Як вибрати автоматичні вимикачі?

При виборі автоматичних вимикачів слід вибирати категорію використання відповідно до конкретних умов використання, а також слід вибирати такі параметри, як номінальна робоча напруга, номінальний струм і струм налаштування пристрою відключення. Характеристики захисту слід вибирати з посиланням на характеристику захисту, надану зразками продукту, а характеристики короткого замикання та коефіцієнт чутливості повинні бути перевірені. Класифікація автоматичних вимикачів (1) Каркасний автоматичний вимикач (ACB)

Каркасний автоматичний вимикач, також відомий як універсальний автоматичний вимикач, усі його частини встановлені в ізольованому металевому каркасі, який зазвичай відкритий і може бути оснащений різними аксесуарами. Зручно замінювати контакти та деталі, і часто використовується в головному вимикачі на кінці джерела живлення. Розчіплювач надтокового струму включає електромагнітний, електронний і інтелектуальний розчіплювач. Автоматичний вимикач має чотири ступені захисту від тривалої затримки, короткої затримки, миттєвого замикання та замикання на землю, а значення налаштування кожного захисту регулюється в межах певного діапазону відповідно до класу корпусу.

     (2) автоматичний вимикач у литому корпусі (MCCB)

Автоматичний вимикач у формованому корпусі також називають автоматичним вимикачем пристрою, а зовнішній контакт клеми заземлюючого дроту, камера гасіння дуги, розчіплювач і робочий механізм встановлені в пластиковому корпусі. Допоміжні контакти, розчіплювач мінімальної напруги та шунтовий розчіплювач в основному модульні, а структура дуже компактна. Як правило, технічне обслуговування не враховується, тому вони підходять для захисних вимикачів розгалужень. Автоматичні вимикачі в литому корпусі зазвичай містять термомагнітні розчіплювачі, тоді як автоматичні вимикачі великого розміру в литому корпусі оснащені твердотільними датчиками відключення.

Існує два типи пристроїв відключення від надструму для автоматичних вимикачів у литому корпусі: електромагнітні та електронні. Як правило, електромагнітні автоматичні вимикачі в литому корпусі є неселективними автоматичними вимикачами лише з двома режимами захисту: з довгою затримкою та миттєвим. Електронний автоматичний вимикач у литому корпусі має чотири функції захисту: довга затримка, коротка затримка, миттєва затримка та замикання на землю. Деякі нові вироби електронних автоматичних вимикачів у литому корпусі також мають функцію регіонального селективного блокування.  

Автоматичні вимикачі в литому корпусі, як правило, використовуються для керування та захисту розподільних фідерів, головного вимикача бічних вихідних ліній низької напруги невеликих розподільних трансформаторів, керування терміналами розподілу електроенергії, а також для вимикачів живлення різних виробничих машин.

Каркасний автоматичний вимикач підходить для мережі змінного струму 50 Гц, номінальної напруги 380 В, 660 В і номінального струму 200-6300 А. Він в основному використовується для розподілу електроенергії та захисту ліній і обладнання електропостачання від перевантаження, зниженої напруги, короткого замикання, однофазного заземлення та інших несправностей. Автоматичний вимикач має різні інтелектуальні функції захисту та може досягати вибіркового захисту. У нормальних умовах його можна використовувати для рідкісних перемикань ліній. Для захисту двигуна від перевантаження і короткого замикання в мережі з напругою змінного струму 50Гц і 380В можна використовувати автоматичні вимикачі на струм нижче 1250А.

Автоматичні вимикачі каркасного типу також часто використовуються в головному розетковому вимикачі, контактному вимикачі шини, вимикачі живлення великої ємності та великомасштабному вимикачі керування двигуном на стороні 400 В трансформатора.

