Время токовые характеристики: Время-токовые характеристики автоматических выключателей и предохранителей — Мир Антенн

Содержание

Времятоковые характеристики автоматических выключателей | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

Чтобы защитить электрические сети, а также подключенное к ним оборудование от токов, которые превышают допустимые номинальные значения, используются автоматические выключатели (АВ), которые, благодаря встроенным в них тепловым и электромагнитным расцепителям, размыкают цепь и обесточивают линию. Срабатывание автоматического выключателя может быть обусловлено токами перегрузки, которые возникают из-за того, что суммарная мощность подключенной нагрузки превышает допустимые значения или токами короткого замыкания.
Время, которое необходимо чтобы обесточить электрическую цепь может занимать от нескольких долей секунды до нескольких минут и зависит от номинального тока автоматического выключателя, его время токовых характеристик (ВТХ), а также типа сработавшего расцепителя.

Токовременная характеристика автоматического выключателя характеризует зависимость промежутка времени, которое требуется для срабатывания устройства, от кратности фактического тока, протекающего через АВ к номинальному току выключателя.

Автоматические выключатели выпускаются нескольких классов. Наиболее часто используются устройства таких классов:

B – обесточивают сеть, когда фактическая величина тока превышает номинальный ток АВ в 3-5 раз;
C – срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз;
D — отключает подачу электроэнергии, если кратность фактического и номинального тока колеблется от 10 до 20.

Токовременные характеристики указываются на корпусе устройства вместе с номинальным током.

Автоматический выключатель класса С

Автоматический выключатель класса B

Защита электрических цепей и подключенной к ни нагрузки от токов большой величины, вызванных коротким замыканием осуществляется при помощи электромагнитного расцепителя.

Вне зависимости от класса, к которому относится устройство, время, нужное чтобы обесточить цепь исчисляется долями секунды.
Срабатывание АВ из-за возникновения перегрузок в сети происходит благодаря тепловому расцепителю (биметаллической пластине) и занимает более длительный промежуток времени.

Для каждого автоматического выключателя, вне зависимости от класса, существуют такие характеристики, как «условный ток нерасцепления» и «условный ток расцепления».
«Условный ток нерасцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,13 раз. При таком значении фактического тока устройство не обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.

«Условный ток расцепления» превышает номинальное значение тока АВ в 1,45 раза. При таком значении фактического тока устройство обесточит цепь в течении одного часа для автоматических выключателей с номинальным током до 63A и в течении двух часов для АВ с номинальным током превышающим 63A.

Существуют специальные графики, по которым можно определить время отключения автоматических выключателей в зависимости от кратности превышения фактического тока над номинальным для устройств каждого класса.

Также на скорость отключения в большой степени влияет состояние автоматического выключателя. Для каждого устройства существует понятие «холодное» состояние, присущее выключателям через которые нагрузка была только что включена и «горячее» состояние, для АВ находившихся в работе некоторый промежуток времени.

На графике ВТХ нижняя кривая соответствует горячему» состоянию автоматического выключателя, а верхняя – «холодному» состоянию. Соответственно для АВ находящемуся в эксплуатации потребуется меньше времени для обесточивания сети, чем устройству, к которому только что подключили нагрузку.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель (АВ) – защитное электротехническое устройство, срабатывающее при коротких замыканиях или превышении допустимой нагрузки по сети. Современный рынок заполнен аппаратами немецкого (АВВ, Siemens), французского (Schneider, Legrand), японского (Terasaky), российского (IEK) производства. Они различаются между собой конструкцией, качеством и ценой. Но время токовые характеристики автоматических выключателей от разных изготовителей соответствуют действующим нормам и стандартам. Этот показатель дает возможность подобрать АВ под конкретные условия.

Что показывает время токовая характеристика

В электрических системах при возникновении аварии отключение электропитания следует производить очень быстро, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Человек неспособен достаточно быстро отреагировать. Поэтому устанавливаются автоматические выключатели.

Для энергетической сферы существует деление на системы постоянного и переменного напряжения. Оборудование классифицируется на низковольтное (до 1000 В), высоковольтное (более 1000 В). Соответственно применяются различные типы автоматов.

Во всех случаях АВ предназначен для разрывания цепи при различных токовых величинах короткого замыкания (КЗ) и перегрузках. Первые безошибочно отсекаются электромагнитным расцепителем мгновенно. Вторые протекают по цепи определенное время, без каких-либо последствий, а лишь потом сработает тепловая защита.

Современные автоматические защитные аппараты содержат три вида расцепителей:

механический – эта ручка предназначена для включения, выключения автомата;
электромагнитный – отсекает нагрузку КЗ;
тепловой – предохраняет электрические цепи от перегрузки.

Рабочие параметры последних двух определяют время токовые характеристики для автоматических выключателей. Которые показывают зависимость времени отключения аппарата от соотношения между протекающим по нему током и его номинальным значением. Они сложны тем, что требуют графического выражения.

Благодаря тому, что автоматы с одинаковым номиналом имеют различные характеристики срабатывания, при одном и том же токовом значении их можно применять под разные типы нагрузки. Это обеспечивает минимальное число ложных отключений и защищает от токовых перегрузок.

Получается, что время токовая характеристика (ВТХ) показывает:

диапазон срабатывания защиты от короткого замыкания (максимально-токовой), который определяется параметрами встроенной электромагнитной катушки;
диапазон срабатывания при превышении нагрузки, определяемый встроенной биметаллической пластиной.

Общий вид ВТХ можно представить нижеприведенным графиком. Цифрой 1 отмечен участок срабатывания при определенном токовом соотношении теплового расцепителя, а цифрой 2 – время реакции электромагнитного.

Общий вид время токовой характеристики АВ

Распространенные виды характеристик

Характеристики срабатывания автоматических выключателей указываются буквами латинского алфавита на их корпусе: А, B, C, D, Z, К. Они показывают на отношение уставки электромагнитного расцепителя к номинальному току данного аппарата, то есть чувствительность.

Рассмотрим их детально в таблице.

Время токовые характеристики АВ типа B, C, D представлены на рисунке.

Время токовые характеристики выключателей по типу B, C, D

У автоматических выключателей разные технические характеристики. Правильный выбор автомата по токовой нагрузке и время токовой характеристике позволяет установить защитное устройство, реагирующее на перегрузки сети должным образом. Это избавит от ложных отключений. Для домашних условий оптимальным вариантом будет использование автоматов типа В и С.

Время-токовые характеристики автоматических выключателей

Многие, наверное, замечали, что на корпусах модельных защитных выключателей указаны буквы латинского алфавита – B, C или D. Они обозначают време-токовую характеристику или ток мгновенного расцепления данного устройства.

В соответствии с пунктом 3.5.17 ГОСТа Р 50345-99, ток мгновенного расцепления – это минимальные показатели электротока, при котором устройство отключается без электромагнитной защиты, то есть без выдержки времени.

Пунктом 5.3.5 того же ГОСТа установлено, что существует три вида данной характеристики:

1. B– от 3 In до 5 In.

2.C – от 5 In до 10 In.

3.D – от 10 In до 20 In.

In– это номинальный показатель предохранительного элемента.

Рассмотрим эти виды многоцелевого расцепления на примере модульного коммутационного устройства ВА 47-29.

Время-токовая характеристика типа B

На графике приведена зависимость времени срабатывания защитного устройства от величины протекающего электротока. На оси Х указана кратность тока к номинальному электротоку коммутатора. По оси Y– время разъединение (секунд).

График имеет две линии, которые описывают разброс разъединение электромагнитного и теплового расцепителя устройства. Верхняя линия – это холодное состояние автомата после срабатывания, а нижняя – горячее.

Важно! Характеристики большинства автоматов изображаются при температуре 30 градусов по Цельсию.

На представленных характеристиках, пунктирной линией отмечен верхний предел для прибора с номинальным электротоком меньше 32 Ампер.

Анализ графика показывает:

1. Если через коммутационный прибор будет проходить электрический ток в 3 In, то максимальное время его отключения в горячем состоянии составляет 0,02 секунды. В холодном состоянии время срабатывания:

для автоматов менее 32 А – 35 сек.;
для автоматов более 32 А – 80 сек.

2.Если через автомат будет проходить электроток в 5 In, то максимальное время разъединения в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,04.

Автоматические выключатели вида B используются преимущественно для защиты потребителей с активным типом нагрузки – цепи освещения, электрические обогреватели и печи.

В магазинах количество подобных устройств довольно ограничено. Хотя для организации питания групп розеток и освещения целесообразно использовать именно такие рубильники, а не тип С. Именно в таком случае удастся соблюсти селективность при коротком замыкании.

Время-токовая характеристика типа C

График время-токовой характеристики вида С:

1. Если через предохранительный коммутатор будет протекать ток в 5 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии наибольшее время разъединение :

для выключателей менее 32 А – 11 сек.;
для выключателей более 32 А – 25 сек.

2.Если через защитное коммутационное устройство будет протекать электроток в 10 In, то максимальное время срабатывания в горячем состоянии – 0,01 секунды, а в холодном – 0,03 секунды.

Данный тип автоматов используется в основном для защиты моторов с небольшими пусковыми токами и трансформаторов. Их также можно применять для запитывания цепей освещения. Они широко используются в жилом фонде.

Время-токовая характеристика типа D

График время-токовой характеристики типа D:

1.Если через з предохранительный автомат будет протекать ток в 10 In, то максимальное время отключения в горячем состоянии составит 0,02 секунды. В холодном состоянии максимальное время срабатывания :

для выключателей менее 32 А – 3 сек. ;
для выключателей более 32 А – 7 сек..

2.Если через защитный коммутатор будет протекать электроток в 20 In, то наибольшее время срабатывания в горячем состоянии – 0,009 секунды, а в холодном – 0,02 секунды.

Коммутаторы вида D используются для защиты двигателей с тяжелым и частым пуском.

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.

2.Kn– коэффициент учета количества установленных автоматов в ряд. Когда в одном ряду уставлено несколько защитных автоматов, то они передают часть своего тепла остальным выключателям. На графике ниже представлена зависимость конвекции тепла от количества автоматов. Чем больше устройств в ряду, тем меньше их нагрузочная способность.

