Hur tidsströmskarakteristiken för brytare och säkringar fungerar

Elektrisk ström har en särskiljande funktion: den kan flöda endast i en sluten slinga. Om den här kedjan bryts, upphör dess åtgärder omedelbart. Denna egenskap är förkroppsligad i drift av överströmsskydd baserat på användning av säkringar och brytare.

De väljs på ett sådant sätt att de tål det nominella värdet på strömmen som strömmar genom dem under lång tid. Detta garanterar tillförlitligheten i strömförsörjningen till konsumenterna. Samtidigt har säkringar och effektbrytare skyddande funktioner: under nödsituationer i en kontrollerad krets bryter de den farliga strömmen som passerar genom dem.

Samtidigt beaktas två faktorer i komplexet:

1. storleken på den strömmande lastströmmen;

2. Varaktigheten för exponeringen.

Säkringssäkring blåser ut från värmen som produceras av strömmen som passerar genom den.

Strömbrytaren tar också hänsyn till temperaturöverhettningen i kretsen och öppnar sina effektkontakter på grund av driften av den termiska frigöringen. Samtidigt inkluderar den en annan enhet - en elektromagnetisk frigöring, som svarar på överskott av elektromagnetisk energi, som uppstår även i pulserat läge.

Mer information om enheten, principen om drift och funktionsegenskaper för brytare och säkringar beskrivs här:

Säkring eller brytare - vilket är bättre?

Säkringar automatisk gängad typ PAR

Val av strömbrytare efter grundläggande parametrar

Driften av alla dessa enheter bedöms av vissa tekniska egenskaper, som vanligtvis kallas tidsström eftersom de exakt bestämmer skyddens responstid, med tanke på att det är beroende av frekvensen för överskridande av nödströmmen i förhållande till det nominella tillståndet.

Tidströmskarakteristika (VTX) uttryckt i diagram i kartesiska koordinater. Ordinataxeln är tiden som mäts i sekunder och abscissen är förhållandet mellan den strömmande nödströmmen I till det nominella värdet In på omkopplaren.

Varför skapas det skyddande kännetecknet för säkringslänken?

För att säkringen ska fungera korrekt i den elektriska kretsen måste den beaktas:

• tekniska kapaciteter;

• inspektionsvillkor;

• utnämning.

Huvudparametrarna för säkringens skyddsegenskaper

Schemat för säkringar som arbetar vid olika strömmar uttrycks av en kurvlinje som delar arbetsutrymmet för koordinater i två delar:

1. arbetsområdet där säkringsledet förblir intakt och säkerställer pålitligt strömflödet i den skyddade kretsen;

2. zonen för flödet av strömmar för den begränsande avstängningen, i vilken kretsen bryts.

Den första delen av diagrammet visas i ljusgrönt och den andra markeras i beige.

Säkringslänkens skyddande egenskap ligger vid gränsen för dessa två zoner. När det gäller arbetsströmmar förblir säkringen intakt, och när deras värden ökar över det kritiska tillståndet, blåser det.

Den aktuella gränszonen är farlig för utrustningen och måste stängas av så snabbt som möjligt.

Skyddsegenskapen för säkringslänken uttrycker längden från början av nödläget till det ögonblick då den stängdes av, beroende på överskottet av farlig ström över säkrets nominella värde.

Säkringslänken kännetecknas av tre typer av strömmar:

1. betygsatt, vilket den tål nästan obegränsad tid;

2. minimitest, under vilket det kan arbeta mer än en timme;

3. Det maximala testet, som orsakar utbrändhet på mindre än en timme.

Säkringsinsatsen skyddar kretsen som är ansluten till den från två typer av nödsituationer:

1. överbelastningar med ökade belastningar som stängs av med en fördröjning;

2. kortslutningar - kortslutning som kräver snabbast möjliga eliminering.

Alla dessa lägen och typer av strömmar beaktas vid val av säkring och säkring. För detta utvecklas matematiska relationer, transformerade av diagram och tabeller i en bekväm form.

Hur man skapar en skyddande säkringsegenskap

Säkringslänken kan använda skyddet endast en gång. Efter det brinner det ut. Därför kan dess karakterisering endast skapas indirekt.

För att göra detta väljer anläggningen slumpmässigt ett visst antal prover från varje parti färdiga produkter. De används för ytterligare elektriska tester under olika strömmar. Enligt deras resultat sammanställs tabeller och grafer som gör det möjligt att bedöma kvaliteten på den släppta säkringsserien.

