Содержание:
Как известно автоматические выключатели могут иметь следующие виды расцепителей обеспечивающих защиту электрической цепи от сверхтоков: электромагнитный — защищающий сеть от коротких замыканий, тепловой — обеспечивающий защиту от токов перегрузки и комбинированный представляющий собой совокупность электромагнитного и теплового расцепителя (подробнее читайте статью «автоматические выключатели«).
Примечание: Современные автоматические выключатели предназначенные для защиты электрических сетей до 1000 Вольт имеют, как правило, комбинированные расцепители.
Расцепители автоматических выключателей — это исполнительные механизмы которые обеспечивают отключение (расцепление) электрической цепи при возникновении в ней тока выше допустимого, причем чем больше это превышение тем быстрее должно произойти расцепление.
Зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока и называется время-токовой характеристикой или сокращенно — ВТХ.
ВТХ автоматов определяются следующими значениями:
1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)
Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.
Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления» или как ее еще называют — характеристика срабатывания.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:
Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.
Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.
Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе:
2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата.
3) Условный ток расцепления — установленное значение тока, которое вызывает срабатывание автоматического выключателя в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.16) Согласно пункту 8.6.2.3 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток расцепления равен 1,45 номинального тока автомата.
* Условное время равно 1 ч для выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч с номинальным током свыше 63 А. (ГОСТ Р 50345-2010, п.8.6.2.1)
Время-токовая характеристика автоматического выключателя определяется условиями и значениями приведенными в таблице 7 ГОСТ Р 50345-2010:
Примечание: Таблица действительна для автоматов, смонтированных в соответствии с условиями испытаний приведенными ниже работающих при температуре 30+5 °С
Для удобства производителями в паспортах на автоматические выключатели время-токовые характеристики указываются в виде графика где по оси X откладывается кратность тока электрической цепи к номинальному току автомата (I/In), а по оси Y время срабатывания расцепителя.
Для подробного рассмотрения в качестве примера возьмем график ВТХ для автоматического выключателя с характеристикой «B»
ПРИМЕЧАНИЕ: Все приведенные ниже графики предоставлены в качестве примера. У различных производителей графики ВТХ могут отличаться (смотрите в паспорте автомата), однако они в любом случае должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50345-2010 и в частности значениям указанным в таблице 7 приведенной выше.
Как видно график ВТХ представлен двумя кривыми: первая кривая (красная) — это характеристика автомата в так называемом «горячем» состоянии, т.е. автомата находящегося в работе, вторая (синяя) — характеристика автомата в «холодном» состоянии, т.е. автомата через который только начал протекать электрический ток.
При этом синяя кривая имеет дополнительно штриховую линию, эта линия показывает характеристику автомата (его теплового расцепителя) с номинальным током до 32 Ампер, это различие в характеристиках автоматов с номиналами до и выше 32 Ампер обусловлено тем, что в автоматах с большим номинальным током биметаллическая пластина теплового расцепителя имеет большее сечение и соответственно ей необходимо больше времени что бы разогреться.
Кроме того каждая кривая имеет два участка: первый — показывающий плавное изменение времени срабатывания в зависимости от тока электрической цепи является характеристикой теплового расцепителя, второй — показывающий резкое снижение времени срабатывания (при токе от 3 In в горячем состоянии и от 5 In в холодном состоянии ), является характеристикой электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Как видно, на графике ВТХ отмечены основные значения характеристик автомата согласно ГОСТ Р 50345-2010 при 1.13In (Условный ток нерасцепления) автомат не сработает в течении 1-2 часов, а при токе в 1,45 In (Условный ток расцепления) автомат отключит цепь за время менее 50 секунд (из горячего состояния).
Как уже было сказано выше ток мгновенного расцепления определяется характеристикой срабатывания автомата, у автоматических выключателей с характеристикой «B» он составляет от 3In до 5In, при этом согласно вышеуказанному ГОСТу (таблице 7) при 3In автомат не должен сработать за время менее 0,1 секунды из холодного состояния, но должен отключиться за время менее 0,1 секунды из холодного состояния при токе в цепи 5In и как мы можем увидеть из графика выше данное условие выполняется.
Так же по время-токовой характеристике можно определить время срабатывания автомата при любых других значениях тока, например: в цепи установлен автомат с характеристикой «B» и номинальным током 16 Ампер, при работе в данной цепи произошла перегрузка и ток вырос до 32 ампер, определяем время срабатывания автомата следующим образом:
- Делим ток протекающий в цепи на номинальный ток автомата
32А/16А=2
Определив что ток в цепи в два раза больше номинала автомата, т.е. составляет 2In откладываем данное значение по оси X графика и поднимая от нее условную линию вверх смотрим где она пересекается с кривыми графика:
Как мы видим из графика при токе 32 Ампера автомат с номинальным током 16 Ампер разомкнет цепь за время менее 10 секунд — из горячего состояния и за время менее 5 минут — из холодного состояния.
