Jak działają charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników i bezpieczników

Prąd elektryczny ma jedną cechę wyróżniającą: może płynąć tylko w zamkniętej pętli. Jeśli ten łańcuch zostanie zerwany, jego działanie natychmiast ustaje. Ta właściwość jest zawarta w działaniu zabezpieczenia nadprądowego opartego na zastosowaniu bezpieczników i wyłączniki automatyczne.

Są one wybierane w taki sposób, aby mogły wytrzymać nominalną wartość przepływającego przez nie prądu przez długi czas. Zapewnia to niezawodność zasilania odbiorników. Jednocześnie bezpieczniki i wyłączniki pełnią funkcje ochronne: w sytuacjach awaryjnych w obwodzie kontrolowanym przerywają przepływający przez nie niebezpieczny prąd.

Jednocześnie w kompleksie brane są pod uwagę dwa czynniki:

1. wielkość przepływającego prądu obciążenia;

2. Czas trwania narażenia.

Bezpiecznik topi się z ciepła wytwarzanego przez przepływający przez niego prąd.

Wyłącznik bierze również pod uwagę przegrzanie temperatury obwodu i otwiera styki mocy z powodu działania wyzwalacza termicznego. Jednocześnie zawiera inne urządzenie - wyzwalacz elektromagnetyczny, który reaguje na nadmiar energii elektromagnetycznej, który występuje nawet w trybie pulsacyjnym.

Więcej informacji na temat urządzenia, zasady działania i właściwości eksploatacyjnych wyłączników i bezpieczników opisano tutaj:

Bezpiecznik lub wyłącznik automatyczny - co jest lepsze?

Bezpieczniki automatyczne gwintowane PAR

Dobór wyłączników według podstawowych parametrów

Działanie wszystkich tych urządzeń ocenia się na podstawie pewnych charakterystyk technicznych, które są zwykle nazywane prądem czasowym, ponieważ dokładnie określają czas reakcji zabezpieczeń, biorąc pod uwagę jego zależność od częstotliwości przekraczania prądu awaryjnego w stosunku do stanu nominalnego.

Charakterystyka czasowo-prądowa (VTX) wyrażone na wykresach we współrzędnych kartezjańskich. Oś rzędnych jest czasem mierzonym w sekundach, a odcięta jest stosunkiem przepływającego prądu awaryjnego I do wartości nominalnej In urządzenia przełączającego.

Dlaczego powstaje charakterystyka ochronna wkładki topikowej?

Aby zapewnić prawidłowe działanie bezpiecznika w obwodzie elektrycznym, należy wziąć pod uwagę:

• możliwości techniczne;

• warunki inspekcji;

• spotkanie

Główne parametry właściwości ochronnych bezpiecznika

Harmonogram bezpieczników działających przy różnych prądach jest wyrażony linią krzywej dzielącą przestrzeń roboczą współrzędnych na dwie części:

1. obszar roboczy, w którym wkładka topikowa pozostaje nienaruszona i niezawodnie zapewnia przepływ prądu w chronionym obwodzie;

2. strefa przepływu prądów wyłącznika ograniczającego, w której następuje przerwanie obwodu.

Pierwsza część wykresu jest pokazana w kolorze jasnozielonym, a druga w kolorze beżowym.

Charakterystyka ochronna wkładki topikowej leży na granicy tych dwóch stref. W przestrzeni prądów roboczych bezpiecznik pozostaje nienaruszony, a gdy ich wartości wzrosną powyżej stanu krytycznego, przepala się.

Strefa ograniczenia prądu jest niebezpieczna dla urządzenia i musi zostać wyłączona tak szybko, jak to możliwe.

Charakterystyka ochronna skrzynki bezpiecznikowej wyraża czas od uruchomienia trybu awaryjnego do momentu wyłączenia, prezentowany w zależności od nadmiaru niebezpiecznego prądu nad bezpiecznikiem znamionowym.

