Час струмова характеристика автоматичного вимикача

⁰

Автоматичні вимикачі служать аварійного розмикання ланцюга у разі перевищення показників сили струму. Вони дозволяють уберегти прилади від поломки або виходу з ладу при неприпустимих навантаженнях і запобігти загорянню.

Автоматичні вимикачі

Принцип дії

Принцип дії автоматичного вимикача є досить простим. В конструкцію вимикачі входять два види розчіплювачів: електромагнітний та тепловий. Перший - миттєво спрацьовує при сильному стрибку сили струму. Електромагнітний розчіплювач складається із соленоїда зі сталевим рухомим сердечником, який утримується пружиною. Якщо заданий показник струму перевищується, електромагнітне поле в котушці наводиться, що призводить до втягування котушки. В результаті спрацьовує механізм опору. Якщо режим роботи стандартний, магнітне поле також наводиться, але воно недостатнє, щоб опір пружини було подолано.

Види розчіплювачів

Другий – тепловий розчіплювач має у своєму складі біметалеву пластину, яка розрахована на певну силу струму. Якщо струм, що протікає, перевищує допустимі показники, пластина з біметалу нагрівається і гнеться, завдяки чому також відбувається розчеплення електромережі.

Робота автоматичного вимикача ґрунтується на цих двох розчіплювачах, оскільки окремо вони малоефективні.

Електромагнітний розчіплювач швидко спрацьовує при невеликому стрибку. Але якщо взяти до уваги, що деякі високопродуктивні мотори потребують сильнішого струму під час пуску, ніж у звичайному робочому стані, то немає необхідності в спрацьовуванні вимикача. У побутових умовах такими потужними приладами є пилосос, електрочайник, мікрохвильова піч. Для теплового розчіплювача потрібен деякий час для нагрівання та плавки пластини, який може бути критичним для побутових або промислових приладів, що зазнали високого стрибка струму. У житловому будинку дуже згубним виявиться вплив сильного струму на холодильник, комп'ютер та оргтехніку.

Будова електромагнітного розчіплювача

Саме тому два види розчіплювача застосовуються в автоматичних вимикачах спільно, а за час від стрибка сили струму до аварійного вимикання відповідає частокова характеристика автоматичного приладу.

Типи характеристик

Часоточна характеристика визначає взаємозв'язок між наростанням сили струму та моментом аварійного відключення за допомогою захисного автомата. Оскільки різні умови споживання струму в побутових і промислових умовах вимагають різної напруги мережі, автомати для захисту також мають різну потужність і характеристики спрацьовування. Автоматичні вимикачі випускають із номіналами сили струму від 6 до 125 ампер. У побуті найчастіше застосовуються захисні автомати на 16 або 20 ампер. Для великого приватного будинку підійде пристрій 25А. Що стосується частокової характеристики, її позначають латинськими літерами на маркуванні вимикача. Найбільш поширені три типи: B, C, D. Дане маркування позначає чутливість електромагнітного розчіплювача або швидкість миттєвого спрацьовування при граничному підвищенні сили струму.

Діапазон спрацьовування цих трьох типів наступний:

З - 5-10ХIn,

D - 10-20ХIn.

Розшифровка параметрів різних типів автоматів виглядає так: якщо автомат розрахований на силу струму в 20 ампер, цей показник множиться на дані діапазону спрацьовування, і виходить характеристика чутливості автоматичного вимикача.

20 * (3 ... 5) = 60 ... 100А

Таким чином, автомат типу на 20 ампер вимкнеться миттєво при силі струму понад 100 ампер. Граничним показником його спрацьовування є 60А, а за силі струму від 60 до 100А швидкість вимкнення залежатиме від швидкості нагрівання біметалічної пластини теплового датчика.

При виборі електричного захисного автомата для дому або промислових цілей слід не тільки розраховувати його потужність, виходячи зі струму, що споживається в приміщенні, але і звертати увагу на тип частокової характеристики.

Автомати ідентичної потужності, але різного типу частокової характеристики поводяться по-різному. У ситуації, коли автомат типу В спрацює з частки секунди, такий же запобіжник типу З відреагує лише через 5-7 секунд, що може негативно позначитися на приладах та електромережі загалом. У житловій квартирі, де багато високочутливих приладів з малим споживанням струму, необхідно встановлювати вимикачі типу В. Для великих комерційних, напівпромислових або офісних приміщень, де є потужні прилади, можна застосувати автомат типу С. Тип D використовується виключно на промислових об'єктах, де є мотори із потужними пусковими характеристиками.

Крива частокової характеристики

Для опису тимчасової характеристики запобіжних автоматичних вимикачів часто використовують графік функцій, де вертикально на осі ординат прописано час розчеплення електромережі в секундах і десятих секунд, а горизонтально на осі абсцис позначені показники зростання струму. На цьому графіку зростання визначається розподілом струму в мережі на номінальний струм автомата I/In.

Графік функції кривої частокової характеристики

Зображені дві криві відповідають за показники в холодному стані (зверху) та розігрітому стані (знизу).

Додаткова інформація: Умовно також нижню частину кривої, що різко спрямовується вправо, вважають зоною спрацьовування електромагнітного розчіплювача, а її ліву частину, що плавно спускається вниз, – зоною теплового розчіплювача.

Зліва від кривої розміщується відрізок часу до спрацьовування автоматичного вимикача, а праворуч – після розчеплення. Сама крива є моментом вимкнення. Зазвичай частокові показники як графіка функцій зображуються до роботи автоматів за нормальної температури навколишнього середовища +30 градусів.

Якщо переглянути характеристику для автомата типу, діапазоном спрацьовування якого є показники від 3 до 5 In, то можна побачити наступне: час відключення мережі при проходить струму в 3 In становить 0,02 секунди в розігрітому стані і до 35 секунд в холодному стані. Для автоматів потужністю понад 32А показник у холодному стані може досягати 80 секунд.

Якщо струм, що проходить, для того ж типу автомата дорівнюватиме 5In, то в гарячому стані автомат спрацює за 0,01 секунду і за 0,04 секунди в холодному.

Графік функції автомата типу С

Автомат типу С не спрацює при струмі 3In, а при струмі 5In він відключиться за 0,02 секунди в розігрітому і за 11 секунд в охолодженому стані. Тому не варто встановлювати запобіжники типу С у житловому будинку, де побутові прилади не розраховані на велике споживання струму та різкі перепади. Автомат типу В з високою чутливістю забезпечить надійний захист проводки та електроустаткування. Якщо ж у великому приватному будинку використовується розподільний автомат, на вході можна розмістити вимикач типу З правильно розрахованої потужності, а для окремих точок використовувати автомати типу В.