активной составляющей. Это могут быть лампы накаливания, всевозможные обогреватели, электропечи для приготовления еды. Также приборы, которые подключаются к защитному автомату типа B, не должны иметь больших пусковых токов. Согласно сложившейся практике, к защитным автоматам типа B часто подключают и люминесцентные светильники.

Время-токовая характеристика типа C рекомендуется для электроприборов, которые представляют собой нагрузку с ярко выраженной реактивной или нелинейной составляющей, либо имеющих значительные пусковые токи. К ним относятся светодиодные лампы и светильники, всевозможные бытовые устройства с электромоторами, аппаратура с импульсными блоками питания, компьютерная техника.

Оптимальный вариант — использование с данным типом нагрузки защитного автомата со специально предназначенной для нее время-токовой характеристикой. Но это можно практически реализовать, если нагрузка подключается к защитному автомату посредством неразъемного соединения, либо розетка расположена таким образом, что к ней можно подключить только один вид нагрузки. Но в реальности более распространен вариант, когда есть розетка, в которую могут быть включены самые разнообразные устройства. Поэтому приходится выбирать защитные автоматы такого типа, который бы наилучшим образом подходил к разнообразной нагрузке. Уже существующая проводка Лет 20 тому назад устройства с импульсными блоками питания были еще редкостью, а светодиодные лампы и светильники вообще не выпускались серийно. Поэтому в подавляющем числе жилых помещений и офисов использовались защитные автоматы типа B. При выборе сечения проводки в первую очередь учитывается то, чтобы даже на самом дальнем конце при коротком замыкании ток был достаточен для срабатывания защитного автомата. Зачастую это требование обуславливает большее сечение проводки, чем требуется для данной максимальной мощности нагрузки. Поскольку автоматы с время-токовой характеристикой типа B срабатывают при токах 3In – 5In, благодаря их использованию удается немного уменьшить сечение проводки. В современных условиях автоматы типа B могут демонстрировать частые ложные срабатывания. Наиболее характерный пример из реальной практики — замена люминесцентных светильников в помещении на светодиодные. Средний потребляемый ток уменьшается в несколько раз, но ранее установленные защитные автоматы, спокойно выдерживавшие нагрузку люминесцентных светильников, начинают срабатывать при включении светодиодного освещения из-за значительно больших пусковых токов. Для светодиодного освещения предпочтительно использование время-токовой характеристики типа C Проблема обычно «лечится» заменой автоматов типа B на автоматы типа C. Но просто так вынуть одни автоматы в щитке и установить вместо них другие нельзя — может возникнуть ситуация, что при коротком замыкании автомат типа C не сработает. Нужно обследовать состояние проводки, найти самый дальний ее конец и определить сопротивление короткого замыкания. А еще лучше — в дополнение к осмотру состояния проводки найти документацию на проект и провести ее всесторонний анализ. Естественно, всем этим должен заниматься опытный квалифицированный специалист. В том случае, если замена автоматов типа B на автоматы типа C невозможна по соображениям безопасности, придется ограничить использование приборов, вызывающих ложное срабатывание защиты. Или же заменить проводку. Новая проводка При создании новых проектов можно изначально закладывать в них применение автоматов типа C. При этом выбирается соответствующее сечение проводки, чтобы автомат надежно срабатывал при коротком замыкании даже на самом дальнем ее конце.

Некоторые производители поставляют в свободную продажу только автоматы с характеристикой типа C, а если нужна характеристика типа B, то такой автомат доступен только по предзаказу. Или оставляют возможность выбора время-токовой характеристики только в самых дорогих линейках продукции. Определенные преимущества в этом смысле имеют автоматические выключатели Easy9 производства Schneider Electric. Продукция этой линейки отличается оптимальным соотношением цена/качество. Более того, в ней есть защитные автоматы типов B и C номиналами от 6 до 63 А (1-4 полюсные). Причем тип B реально купить без предзаказа. Тем не менее, и в наше время нужны защитные автоматы не только типа С, но и типа B, о чем пойдет речь далее.

