Применение.

Автоматический выключатель, или просто автомат, используют для защиты электрооборудования или кабеля от токов короткого замыкания. Его обычно устанавливают в распределительных щитах, в шкафах управления и т.д., то есть везде, где надо защитить оборудование.

Параметры автоматического выключателя.

Главный критерий для выбора автоматического выключателя - это его номинальный ток. Однако, у автомата есть еще несколько параметров, которые не менее важны. Также необходимо учитывать характеристику срабатывания, отключающую способность, номинальное напряжение и, естественно, количество полюсов.

Характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает, насколько быстро он отключится в случае протекания по нему тока короткого замыкания. Характеристику срабатывания обозначают буквами латинского алфавита - B, C, D,K,Z.

При протекании тока, величина которого равна нижней границе диапазона токов мгновенного расцепления (3In, 5In и 10In), через автоматический выключатель он должен расцепиться за промежуток времени более 0,1с.
При протекании тока, равного верхней границе диапазона токов мгновенного расцепления (5In, 10In и 20In), автоматический выключатель расцепляется за время менее 0,1 с. Если значение тока главной цепи находится в диапазоне токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с).

Рис. 1. Характеристики B, C, D автоматических выключателей (из каталога ABB).

Быстрее всех отключится автомат с характеристикой срабатывания B и, соответственно, позже сработает автомат с характеристикой D. По характеристике срабатывания выбирают автомат, чтобы добиться необходимого времени его срабатывания при коротком замыкании. Так же за счет выбора автоматов с разной характеристикой срабатывания возможно обеспечить селективность. Так, например, по ПУЭ в системе TN при фазном напряжении 220В время отключения автоматического выключателя не должно превышать 0,4 секунды, см. ПУЭ п.1.7.79.

Автоматы с характеристикой B, как правило, применяют при активных нагрузках, таких как освещение и обогреватели. Характеристика C применяют для защиты линий на розетки, защиты устройств с малыми пусковыми токами и т.д. Автоматы с характеристикой D ставят в том случае, если нагрузка реактивная - индуктивная или емкостная, например, двигатели или конденсаторы. В момент подключении реактивной нагрузки к источнику питания происходит, так называемый, переходный процесс. В результате которого ток в первый момент времени имеет значение большее, чем в установившемся режиме. Данный ток называют пусковым током. Величина кратности тока и длительность переходного процеса зависят от реактивного сопротивления нагрузки. Например, для двигателя пусковой ток, как правило, в несколько раз превышает номинальный (обычно в 7 раз, однако, это значение сильно зависит от конструкции машины). Если для данного типа нагрузки использовать автомат с более низкой характеристикой, то есть вероятность, что он будет срабатывать при каждом пуске двигателя. Поэтому приходится выбирать автомат с большим номинальным током и, как следствие, кабель большего сечения. Подобрав автомат с более пологой характеристикой, можно взять автомат с меньшим номинальным током. Следовательно, правильная подборка автомата позволяеть экономить на кабеле.

На горизонтальной оси графика (Рис.1) указана кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси - время за которое сработает автомат. Так, например, надо подобрать автоматический выключатель для двигателя с номинальным током Iн=20A. Пусковой ток будет приблизительно 140А. Ток в 140А будет протекать кратковременно, доли секунды. По графику рис.1 подбираем автомат с характеристикой срабатывания D и номинальным током 20А. Если для того же двигателя взять автомат с характеристикой С, то номинальный ток этого автомата должен быть 30А.

Следующий параметр, который необходимо учитывать при выборе автоматического выключателя, - это его отключающая способность. Отключающей способностью автомата называют максимальный ток, который может пропустить аппарат без повреждений. Ток будет максимальным при коротком замыкании, следовательно для правильного подбора автомата надо рассчитать ток короткого замыкания. Ток короткого замыкания определяется по закону Ома. Для этого считается все сопротивление цепи, где расположен автомат и затем напряжение в сети делится на полное сопротивление цепи. В полное сопротивление цепи входит сопротивление всех проводов, начиная от подстанции и заканчивая самым отдаленным потребителем, плюс сопротивление обмотки трансформатора подстанции. Если на подстанции стоит мощный трансформатор, то его обмотка имеет относительно небольшое сопротивление, а следовательно и ток короткого замыкания будет достигать большого значения. Если ошибиться с выбором автомата и взять его с низкой отключающей способностью, то он может сгореть. Если же на подстанции стоит маломощный трансформатор, то обмотка его имеет относительно высокое сопротивление и, следовательно, ток короткого замыкания будет относительно небольшим. Возможен даже такой вариант, что автомат просто не сработает при коротком замыкании.

В данной статье не рассмотрены автоматы на высокие токи, более 100А, такие как Tmax от ABB и др.

Другие статьи по теме:

Выбор кабеля и провода
Применение схемы “крест” в водных устройствах ВРУ для обеспечения питания электроприемников по 2 категории электроснгабжения.
Схемы АВР.
Тепловой расчет НКУ.