(3) Мініатюрний автоматичний вимикач (MCB)

Мініатюрний автоматичний вимикач є одним із найбільш широко використовуваних пристроїв захисту терміналів у створенні електричного розподільного обладнання. Використовується для захисту від короткого замикання, перевантаження та перенапруги однофазного та трифазного струму нижче 125 А, включаючи однополярний 1P, біполярний 2P, триполярний 3P та квадрупольний 4P.

Мініатюрний автоматичний вимикач складається з приводу, контактів, захисних пристроїв (різних пристроїв відключення) і системи дугогасіння. Його головний контакт управляється вручну або електрично замкнутий. Після замикання головного контакту механізм вільного відключення блокує головний контакт у замкнутому положенні. Котушка розчіплювача максимального струму і тепловий елемент теплового розчіплювача включені послідовно в головне коло, а котушка розчіплювача мінімальної напруги - паралельно джерелу живлення.

В електричному проектуванні цивільних будівель мініатюрні автоматичні вимикачі в основному використовуються для перевантаження, короткого замикання, перевантаження по струму, втрати напруги, зниженої напруги, заземлення, витоку, автоматичного перемикання подвійних джерел живлення та захисту та роботи двигунів, коли вони не часто запускаються.

Основні характерні параметри вимикача

(1) номінальна робоча напруга Ue

Номінальна робоча напруга відноситься до номінальної напруги автоматичного вимикача, який може працювати безперервно за вказаних умов нормального використання та продуктивності.

У Китаї максимальна робоча напруга в 1,15 рази перевищує номінальну напругу системи на рівні напруги 220 кВ і нижче. Рівень напруги 330 кВ і вище в 1,1 рази перевищує номінальну напругу як найвищу робочу напругу. Автоматичний вимикач може підтримувати ізоляцію під найвищою робочою напругою системи, і його можна замикати та розмикати відповідно до зазначених умов.

(2) Номінальний струм In

Номінальний струм означає струм, який розчіплювач може пропускати протягом тривалого часу при навколишньому середовищі

температура нижче 40 ℃. Для автоматичного вимикача з регульованим розчіплювачем це максимальний струм, який може пропускати розчіплювач протягом тривалого часу.

При температурі навколишнього середовища вище 40 ℃, але не вище 60 ℃ дозволяється працювати протягом тривалого часу зі зниженим навантаженням.

(3) Поточне задане значення Ir розчіплювача перевантаження

Струм перевищує задане значення струму Ir відключення, і автоматичний вимикач спрацьовує вчасно. Він також представляє максимальний струм, який може витримати автоматичний вимикач без відключення. Це значення має бути більше, ніж максимальний струм навантаження Ib, але менше, ніж максимальний струм Iz, дозволений лінією.

Ir теплового реле розмикання зазвичай можна регулювати в діапазоні 0,7 ~ 1,0 дюйма, але якщо використовується електронне обладнання, його діапазон регулювання буде більшим, зазвичай 0,4 ~ 1,0 дюйма. Для автоматичних вимикачів, оснащених нерегульованим реле відключення від перевантаження по струму, Ir=In.

(4) Значення налаштування струму короткого замикання Im

Реле відключення короткого замикання (миттєве або з короткою затримкою) використовується для швидкого відключення автоматичного вимикача при появі високого значення струму замикання, а його поріг відключення становить Im.

(5) номінальний короткочасний струм Icw

Посилається на поточне значення, яке можна пройти протягом узгодженого часу. Значення струму проходить через провідник протягом узгодженого часу, і провідник не буде пошкоджений через перегрів.

(6) відключаюча здатність

Відключаюча здатність автоматичного вимикача означає здатність автоматичного вимикача безпечно відключати струм замикання, який не обов’язково пов’язаний з його номінальним струмом. Є 36KA, 50KA та інші специфікації раніше. Загалом він поділяється на граничну вимикальну здатність короткого замикання Icu та постійну вимикальну здатність короткого замикання Ic.

Загальні принципи вибору автоматичних вимикачів

По-перше, тип і кількість полюсів автоматичного вимикача вибираються відповідно до призначення; Вибрати номінальний струм автоматичного вимикача відповідно до максимального робочого струму; Виберіть тип розблокування, а також типи та специфікації аксесуарів за потреби. Конкретні вимоги такі.