Для того, чтобы рассчитать электроток, в соответствии с температурой окружающей среды, нужно номинальный ток механического коммутатора умножить на приведенные выше коэффициенты.

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.

Находим поправочные коэффициенты для автомата ВА 47-29 С16:

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).

Условный ток неотключение и условный ток отключения

Каждый автомат имеет условный ток неотключения, который рассчитывается как 1,13 In. При таком токе защитное устройство не сработает.

Возьмем уже знакомый нам выключатель ВА 47-29 С16. При протекании через него электротока 1,13 In=18,08 Ампер он никогда не сработает.

Также существует такое понятие, как условный ток отключения. Он всегда равняется 1,45 In. При таком токе в холодном состоянии выключатель не будет отключатся в течение часа.

Например, выключатель ВА 47-29 С16 при прохождении тока 1,45In = 23,2 Ампер в горячем состоянии отключится через 50 секунд, а в холодном – через час.

Только представьте, что автомат номинальным током в 16 Ампер сможет держать нагрузку в 23 Ампер в течение 60 минут. За это время 1,5-миллиметровый кабель может выгореть и расправится.

Время-токовые характеристики у автоматических выключателей

Одной из важных характеристик автоматического выключателя является тип время токовой характеристики, которая во многом определяет его защитные свойства. В настоящее время используются автоматы нескольких стандартизованных время-токовых характеристик, но при этом у различных производителей существуют автоматические выключатели с параметрами, отличающимися от заложенных в нормативных документах. Допустимо ли это и не несет ли ограничений в использовании таких устройств в электроустановках рассмотрим ниже.

Например, у автоматического выключателя серии Easy 9 тип С производства Schneider Electric диапазон мгновенного срабатывания составляет 6.4 – 9.6 In, что отличается от принятых для типа С пороговых значений 5-10 In. Давайте попробуем разобраться, что это может означать.

С одной стороны, данный автомат имеет более узкий, чем принято диапазон срабатывания, что говорит о высоком качестве его изготовления и точности настройки магнитного расцепителя. Для модульных автоматических выключателей это скорее исключение, т.к. это продукция массового производства и для нее скорее возможен разброс характеристик в большую сторону, а вот сделать автомат более точным это говорит о высоком уровне культуры производства. При этом, Easy 9 — это серия среднего ценового сегмента, цена которой значительно более доступная, чем у аналогичных устройств европейского производства, что делает ее еще более привлекательной для использования. Однако, есть нормативные документы, которые содержат определенные требования к параметрам, которым должны соответствовать все без исключения модульные автоматические выключатели. Насколько им соответствует Easy 9?

Стандарт, определяющий требование к подобным автоматическим выключателям, ГОСТ Р 50345-2010 «Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Ч.1 Автоматические выключатели для переменного тока». Согласно его требованиям стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления для типа С установлены в пределах 5In-10In (п. 5.3.5). При этом речь идет именно о диапазонах, а не о жестких границах, соответствие которым обязательно. В данном случае пределы срабатывания автомата Easy 9 типа С 6.4-9.6 In вполне соответствуют требованиям ГОСТ т.к. вписываются в требуемый диапазон.

Помимо диапазона тока мгновенного расцепления этот же ГОСТ в п. 9.10.2 устанавливает общие условия испытания и время срабатывания выключателей различного типа при приложении к ним токов соответствующей кратности. Так, для выключателей типа С, ток, равный 5 In пропускают через все полюса, при этом время размыкания должно быть не менее 0.1 с. Затем ток, равный 10 In пропускаю через все полюса и время размыкания должно быть менее 0.1 с. Получается, что пределы мгновенного расцепления автомата Easy 9 типа С позволяют гарантировано выполнять требования по времени срабатывания и соответствует требованиям ГОСТ.

С точки зрения защиты от поражения электрическим током предлагаемые пределы срабатывания 6.4-9.6 In также соответствуют требованиям ГОСТ. Так для автоматических выключателей ГОСТ Р 50571.3-2009 «ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Часть 4-41 Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током» устанавливает время отключения не более 0.4 сек для электрических цепей переменного тока с напряжением до 230 В и номинальным током до 32 А.

Для оценки правильности выбора параметров автоматических выключателей проводится проверка срабатывания защиты при системе с заземленной нейтралью. Эта так называемый замер полного сопротивления петли фаза- ноль, который позволяет узнать реальный ток короткого замыкания на данном участке цепи и оценить реальное время срабатывания автоматического выключателя и его соответствие установленным значениям. По требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) это один из обязательных периодических видов испытаний для электроустановок до 1000 В. В разделе «Нормы испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей» ПТЭЭП п. 28 есть требование, что при замыкании на нулевой защитный проводник ток однофазного короткого замыкания должен составлять не менее 1.1 верхнего значения тока срабатывания мгновенно действующего расцепителя (отсечки). Т.е. значение тока, с которым будут сравнивать реальное значение также берется исходя из действующих параметров автоматического выключателя. В случае автоматического выключателя Easy 9 типа С формула расчета требуемого порога будет выглядеть как 1,1*9,6*In.

Таким образом, говоря об оборудовании Easy 9 можно отметить высокое качество его производства, а в сочетании с доступной ценой это одно из самых привлекательных предложений среди серий модульного оборудования на рынке. Принятые в автомате Easy 9 типа С пороги мгновенного срабатывания 6.4-9.6 In полностью соответствуют требованиям нормативных документов и устройство с такими параметрами может применяться без каких либо ограничений.

Стать предоставлена Schneider Electric.

Время — токовые характеристики | NM8 CHINT | Низковольтное оборудование

Содержание материала

Страница 3 из 7

7. Время — токовые характеристики
7.1 Время-токовые характеристики ( при окружающей температуре 40°С )
CHINT
NM8-125(16A, 20А)

NM8-125(25A, 32A)

NM8-125(40A, 50A)

CHINT
Автоматические
выключатели
NM8-125(63A, 80A, 100A)

NM8-125(125A)

NM8-250(100A)

NM8-250(160A)

CHINT
Автоматические
выключатели
NM8-250(200A, 250A)

NM8-400, 630(250A~500A)

NM8-800,1250(630А~800А)

NM8-800, 1250(800А~1250А)

CHINT
Автоматические
выключатели
Электронный расцепитель NM8S-125,250(40А~250А)

NM8S-400, 630(250А~630А)

NM8S-800,1250(630А~1250А)

Для защиты электродвигателей NM8-125, 250,400, 630(16А~500А)

Автоматические
выключатели
7.2 Температурная зависимость
8. 2 Способы установки выключателей в пространстве
Выключатели стационарного и втычного исполнений могут быть установлены в следующих положениях.

С изменением температуры окружающей среды изменяется защитная характеристика в зоне токов перегрузки( изменяется значение тока срабатывания). 7.2.1 Значения температурных коэффициентов в зависимости от температуры окружающей среды для выключателей с тепловым и электромагнитным расцепителями

Температура окружающей среды, °С	-40		-35		-30		-25		-20		-15		-10		-5
Температурный коэффициент	1. 4		1.375		1.35		1.325		1.3		1.275		1.25		1.225

Температура 01фужающей среды, °С	0	5		10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70
Температурный коэффициент	1. 2	1.175		1.15	1.125	1.1	1.075	1.05	1.025	1.0	0.975	0.95	0.925	0.90	0.875	0.85

7.2.2 Значения температурных коэффициентов для выключателей с электронными расцепителями

Диапазон токов Температура	С 10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70
NM8S-125S/H(40~125)								1	1	1	1	1	1
NM8S-250S/H(125~160)								1	1	1	1	1	1
NM8S-250S/H(200~250)								1	1	0. 95	0.95	0.90	0.90
NM8S-630S/H/R(250~400)								1	1	0.98	0.95	0.93	0.90
NM8S-630S/H/R(500~630)								0. 98	0.95	0.93	0.90	0.88	0.85
NM8S-1250S/H/R(630~800)								0.975	0.975	0.95	0.95	0.925	0.925
NM8S-1250S/H/R(1000~1250)								0. 95	0.9	0.875	0.80	0.80	0.80

Время-токовая характеристика — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Время-токовая характеристика

Cтраница 1

Время-токовые характеристики максимальных реле тока направленных защит могут быть как независимыми, так и зависимыми и ограниченно зависимыми. Выбор этих характеристик производится так же, как и в обычных токовых защитах. [1]

Время-токовая характеристика должна задаваться в виде кривых или контрольных точек: перегрузок малой кратности ( 1 3 — 1 5) Люгр и обязательно 3 — 4-кратного и пускового токов. [2]

Время-токовые характеристики алюминиевых плавких вставок, полученные при лабораторных испытаниях, хорошо согласуются с результатами опытов в реальных условиях эксплуатации. [3]

Защитной время-токовой характеристикой плавкой вставки называют зависимость полного времени отключения цепи от величины тока, протекающего через вставку. [4]

Их время-токовая характеристика может быть достаточно хорошо согласована с защищаемым объектом. Однако эти расцепители имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение. [5]

Поскольку время-токовые характеристики предохранителей как уже отмечалось, имеют существенный разброс, на выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя линии накладывается еще одно условие, обеспечивающее селективность защиты. Если смежные участки радиальной сети защищаются однотипными предохранителями, то номинальный ток плавкой вставки предохранителя линии, расположенной ближе к источнику питания, должен превышать номинальный ток плавкой вставки предохранителя смежного, более удаленного элемента сети, как правило, не менее чем на две ступени шкалы номинальных токов плавких вставок; для предохранителей типа СПО, а также в случае использования разнотипных предохранителей — не менее чем на три ступени. Для предохранителей типа ПК напряжением 6 — 35 кВ разница в номинальных токах плавких вставок должна быть не менее одной ступени. [6]

Стабильность время-токовой характеристики в значительной степени зависит от окисления плавкой вставки. [7]