Автоматические выключатели линейки Easy9 производства Schneider Electric доступны потребителям в вариантах с время-токовой характеристикой типов B и C

Проводка в квартире или коттедже может быть новой, но само здание расположено в районе со старой, изношенной инфраструктурой. В таком случае применение автоматов типа C приведет к проблемам с энергоснабжением не только у вас, но и у соседей. Вот почему в любом случае крайне желательно проконсультироваться о допустимых типах время-токовых характеристик защитных автоматов у вашего поставщика электроэнергии. Для стационарного электрического водонагревателя предпочтительно использование время-токовой характеристики типа B, даже если у вас новая проводка Действующие правила обязывают устанавливать отдельные защитные автоматы для стационарных нагревателей воды, а также мощных систем электрообогрева здания. Поскольку в данном случае один защитный автомат обслуживает только одно устройство, а нагрузка носит исключительно активный характер, есть смысл использовать защитный автомат типа B, даже если вы проложили новую проводку. В результате значительно повышается безопасность. Следует отметить, что в современной высококачественной бытовой технике, благодаря применению специальных технологий, пусковые токи значительно меньше, чем были раньше, даже если используется импульсный блок питания. Поэтому, если вы оснастили квартиру или коттедж только современной техникой, можно сделать выбор в пользу защитных автоматов типа B. При этом можно повысить надежность энергоснабжения, реализовав принцип селективного отключения. Он заключается в том, что из-за задержки по времени в срабатывании вышестоящего защитного автомата относительно нижестоящего предотвращается отключение питания по всему коттеджу или по всей квартире. Самый экономичный способ реализации селективной защиты — поставить вводной автомат типа С, а в качестве нижестоящих использовать автоматы типа B.

Выбор время-токовой характеристики защитного автомата должен диктоваться только объективными условиями. Тот факт, что автоматы типа C сейчас используются гораздо чаще, чем автоматы типа B, господствовавшие в прошлом, не означает, что тип C «лучше» или «более продвинутый». Это просто два разных типа для разных условий, но технологический уровень их исполнения одинаков, что подтверждает, например, ассортимент недорогих модульных устройств линейки Easy9 компании Schneider Electric. Вне зависимости от того, какой тип время-токовой характеристики у автоматического выключателя — B или C, знаменитое качество Schneider Electric гарантируется.

При выборе автоматического выключателя основным параметром считается номинальный ток. Но, наряду с ним, есть еще такой параметр как время-токовая характеристика.

Изменение характеристик расцепления автоматов

Как упоминалось в начале статьи, все характеристики предохранительных автоматов приводятся при температуре окружающей среды в 30 градусов по Цельсию. Для того, чтобы узнать время срабатывания механических коммутаторов при других температурах, следует учитывать такие поправочные коэффициенты:

1.Kt – температурный коэффициент окружающего воздуха. На графике ниже можно проанализировать его значения. Чем выше температура воздуха, тем ниже значение данного коэффициента, а значит и снижается номинальный ток выключателя, то есть его нагрузочная способности. Или, иначе, чем холодней, тем меньше нагрузочная способность. По этойпричине в жарких помещениях возможно срабатывания автоматов даже без роста нагрузки.

Теперь рассмотри пример использования коэффициентов на практике. Допустим, распределительный щиток установлен на улице и к нему подключено 4 автомата:

• вводной автомат типа ВА 47-29 С40 – 1 штука;
• групповой автомат типа ВА 47-20 С16 – 3 штуки.

Температура окружающей среды – минус 10 градусов по Цельсию.

1.Kt=1,1.

2.Kn=0,82.

Рассчитываем номинальный ток:

In=16*1,1*0,82=14,43 Ампер.

Следовательно, чтобы определить предельное время отключения защитного автомата типа С нужно использовать не соотношение I/In (I/16), а I/In* (I/14,43).

Отличие защитных характеристик C, B и D автоматических выключателей, области применения автоматов

Поставляем автоматические выключатели ВА47‑29 с номинальными токами от 0,5 до 63 ампер с защитными характеристиками B, C или D.

Введение

Модульные автоматические выключатели применяют:

• для защиты сетей: от коротких замыканий – для этого встроен электромагнитный расцепитель;
• от перегрузок – для этого встроен тепловой расцепитель;

Тепловой и электромагнитный расцепитель установлен в каждом полюсе автомата и вместе их называют комбинированным расцепителем. Характеристика C, B или D определяет силу тока короткого замыкания, при которой произойдёт мгновенное защитное срабатывание, а следовательно, места применения автомата с конкретной характеристикой. Срабатывание вызывает электромагнитный расцепитель. Слева фотография модульных выключателей ВМ63 с разбором надписей («что есть что»).