Wkładka topikowa charakteryzuje się trzema rodzajami prądów:

1. ocenione, które może wytrzymać prawie nieograniczony czas;

2. minimalny test, w ramach którego może pracować dłużej niż godzinę;

3. Maksymalny test, który powoduje jego wypalenie w mniej niż godzinę.

Wkładka bezpiecznikowa chroni podłączony do niej obwód przed dwoma rodzajami stanów awaryjnych:

1. przeciążenia ze zwiększonymi obciążeniami, które wyłączają się z opóźnieniem;

2. zwarcia - zwarcie wymagające najszybszej możliwej eliminacji.

Wszystkie te tryby i typy prądów są brane pod uwagę przy wyborze bezpiecznika. W tym celu opracowywane są relacje matematyczne, przekształcane przez wykresy i tabele w wygodnej formie.

Jak stworzyć charakterystykę bezpiecznika ochronnego

Wkładka topikowa może uruchomić zabezpieczenie tylko raz. Potem się wypala. Dlatego jego charakterystykę można utworzyć tylko pośrednio.

Aby to zrobić, zakład losowo wybiera określoną liczbę próbek z każdej partii gotowych produktów. Służą do dalszych testów elektrycznych przy różnych prądach. Zgodnie z ich wynikami zestawione są tabele i wykresy, które pozwalają ocenić jakość wydanej serii bezpieczników.

Przypisanie charakterystyki zabezpieczenia bezpiecznika

Wkładka topikowa jest oceniana na podstawie parametrów elektrycznych w celu rozwiązania czysto praktycznego zadania: zapewnienia właściwego wyboru pod względem właściwości roboczych i ochronnych.

Aby to zrobić, weź pod uwagę:

• wartość napięcia roboczego obwodu, w którym powinien działać bezpiecznik;

• ograniczyć prąd przerywający na wkładce topliwej, zdolny do jej przerwania (rozłączenia);

• wartość prądu znamionowego bezpiecznika, z uwzględnieniem współczynników jego obciążenia i odstrojenia od przeciążeń.

Bez zastosowania właściwości ochronnych wkładki topikowej nie można wybrać bezpiecznika ze względu na jego niezawodną pracę w obwodzie elektrycznym.

Jak działa charakterystyka prądowa wyłącznika?

Na wybór charakterystyki czasowo-prądowej mają wpływ:

• cechy konstrukcyjne wbudowanych zabezpieczeń;

• konfiguracja wybranego harmonogramu.

Wpływ konstrukcji zabezpieczenia maszyny na formę jej charakterystyki reakcji

Właściwości ochronne wyłącznika zapewniają dwa wbudowane urządzenia działające na zasadzie przekaźników bezpośredniego działania. Rozłączają styki mocy maszyny, gdy wartości nominalne zostaną przekroczone zgodnie z kryteriami ograniczenia:

1. obciążenie cieplne;

2. ekspozycja elektromagnetyczna.

Płyta bimetaliczna wyzwalacza termicznego wyczuwa nagrzewanie się drutów uzwojenia. Po przekroczeniu wygina się, usuwając zespół sprzęgła z retencji.

Pod działaniem siły napięcia sprężyny ruchomy wahacz zwolniony z uchwytu jest obracany, a jego styki mocy przerywają obwód mocy.

W przypadku zwolnienia elektromagnetycznego rozłączenie styków mocy następuje z powodu wybicia dźwigni przytrzymującej sprężyny pod wpływem popychacza, który następuje pod wpływem prądu awaryjnego.

W przeciwieństwie do bezpiecznika z przepalonym bezpiecznikiem oba te urządzenia są przeznaczone do wielokrotnego użytku. Pozwalają szybko przywrócić przerwy w obwodzie po zapobieganiu nieprawidłowym sytuacjom.