Tilldelning av säkringsskyddskaraktäristik

Säkringslänken utvärderas med hjälp av elektriska parametrar för att lösa en rent praktisk uppgift: att säkerställa dess korrekta val när det gäller arbets- och skyddsegenskaper.

För att göra detta, ta hänsyn till:

• värdet på driftspänningen i den krets som säkringen ska arbeta i;

• begränsa brytströmmen vid det smältbara skäret, kapabelt att bryta det (koppla bort);

• värdet på säkrets nominella ström, med beaktande av koefficienterna för dess belastning och avstämningen från överbelastningar.

Utan att använda skyddsegenskaperna för säkringslänken är det omöjligt att välja säkringen för dess tillförlitliga drift i den elektriska kretsen.

Hur fungerar den aktuella tidskarakteristiken för en brytare?

Valet av tidsströmegenskaper påverkas av:

• designfunktioner för inbyggda skydd;

• konfiguration av det valda schemat.

Påverkan av utformningen av maskinens skydd på formen av dess responsegenskaper

Tillhandahåller skyddsegenskaper i brytaren är två inbyggda enheter som arbetar med principerna för direktverkande reläer. De kopplar bort maskinens kontakter när de nominella värdena överskrids enligt begränsningskriterierna:

1. värmebelastning;

2. elektromagnetisk exponering.

Bimetallplattan för den termiska frisättningen känner av upphettningen av lindningstrådarna. När den överskrids böjs den och tar bort kopplingsenheten från kvarhållningen.

Under påverkan av fjäderspänningskraften roteras den rörliga vippan som frigörs från hållaren och dess kraftkontakter bryter strömkretsen.

Vid en elektromagnetisk frigöring sker kopplingen från kraftkontakterna på grund av att fjäderns hållarspak slås ut genom påverkan från pusher, som sker under påverkan av nödströmmen.

Till skillnad från en säkring med en blåst säkring är båda dessa enheter konstruerade för återanvändbar användning. De gör att du snabbt kan återställa strömavbrott efter att ha förhindrat onormala situationer.

Driften av den termiska frisättningen och den elektromagnetiska avstängningen ingår i strömbrytarenes utlösningsalgoritm och beaktas i sin helhet när den går under strömströmskarakteristiken.

Se även:Hur man säkerställer att när man köper en maskin i en butik att den fungerar

Eftersom omgivningstemperaturen och bimetallplattan påverkar skärmens hastighet, görs alla mätningar vanligtvis vid +30 grader Celsius.

Tidströmskurvan för en brytare är en komplex linje som markeras med bokstäverna ABC.Den övre sektionen AB motsvarar driften av den termiska frisättningen och dess nedre del med den elektromagnetiska avstängningen.

Huvudparametrarna i grafen för tidsströmskarakteristiken

Temperatureffekter

Till skillnad från den skyddande egenskapen för säkringsinsatsen för effektbrytaren, representeras VTX-grafen av två linjer:

1. överst, med hänsyn till hur skyddet fungerar direkt från kallt tillstånd +30^Oh C;

2. lägre, skapad efter upprepad påslagning, när maskinens design inte hade tid att svalna.

Området mellan dessa två extrema tomter markeras. Vid drift av en brytare bör man tänka på att den kan placeras någonstans inom den visade zonen. I detta fall är nedstängningstiden för nödströmmarna något reducerad i det uppvärmda tillståndet och ökar i kylan. På grund av detta skapas en spridning i svarsparametrarna.

Konstruktionselementens temperatur kan ha en betydande inverkan på maskinens responstid. Detta blir särskilt relevant när man utför elektriska kontroller som kräver flera mätningar. För deras upprepningar är det nödvändigt att ge tid för kylning av skydd till +30 grader.

Uppdelning av BTX i zoner

Strömbrytare separerar strikt tidszoner -

nuvarande egenskaper för att särskilja driftsområden: inuti det första bör tillförlitliga flöden av driftsströmmar säkerställas, och i det andra bör avstängning av nödförhållanden ske.

Linje med villkorade strömmar utan utlösning

För att indikera den första regionen på abscissen i diagrammet väljs 1,13 I / I nom. Det kallas den villkorade punkten utan frikoppling. Under dessa strömmar får strömbrytaren inte lösa ut.

När det nås måste strömbrytare med ett nominellt strömvärde upp till 63 ampère stängas av efter 1 timme och med stora betyg - efter två.