Разброс время-токовых характеристик тепловых элементов расцепнтелей должен учитываться при создании селективной защиты. Последняя будет обеспечена, если с учетом разброса характеристика каждого вышестоящего автомата лежит выше характеристики нижестоящего. [8]

По типовым время-токовым характеристикам автоматических выключателей ( рис. 3 — 20) определяется достаточность выдержки времени теплового рас-цепителя при расчетных токах и продолжительности кратковременных перегрузок. В отдельных случаях, например при пусках двигателей совместно с механизмами, имеющими большие маховые массы, приходится увеличивать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя с тем, чтобы получить возможность нормального запуска двигателя без ложного отключения автоматического выключателя в процессе пуска. [9]

Защитной или время-токовой характеристикой предохранителя называется кривая, выражающая зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока, протекающего через предохранитель. [10]

Схема экспериментального определения время-токовых характеристик обеспечила синхронное с реле включение и отключение электросекундомера. Для снятия характеристик реле мгновенного действия обычно ис-пользовали светолучевой осциллограф. [11]

Этот способ получения требуемой время-токовой характеристики может применяться при тонких вставках, например при диаметре шарика 1 мм для проволок диаметром 0 3 мм и диаметре шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается. [12]

Этот способ получения требуемой время-токовой характеристики может применяться при тонких вставках, например, при диаметре шарика 1 мм для проволок диаметром 0 3 мм и диаметрах шарика до 2 мм при более толстых проволоках. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается. [14]

Страницы: 1 2 3 4 5

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Время-токовая характеристика автоматического выключателя (ВТХ) (time-current characteristic circuit-breaker) — кривая, задающая время расцепления автоматического выключателя в зависимости от величины сверхтока, протекающего в его главной цепи (определение на основе [1]).

Харечко Ю.В. проведя достаточный анализ существующей нормативной документации заключил следующее [1]:

« В МЭС и стандартах МЭК приведено общее определение рассматриваемого термина и для автоматического выключателя, и для плавкого предохранителя. При этом в определении использован термин «время срабатывания» («operating time»), который не имеет своего определения. Для автоматического выключателя целесообразно дать более конкретное определение термина «время-токовая характеристика», в котором вместо неопределенного понятия «время срабатывания» целесообразно использовать понятие «время расцепления¹», которое определено в МЭС и некоторых стандартах МЭК. »
[1]

Примечание 1: В МЭС (в стандарте ГОСТ IEC 60050-442-2015 [3]) термин «время расцепления» определен так: интервал времени от момента, когда соответствующий ток расцепления начинает протекать в главной цепи до момента, когда протекание этого тока прерывается (во всех полюсах). В примечании к определению термина «время размыкания» («opening time»), приведенному в стандарте МЭК 60898‑1, сказано, что время размыкания обычно упоминается как время расцепления, хотя, строго говоря, время расцепления применяется ко времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, в который команда размыкания становится необратимой.

Харечко Ю.В. дополняет [1]:

« Следует также учитывать, что в стандарте МЭК 60898‑1 (ГОСТ IEC 60898-1-2020) при установлении параметров время-токовой характеристики автоматического выключателя использовано понятие «время расцепления», зависящее от величины сверхтока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя. »

« Время-токовая характеристика автоматического выключателя устанавливает время расцепления в зависимости от значения сверхтока, который протекает в его главной цепи. Время-токовая характеристика каждого автоматического выключателя, с одной стороны, должна предопределять осуществление им надежной защиты проводников электрических цепей от сверхтока. »

Время отключения сверхтока зависит от индивидуальной время-токовой характеристики автоматического выключателя, которая должна находиться в пределах стандартной время-токовой зоны.

Харечко Ю.В. акцентирует внимание [1]:

« Автоматический выключатель должен своевременно отключать электрические цепи с целью недопущения перегрева их проводников. С другой стороны, она не должна допускать расцепления автоматического выключателя при протекании в его главной цепи электрического тока, равного номинальному току, если температура окружающего воздуха не превышает контрольную температуру окружающего воздуха, равную 30 °С. Кроме того, параметры время-токовой характеристики автоматического выключателя должны быть такими, чтобы можно было избежать отключения им пусковых токов, протекающих в электрической цепи при включении электрооборудования. »
[1]

Время-токовая характеристика автоматического выключателя бытового назначения, соответствующего требованиям стандартов МЭК 60898‑1 или МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 или ГОСТ IEC 60898-2-2011, состоит из двух кривых, определяющих разный характер оперирования автоматического выключателя (см. рисунок 1). В области малых сверхтоков, обычно представляющих собой токи перегрузки и пусковые токи, время расцепления автоматического выключателя измеряется секундами, минутами и даже десятками минут.

Оно обратно пропорционально значению сверхтока в главной цепи автоматического выключателя. В области больших сверхтоков, которые, как правило, являются токами короткого замыкания, время расцепления автоматического выключателя измеряется долями секунды. Причем оно незначительно уменьшается при увеличении сверхтока. Граница между двумя кривыми «проходит» по индивидуальному току мгновенного расцепления I_IT автоматического выключателя.

Рисунок 1. Время-токовая характеристика автоматического выключателя бытового назначения

Что влияет на ВТХ?

Время-токовая характеристика должна быть стабильной во время эксплуатации автоматического выключателя и находиться в пределах стандартной время-токовой зоны.

Харечко Ю.В. в своей книге [1] дополняет, какие условия могут влиять на ВТХ автоматического выключателя:

« Изменение температуры окружающего воздуха сказывается на характеристике расцепления автоматического выключателя. Однако, как отмечается в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [4], изменение температуры окружающего воздуха от – 5 до + 40 ^оС не должно сопровождаться существенным ее изменением. При температуре окружающего воздуха – 5 ^оС автоматический выключатель (через все полюсы которого в течение условного времени пропускали электрический ток, равный 1,13 его номинального тока I_n), должен отключить в течение условного времени электрический ток, равный 1,9 I_n. При температуре окружающего воздуха + 40 ^оС автоматический выключатель, через все полюсы которого протекает электрический ток, равный его номинальному току, должен расцепиться в течение условного времени. »

« На время-токовую характеристику автоматического выключателя также могут влиять условия монтажа. Например, размещение нескольких автоматических выключателей в одной оболочке приводит к незначительному изменению их характеристик расцепления, обусловленному тем, что температура воздуха внутри оболочки обычно превышает температуру воздуха вне оболочки. »

« На время-токовую характеристику многополюсного автоматического выключателя оказывает влияние протекание электрического тока только через один полюс. Стандартом МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены пределы указанного изменения. Двухполюсный автоматический выключатель с двумя защищенными полюсами должен расцепиться в пределах условного времени при протекании через один его полюс электрического тока, равного 1,1 условного тока расцепления (начиная от холодного состояния). Трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны расцепиться в течение условного времени при протекании через один защищенный полюс электрического тока, равного 1,2 условного тока расцепления. »

Список использованной литературы

Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 5// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2017. – № 2. – 160 c
ГОСТ IEC 60050-441-2015
ГОСТ IEC 60050-442-2015
ГОСТ IEC 60898-1-2020

Кривые характеристики времени и тока для выборочной координации

Характеристические кривые

время-ток играют важную роль в достижении надлежащей координации защиты между устройствами электробезопасности. Узнайте больше, поскольку мы рассмотрим основы защиты энергосистемы, TCC для твердотельного и термомагнитного отключения, важность, процедуру и правила выборочной координации здесь.

Цель защиты энергосистемы:

Основная цель защиты энергосистемы — определить неисправность или любое ненормальное состояние, которое может привести к неисправности системы или вызвать полное отключение питания, и изолировать ее от исправной части.

Необходимы исследования для защиты критически важного оборудования энергосистемы. Селективная координация и координация защиты осуществляется с помощью кривых времени и тока (TCC). В этой статье обсуждается значение координации защиты по мощности и то, как временные кривые тока используются для селективной координации.

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем.

Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, , и получите от этого пользу.

Принципы защиты энергосистемы:

При разработке схемы защиты энергосистемы инженер должен обратить внимание на следующие характеристики, чтобы наша система защиты обеспечивала оптимальную функциональность.

Чувствительность: Защитное оборудование должно быть чувствительным при точном обнаружении всех видов неисправностей.
Скорость: Скорость при отключении (отключение питания из здорового региона)
Экономика: Дешевле. Стоимость не должна превышать 25% от общей стоимости.
Простота: не должно делать систему в целом сложной
Селективность: идентификация правильной неисправной детали, чтобы затронуть наименьшую часть. Например, в университете есть свой главный выключатель, и у каждого отдела есть свои собственные выключатели. Предположим, что если в отделе возникает неисправность, он не должен отключать главный выключатель университета, вместо этого должен отключиться главный выключатель этого отдела.

Кривые времени и тока (TCC)

Интенсивность повреждения в энергосистемах пропорциональна величине тока. Желательно, чтобы по мере увеличения тока повреждения уменьшалось время устранения неисправности или FCT. Чтобы гарантировать, что все защитные устройства на входе и выходе согласованы, используется кривая зависимости тока от времени (I от t), которая также известна как TCC или временная кривая тока.

Ниже приведены характеристики TCC:

В TCC ток указывается по оси x, а время — по оси y.
TCC нанесен на график в логарифмической шкале, так что все значения тока и времени легко учесть. Например: в системе минимальная ошибка 100 A должна быть устранена в течение 10 с, а для системы с максимальной ошибкой 5000 A она должна быть устранена в течение 50 мс. Логарифмическая шкала в TCC гарантирует, что присутствуют как экстремальные значения тока, так и времени.
Кривые реле более резкие и тонкие, чем у предохранителей и прерывателей, потому что реле используются только для определения неисправности и затем подачи сигнала отключения на прерыватели.Обычно они используются в системах среднего и высокого напряжения. Ознакомьтесь с курсом «Основы защиты энергосистемы» , в котором мы кратко обсудили «Типы реле защиты и требования к конструкции».

TCC автоматического выключателя:

Твердотельное отключение:

Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые отражены на приведенном выше графике.