Działanie wyzwalacza termicznego i odcięcia elektromagnetycznego jest uwzględnione w algorytmie wyzwalania wyłącznika i jest kompleksowo brane pod uwagę, gdy wyzwala się podczas charakterystyki prądowo-prądowej.

Zobacz także:Jak upewnić się, kupując maszynę w sklepie, czy działa

Ponieważ temperatura otoczenia i bimetaliczna płytka wpływają na szybkość ochrony, zwykle wykonuje się wszystkie pomiary w temperaturze +30 stopni Celsjusza.

Krzywa czasowo-prądowa wyłącznika jest złożoną linią wyróżnioną literami ABC.Górna sekcja AB odpowiada działaniu wyzwalacza termicznego, a jej dolna część odcięciu elektromagnetycznemu.

Główne parametry wykresu charakterystyki czasowo-prądowej

Efekty temperaturowe

W przeciwieństwie do charakterystyki ochronnej wkładki bezpiecznikowej wyłącznika, wykres VTX jest reprezentowany przez dwie linie:

1. góra, biorąc pod uwagę działanie zabezpieczenia bezpośrednio przed zimnym stanem +30^Och C;

2. niższe, utworzone po wielokrotnym włączaniu, gdy konstrukcja maszyny nie miała czasu na ochłodzenie.

Obszar między tymi dwoma skrajnymi wykresami jest podświetlony. Podczas obsługi wyłącznika należy pamiętać, że może on znajdować się gdzieś w pokazanym obszarze. W takim przypadku czas wyłączenia prądów awaryjnych jest nieco skrócony w stanie ocieplenia i wzrasta w stanie zimnym. Z tego powodu tworzony jest rozkład parametrów odpowiedzi.

Temperatura elementów konstrukcyjnych może mieć znaczący wpływ na czas reakcji maszyny. Staje się to szczególnie istotne podczas przeprowadzania kontroli elektrycznych, które wymagają kilku pomiarów. Do ich powtórzeń należy zapewnić czas na ochłodzenie zabezpieczeń do +30 stopni.

Podział BTX na strefy

Wyłączniki ściśle oddzielają strefy czasowe -

charakterystyka prądowa dla rozróżnienia obszarów operacyjnych: wewnątrz pierwszego należy zapewnić niezawodny przepływ prądów roboczych, a po drugie powinno nastąpić wyłączenie warunków awaryjnych.

Linia warunkowych prądów nie wyzwalających

W celu wskazania pierwszego regionu na odciętej wykresu wybiera się 1,13 I / I nom. Nazywa się to warunkowym punktem oderwania. Poniżej tych prądów wyłącznik nie może zadziałać.

Po osiągnięciu wyłączniki o wartości prądu znamionowego do 63 amperów muszą zostać wyłączone po 1 godzinie, a przy dużych wartościach znamionowych - po dwóch.

Lokalizacja warunkowego punktu wyłączenia jest wskazana na mapie BTX bezbłędnie.

Wyłączanie warunkowe linii

Punkt na osi odciętych o wartości 1,45 I / I nom jest drugą wartością graniczną strefy prądów warunkowego wyłączenia i braku zadziałania styków mocy.

Punkt 1.45 I / I nom charakteryzuje prądy wyzwalania warunkowego, jest również wskazany na wszystkich wykresach VTX. Gdy obciążenie podłączone do maszyny osiągnie tę wartość, należy ją odłączyć za chwilę:

• mniej niż 1 godzina, jeśli jego wartość nominalna wynosi do 63 amperów;

• nie więcej niż dwie godziny, gdy prąd znamionowy przekroczy tę wartość 63 amperów.

Powyższy wykres pokazuje, że wybrany wyłącznik ma czas wyłączenia w trybie awaryjnym od zimnego stanu 1 godziny, a po podgrzaniu może się zmniejszyć do 40 sekund.