Platsen för den villkorade tripppunkten anges på BTX-diagrammet utan att misslyckas.

Linjebetingad utlösning

En punkt på abscissaxeln med ett värde av 1,45 I / I nom är det andra gränsvärdet för strömningszonen för villkorlig utlösning och icke-utlösning av kraftkontakter.

Punkt 1.45 I / I nom kännetecknar strömmarna för villkorlig utlösning, det anges också på alla grafer av VTX. När lasten som är ansluten till maskinen når detta värde måste den kopplas bort på ett tag:

• mindre än 1 timme om dess nominella värde är upp till 63 ampere;

• högst två timmar när den nominella strömmen överstiger detta värde på 63 ampère.

Ovanstående graf visar att den valda effektbrytaren har en avstängningstid för nödläget från det kalla tillståndet på 1 timme, och när det värms upp kan det minska upp till 40 sekunder.

Praktisk tillämpning av VTX-parametrarna

En analys av användningen av tidsströmskaraktäristiken för brytare för strömmar av villkorligt utlösande effektkontakter gör att du kan ta hänsyn till varaktigheten för överbelastningen i den anslutna elektriska kretsen. Detta är viktigt eftersom de kan skada utrustningen.

När du till exempel väljer en automatisk maskin med ett nominellt värde på 16 ampère och när det är kallt, kommer den villkorade trippströmmen på 1,45 ∙ 16 = 23,2 ampere att fungera på den anslutna ledningen under en timme. Denna tid räcker för att överhetta isoleringen av koppartrådar med ett tvärsnitt på 1,5 mm kvadrat och inaktivera det, skapa förutsättningar för en brand. Och fallet med skydd av sådana ledare, och aluminium 2,5 mm kvadrat, med sådana automatiska maskiner finns fortfarande ofta i praktiken.

För att utesluta sådana situationer rekommenderas det att noggrant analysera tidsströmskarakteristiken för brytare i förhållande till den belastning som är ansluten till dem. För att underlätta deras val har en korrespondensstabell skapats för de nominella strömmarna och tvärsnittsområdena för kopparledare för kablar och ledningar.

Tillverkare av brytare kontrollerar alla deras produkter för att de uppfyller accepterade standarder. De grundläggande kraven för maskiner anges i GOST R 50345—2010. I vissa områden kan emellertid tidens aktuella egenskaper hos varje växt variera något. Denna funktion måste beaktas när du väljer en viss modell och dess kontroller.

Typer av strömbrytare med tidsström

Strömbrytare kan skapas för olika ändamål för driftsförhållanden. Enligt dessa indikatorer har deras VTX-diagram olika tidsresponsgränser. Detta gör att de kan byggas om på selektivitet för att undvika falska avstängningar av utrustningen.

Strömbrytare finns för hushålls- eller industriellt bruk.

Hushållsmaskiner klassificeras i tre grupper B, C och D:

1. Klass B är utformad för att skydda långa linjer och belysningssystem. Mängden strömmar för dess drift ligger inom 3 ÷ 5 In;

2. Klass C skyddar utloppsgrupper eller utrustning som genererar måttliga rusströmmar. Mängden strömmar 5 ÷ 10 In;

3. Klass D används för att skydda konsumenter med höga strömmar, till exempel transformatorer eller maskiner med kraftfulla asynkrona elektriska motorer. Multipel strömmar 10 ÷ 20 Inom.

Strömbrytare av typ B är mer känsliga. De beslutade att skydda slutkunderna i lägenheter och hus. Och som en introduktionsautomat är det bättre att installera de som tillhör typ C.

Kvaliteten på ledningsförhållandena och värdet på fas-noll slingmotståndet kan påverka valet av brytare. Gammal isolering med ett högt innehåll av läckströmmar och överskattad slingprestanda kan förvärra villkoren för drift av en typ C-maskin eller bringa den till fel. I sådana situationer används klass B.

Industrimaskiner klassificeras i tre grupper:

1. klass L - mer än 8 tum;

2. klass Z - mer än 4 Inom;

3. klass K - mer än 12 tum.

Bland tillverkare i Europa finns det modeller av maskiner med klass A, som har en nuvarande multiplikationsgräns på 2 ÷ 3 Inom.

Alla dessa funktioner måste beaktas när du väljer designen på brytaren och kontrollerna. Automater markerade med samma betyg, beroende på typ av tidströmskarakteristik, har olika svarstider.

Mer om detta ämne: Huvudparametrar för brytare