Como as características de corrente e tempo dos disjuntores e fusíveis funcionam

A corrente elétrica tem uma característica distintiva: é capaz de fluir apenas em um circuito fechado. Se essa cadeia estiver quebrada, sua ação cessará imediatamente. Essa propriedade está incorporada na operação de proteção contra sobrecorrente com base no uso de fusíveis e disjuntores.

Eles são selecionados de forma que possam suportar o valor nominal da corrente que flui por eles por um longo tempo. Isso garante a confiabilidade do fornecimento de energia aos consumidores. Ao mesmo tempo, fusíveis e disjuntores têm funções de proteção: durante condições de emergência em um circuito controlado, eles quebram a corrente perigosa que passa por eles.

Ao mesmo tempo, dois fatores são levados em consideração no complexo:

1. a magnitude da corrente de carga que flui;

2. A duração da sua exposição.

O fusível queima do calor criado pela corrente que passa por ele.

O disjuntor também leva em consideração o superaquecimento da temperatura do circuito e abre seus contatos de potência devido à operação da liberação térmica. Ao mesmo tempo, inclui outro dispositivo - uma liberação eletromagnética, que responde ao excesso de energia eletromagnética, que ocorre mesmo no modo pulsado.

Mais detalhes sobre o dispositivo, o princípio de operação e os recursos de operação de disjuntores e fusíveis são descritos aqui:

Fusível ou disjuntor - qual é o melhor?

Fusíveis com rosca automática tipo PAR

Seleção de disjuntores por parâmetros básicos

A operação de todos esses dispositivos é julgada por certas características técnicas, geralmente chamadas de corrente de tempo, porque determinam com precisão o tempo de resposta das proteções, dada sua dependência da frequência de exceder a corrente de emergência em relação ao estado nominal.

Características de corrente e tempo (VTX) expresso em gráficos em coordenadas cartesianas. O eixo das ordenadas é o tempo medido em segundos e a abcissa é a razão entre a corrente de emergência I e o valor nominal In do dispositivo de comutação.

Por que a característica de proteção do fusível foi criada?

Para o correto funcionamento do fusível dentro do circuito elétrico, deve-se levar em consideração:

• capacidades técnicas;

• condições de inspeção;

• compromisso.

Parâmetros principais da característica de proteção do fusível

O gráfico de disparo de fusível para várias correntes é expresso por uma linha de curva que divide o espaço de trabalho das coordenadas em duas partes:

1. a área de trabalho na qual o elo de fusível permanece intacto e garante com segurança o fluxo de corrente no circuito protegido;

2. a zona do fluxo de correntes da parada limite, na qual o circuito quebra.

A primeira parte do gráfico é mostrada em verde claro e a segunda é destacada em bege.

A característica protetora do elo de fusível está no limite dessas duas zonas. No espaço das correntes de trabalho, o fusível permanece intacto e, quando seus valores aumentam acima do estado crítico, ele queima.

A zona limite atual é perigosa para o equipamento e deve ser desligada o mais rápido possível.

A característica de proteção da caixa de fusíveis expressa o período de tempo desde o início do modo de emergência até o momento em que foi desligado, apresentado dependendo do excesso de corrente perigosa sobre o fusível classificado.

O elo de fusível é caracterizado por três tipos de correntes:

1. avaliado, que pode suportar o tempo quase ilimitado;

2. teste mínimo, sob a ação de que pode funcionar mais de uma hora;

3. O teste máximo, que causa seu esgotamento em menos de uma hora.

A inserção do fusível protege o circuito conectado a ele de dois tipos de condições de emergência:

1. sobrecargas com cargas aumentadas que se apagam com atraso;

2. curto-circuito - curto-circuito que requer a eliminação mais rápida possível.

Todos esses modos e tipos de correntes são levados em consideração ao escolher um fusível e um fusível. Para isso, são desenvolvidas relações matemáticas, transformadas por gráficos e tabelas de forma conveniente.

Como criar uma característica de fusível de proteção

O link de fusível pode operar a proteção apenas uma vez. Depois disso, queima. Portanto, sua caracterização só pode ser criada indiretamente.

Para isso, a planta seleciona aleatoriamente um certo número de amostras de cada lote de produtos acabados. Eles são usados ​​para testes elétricos adicionais sob várias correntes. De acordo com os resultados, são compiladas tabelas e gráficos que permitem avaliar a qualidade das séries de fusíveis liberadas.