Долговременный номинальный ток в амперах : Это номинальный длительный ток, при котором выключатель не срабатывает.Например, автоматический выключатель рассчитан на 1000 А, а максимальный ток, который будет протекать через выключатель, составляет 800 А. Следовательно, длительная установка силы тока будет изменена на 800 А.
Long Time Delay : Этот параметр относится к задержке из-за пускового тока трансформатора и пускового тока двигателя. Эта задержка указывается в форме наклона.
Кратковременный датчик: Это от 1,5 до 10 раз больше долговременного номинального тока. Настройка, при которой прерыватель имеет тенденцию срабатывать после некоторой задержки.
Кратковременная задержка : Задержка, заданная для проверки, сбросили ли нижестоящие устройства неисправность, чтобы не возникало проблем с отключением, или после достижения задержки срабатывания выключателя. Доступны две настройки
Мгновенное срабатывание : Используется, когда отключение требуется без какой-либо задержки. Его настройка может варьироваться от 2 до 40 раз от долговременного номинального тока.

Термомагнитный расцепитель:

Как видно на графике ниже, кривая прерывателя имеет большую толщину.Эта толщина на графике имеет собственное значение, которое описывается двумя терминами, известными как:

Минимальное время отключения: Это время, в которое выключатель обнаруживает неисправность.
Максимальное время отключения: Это время, в которое выключатель выдает сигнал отключения.

Термомагнитные выключатели имеют несколько другие графики характеристик, чем электронные (твердотельные) выключатели, так как у них всего две настройки:

Отключение с задержкой: Это отключение вызвано перегрузкой по току тепловой частью выключателя.Биметаллическая полоса в выключателе нагревается высоким током, что приводит к разрыву контактов после задержки. По мере увеличения тока нагрев продолжается, и время отключения от сверхтока уменьшается.
Мгновенное отключение: Нет преднамеренной задержки отключения. Магнитная часть выключателя определяет высокий ток перегрузки или короткое замыкание и выдает сигнал отключения.

Что такое выборочная координация?

Полная селективность означает, что защитные устройства минимизируют влияние короткого замыкания или другого нежелательного события на энергосистему.Предохранитель или автоматический выключатель, ближайший к месту повреждения, размыкается без размыкания предохранителя или автоматического выключателя, который его питает (со стороны входа). Таким образом, у вас не будет отключения электроэнергии, если где-то ниже по течению возникнет неисправность.

Согласно статье 100 NEC, выборочная координация определяется как:

“ Локализация состояния перегрузки по току для ограничения перебоев в цепи или затронутом оборудовании, достигается выбором устройств защиты от перегрузки по току и их номиналов или настроек .”

Чтобы понять, как согласованы защитные устройства, возьмем пример:

Рисунок 1: Неисправность ниже CB5

На приведенном выше рисунке показана неисправность, которая возникает под автоматическим выключателем 5 (C.B-5). В этом случае C.B-5 должен иметь возможность устранить повреждение в кратчайшие сроки, и никакой другой выключатель (в данном случае C.B-2 и C.B-1) не должен отключиться в течение этого времени. В случае, если выключатель C.B-5 по какой-либо причине не устраняет неисправность, то C.B-2 устраняет ее после некоторой задержки, и если по какой-либо причине, C.B-2 не может устранить неисправность, тогда C.B-1 выдает отключение (что может быть наихудшим сценарием).

Как осуществляется выборочная координация?

Защитные устройства должны срабатывать только при неисправностях, которые находятся в их «зоне защиты». При возникновении неисправности в определенной зоне устройство, предназначенное для ее защиты, распознает ток и изолирует неисправность от остальной системы.

Однако, если отказ происходит вне зоны защиты устройства, то это устройство только обнаружит его, но не отключит.Следовательно, регулируя и перестраивая кривые тока времени защитных устройств таким образом, чтобы их настройки или кривые имели минимальное перекрытие или не имели никакого перекрытия, может быть достигнута избирательная координация.

Достижение выборочной координации с использованием ETAP:

Например, показанная выше простая часть системы, для которой мы сначала получим кривые TCC, а затем настроим кривые, чтобы мы могли достичь координации между всеми устройствами защиты.

Выберите часть системы, для которой требуется получить TCC.Затем из показанной ниже панели модулей (Рис. 01) мы выберем Star Protective Protection Затем, как показано на Рис. 2, мы выберем Create Star View.
После щелчка на всплывающем экране появится указанный ниже график. Нижеприведенный график относится к CB 2, который закрашен красным. В этом случае это самый нижний прерыватель, поэтому согласно правилам он должен находиться в крайнем левом положении, потому что мы хотим, чтобы он сработал первым.
Рисунок 2: Координационный CB1
Поскольку CB-1 (заштрихованный красным ниже) является вторым последним защитным устройством, его график должен быть справа от выключателя CB-2, потому что мы хотим, чтобы он сработал в случае отказа CB-1 или если неисправность возникает в свою зону.Эта ситуация показана на рисунке ниже.
Рисунок 3: Координация CB2

Правила избирательности:

Корпус 1:

Использование настроек срабатывания срабатывания На Рис. 2 показано, как кривые с разными значениями срабатывания могут быть избирательными, и показано первое правило селективности, а именно: два устройства являются избирательными, если кривая устройства ниже по потоку расположена слева от кривой устройства выше по потоку. Это может произойти только в том случае, если уставка срабатывания срабатывания последующего устройства установлена на ток, который меньше, чем настройка срабатывания срабатывания восходящего устройства.Обратите внимание, что по соглашению для кривых тока с течением времени крайняя правая часть кривой заканчивается на максимальном токе короткого замыкания, который устройство будет ощущать в энергосистеме, к которой оно подключено. При увеличении настройки срабатывания срабатывания кривая смещается к правому краю графика. В этом примере для любого тока вплоть до максимального тока короткого замыкания левой кривой, кривая слева сработает раньше, чем кривая справа. Токи, превышающие максимальный ток левой кривой, физически невозможны и воспринимаются только устройством, представленным правой кривой.

Рис. 2 — Создание селективности правильным подбором настроек датчика.

Дело 2:

Использование настроек задержки (рис. 3) показывает, как изменение временных задержек может обеспечить избирательность. Увеличение времени задержки сдвигает кривую на графике вверх. Обратите внимание, что для всех токов в пределах диапазона кривых кривая внизу сработает раньше, чем кривая над ней. Итак, второе правило селективности состоит в том, что нижестоящее устройство должно быть расположено на графике ниже, чем вышестоящее, чтобы два устройства работали избирательно.

Рис. 3 — Создание избирательности за счет правильного выбора настроек задержки.

Корпус 3:

Определить избирательность набора кривых время-ток довольно просто. Кривые должны совпадать слева направо или снизу вверх в последовательности от нагрузки к источнику. Кривые не должны перекрывать друг друга и не должны пересекать друг друга. Между кривыми должно быть достаточно места (подробнее об этом позже). Кривые также могут указывать, обеспечивают ли вышестоящие устройства резервную защиту.Это происходит, когда крайняя левая часть резервного устройства выходит за пределы диапазона токов предпочтительного устройства.

На Рисунке 4 устройства выстроены в соответствии с рекомендациями. Обратите внимание, что по мере того, как вы отслеживаете три уровня тока короткого замыкания во времени, устройство, ближайшее к нагрузке, первым завершит свою задержку по времени и сработает раньше других выключателей. Если устройство, ближайшее к нагрузке, не сработает, следующее устройство в восходящем направлении отключится после указанной дополнительной временной задержки и раньше, чем другое оставшееся устройство.

Рис. 4 — Определение полной избирательности

На рис. 5 показан пример системы, которая не является избирательной на определенных текущих уровнях. Три места повреждения и соответствующие уровни тока показаны с помощью цветных символов и стрелок. Каждый показанный выключатель находится в распределительном щите или панели, которая может содержать другие фидеры или ответвления. Таким образом, отключение выключателя 1 или выключателя 2 изолирует гораздо больше, чем одиночная нагрузка, показанная на однолинейной схеме.

Начнем с повреждения, расположенного у зеленого креста, с током повреждения, обозначенным зеленой стрелкой.Место повреждения вызывает протекание тока через все три выключателя. Но величина тока достаточно высока, чтобы сработать только выключатели 1 и 3. Прерыватель 3 сработает первым и изолирует повреждение, поэтому система выглядит избирательной. Однако обратите внимание, что в ситуации резервного копирования сработает выключатель 1, а не выключатель 2, что приведет к отключению большей части энергосистемы, чем необходимо.

Рис. 5 — Пример неселективной системы

Повреждение, показанное синим крестиком, расположено на входной стороне выключателя 3, поэтому через этот выключатель не будет протекать ток.Автоматические выключатели 1 и 2 распознают эту неисправность. Из-за пересечения кривых выключателей 1 и 2 выключатель 1 сработает первым при этой неисправности, что нежелательно, так как это приведет к отключению большей части системы, чем необходимо.

Короткое замыкание, показанное желтым крестиком, имеет очень высокий ток, который регистрируется обоими выключателями 1 и 2. В этом случае уровень тока достаточно высок, чтобы пройти через кривые, где выключатели 1 и 2 являются селективными, т. Е. Справа от пересечение их кривых.Следовательно, мы можем видеть, что выключатель 2 обнаружит ток до выключателя 1 и сработает до него. Таким образом, в этом сценарии сохраняется избирательность.

TCC предохранителя:

Рисунок 4: TCC предохранителя

Каждый предохранитель представлен полосой: минимальная характеристика плавления (сплошная линия) и полная чистая характеристика (штриховая линия). Полоса между двумя линиями представляет собой допуск данного предохранителя в определенных условиях испытаний. При заданном перегрузке по току определенный предохранитель при тех же обстоятельствах сработает одновременно в пределах его временного диапазона.Кроме того, предохранители имеют обратнозависимую время-токовую характеристику, что означает, что чем больше перегрузка по току, тем быстрее они срабатывают.

Кривые повреждения кабеля:

Кривая повреждения кабеля показывает, какой ток может выдержать кабель без повреждения изоляции и как долго он может выдерживать различные значения токов.

