Выбор автоматических выключателей

Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко-применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трёхполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле. Такие реле называют расцепителями.

Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя.

Номинальным током автоматического выключателя называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен. Номинальным током расцепителя называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки расцепителя называют наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает.

Выбор автоматических выключателей. При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

- отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу;

- номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчётного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу:

. (11.11)

Автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию

(11.12)

[для автоматических выключателей с нерегулируемым тепловым разделителемдостаточновыполнениеусловия (11.11)];

при допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенно го срабатывания электромагнитного расщепителя по условию:

, (11.13)

где – определяется так же, как и при выборе предохранителей.

Для обеспечения избирательного действия последовательно установленных автоматических выключателей их защитные характеристики на карте селективности не должны пересекаться, причём уставки тока расцепителей замедленного и мгновенного действия у выключателя, расположенного ближе к источнику питания, должны быть больше в 1,5 раза, чем у более удалённого выключателя.

При совместной работе автоматических выключателей, принадлежащих к одной серии, избирательность их действия в результате погрешностей в работе и одинаковых защитных характеристик не обеспечивается. В этом случае применяют выключатели, принадлежащие к разным сериям или выключатели с избирательными расцепителями.

Расцепители выключателей с уставками, выбранными по условию избирательности, должны удовлетворять требованиям чувствительности, которые сводятся к следующему: минимальный ток КЗ (обычно рассматривают однофазное КЗ) в самой удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителя замедленного срабатывания не менее чем в 3 раза, а для выключателей, имеющих только расцепители мгновенного срабатывания, минимальный ток КЗ в самой удаленной точке линии должен превышать ток уставки мгновенного срабатывания не менее чем в 1,4 раза для выключателей с номинальным током до 100 А и 1,25 раза для всех других выключателей.

На промышленных предприятиях применяют автоматические выключатели серий АВМ, «Электрон», А3700, АЕ-200 и др.

Автоматические выключатели серии АВМ изготовляют двух- и трёхполюсными. По способу установки бывают невыдвижные с передним присоединением шин и выдвижные с втычными контактами, расположенными с обратной стороны панели. Максимальная отключающая способность таких выключателей составляет кА для переменного и кА для постоянного тока. Автоматический выключатель содержит настраиваемый максимальный электромагнитный расцепитель с часовым механизмом. При перегрузках обратнозависимая от тока выдержка времени, создаваемая часовым механизмом, регулируется у избирательных выключателей серий АВМ-4С, АВМ-10С, АВМ-15С в пределах от нуля до , а у выключателей серии АВМ-20С – до . Уставка на ток срабатывания при КЗ (отсечка) регулируется у выключателей данной серии в пределах, указанных в справочной литературе. При токах, больших предельных уставок, неизбирательные выключатели срабатывают мгновенно, а избирательные – с независимой от тока выдержкой времени в пределах 0,25–0,4 или 0,4–0,6 с, создаваемой анкерным механизмом.

Автоматические выключатели серии АВМ имеют невысокую коммутационную способность, ограниченную возможность регулирования защитных характеристик и недостаточные токи и напряжения. С целью устранения перечисленных недоста тков разработаны двух- и трёхпо-люсные автоматические выключатели серии Э–«Электрон», рассчитанные на номинальные напряжения: переменное 660 В и постоянное 400 В и токи расцепителей максимального тока 250–4000 А. Имеется стационарное и выдвижное исполнение выключателей с механической блокировкой, фиксаторами в рабочем, контрольном и ремонтном положениях, с подвижными и неподвижными штепсельными контактами. Защитные характеристики автоматических выключателей серии «Электрон» для разных уставок тока срабатывания приведены на рис. 11.2.

Рис. 11.2 Защитные характеристики автоматических выключателей серии «Электрон», приведённые для разных уставок тока срабатывания при перегрузках и КЗ

Расщепители максимального тока имеют полупроводниковый блок защиты. Они исполняются мгновенного и замедленного действия с регулировкой пяти следующих уставок: 1 – на ток срабатывания в пределах (0,8; 1; 1,2; 1,5) при перегрузках; 2 – на ток срабатывания или при КЗ и для выключателей имеющих три первых меньших значения номинального тока; 3 – на время срабатывания 100, 150, 200 с при ; 4 – на время срабатывания 4, 10, 20 с при ; 5 – на время срабатывания 0,25; 0,45; 0,7 с при КЗ.

Автоматические выключатели серии А3700, двух- и трёхполюсные, рассчитаны на диапазон токов 160–630 А. Для получения хороших защитных характеристик в конструкции выключателя применён блок защиты на полупроводниковых приборах, получающий сигнал от измерительного органа и передающий команду на отключение независимому электромагнитному расцепителю. Выключатели выпускают токоограничивающими и избирательными. Различают два вида токоограничивающих выключателей.

1. С полупроводниковым и электромагнитным расцепителямимаксимального тока (А3710Б – А3740Б). На полупроводниковом расцепителе имеется зона регулирования при перегрузках и зона регулирования при КЗ. В первом случае время срабатывания может регулироваться в пределах 4, 8, 16 с, во втором случае при токе срабатывания выключатель срабатывает без выдержки времени.

2. С электромагнитнымрасщепителем максимального тока (А37115–А37425).

В обоих случаях на электромагнитном расцепителе ток срабатывания уставки равен .

У избирательных автоматических выключателей на полупроводниковом расцепителе имеется зона регулирования тока срабатывания при перегрузке с временем срабатывания 4, 8, 16 с и зона регулирования при КЗ с уставкой тока срабатывания и регулированием времени срабатывания 0,1; 0,25; 0,45 с, электромагнитный рас-цепитель в этом случае отсутствует.

Автоматические выключатели серии АЕ-1000 выпускают однополюсными с тепловыми расцепителями на номинальные токи 6, 10, 16, 20, 25 А, с электромагнитными расцепителями с отключением без выдержки времени при токах более и с комбинированными расцепителями. Основное назначение этих выключателей – защита осветительных сетей.

Серия одно-, двух- и трёхполюсных автоматических выключателей АЕ-2000 на токи 25, 63, 100 А с расцепителями максимального тока 0,6 А, с добавочными расцепителями и вспомогательными контактами в разных исполнениях предназначена для применения в промышленности.