Приведем примеры ВТХ автоматических выключателей всех стандартных характеристик срабатывания (B, C, D):
ПРИМЕЧАНИЕ: Время-токовые характеристики согласно ГОСТ Р 50345-2010 указываются для автоматов работающих при температуре +30+5 оC смонтированных в соответствии с определенными условиями:
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 При испытаниях выключатели устанавливают отдельно, вертикально, на открытом воздухе в месте, защищенном от чрезмерного внешнего нагрева или охлаждения.
испытания автоматических выключателей проводят при любой температуре воздуха, а результаты корректируют по температуре +30 °С на основании поправочных коэффициентов, предоставленных изготовителем.
При этом в любом случае отклонение испытательного тока от указанного в таблице 7 не должно превышать 1,2% на 1 °С изменения температуры калибровки.
Изготовитель должен подготовить данные по изменению характеристики расцепления для температур калибровки, отличных от контрольного значения.
Таким образом, что бы точно узнать время отключения автоматических выключателей, эксплуатируемых при условиях отличающихся от условий испытания необходимо воспользоваться поправочными коэффициентами которые должен предоставить изготовитель данных выключателей.
Приведем пример таких поправочных коэффициентов (обычно их всего 2):
- Температурный коэффициент (Кt)
Температурный коэффициент учитывает отличие температуры окружающей среды при которой автоматический выключатель испытывался от фактической температуры окружающей среды при которой он эксплуатируется:
Как видно из графика, чем ниже температура окружающей среды тем выше данный коэффициент. Объясняется это просто — чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток должен протекать через автоматический выключатель что бы нагреть расцепитель до температуры необходимой для его срабатывания.
- Коэффициент, учитывающий количество установленных рядом автоматов (Кn)
Как было сказано выше, автоматические выключатели при их испытании устанавливаются отдельно, однако на практике они устанавливаются в электрических щитах в один ряд с другими автоматами, что соответственно ухудшает их охлаждение за счет ухудшения циркуляции воздуха и тепла от установленных рядом выключателей:
Соответственно, как и можно увидеть из графика, чем больше рядом установлено автоматов, тем меньше данный коэффициент.
Зная поправочные коэффициенты можно скорректировать номинальный ток автомата в зависимости от условий его эксплуатации.
Например: имеется автоматический выключатель с номинальным током 16 Ампер установленный в щитке с 5 другими автоматами при температуре окружающего воздуха +10оC.
- По графикам выше найдем поправочные коэффициенты:
- Кt=1,05
- Кn=0,8
- Зная поправочные коэффициенты скорректируем номинальный ток автомата:
In/= In* Кt* Кn=16*1.05*0.8=13.44 Ампер
Соответственно при эксплуатации автоматического выключателя в вышеуказанных условиях для определения времени его срабатывания необходимо принимать ток не 16 Ампер, а 13,44 Ампера.
Автор статьи: Дмитрий Комлев
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.
Хорошая статья, давно искал доступную информацию по данной теме.
Здравствуйте, Роман! Спасибо за Ваш отзыв.
грамотно написанная статья.
Спасибо! Мне, как автору данной статьи, очень приятно)
Спасибо. Очень доступно. Помогли разобраться.
Здравствуйте, Дмитрий! Спасибо за Ваш отзыв.
Спасибо за статью. Для трехфзных АВ поправочный коэф. Кn брать при N=3 (3-х полюсный)? В моем регионе температура летом достигает до +50 гр. в тени, а в металлическом шкафу ТП и того больше, значит Кt будет примерно 0,9
Здравствуйте, Atarik:. Как написано статье данные поправочные коэффициенты могут отличаться у автоматических выключателей различных производителей, поэтому для правильно определения поправочных коэффициентов Вам необходимо ознакомиться с эксплуатационной документацией конкретно на Ваши автоматические выключатели.
Спасибо за статью, Доступно для понимания
Здравствуйте, Oleg! Спасибо, за Ваш отзыв.
Здравствуйте. Помогите определить (по время-токовой характеристике )какое будет время срабатывания ЭМР автоматического выключателя ВА 47-29. С16 . Если ток короткого замыкания через автомат 120 А (т.. е. 7,5 крат. от номинального). Спасибо.