Рисунок 5: Типичная кривая повреждения кабеля

Ампер полной нагрузки: Это постоянный ток или номинальный ток, который будет протекать по кабелю, величина зависит от нагрузки, и кабель должен быть такого размера, чтобы он мог легко переносить этот ток.

Допустимая нагрузка кабеля: Также известная как допустимая нагрузка по току, это максимальный ток в амперах, который кабель может непрерывно переносить без повреждения его изоляции или без превышения его номинальной температуры.

Рисунок 6: Защита кабеля

В идеале мы хотим, чтобы наш автоматический выключатель срабатывал и изолировал входящие кабели до того, как они будут повреждены током короткого замыкания. Поэтому при рисовании TCC мы корректируем наши кривые выключателя слева от кривых повреждения кабеля.Это указывает на то, что прерыватель сработает до того, как ток короткого замыкания повредит какой-либо из кабелей.

Кабель, выбранный не в соответствии с уровнями тока неисправности системы, может быть легко поврежден, а кабель неправильного размера может также перегреться. Таким образом, выбор правильного размера и типа кабеля очень важен с точки зрения затрат на техническое обслуживание, безопасности и надежности.

TCC трансформатора:

Высокий пусковой ток, который трансформатор потребляет для возбуждения самого себя, называется пусковым током трансформатора.Отключение из-за пускового тока действительно является неприятностью, потому что мы хотим, чтобы трансформатор продолжал работать после этого, а не отключался.

Мы также можем нанести эту характеристику на TCC. В идеале автоматический выключатель должен располагаться справа и выше кривой броска тока трансформатора. Это указывает на то, что автоматический выключатель не сработает при пусковом токе. Если кривая выключателя находится слева от кривой броска тока, это будет указывать на ложное отключение.

Рисунок 7: Согласование с кривыми броска тока и повреждения трансформатора

Моментальное отключение из-за пускового тока:

Иногда в нашей системе возникают временные высокие токи или условия перегрузки, такие как пусковой ток трансформатора, пусковой ток двигателя, токи от моторных приводов или даже случайные скачки напряжения.Они сохраняются в течение короткого времени, в среднем около 10 мс для броска тока трансформатора и нескольких секунд для двигателей.

Однако недопустимо, чтобы наша система рассматривала их как неисправности. Отключение в этих условиях известно как ложное срабатывание, потому что эти условия часто возникают в энергосистемах, и мы не хотим, чтобы наша система срабатывала каждый раз, когда это происходит.

Кривая повреждения трансформатора:

IEEE Guide C57.109-1993 (R2008) рассматривает как тепловые, так и механические воздействия на внешний трансформатор в результате неисправности.

Способность трансформатора противостоять этим воздействиям показана на рисунке ниже.

Рисунок 8: Кривая тепловой мощности трансформатора

I2t (I = амперы, t = время) с единицей измерения Ампер в квадрате секунд (A2S) пропорционально увеличению тепловой энергии в проводнике в результате постоянного тока с течением времени. В трансформаторах значение I2t определяется, чтобы показать пределы теплового режима их обмоток до того, как произойдет повреждение.

Кривые повреждения также известны как кривые устойчивости.Прерыватель должен быть согласован с кривой повреждения на TCC, чтобы он защищал устройство от токов, которые могут его повредить. Следовательно, кривая выключателя должна располагаться слева от кривой выдерживаемости и не перекрываться с ней, чтобы наш трансформатор был полностью защищен от всех значений токов, превышающих его номинальные характеристики повреждения.

Характеристики кривых отключения и координации автоматического выключателя

Рисунок 1: Упрощенная временная кривая тока. Фото: TestGuy

Время-токовые кривые используются, чтобы показать время, необходимое автоматическому выключателю для срабатывания при заданном уровне перегрузки по току.

Время-текущие кривые обычно отображаются в виде графика журнала. Цифры по горизонтальной оси кривой представляют номинальный длительный ток (In) для автоматического выключателя, цифры по вертикальной оси представляют время в секундах.

Чтобы определить, сколько времени потребуется выключателю для отключения: найдите текущее значение, кратное (In), внизу графика. Затем нарисуйте вертикальную линию до точки, где она пересекает кривую, а затем проведите горизонтальную линию с левой стороны графика, чтобы найти время поездки.

Общее время отключения автоматического выключателя — это сумма времени срабатывания выключателя, времени отключения, времени механической срабатывания и времени возникновения дуги.

Кривые

разработаны с использованием заранее определенных характеристик, таких как работа при температуре окружающей среды 40 ° C, поэтому имейте в виду, что фактические условия эксплуатации автоматического выключателя могут вызвать отклонения в его характеристиках.

Большинство кривых имеют информационное окно, в котором будет указано, к какому выключателю применяется кривая.Это информационное окно может также содержать важные примечания от производителя, такие как допустимое отклонение от времени поездки.

Пример кривой тока времени автоматического выключателя в реальном мире с основными моментами. Фото: TestGuy

Защита от перегрузки

Верхняя часть кривой время-ток показывает тепловую реакцию выключателя, изогнутая линия указывает номинальную производительность выключателя.

В термомагнитных выключателях тепловая перегрузка возникает, когда биметаллический проводник внутри автоматического выключателя отклоняется после нагрева током нагрузки, освобождая рабочий механизм и размыкая контакты.

Чем больше перегрузка, тем быстрее биметаллическая полоса нагревается и отклоняется для устранения перегрузки. Это то, что известно как обратная временная кривая.

Долговременная функция

В электронных автоматических выключателях функция длительного действия (L) имитирует эффект термического биметаллического элемента. Номинальная точка срабатывания, в которой электронный расцепитель определяет перегрузку, составляет примерно 10% от выбранного номинального тока. После срабатывания автоматический выключатель сработает по истечении времени, заданного настройкой длительной задержки.

Защита от короткого замыкания

Нижняя часть кривой время-ток отображает реакцию автоматического выключателя на короткое замыкание. В термомагнитных выключателях место срабатывания при значительных токах сверхвысокой величины приводит в действие магнитный якорь внутри автоматического выключателя, который отключает механизм.

Мгновенная функция

В электронных автоматических выключателях функция мгновенного действия (I) имитирует магнитную характеристику термомагнитного выключателя.Это достигается с помощью микропроцессора, который много раз в секунду берет выборки из формы волны переменного тока для вычисления истинного среднеквадратичного значения тока нагрузки. Мгновенное отключение происходит без преднамеренной задержки по времени.

Рисунок 3: Комбинированная кривая LSIG. Фото: TestGuy.

Кратковременная функция

Некоторые электронные автоматические выключатели могут быть оснащены функцией короткого замыкания (S), которая дает автоматическому выключателю задержку перед срабатыванием значительного перегрузки по току.Это позволяет осуществлять избирательную координацию между защитными устройствами, чтобы гарантировать, что только устройство, ближайшее к месту повреждения, отключается, не затрагивая другие цепи (см. Координацию автоматического выключателя ниже) .

Характеристика I ² t кратковременной функции определяет тип задержки. I ² t IN приведет к обратнозависимой задержке, которая напоминает временные / токовые характеристики предохранителей. Это похоже на функцию длительного времени, за исключением более быстрой задержки.I ² t OUT обеспечивает постоянную задержку, обычно 0,5 секунды или меньше, как указано на кривой время-ток.

Функция блокировки зоны

Автоматические выключатели, оборудованные блокировкой зон по короткой задержке без сигнала ограничения от нижестоящего устройства, будут иметь минимальную временную полосу, применяемую независимо от настройки, это иногда называется максимальной неограниченной задержкой.

Когда мгновенная функция отключена, используется коррекция кратковременной задержки для мгновенного отключения автоматических выключателей в случае значительного короткого замыкания.Это называется кратковременной стойкостью и отображается на кривой срабатывания как абсолютное значение в амперах.

Связанные: Основные принципы селективной блокировки зон (ZSI)

Защита от замыканий на землю

Как и функция защиты от замыканий на землю, элемент защиты от замыкания на землю (G) состоит из установки срабатывания и задержки. Когда происходит замыкание фазы на землю, сумма фазных токов перестает быть равной, поскольку ток замыкания на землю возвращается через шину заземления.В 4-проводной системе четвертый трансформатор тока устанавливается на нейтральную шину для обнаружения этого дисбаланса.

Когда происходит дисбаланс тока, автоматический выключатель срабатывает, если величина превышает уставку срабатывания замыкания на землю. Если выключатель остается включенным в течение времени, заданного задержкой замыкания на землю, автоматический выключатель сработает. Защита от замыкания на землю иногда поставляется с функцией I ² t, которая работает по тому же принципу, что и кратковременная задержка.

Пример 4-проводной системы защиты от замыканий на землю.Фото: TestGuy.

Защита от замыкания на землю требует наименьшего количества энергии для отключения автоматического выключателя, часто со значениями отключения, установленными значительно ниже уставки срабатывания длительного срабатывания. При проверке функции перегрузки или короткого замыкания автоматического выключателя защиту от замыкания на землю необходимо отключить или «убрать с дороги» для срабатывания других функций.

Использование испытательного комплекта изготовителя или изменение проводки входа ТТ нейтрали является предпочтительным методом испытания первичной инжекции на выключателе низкого напряжения с защитой от замыкания на землю, в противном случае два полюса могут быть соединены последовательно для обеспечения сбалансированных вторичных токов на расцепитель. .

Связано: Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности

Координация автоматического выключателя

Время-токовые кривые необходимы для правильного согласования автоматических выключателей. В случае неисправности должен срабатывать только ближайший к неисправности автоматический выключатель, не затрагивая другие цепи.

В приведенном ниже примере три автоматических выключателя скоординированы таким образом, чтобы время отключения каждого выключателя было больше времени отключения выключателя (ей), расположенного ниже по цепи, независимо от величины повреждения.

Упрощенный пример координации отключения выключателя. Фото: TestGuy.