Atribuição de característica de proteção de fusível

O fusível é avaliado por parâmetros elétricos para resolver uma tarefa puramente prática: garantir sua escolha correta em termos de propriedades de trabalho e proteção.

Para fazer isso, leve em consideração:

• o valor da tensão operacional do circuito no qual o fusível deve operar;

• limitar a corrente de interrupção no inserto fusível, capaz de quebrá-lo (desconectar);

• valor da corrente nominal do fusível, levando em consideração os coeficientes de sua carga e o desligamento de sobrecargas.

Sem usar as características de proteção do elo de fusível, é impossível escolher o fusível para uma operação confiável no circuito elétrico.

Como funciona a característica atual de um disjuntor?

A escolha das características de tempo-corrente é influenciada por:

• recursos de design de proteções embutidas;

• configuração da programação selecionada.

A influência do projeto da proteção da máquina na forma de suas características de resposta

Dois dispositivos embutidos, funcionando de acordo com os princípios dos relés de ação direta, estão envolvidos no fornecimento de propriedades de proteção no disjuntor. Eles desconectam os contatos de potência da máquina quando os valores nominais são excedidos de acordo com os critérios de restrição:

1. carga de calor;

2. exposição eletromagnética.

A placa bimetálica da liberação térmica detecta o aquecimento dos fios do enrolamento. Quando excedido, ele dobra, removendo o conjunto da embreagem da retenção.

Sob a ação da força de tensão da mola, o balancim móvel liberado da retenção é girado e seus contatos de potência interrompem o circuito de potência.

Em uma liberação eletromagnética, a desconexão dos contatos de potência ocorre devido à queda da alavanca de retenção da mola pelo impacto do empurrador, que ocorre sob a influência da corrente de emergência.

Ao contrário de um fusível com um fusível queimado, ambos os dispositivos são projetados para uso reutilizável. Eles permitem que você restaure rapidamente as falhas do circuito após evitar situações anormais.

A operação da liberação térmica e do corte eletromagnético está incluída no algoritmo de disparo do disjuntor e é amplamente levada em consideração quando ele dispara durante a característica corrente-corrente.

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Como a temperatura do ambiente e a placa bimetálica afetam a velocidade da proteção, é habitual realizar todas as medições a +30 graus Celsius.

A curva tempo-corrente de um disjuntor é uma linha complexa destacada pelas letras ABC.A seção superior AB corresponde à operação da liberação térmica e sua parte inferior ao corte eletromagnético.

Os principais parâmetros do gráfico da característica tempo-corrente

Efeitos da temperatura

Ao contrário da característica de proteção do fusível do disjuntor, o gráfico VTX é representado por duas linhas:

1. top, tendo em conta o funcionamento da proteção diretamente do estado frio +30^Oh C;

2. inferior, criado após a repetição da ligação, quando o design da máquina não teve tempo para esfriar.

A área entre essas duas parcelas extremas é destacada. Ao operar um disjuntor, lembre-se de que ele pode estar localizado em algum lugar dentro da área mostrada. Nesse caso, o tempo de desligamento das correntes de emergência é um pouco reduzido no estado aquecido e aumenta no frio. Devido a isso, uma propagação nos parâmetros de resposta é criada.

A temperatura dos elementos estruturais pode ter um impacto significativo no tempo de resposta da máquina. Isso se torna especialmente relevante ao realizar verificações elétricas que exigem várias medições. Para suas repetições, é necessário fornecer tempo para o resfriamento das proteções a +30 graus.

Divisão do BTX em zonas

Os disjuntores separam estritamente os fusos horários -

características atuais para destacar as áreas operacionais: dentro do primeiro, deve-se garantir um fluxo confiável de correntes operacionais e, no segundo, os modos de emergência devem ser desativados.

Linha de correntes condicionais sem disparo

Para indicar a primeira região na abcissa do gráfico, 1,13 I / I nom é selecionado. É chamado de ponto de não desengajamento condicional. Abaixo dessas correntes, o disjuntor não deve desarmar.

Quando alcançados, os disjuntores com um valor de corrente nominal de até 63 amperes devem ser desligados após 1 hora e com classificações grandes - após dois.

A localização do ponto de disparo condicional é indicada no gráfico BTX sem falhas.