Praktyczne zastosowanie parametrów VTX

Analiza zastosowania charakterystyki czasowo-prądowej wyłączników automatycznych dla prądów warunkowo wyłączających styków mocy pozwala uwzględnić czas trwania przeciążenia w podłączonym obwodzie elektrycznym. Jest to ważne, ponieważ mogą uszkodzić sprzęt.

Na przykład przy wyborze automatycznej maszyny o wartości nominalnej 16 amperów i gdy jest zimno, warunkowy prąd zadziałania 1,45 ∙ 16 = 23,2 ampera będzie działał na podłączone okablowanie przez godzinę. Ten czas wystarczy do przegrzania izolacji drutów miedzianych o przekroju kwadratowym 1,5 mm i wyłączenia go, stworzenia warunków do pożaru. A przypadki ochrony takich przewodników i aluminiowego kwadratu 2,5 mm z takimi automatami wciąż są często spotykane w praktyce.

Aby wykluczyć takie sytuacje, zaleca się staranną analizę charakterystyki czasowo-prądowej wyłączników w stosunku do podłączonego do nich obciążenia. Aby ułatwić ich wybór, stworzono tabelę korespondencji dla prądów znamionowych i obszarów przekroju miedzianych przewodów kabli i przewodów.

Producenci wyłączników kontrolują wszystkie swoje produkty pod kątem zgodności z przyjętymi normami. Podstawowe wymagania dotyczące maszyn są określone w GOST R 50345-2010. Jednak w niektórych obszarach charakterystyki czasowo-prądowe każdej rośliny mogą się nieznacznie różnić. Tę funkcję należy wziąć pod uwagę przy wyborze konkretnego modelu i jego kontroli.

Rodzaje charakterystyk czasowo-prądowych wyłączników

Wyłączniki mogą być tworzone do różnych celów w zależności od warunków pracy. Zgodnie z tymi wskaźnikami ich wykresy VTX mają różne limity czasu reakcji. To pozwala im odbudować selektywność, aby uniknąć fałszywych wyłączeń urządzeń.

Wyłączniki są dostępne do użytku domowego lub przemysłowego.

Maszyny domowe są sklasyfikowane w trzech grupach B, C i D:

1. Klasa B została zaprojektowana do ochrony długich linii i systemów oświetleniowych. Wielość prądów do jego działania mieści się w zakresie 3 ÷ 5 In;

2. Klasa C chroni grupy wyjść lub urządzenia, które wytwarzają umiarkowane prądy rozruchowe. Wielość prądów 5 ÷ 10 In;

3. Klasa D służy do ochrony odbiorców o wysokich prądach rozruchowych, na przykład transformatorów lub maszyn z silnymi asynchronicznymi silnikami elektrycznymi. Wielokrotność prądów 10 ÷ 20 Inom.

Wyłączniki typu B są bardziej czułe. Postanowili chronić konsumentów końcowych w mieszkaniach i domach. A jako automat wprowadzający lepiej zainstalować te, które należą do typu C.

Jakość stanu okablowania i wielkość rezystancji pętli zerowo-fazowej może wpływać na wybór wyłącznika. Stara izolacja z wysoką zawartością prądów upływowych i zawyżoną wydajnością pętli może pogorszyć warunki pracy maszyny typu C lub doprowadzić do awarii. W takich sytuacjach stosuje się klasę B.

Maszyny przemysłowe są podzielone na trzy grupy:

1. klasa L - więcej niż 8 cali;

2. klasa Z - więcej niż 4 Inom;

3. klasa K - ponad 12 Inom.

Wśród producentów w Europie istnieją modele maszyn z klasą A, która ma aktualną granicę krotności 2 ÷ 3 Inom.

Wszystkie te cechy należy wziąć pod uwagę przy wyborze konstrukcji wyłącznika i jego kontroli. Automaty oznaczone tą samą mocą, w zależności od rodzaju charakterystyki czasowo-prądowej, mają różne czasy reakcji.

Więcej na ten temat: Główne parametry wyłączników