Здравствуйте, Олег. Из «горячего состояния» сработает за время около 0,01 с, из «холодного состояния» за время около 4-5 с. Но это при условиях эксплуатации, совпадающих с условиями испытаний по ГОСТ Р 50345-2010, для других условиях эксплуатации необходимо использовать поправочные коэффициенты, предоставляемые конкретным производителем.
Характеристика автоматического выключателя «С» подразумевает возможное срабатывания электромагнитного расцепителя от токов КЗ в диапазоне от 5 до 10 In. Значит автоматический выключатель ВА47-29 С16 может отключится при токах > 80 А мгновенно (< 0,1 с) (без разницы холодное или горячее состояние), со временем срабатывания < 0,1 с при токах более 160 А. Электромагнитный расцепитель это вам не биметалическая пластина, которой необходимо время на нагрев. Некоректный вопрос — некоректный ответ.
Здравствуйте!
А если не сработает при 80А, что тогда будет?
Ответ Дмитрия строится на данных из паспортов на автоматические выключатели где разброс срабатывания электромагнитного расцепителя производителями так же зачастую указывается графиками «горячего» и «холодного» состояний, с технической точки зрения это может и не совсем верно, но в любом случае при выборе автоматического выключателя смотреть следует на обе цифры: на максимальный ток срабатывания (160А в указанном Вами случае) — для определения времени срабатывания при аварийном режиме (коротком замыкании), на минимальный ток (80А) — для проверки возможности ложных срабатываний (например при пусковых токах).
Ответ для ПрогрузкаАвтоматов
ГОСТ 50345-2010
9.10.2.3 Для выключателей типа C
Ток, равный 5In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния.
Время размыкания должно быть НЕ МЕНЕЕ 0,1 с, а не как вы пишите < 0,1 с
Добрый день! Подскажите, в каком нормативном документе написано, что верхняя граница ВТХ автомата «холодная», а нижняя «горячая»?
Здравствуйте, Дмитрий! Такое нигде не прописано, есть ГОСТы на автоматические выключатели, например ГОСТ Р 50345-2010, на основе которого в частности построена данная статья, в гостах указаны характеристики которыми должны обладать автоматические выключатели при различных испытательных токах, причем эти испытания должны производиться как из «горячего» так и из «холодного» состояний, для удобства и наглядности производители указывают эти характеристики в виде графиков на которых, согласно ГОСТ и показывают характеристики автоматов в обоих этих состояниях.
Спасибо за ответ! Не могли бы Вы, в качестве примера, поделиться ВТХ автомата или указать конкретного производителя и марку автомата, на которой указано, что нижняя граница «горячая». Например АВВ пишет на своих ВТХ модульных автоматов, что обе границы «холодные».
Посмотрите эту ссылку https://www.kontaktor.ru/upload/iblock/c91/Catalogue_%D0%92%D0%9057-39_2021%20(1).pdf
(Для перехода ссылку необходимо скопировать)
Горячее и холодное состояние. Если данного нет нигде в Гостах, то как можно писать и утверждать то, чего нет. Может это выдумка? У вас вся статья так, любой вопрос не сможете подтвердить, или только это? Спасибо.
Здравствуйте, Николай! Все ли в порядке у Вас со зрением или Вы просто не читали статью?
Что вообще Вы пытались сказать своим путанным комментарием? Что значит «любой вопрос не сможете подтвердить»? У нас по тексту всей статьи даны ссылки на ГОСТ и не просто общие ссылки, а на конкретные пункты ГОСТа, что бы четко было видно, что и откуда было взято.
Что касается горячего и холодного состояний, то эти состояния определяются в графиках ВТХ, которые, как и написано в статье, указываются производителями в паспортах. Более того в комментарии выше (сразу перед Вашим) Дмитрий Матаев для примера дал ссылку на эксплуатационную документацию автоматического выключателя ВА57-39 и если бы Вы действительно хотели разобраться в вопросе, вместо того что бы писать ахинею в комментариях, то могли бы перейти по данной ссылке и например на восьмой странице увидеть на графике ВТХ указания холодного и нагретого состояний.
Добрый день.
В таблице 7 указано для автомата В при 3In в холодном состоянии время расцепления/нерасцепления t<=0,1с, результат — без расцепления.
Смотрим по графику ВТХ — по холодному получается — 80 секунд не будет расцепления?
Правильно я понимаю?
Здравствуйте. Прохождение тока 3In…5In из «холодного состояния» через автоматический выключатель с кривой B — зона неопределенности в отношении срабатывания. Т.е единственное, что можно точно сказать — автоматический выключатель при токе 3In не должен сработать за время менее 0,1 секунды. Гарантированное же срабатывание из холодного состояния — при токе в цепи 5In за время менее 0,1 секунды.