Автоматический выключатель CB-3 настроен на отключение, если перегрузка 2000A или выше происходит в течение 0,080 секунд . Автоматический выключатель CB-2 сработает, если перегрузка сохраняется в течение 0.200 секунд, и автоматический выключатель CB-1 , если неисправность сохраняется в течение 20 секунд .

Если неисправность происходит после выключателя CB-3 , он срабатывает первым и сбрасывает неисправность.Автоматические выключатели CB-2 и CB-1 будут продолжать обеспечивать питание цепи.

Каждая функция расцепителя должна быть скоординирована для предотвращения ложных срабатываний. Например, если автоматический выключатель питает часть оборудования большими пусковыми токами, значение мгновенного срабатывания должно быть выше, чем значение кратковременного срабатывания, чтобы предотвратить отключение, когда оборудование находится под напряжением.

Связано: Разъяснение исследований по координации электроэнергетической системы

Артикул:

Конструкция, характеристики и работа

Что такое электрический предохранитель?

— определяют предохранитель , это устройство электробезопасности, которое используется для защиты компонентов, цепей и от риска возгорания и повреждения из-за условий перегрузки по току. Предохранитель представляет собой тонкий кусок металлической проволоки, который плавит и изолирует цепь, когда через нее проходит чрезмерный ток, и разрывает цепь.

Обозначения предохранителей в соответствии с различными стандартами

Согласно международному стандарту IEC 60269, предохранитель — это «устройство, которое путем плавления одного или нескольких его специально разработанных и пропорциональных компонентов размыкает цепь, в которую он включен, размыкая ток, когда он превышает заданное значение на достаточное время. время.Предохранитель состоит из всех частей, составляющих все устройство ».

Состояние перегрузки по току и перегрузки

Состояние перегрузки — это ток, протекающий в цепи, который превышает номинальный ток нагрузки. Избыточный ток — это ситуация, когда в цепи действует ток, превышающий нормальный рабочий ток. Это либо перегрузка, либо ток короткого замыкания (короткого замыкания).

В условиях нормальной нагрузки предохранитель имеет температуру ниже точки плавления.Он пропускает нормальный ток без перегрева. При возникновении неисправности или повреждения ток в предохранительном элементе чрезмерно возрастает. Это повысит температуру, что приведет к расплавлению плавкого элемента, и он отключает и защищает цепь. Величина перегрузки по току определяет время, необходимое для срабатывания предохранителя . Чем больше ток, тем меньше время, необходимое для срабатывания предохранителя.

Предохранитель

широко используется в электроэнергетике для обеспечения безопасности устройств.Предохранитель — это самая дешевая форма защитного устройства от чрезмерных токов.

Доступны несколько типов предохранителей, которые используются в системах с низким, средним и высоким напряжением.

Строительство

Предохранители обычно устанавливаются в цепи последовательно. Предохранитель состоит из металлического провода с низким сопротивлением в качестве элемента предохранителя, с малым поперечным сечением по сравнению с проводниками цепи, установленными между парой электрических выводов. Он заключен в негорючую трубку, окруженную наполнителем, который может быть песком или другим материалом.Элемент предохранителя обеспечивает прохождение тока через предохранитель. Закрытый кожух предохранителя может быть изготовлен из стекла, керамики, пластика или формованных слоистых материалов из слюды.

Материалы плавких элементов

Элемент предохранителя изготовлен из материалов, обладающих следующими свойствами:

низкая точка плавления
низкие омические потери
высокая проводимость
без повреждений вследствие окисления
должен быть дешевым

Металл, олово, медь, серебро и т. Д., как правило, используются в качестве плавких предохранителей, обладающих указанными выше свойствами. Для малых токов до 10А в качестве плавкого элемента используется олово или сплав свинца (37%) и олова (63%). Для больших токов используется медь или серебро. Цинк хорош для использования, когда требуется задержка во времени. Он не плавится очень быстро при небольшом перегрузке по току.

Ниже приводится таблица различных материалов элементов и их температур плавления.

Металл	Температура плавления, ° C
Олово	240
Свинец	328
цинк	419
Алюминий	665
Серебро	980
Медь	1090

Характеристики электрического предохранителя

Предохранители рассчитываются по току, напряжению, отключающей способности или предназначены для работы в цепях переменного или постоянного тока.

Текущий рейтинг:

Номинальный ток, который предохранитель может выдерживать непрерывно без перегрева или плавления. Он основан на повышении температуры плавкого элемента и окружающей его среды.

Рекомендуется использовать предохранитель не более чем на 75% номинального тока.

Номинальное напряжение:

Номинальное напряжение предохранителя должно быть больше или равно напряжению цепи. Это потому, что предохранитель может безопасно отключить аномальный ток.Это касается способности предохранителя работать и гасить дугу при размыкании.

Отключающая способность:

Отключающая способность — это максимальный ток, который предохранитель может безопасно отключить при номинальном напряжении. Он также известен как рейтинг отключения или рейтинг короткого замыкания.

Температура окружающей среды:

Это температура окружающих компонентов, таких как плавкий элемент, держатели предохранителей и т. Д., В которых установлен предохранитель. На время-токовые характеристики предохранителей влияет температура окружающей среды.Чем выше температура окружающей среды, тем сильнее срабатывает предохранитель и сокращается срок его службы.

Интегральный рейтинг плавления I2t:

Это количество энергии, необходимое для расплавления предохранителя и прерывания тока. Это функция текущего квадрата и времени. Выражается в амперах в квадрате секунд (A ² сек).

Ток предохранителя:

Это минимальная сила тока, при которой плавится плавкий элемент.

Снижение номинальных значений температуры:

Чтобы продлить срок службы устройства, устройство работает с мощностью ниже его максимальной номинальной мощности, это называется снижением номинальных характеристик.Рекомендуется, чтобы при эксплуатации предохранителя при температуре окружающей среды до 25 ° C номинальный ток предохранителя был снижен.

Нормальный рабочий ток:

Номинальный ток предохранителя обычно снижается на 25% для работы при 25ºC, чтобы избежать нежелательного сгорания. Например, предохранитель с номинальным током 10 А обычно не рекомендуется для работы при токе более 7,5 А при температуре 25 ° C.

Время-токовые характеристики:

Кривая время-токовых характеристик

На приведенном выше рисунке показаны время-токовые характеристики, которые являются одной из наиболее важных характеристик предохранителей.График отображает соотношение между током и временем плавления плавкого элемента. Он показывает, насколько быстро предохранитель реагирует на различные уровни перегрузки по току. Все предохранители имеют обратнозависимую характеристику времени-тока.

Время, необходимое для перегорания предохранителя, зависит от величины чрезмерного тока. Таким образом, чем больше ток, тем меньше время плавления предохранителя (предохранитель плавится быстрее, чем больше перегрузка по току). Следовательно, время срабатывания предохранителя обратно пропорционально току, протекающему через плавкий элемент.

Зачем нужен предохранитель?

Предохранители безопасные
Недорогое устройство защиты для контроля мощности и измерения тока.
Обеспечивает оптимальную защиту компонентов за счет снижения токов короткого замыкания на низком уровне.
Современный предохранитель имеет чрезвычайно высокую отключающую способность и может выдерживать очень высокие токи короткого замыкания без разрыва (размыкания).
Согласование защитных устройств предотвращает перебои в подаче электроэнергии в системе из-за перегрузки по току

Срабатывание предохранителя

Электрический предохранитель

— это устройство защиты от перегрузки по току, предназначенное для использования в качестве жертвенного элемента в цепи.Они предназначены для размыкания цепей, когда через них протекает чрезмерный ток, и предотвращения дальнейшего повреждения системы.

Принцип действия предохранителя зависит от нагревающего воздействия тока. Предохранители включены последовательно с цепью и источником напряжения. В случае короткого замыкания или перегрузки величина тока в цепи увеличивается, поэтому увеличивается количество тепла и, таким образом, плавкий элемент плавится. Это потому, что плавкий элемент имеет низкую температуру плавления.Теперь предохранитель перегорел и размыкает цепь, предотвращая работу устройства.

Хороший предохранитель Перегорел предохранитель

Электрический предохранитель рассчитан на определенную температуру плавления только для того, чтобы выдерживать определенное количество постоянного тока. У разных предохранителей разный ток. Если величина тока превышает номинальный ток предохранителя, ток короткого замыкания вызывает чрезмерное нагревание, и плавкий элемент плавится, что приводит к разрыву цепи.

Это хорошее защитное устройство, но необходимо заменить перегоревший предохранитель на исправный, потому что это одноразовое защитное устройство.

Выбор предохранителя для защиты цепи

В условиях нормальной нагрузки предохранитель должен пропускать нормальный рабочий ток цепи без ложных срабатываний. Однако, когда происходит перегрузка по току, предохранитель должен отключать перегрузку по току и выдерживать напряжение на предохранителе после внутренней дуги.

Для правильного выбора предохранителя необходимо учитывать следующие критерии:

Номинальное напряжение (переменное или постоянное напряжение)
Текущий рейтинг
Нормальный рабочий ток
Температура окружающей среды
Плавильный интеграл (i2t)
Условия перегрузки
Доступный ток короткого замыкания
Оборудование или компоненты, подлежащие защите
Соображения: стоимость установки, простота демонтажа, физические размеры и доступное пространство

Преимущества:

Вот некоторые преимущества электрического предохранителя.

Маленький
Самый простой и дешевый способ защиты от сверхтоков
Время работы меньше по сравнению с автоматическими выключателями
Обслуживание не требуется

Недостатки:

Самый большой недостаток в том, что это одноразовое устройство защиты
Требуется значительное время для замены предохранителя

Данные время-токовых характеристик (TCC)

Большинство данных время-текущих характеристик (TCC) вводятся в библиотеку как время-текущие точки.Кривая TCC может быть представлена рядом временных и текущих координат. При построении кривых EasyPower создает сглаженные линии, проходящие через эти точки. TCC некоторых реле основаны на формулах.

Время-Текущие точки

Пример 1: Реле данных TCC

На рисунке ниже представлена кривая TCC реле GEC IAC-51 для тока срабатывания 1 ампер и настройки шкалы времени 1 секунда. Вдоль кривой отмечены десять точек. Координаты или текущие значения этих точек указаны в скобках.