Отличия автоматических выключателей с характеристиками B, C и D

Значения изъяты из таблицы 2 на странице 11 стандарта на модульные автоматические выключатели ГОСТ 50345‑99 (ссылка внизу). где In – номинальный ток автоматического выключателя. Примеры:

1. Автомат на номинальный ток In = 6 ампер с характеристикой B: не сработает* при коротком замыкании 18 ампер (3·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 30 ампер (5·In) и выше.
2. Автомат на номинальный ток In = 16 ампер с характеристикой C: не сработает* при коротком замыкании 80 ампер (5·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 160 ампер (10·In) и выше.
3. Автомат на номинальный ток In = 50 ампер с характеристикой D: не сработает* при коротком замыкании 500 ампер (10·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 2500 ампер (50·In) и выше.

*Под словами «не сработает» понимаем не сработает под воздействием электромагнитного расцепителя мгновенного действия. Но есть тепловой расцепитель, который нагреется в течение нескольких секунд и отключит сеть.

При этом стандарт не указывает как будет вести себя выключатель в самом диапазоне (заложена погрешность). Испытания проводят только в граничных положениях (согласно таблице 6 на странице 19 стандарта ГОСТ 50345‑99):

• нижняя граница (3, 5 и 10 от In соответственно) – отключения не происходит в течение 0,1 секунды;
• верхняя граница (5, 10 и 50 от In соответственно) – происходит защитное срабатывание в течение 0,1 секунды.

Характеристика B автоматического выключателя

Выключатели с характеристикой В применяют для протекции:

• протяжённых кабельных линий;
• цепей с нагревательным элементом (ТЭНом, электрической печью, бойлером);
• вторичных цепей или сетей с большим сопротивлением и низким током (из-за чего токи короткого замыкания низкого уровня): сигнализации;
• управления;
• измерения.

Характеристика C автоматического выключателя

Автоматы с характеристикой С применяют повсеместно: в бытовых и офисных помещениях, на промышленных объектах. С помощью них защищают:

• квартирные и офисные розетки;
• освещение на кухне, в спальнях; в ванной, в кабинете, на рабочем месте;
• отдельных потребителей (без мощных двигателей).

Назначение и разновидности автоматов

Автоматический выключатель – предохранительное устройство, которое перекрывает поступление тока в проводку при перегрузке в сети и/или коротком замыкании. Это происходит с помощью расцепителя. Он бывает трех видов, от которых зависит прямое назначение выключателя.Тепловой служит для защиты от перегрузок в сети, представляет собой биметаллическую пластину теплового реле. При превышении значения номинального тока она нагревается, расширяется и выгибается, толкая рычаг, который разрывает соединение.
Второй тип – электромагнитный. Это система из катушки, сердечника и пружины, предназначенная для защиты от короткого замыкания. При резком увеличении силы тока, проходящего через катушку, меняется магнитное поле, это в свою очередь меняет положение сердечника, приводя к сжатию пружины и срабатыванию рычага.

Есть и универсальный вариант — комбинированный. Он объединяет в себе оба вышеописанных механизма, защищая одновременно и от перегрузок, и от скачков напряжения.

По конструкции автоматические выключатели разделяются на несколько разновидностей в зависимости от силы тока, на которую они рассчитаны:

• воздушный – от 800 до 6300 А;
• в литом корпусе – от 10 до 2500 А;
• модульный – от 0,5 до 125 А.

Есть разделение автоматических выключателей и по времени срабатывания. Это характеристика, которая определяет скорость расцепления. В зависимости от её значения выделяют опять же три типа. Первый – нормальные (0,02-0,1 с), далее идут селективные (до 1 с) и быстродействующие с токоограничивающим эффектом (до 0,05 с). Последние являются особо долговечными и эффективными. Такой автомат срабатывает перед самой перегрузкой, до сильного повышения тока. Для выбора по данному параметру необходимо учесть силу перегрузок, которые могут возникнуть, и их частоту. Чем они выше и чем чаще происходят, тем быстрее устройство должно на них реагировать.

От чего должен защищать автомат?

В первую очередь автомат предназначен для защиты проводки от возгорания и разрушения. Электроприборы, как правило, автомат не защищает, не защищает и человека от удара током — эту функцию выполняет дифференциальный выключатель (УЗО в народе) или дифференциальный автомат (совмещает в себе УЗО и защитный автомат). Так вот, раз защищает проводку, значит номинал не должен быть завышен для исключения лишних срабатываний — если проводке угрожает возгорание или разрушение, ни о каком запасе по мощности не должно быть и речи! Простая мудрость: если хочешь надежную защиту и минимум срабатываний — увеличь сечение токопроводящих жил проводов, в разумных пределах естественно.

Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.