Trip condicional de linha

Um ponto no eixo da abcissa com um valor de 1,45 I / I nom é o segundo valor-limite da zona de correntes de disparo condicional e não disparo de contatos de potência.

O ponto 1.45 I / I nom caracteriza as correntes do disparo condicional, também é indicado em todos os gráficos do VTX. Quando a carga conectada à máquina atinge esse valor, ela deve se desconectar por um tempo:

• menos de 1 hora se o seu valor nominal for de até 63 amperes;

• não mais de duas horas quando a corrente nominal exceder esse valor de 63 amperes.

O gráfico acima mostra que o disjuntor selecionado tem um tempo de desligamento do modo de emergência a partir do estado frio de 1 hora e, quando é aquecido, pode diminuir até 40 segundos.

Aplicação prática dos parâmetros VTX

Uma análise do uso da característica de tempo-corrente dos disjuntores para as correntes dos contatos de potência com disparo condicional permite levar em consideração a duração da sobrecarga no circuito elétrico conectado. Isso é importante porque eles podem danificar o equipamento.

Por exemplo, ao escolher uma máquina com um valor nominal de 16 amperes e quando está frio, a corrente de disparo condicional de 1,45 ∙ 16 = 23,2 amperes atuará na fiação conectada por uma hora. Este tempo é suficiente para superaquecer o isolamento de fios de cobre com uma seção transversal de 1,5 mm quadrados e desativá-lo, criando as condições para um incêndio. E os casos de proteção de tais condutores e o alumínio de 2,5 mm quadrados, com essas máquinas automáticas, ainda são frequentemente encontrados na prática.

Para excluir tais situações, recomenda-se analisar cuidadosamente a característica de tempo-corrente dos disjuntores em relação à carga conectada a eles. Para facilitar sua seleção, foi criada uma tabela de correspondência para as correntes nominais e as áreas de seção transversal dos condutores de cobre de cabos e fios.

Os fabricantes de disjuntores verificam todos os seus produtos quanto à conformidade com os padrões aceitos. Os requisitos básicos para máquinas estão descritos em GOST R 50345—2010. No entanto, em algumas áreas, as características de tempo e corrente de cada planta podem variar um pouco. Esse recurso deve ser considerado ao escolher um modelo específico e suas verificações.

Tipos de características tempo-corrente dos disjuntores

Os disjuntores podem ser criados para vários propósitos para condições operacionais. De acordo com esses indicadores, seus gráficos VTX têm limites de resposta de tempo diferentes. Isso lhes permite reconstruir a seletividade, para evitar falsos desligamentos do equipamento.

Os disjuntores estão disponíveis para uso doméstico ou industrial.

As máquinas domésticas são classificadas em três grupos B, C e D:

1. A classe B foi projetada para proteger linhas longas e sistemas de iluminação. A multiplicidade de correntes para sua operação está dentro de 3 ÷ 5 In;

2. A classe C protege grupos de tomadas ou equipamentos que geram correntes de irrupção moderadas. A multiplicidade de correntes 5 ÷ 10 In;

3. A classe D é usada para proteger os consumidores com altas correntes de energização, por exemplo, transformadores ou máquinas com potentes motores elétricos assíncronos. Multiplicidade de correntes 10 ÷ 20 Inom.

Os disjuntores do tipo B são mais sensíveis. Eles decidiram proteger os consumidores finais em apartamentos e casas. E como um autômato introdutório, é melhor instalar aqueles que pertencem ao tipo C.

A qualidade da condição da fiação e a magnitude da resistência do loop de fase zero podem afetar a escolha de um disjuntor. O isolamento antigo com um alto conteúdo de correntes de vazamento e desempenho de loop superestimado pode piorar as condições de operação de uma máquina tipo C ou causar falhas. Em tais situações, a classe B é usada.

Máquinas industriais são classificadas em três grupos:

1. classe L - mais de 8 pol;

2. classe Z - mais de 4 Inom;

3. classe K - mais de 12 Inom.

Entre os fabricantes na Europa, existem modelos de máquinas com classe A, que tem um limite de multiplicidade atual de 2 ÷ 3 Inom.

Todos esses recursos devem ser levados em consideração ao escolher o design do disjuntor e suas verificações. Os autômatos marcados com a mesma classificação, dependendo do tipo de característica tempo-corrente, têm tempos de resposta diferentes.

Mais sobre este tópico: Parâmetros principais dos disjuntores