Рисунок 1: Время-текущие точки реле GEC IAC-51 для набора времени 1

Эти значения вводятся в электронные таблицы в разделе 2 (Time Dial) библиотеки, как показано на рисунке ниже. Значения в самой верхней желтой строке — текущие значения. Соответствующие значения времени вводятся в белые ячейки. Значения времени для точек, показанных на рисунке выше, были введены в строку 2 таблицы ниже.Значения времени для других настроек шкалы времени вводятся в последовательные строки. Обратите внимание, что есть только одна строка для текущих значений. Следовательно, значения времени для разных настроек шкалы времени должны соответствовать одному и тому же набору текущих значений.

Рисунок 2: Секция 2 (шкала времени) реле

Пример 2: Данные TCC по выключателям MCCB

Кривая TCC MCCB Square D KAL 70Amp показана на рисунке ниже.Единицы измерения текущих координат кратны номинальному продолжительному току. Для любого заданного значения тока MCCB может отключиться в любое время между моментами, показанными Минимальной кривой очистки и максимальной кривой очистки. Текущие моменты времени показаны в скобках. Для каждой кривой можно получить любое количество точек. Обычно для представления кривой достаточно от 8 до 10 точек.

Текущие моменты времени вводятся в электронную таблицу в разделе 1 информации MCCB библиотеки.Первые два столбца предназначены для минимальной кривой клиринга, а последние два столбца — для максимальной кривой клиринга. Вам нужно будет указать метод расчета самовывоза. В этом примере расчет срабатывания: «Ipu * Trip Amps», потому что TCC дается кратным номинальным значениям ампер. Если TCC указывается в фактических токах отключения, тогда для расчета срабатывания срабатывания будет «Ток в амперах».

Рисунок 3: Время-текущие точки квадрата D KAL 70A MCCB

Рисунок 4: Вкладка Секции 1 (Тепловая) MCCB

Время-текущие точки мультисегмента TCC

Устройства, такие как MCCB, твердотельные и нетвердотельные отключения, имеют несколько сегментов в своих TCC.В случае MCCB данные теплового отключения вводятся как время-текущие точки, а данные магнитного отключения обычно вводятся отдельно как мгновенный ток отключения. Однако для MCCB с фиксированным (не регулируемым) магнитным расцепителем данные теплового и магнитного TCC могут быть введены как единый набор точек времени и тока. В таком случае в точке, где тепловая кривая пересекается с магнитной кривой, получаются повторяющиеся точки время-ток. Точно так же дублирующиеся точки берутся на любом пересечении прямых линий с изогнутыми линиями.

Пример 3: Многосегментный TCC квадратного D MCCB EH 100A

Рисунок 5: TCC MCCB с фиксированным магнитным расцепителем: квадрат D EH 100A

Для TCC, показанного выше, точки пересечения вводятся как повторяющиеся точки в таблице, показанной ниже. Данные для них выделены серым цветом.

Рисунок 6: Время-текущие точки квадрата D EH 100A

TCC на основе формул

В некоторых цифровых реле формулы используются для генерации TCC.EasyPower включает в библиотеку следующие формулы:

Чтобы ввести данные TCC для формул, выберите соответствующее имя формулы в поле «Модель» в разделе 2 «Информация о реле», как показано на рисунке ниже.

Рисунок 7: Модель для реле

На приведенном ниже рисунке показан пример формулы Basler. Формула, используемая для расчета TCC, отображается под названием модели. Значения, используемые в формуле, вводятся в электронную таблицу и поля редактирования.

Рисунок 8: Basler Formula

Регулируемый диапазон настроек

Защитные устройства могут иметь регулируемые настройки тока срабатывания или задержки по времени. Вы можете указать любой регулируемый диапазон данных как непрерывный или дискретный.

Дискретный: диапазон считается дискретным, если имеется конечное число дискретных значений, до которых можно отрегулировать настройки. Если вы выбираете какой-либо диапазон как дискретный, вы должны указать все возможные настройки, доступные в строках электронной таблицы.Например, если диапазон ответвлений реле равен {0,5, 0,6, 0,8, 1, 1,2, 1,5, 2}, тогда выберите диапазон данных как «Дискретный» и введите различные значения ответвлений в отдельных строках электронной таблицы под названием « Значения.» Точно так же, если шкала времени реле дискретная, выберите «Дискретный» в диалоговом окне. Все значения дискретного набора времени должны вводиться отдельно в последовательные строки в электронной таблице для набора времени.

Непрерывный: диапазон регулируется плавно, если он делится на значение шага.При выполнении регулировок значение параметра увеличивается или уменьшается на кратное значение шага. Когда вы выбираете любой диапазон как непрерывный, вы также должны указать значение шага. Для непрерывных диапазонов достаточно предоставить только две настройки: минимальное и максимальное значения в диапазоне. Например, если срабатывание реле плавно регулируется от 0,5 до 2 с наименьшим шагом 0,01, введите 0,5 как минимум, 2 как максимум, тип настройки как непрерывный и значение шага как 0.01. Когда вы вводите любой диапазон данных как непрерывный, EasyPower вычисляет промежуточные значения для выбранной настройки путем интерполяции.

Дополнительная информация

Определение предохранителей

| Характеристики элемента предохранителя

Описание предохранителей:

Определение предохранителей Указывает, что: Предохранители — это короткий кусок металла, вставленный в цепь, который плавится, когда через него протекает чрезмерный ток, и тем самым разрывает цепь.

Плавкий элемент обычно изготавливается из материалов с низкой температурой плавления, высокой проводимостью и минимальным износом из-за окисления, например, серебристая медь и т. Д. Он вставляется последовательно с защищаемой цепью. В нормальных условиях эксплуатации плавкий элемент имеет температуру ниже точки плавления. Следовательно, он пропускает нормальный ток без перегрева. Однако при коротком замыкании или перегрузке ток через предохранитель превышает номинальное значение.При этом повышается температура, и плавкий элемент плавится (или перегорает), размыкая защищаемую им цепь. Таким образом, предохранитель защищает машины и оборудование от повреждений из-за чрезмерных токов.

Время, необходимое для перегорания предохранителя, зависит от величины чрезмерного тока. Чем больше ток, тем меньше времени требуется предохранителю, чтобы перегореть. Другими словами, предохранитель имеет обратнозависимые время-токовые характеристики, как показано на рис. 20.1. Такая характеристика позволяет использовать его для защиты от сверхтоков.

Преимущества

Это самая дешевая из имеющихся форм защиты.
Не требует обслуживания.
Его работа по своей сути полностью автоматическая, в отличие от выключателя, который требует сложного оборудования для автоматического срабатывания.
Он может отключать большие токи короткого замыкания без шума и дыма.
Плавкий элемент меньшего размера создает эффект ограничения тока в условиях короткого замыкания.
Обратнозависимая время-токовая характеристика определения предохранителей делает его пригодным для защиты от перегрузки по току.
Минимальное время срабатывания можно сделать намного короче, чем у автоматических выключателей.

Недостатки

При повторном подключении или замене предохранителя после работы теряется много времени.
При сильных коротких замыканиях селективность между плавкими предохранителями, включенными последовательно, не может быть достигнута, если нет достаточной разницы в размерах, указанных в определении предохранителей.
Токовая характеристика предохранителя не всегда может быть связана с характеристикой защищаемого устройства.

Характеристики плавкого элемента:

Предохранитель предназначен для пропускания нормального тока без перегрева, но когда ток превышает его нормальное значение, он быстро нагревается до точки плавления и отключает защищенную им цепь. Для того, чтобы он мог удовлетворительно выполнять эту функцию, предохранительный элемент должен иметь следующие желаемые характеристики:

низкая точка плавления e.г., олово, свинец.
высокая проводимость, например, серебро, медь.
без повреждений, вызванных окислением, например, серебро
низкая стоимость, например, свинец, олово, медь.

Из приведенного выше обсуждения видно, что ни один материал не обладает всеми характеристиками. Например, свинец имеет низкую температуру плавления, но имеет высокое удельное сопротивление и склонен к окислению. Точно так же медь имеет высокую проводимость и низкую стоимость, но быстро окисляется.Поэтому при выборе материала для определения предохранителей приходится идти на компромисс.

Материалы плавких элементов:

Наиболее часто используемые материалы для плавких элементов — свинец, олово, медь, цинк и серебро. Для малых токов до 10 А для изготовления плавкого элемента используется олово или весь сплав свинца и олова (свинец 37%, олово 63%). Для больших токов используется медь или серебро. Обычно медь покрывают оловом для защиты от окисления. Цинк (только в виде ленты) хорош, если требуется определение предохранителей со значительным запаздыванием i.е., тот, который не очень быстро тает при небольшой перегрузке.

Современная тенденция заключается в использовании серебра, несмотря на его высокую стоимость, по следующим причинам:

Сравнительно не подвержен окислению.
Не портится при использовании на сухом воздухе.
Коэффициент расширения серебра настолько мал, что не возникает критической усталости. Следовательно, плавкий элемент может длительное время выдерживать номинальный ток.
Электропроводность серебра очень высока.Следовательно, для данного номинала плавкого элемента требуется масса металлического серебра меньше, чем у других материалов. Это сводит к минимуму проблему очистки массы испаренного материала, высвободившегося при плавлении, и, таким образом, обеспечивает высокую скорость работы.
Из-за сравнительно низкой удельной теплоемкости плавкие элементы из серебра могут нагреваться от нормальной температуры до испарения быстрее, чем другие плавкие элементы. Более того, сопротивление серебра резко возрастает по мере достижения температуры плавления, что делает переход от плавления к испарению почти мгновенным.Следовательно, при более высоком
Серебро испаряется при температуре намного ниже той, при которой его пар легко испаряется. Следовательно, когда дуга образуется через испаренную часть элемента, путь дуги имеет высокое сопротивление. В результате ток короткого замыкания быстро прерывается.