1) Номінальна робоча напруга автоматичного вимикача більша або дорівнює номінальній напрузі лінії.

2) Номінальна потужність короткого замикання автоматичного вимикача більша або дорівнює розрахунковому струму навантаження лінії.

3) Номінальна потужність короткого замикання автоматичного вимикача більша або дорівнює максимальному струму короткого замикання, який може виникнути в лінії (зазвичай розраховується відповідно до ефективного значення).  

4) Одиничний струм короткого замикання між фазою та землею в кінці лінії становить ≥1,25 струму налаштування миттєвого (або короткого затримки) спрацьовування автоматичного вимикача.

5) Номінальна напруга розчіплювача мінімальної напруги автоматичного вимикача дорівнює номінальній напрузі лінії.

6) Номінальна напруга розчіплювача автоматичного вимикача дорівнює напрузі живлення керування.

7) Номінальна робоча напруга механізму електропередачі дорівнює напрузі живлення керування.  

8) Коли автоматичний вимикач використовується в ланцюзі освітлення, миттєвий струм налаштування електромагнітного розчіплювача зазвичай у 6 разів перевищує струм навантаження.  

9) Якщо автоматичний вимикач використовується як захист від короткого замикання одного двигуна, струм налаштування миттєвого відключення становить 1,35 (автоматичний вимикач серії DW) або 1,7 разу (автоматичний вимикач серії DZ) пусковий струм двигуна.  

10) Коли автоматичний вимикач використовується як захист від короткого замикання кількох двигунів, струм налаштування миттєвого відключення в 1,3 рази перевищує пусковий струм найбільшого двигуна плюс робочий струм інших двигунів.

11) Коли автоматичний вимикач використовується як головний вимикач на стороні низької напруги розподільного трансформатора, його відключаюча здатність повинна бути більшою, ніж значення струму короткого замикання на стороні низької напруги трансформатора, номінальний струм розчеплення не повинен бути меншим за номінальний струм трансформатора, а струм налаштування захисту від короткого замикання, як правило, у 6-10 разів перевищує номінальний струм трансформатора; Струм установки захисту від перевантаження дорівнює номінальному струму трансформатора.

12) Після попереднього вибору типу та класу автоматичного вимикача, необхідно співпрацювати із захисними характеристиками верхнього та нижнього вимикачів, щоб уникнути скачкоподібного спрацьовування та розширити сферу аварії.

Селективність автоматичного вимикача

Автоматичні вимикачі, які використовуються в системі розподілу електроенергії, можна розділити на селективні та неселективні типи відповідно до їх захисних характеристик. Існує два види селективних вимикачів низької напруги: двоступеневий захист і триступеневий захист. Серед них миттєві характеристики та характеристики короткої затримки придатні для дії короткого замикання, тоді як характеристики великої затримки придатні для захисту від перевантаження. Неселективні автоматичні вимикачі зазвичай працюють миттєво і використовуються лише для захисту від короткого замикання. Деякі з них є діями з довгою затримкою, які використовуються лише для захисту навантаження. У системі розподілу електроенергії, якщо автоматичний вимикач верхнього рівня використовує селективний автоматичний вимикач, а автоматичний вимикач нижнього рівня використовує неселективний автоматичний вимикач або селективний автоматичний вимикач, це в основному для використання різниці дії затримки або часу дії затримки короткої затримки розблокування для отримання селективності. Будь ласка, зверніть увагу на наступні проблеми під час проходження дії затримки автоматичного вимикача на наступному вищому рівні.

1) Незалежно від того, чи є наступний ступінь селективним автоматичним вимикачем чи неселективним автоматичним вимикачем, струм налаштування миттєвого розчіплювача надструму попереднього ступеня автоматичного вимикача, як правило, не повинен бути меншим, ніж 1,1 раза максимального трифазного струму короткого замикання на вихідному кінці наступного ступеня автоматичного вимикача.

