1. тепловий расцепитель
2. Час-струмові характеристики
3. Приклади час-струмових характеристик
4. маркування автомата

Для захисту електричних ланцюгів від тривалих струмових перевантажень I> In і короткого замикання Iкз застосовуються автоматичні вимикачі (модульні автомати). Конструктивно вони складаються з змонтованих в негорючій пластиковому корпусі клем, контактів, гасителя дуги, ручного пристрою включення, електромагнітного і теплового розщеплювачів.

Пристрій АВ (рис. 1)

Індуктивна котушка, включена послідовно між клемами автомата, при проходженні через неї великого струму, працює як магніт, впливаючи на засувку, що звільняє пружинний механізм контактної групи, тим самим розмикаючи електричний ланцюг, оберігаючи лінію від струмів перевантаження і струмів короткого замикання.

Здавалося б, все просто: перевищена навантаження - спрацював захист. Але в момент включення електроприладів, їх пусковий струм може перевищувати номінальне значення в кілька разів. Напрошується рішення - поставити електромагнітний вимикач, що витримує найбільші стартові навантаження.

Але провідники в мережах розраховані на номінальний робочий струм. Вони здатні витримувати короткочасні перевантаження без будь-якої шкоди, що невірно при тривалих перевантаженнях, в цьому випадку провід розігріється до температури спалаху ізоляції, а вимикач так і не вимкне напругу, поки жили не замкнуться між собою.

тепловий расцепитель

Дорогим рішенням може стати збільшення поперечного перерізу кабелю до значень пускових струмів.

Тепловий розчепитель автоматичного вимикача (рис.2)

Але є більш дешевий спосіб уберегти лінії від загорянь, даючи їм працювати в режимі імпульсних перевантажень. Цей принцип реалізований в тепловому расцепителей - біметалічною пластині, дугоподібної форми, здатної витримувати великі струми, у міру нагрівання міняти свої геометричні параметри розпрямляючись, тим самим, натискаючи на спусковий механізм пристрою, що вимикає.

Оскільки на нагрівання потрібен час, то виключення відбувається не відразу, а після закінчення деякого періоду часу, якого повинно вистачити на повернення сили струму від стартового до робочого значення, при якому кількості теплоти виділяється менше і його недостатньо для випрямлення біметалічної пластини, - відключення не відбувається .

Час-струмові характеристики

При короткому замиканні, через більшу, ніж у звичайних провідників опору, дана пластина моментально розігріється до температури плавлення, і не встигне спрацювати. Тому, послідовно встановлюють електромагнітний вимикач, який реагуючи на КЗ, практично моментально обриває ланцюг, захищаючи лінії, електроприлади і біметалічну пластину.

Струм його спрацьовування (відсічення) I завжди вище номінального, зазначеного на пристрої. Ставлення I до номінального, коефіцієнт k = I / In називають час-струмової характеристикою, в залежності від призначення автомата, що позначається на корпусі перед номінальний струмом, у вигляді латинських букв (див. Рис. 3):

• А, k = 1,3. Використовується для протяжних ліній, харчування електронних пристроїв, пускові перевантаження майже відсутні.
• В, k = 5. Призначений для харчування електроосвітлювальних мереж, які не мають великих стартових струмів.
• З, k = 10. Найпоширеніший в побуті підвид автоматичних вимикачів. Початкові навантаження помірні.
• D, k = 25. Витримує великі імпульси струму, призначений для обслуговування електродвигунів з важким запуском.

Застосування в одній мережі, послідовно включених автоматів з різними характеристиками дозволяє створити селективну захист, при якій нештатна ситуація на лінії не буде викликати відключення головного вступного автомата.

Графік спрацьовування автоматичного вимикача з різними типами час струмових характеристик (рис.3)

Зазначені коефіцієнти означають, що при I = k * In автомат спрацює практично моментально, завдяки електромагнітному вимикача. Якщо струм в діапазоні: In <I <k * In, то час відключення залежить від:

• температури навколишнього середовища;
• температури самого автомата;
• наявності поруч інших працюючих модульних вимикачів;
• похибки самого пристрою.

Існують графіки залежності часу вимикання від k = I / In для кожної категорії. Дві лінії вказують діапазон можливого часу відключення, нижня - для гарячого пристрою, верхня для холодного. Тепер ясно, чому в спеку автомат спрацьовує швидше.

Приклади час-струмових характеристик

Припустимо, трапилася п'ятиразова перевантаження вимикача типу С: I = 5 * In. (Див. Рис.4) У гарячому, прогрітому довгою роботою стані, автомат відключиться за час від 0,02 до 1,1секунди за допомогою нагрівається біметалічної пластини. Вертикаль показує діапазон можливого значення часу спрацьовування.

Час-струмовий характеристика при 5-ти кратною перевантаження (рис.4)

Пряма лінія графіка, що йде вправо, показує швидкодію електромеханічного захисту при більшій ступені перевантаження. Крива, що йде вліво і вгору, показує, який час потрібно на нагрівання біметалічної пластини, щоб вона спрацювала при k <5.

При дворазовому перевищенні номіналу, відключення відбудеться через 10 секунд максимум (рис.5), якщо в півтора рази перевищити струм, то буде потрібно приблизно 40с.

Час-струмовий характеристика при 2-х кратної перевантаження (рис.5)

З графіка зрозуміло, що при k = 1,13 автомат не спрацює практично ніколи (рис .6). Цей нюанс називають умовним струмом трохи відключення, його потрібно враховувати при практичних розрахунках.

Час-струмовий характеристика при 1,13 кратної перевантаження (рис.6)

Для холодного пристрої алгоритм визначення той же. Помітно, що час вимикання більше, для тієї ж п'ятикратної навантаження буде вже близько тридцяти секунд. Щоб пристрій спрацював в тому ж періоді, що і в гарячому стані, потрібна вже десятикратна перевантаження.

Це крайні значення, для температури середовища в + 30 ° С. На практиці реальний час буде в цих межах, в залежності від температурного коефіцієнта kt навколишнього повітря і коефіцієнта kn, що враховує тепловиділення інших працюючих поруч автоматів.

На графіках видно, як вони змінюються в залежності від температури і кількості пристроїв на дин рейці.

маркування автомата

Виходячи з цього, для розрахунків потрібно використовувати скоригований, за температурними показниками номінальний струм In ° t = In * kn * kt.

Маркування автоматичного вимикача

На корпусі вказується номінальна напруга, тип, струм, серія, логотип виробника. Важливо не сплутати: вказаний струм КЗ (наприклад: 4,5кА), - це не значення відсічення, а короткочасне перевантаження, яку може витримати автомат. Найбільш надійною і зносостійкого є продукція від АВВ, Legrand, Siemens, Schneider.