Важные термины в предохранителях

При анализе предохранителей часто используются следующие термины:

Номинальный ток плавкого элемента: Это ток, который плавкий элемент может нормально выдерживать без перегрева, или он зависит от повышения температуры контактов держателя плавкого предохранителя, материала плавкого предохранителя и окружающей среды, указанной в определении предохранителей.
Ток предохранителя: Это минимальный ток, при котором плавкий элемент плавится и, таким образом, размыкает защищаемую им цепь. Очевидно, его значение будет больше, чем текущий номинал плавкого элемента.

Для круглой проволоки приблизительное соотношение между током плавления I и диаметром d проволоки составляет

, где k — постоянная, называемая константой предохранителя . Его значение зависит от металла, из которого изготовлен элемент предохранителя.Сэр W.H. Прис нашла значение k для различных материалов, как указано в таблице ниже:

Ток предохранителя зависит от различных факторов, таких как:

материал плавкого элемента
длина — чем меньше длина, тем больше ток, потому что короткий предохранитель может легко отвести все тепло
диаметр
размер и расположение терминалов
предыдущая история
тип используемого корпуса

Коэффициент предохранителя: Это отношение минимального тока предохранителя к номинальному току элемента предохранителя i.е.

Его значение всегда больше единицы. Чем меньше коэффициент плавления, тем труднее избежать ухудшения характеристик из-за перегрева и окисления при номинальном рабочем токе. Для полузамкнутых или повторно свариваемых предохранителей, в которых в качестве плавкого элемента используется медная проволока, коэффициент плавления обычно равен 2. Более низкие значения коэффициента плавления могут использоваться для картриджных предохранителей закрытого типа, в которых используются серебряные или биметаллические элементы.

Предполагаемый ток: Рис.20.2 показано, как переменный ток ток отключен предохранителем. Ток короткого замыкания обычно имеет очень большой первый контур, но на самом деле он генерирует достаточно энергии, чтобы расплавить плавкий элемент задолго до достижения пика этого первого контура. Среднеквадратичное значение. значение тока первого контура повреждения известно как предполагаемый ток. Следовательно, предполагаемый ток можно определить как:

Это среднеквадратичное значение. значение первого контура тока короткого замыкания, полученное при замене предохранителя на обычный провод с ничтожно малым сопротивлением.

Ток отключения: Это максимальное значение тока короткого замыкания, фактически достигаемое перед плавлением предохранителя.

При возникновении неисправности ток короткого замыкания имеет очень большую первую петлю из-за значительной степени асимметрии. Вырабатываемого тепла достаточно, чтобы расплавить плавкий элемент задолго до достижения пика первого контура (точка «а» на рис. 20.2). Ток, соответствующий точке «а», является током отключения. Значение отсечения зависит от

Номинальный ток предохранителя
стоимость перспективных текущих
Несимметрия тока короткого замыкания

Здесь можно упомянуть, что выдающейся особенностью срабатывания предохранителя является размыкание цепи до того, как ток короткого замыкания достигнет своего первого пика.Это дает Fuses Definition большое преимущество перед автоматическим выключателем, поскольку наиболее серьезные тепловые и электромагнитные эффекты токов короткого замыкания (которые возникают при пиковом значении ожидаемого тока) не испытываются с предохранителями. Следовательно, цепи, защищенные плавкими предохранителями, могут быть спроектированы так, чтобы выдерживать максимальный ток, равный значению отключения. Это соображение вместе с относительной дешевизной предохранителей позволяет значительно снизить затраты.

Время до возникновения дуги: Это время между началом короткого замыкания и моментом отключения.

При возникновении неисправности ток короткого замыкания быстро возрастает и нагревает плавкий элемент. Когда ток короткого замыкания достигает значения отсечки, плавкий элемент плавится и зажигается дуга. Время от начала короткого замыкания до момента возникновения дуги называется временем до возникновения дуги. Время до возникновения дуги обычно невелико: типичное значение составляет 0,001 секунды

Время возникновения дуги: Это время между окончанием времени до возникновения дуги и моментом, когда дуга гаснет.
Общее время срабатывания: Это сумма времени до дуги и времени дуги.

Можно отметить, что время срабатывания предохранителя обычно довольно низкое (скажем, 0,002 секунды) по сравнению с автоматическим выключателем (скажем, 0,2 секунды или около того). Это дополнительное преимущество предохранителя перед автоматическим выключателем. Плавкий предохранитель, включенный последовательно с автоматическим выключателем с малой отключающей способностью, является полезным и экономичным устройством для обеспечения адекватной защиты от короткого замыкания. Это происходит потому, что предохранитель перегорает при неисправности до того, как автоматический выключатель успевает сработать.

Отключающая способность: Это среднеквадратичное значение. значение переменного тока составляющая максимального ожидаемого тока, с которым предохранитель может работать при номинальном рабочем напряжении.

% PDF-1.4 % 39 0 объект >>> эндобдж 75 0 объект > поток конечный поток эндобдж 35 0 объект > эндобдж 40 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 32 0 R / TrimBox [0.p b_4C @ $: #) 8Ft N’I $ Qpevqzu | e «/ WD: 8q_ ֬` N34oMs30 ߁ XV [cði L6vzUG ڐ Դ

Техника управления | Понимание кривых время-ток: Часть 1

График зависимости тока от времени (TCC) отображает время отключения устройства максимального тока на основе заданного уровня тока. Эти кривые предоставлены производителями устройств отключения максимального тока, таких как предохранители и автоматические выключатели. Эти кривые являются частью приемочных испытаний продукта, проводимых Underwriters Laboratories (UL) и другими рейтинговыми агентствами.Форма кривых определяется как физической конструкцией устройства, так и настройками, выбранными в случае регулируемых автоматических выключателей. Кривые временного тока устройства важны для понимания инженеров, поскольку они графически показывают реакцию устройства на различные уровни перегрузки по току. Кривые позволяют инженеру энергосистем графически представить выборочную координацию устройств максимального тока в электрической системе. Современные пакеты программного обеспечения для проектирования энергосистем, такие как EasyPower, SKM Power Tools и Etap, содержат графические библиотеки кривых, позволяющие инженеру энергосистемы строить, анализировать и распечатывать кривые с минимальными усилиями по сравнению с предыдущими методами, которые использовались, когда координация энергосистемы.

Идентификация элемента TCC

Диаграмма TCC, показанная на рисунке 1 (ниже), отображает время отклика на прерывание устройства прерывания тока в зависимости от времени. Ток показан на горизонтальной оси в логарифмической шкале в амперах X 10 ^X. Время показано на вертикальной оси с использованием логарифмической шкалы в секундах X10 ^X. Голубая кривая — это кривая выключателя фидера распределительного устройства. Фиолетовая кривая — это кривая главного выключателя распределительного устройства.Красная кривая — это кривая первичного предохранителя трансформатора. Оранжевая кривая — кривая повреждения трансформатора. Зеленые кривые — это кривые повреждения кабеля. Каждый из этих пунктов будет объяснен. Система, представленная этой кривой, хорошо скоординирована и надежно защищена от повреждений. Он также имеет минимальную категорию опасности вспышки дуги из-за низких значений мгновенного срабатывания автоматического выключателя.

Однолинейная диаграмма (см. Рисунок 2) и график TCC показывают типичную гипотетическую промышленную энергосистему.Существует точка подачи электроэнергии со средним уровнем напряжения (в данном случае 4160 В), которая питает первичную обмотку силового трансформатора 2,5 МВА через предохранительный выключатель среднего напряжения, содержащий предохранитель класса E. Вторичная сторона трансформатора 480 В питает часть распределительного устройства низкого напряжения, в котором используются выдвижные силовые выключатели низкого напряжения для главных и фидерных выключателей. На графике TCC также отображаются кривые повреждения трансформатора и кабеля. Эти кривые основаны на принятых отраслевых консенсусных стандартах, опубликованных Американским национальным институтом стандартов (ANSI, для трансформаторов) и Ассоциацией инженеров по изолированным кабелям (ICEA, для кабелей).Интерпретация кривых повреждений довольно проста. Условия эксплуатации (защита от перегрузки по току) должны соблюдаться слева от кривой повреждения, чтобы гарантировать отсутствие необратимых повреждений трансформатора или кабеля. Условия эксплуатации, которые позволяют работать справа от кривой повреждения, подвергают рассматриваемое устройство воздействию токов, которые могут вызвать необратимые необратимые повреждения, сокращение срока службы и возможный катастрофический отказ. Следовательно, схемы согласования максимального тока и автоматического выключателя должны учитывать это на начальном этапе проектирования.

Имеются две кривые повреждения трансформатора (показаны оранжевым цветом на Рисунке 1) — одна пунктирная, другая сплошная. Сплошная кривая повреждений не сбалансирована и учитывает коэффициент снижения номинальных значений для типа обмотки трансформатора и типа неисправности. Пунктирная кривая ущерба — это 100% -ная оценочная кривая без учета снижения рейтинга. Пусковой ток трансформатора также отображается одной точкой на диаграмме TCC. Опять же, как часть первоначальной конструкции, пусковой ток трансформатора должен быть слева от кривой первичного предохранителя трансформатора, в противном случае предохранитель сработает при включении трансформатора.Эти различия в несбалансированных кривых и кривых 100% повреждения могут быть уменьшены с помощью дополнительных защитных реле, позволяющих использовать 100% кривую для проектирования энергосистемы без риска повреждения трансформатора.

Имеются три кривые повреждения кабеля (показаны зеленым цветом на Рисунке 1). Для каждого кабеля, представленного на однолинейной схеме, есть одна кривая. Как часть первоначальной конструкции, устройство прерывания максимального тока должно ограничивать ток короткого замыкания слева от кривой повреждения, чтобы предотвратить необратимое повреждение.Кривые повреждения кабелей зависят от размера, типа изоляции и конфигурации кабелепровода.

Этот пост написал Дэвид Пол. Дэвид является главным инженером в компании MAVERICK Technologies , ведущем поставщике решений автоматизации, предлагающих услуги промышленной автоматизации, стратегического производства и интеграции предприятий для перерабатывающих отраслей.