2) Якщо наступним ступенем є неселективний автоматичний вимикач, щоб запобігти виникненню струму короткого замикання в ланцюзі, захищеному наступним ступенем вимикача, чутливість миттєвої дії цього ступеня недостатня, тому розчіплювач струму з короткою затримкою попереднього ступеня спрацьовує першим і втрачає свою селективність. Як правило, струм налаштування розчіплювача максимального струму з короткою затримкою вимикача верхнього рівня не менше ніж у 1,2 рази перевищує струм миттєвого розчіплювача надструму нижнього рівня.

3) Якщо наступний ступінь також є селективним автоматичним вимикачем, для забезпечення селективності короткий час затримки дії автоматичного вимикача на наступному етапі є щонайменше на 0,1 с довшим, ніж у автоматичного вимикача на наступному ступені. Взагалі кажучи, щоб забезпечити вибіркову дію між верхнім і нижнім вимикачами низької напруги, вимикач верхнього рівня повинен вибрати перевантаження по струму

розчіплювача з короткою затримкою, а його струм спрацьовування має бути більш ніж на один рівень вищий, ніж у розчіплювача максимального струму нижнього рівня, і принаймні струм спрацьовування Iop.1 вимикача верхнього рівня не повинен бути меншим, ніж у 1,2 рази, ніж у вимикача нижнього рівня, тобто iop1 ≥ 1,2 iop.2.

Каскадний захист автоматичного вимикача

У проекті системи розподілу електроенергії селективна взаємодія між верхнім і нижнім ступенями вимикачів повинна мати «вибірковість, швидкість і чутливість».

Вибірковість пов'язана зі взаємодією між верхнім і нижнім вимикачами, а швидкість і чутливість пов'язані з характеристиками захисних пристроїв і режимом роботи лінії відповідно.

Якщо верхній і нижній автоматичні вимикачі підібрані належним чином, несправний ланцюг можна вибірково видалити, щоб гарантувати, що інші безаварійні ланцюги в системі розподілу продовжуватимуть працювати нормально. Інакше це вплине на надійність системи розподілу.

Каскадний захист — це конкретне застосування струмообмежувальних характеристик автоматичних вимикачів. Його основний принцип полягає у використанні функції обмеження струму кращих автоматичних вимикачів для вибору автоматичних вимикачів з меншою вимикаючою здатністю, щоб зменшити витрати та заощадити витрати.

Кращий струмообмежувальний вимикач QF1 може вимикати максимальний очікуваний струм короткого замикання в місці його встановлення. Оскільки вищестоящий і підлеглий автоматичні вимикачі встановлені послідовно в системі розподілу електроенергії, коли коротке замикання відбувається на виході нижчого рівня автоматичного вимикача QF2, фактичне значення струму короткого замикання набагато менше, ніж очікуваний струм короткого замикання там через ефект обмеження струму вищестоящого автоматичного вимикача QF1. Тобто, відключаюча здатність вимикача нижчого рівня QF2 значно підвищується за допомогою передового вимикача QF1, який перевищує його номінальну відключаючу здатність. Цей тип каскадного захисту також має певні умови, наприклад, що сусідні ланцюги не можуть мати важливих навантажень (оскільки після спрацьовування QF1, ланцюг QF3 також втрачає живлення), і в той же час миттєве значення параметрів QF1 і QF2 має бути належним чином узгоджено. Каскадні дані можна визначити лише експериментально, а відповідний вибір верхнього та нижнього вимикачів може визначити лише виробник автоматичного вимикача.

Чутливість автоматичного вимикача

Для того, щоб гарантувати, що розчіплювач максимального струму з миттєвою або короткою затримкою автоматичного вимикача може працювати надійно, коли виникає найменша помилка короткого замикання в межах його діапазону захисту в мінімальному режимі роботи системи. Чутливість захисту автоматичного вимикача повинна відповідати вимозі Кодексу проектування низьковольтних розподільних пристроїв (CB50054-95), згідно з якою його чутливість не повинна бути меншою за 1,3, тобто Sp=lk.min/Iop≥1,3. Де lop — струм дії миттєвого або короткочасного розчіплювача надструму, Ik.Min — однофазний струм короткого замикання або двофазний струм короткого замикання на кінці лінії, захищеної автоматичним вимикачем, у мінімальному режимі роботи системи, а Sp — чутливість автоматичного вимикача.

При виборі автоматичного вимикача також слід звернути увагу на перевірку його чутливості. Для селективного автоматичного вимикача як з короткою затримкою, так і з миттєвим розчіплювачем надструму потрібно перевірити лише чутливість дії розчіплювача надструму з короткою затримкою, а чутливість дії миттєвого розчіплювача надструму перевіряти не потрібно.

Вибір і налаштування розчіплювача автоматичного вимикача

(1) Налаштування струму дії миттєвого розчіплювача надструму

Серед об’єктів, захищених автоматичним вимикачем, є деяке електричне обладнання, яке вироблятиме високий піковий струм, який у декілька разів перевищує номінальний струм за короткий час під час процесу запуску, таким чином змушуючи автоматичний вимикач витримувати великий піковий струм за короткий час. Струм дії lop(o) миттєвого розчіплювача надструму повинен уникати пікового струму Ipk лінії,

тобто IOP (o) ≥ krel ipk. Де Krel – коефіцієнт надійності. Вибираючи автоматичний вимикач, слід звернути увагу на те, щоб уникнути пікового струму миттєвого розчіплювача надструму автоматичного вимикача, щоб уникнути неправильної роботи автоматичного вимикача.

(2) Налаштування струму дії та часу дії розчіплювача максимального струму з короткою затримкою.

Струм дії lop(s) розчіплювача максимального струму з короткою затримкою також повинен уникати пікового струму Ipk лінії, тобто IOP (s) ≥ krel ipk. Де Krel – коефіцієнт надійності. Час дії розчіплювача надструму з короткою затримкою зазвичай поділяють на три типи: 0,2 с, 0,4 с і 0,6 с. Визначається залежно від селективності захисту передніх і задніх пристроїв захисту, причому час дії першого захисту повинен бути на різницю в часі довший, ніж останнього.

(3) Налаштування струму дії та часу дії розчіплювача надструму з великою затримкою.

Розчіплювач надструму з довгою затримкою в основному використовується для захисту від перевантаження, тому його струм дії Iop(l) повинен лише уникнути максимального струму навантаження лінії, тобто розрахункового струму I30, тобто IOP (L) ≥ Krel I30. Де Krel – коефіцієнт надійності. Час дії розчіплювача надструму з довгою затримкою повинен уникати тривалості короткочасного перевантаження, щоб не спричинити неправильну роботу вимикача низької напруги.

(4) Вимоги до відповідності між струмом дії розчіплювача надструму та захищеною лінією.

Щоб запобігти перегріванню ізольованого кабелю, пошкодженню або навіть пожежі, спричиненій перевантаженням або коротким замиканням, і вимикач не спрацьовує, струм дії lop розчіплювача надструму вимикача повинен відповідати вимогам формули, і lop≤Kol·Ial. Де Iал – допустима навантажувальна здатність ізольованого кабелю по струму; Kol — це допустимий коефіцієнт короткочасного перевантаження ізольованого кабелю, і зазвичай він становить 4,5 для миттєвого розблокування надструму з короткою затримкою; Для розчіплювача надструму з великою затримкою візьміть 1.1 для захисту від короткого замикання та 1 лише для захисту навантаження. Якщо наведені вище вимоги щодо узгодження не виконуються, робочий струм розчіплювача слід вибрати повторно або площа поперечного перерізу провідника чи кабелю повинна бути відповідно збільшена.