Трехфазный автоматический выключатель с маркировкой C на 25 A подходит для бытового использования. В этом случае на входе лучше всего установить изделия C50, C65, C85, C95. Для розеток или других соединений — C 25 и C 15, для освещения — C 12 или C 17, для электроплиты — C 40. Они активируются, когда значения тока в 5-10 раз превышают номинальное значение.
Защита электродвигателя. Виды устройств
Особенностью защиты двигателя от перегрузки и короткого замыкания является повышенный пусковой ток, который может в семь раз превышать номинальное значение. Наиболее серьезные пусковые перегрузки характерны для короткозамкнутых асинхронных двигателей, которые чаще всего используются в быту и промышленности. Поэтому их надлежащая защита, как и защита проводки цепей питания электродвигателя, особенно важна.
Проблема высоких пусковых токов двигателей была решена в бытовых электроприборах путем использования автоматических выключателей, которые срабатывают не сразу после превышения номинального тока, а только через определенное время.
Этот период времени, который зависит от характеристики тока-времени выключателя, должен быть достаточно длительным, чтобы вал двигателя достиг номинальной скорости и потребляемый ток снизился до номинального значения. Однако автоматические выключатели не обладают гибкостью тонкой настройки, поэтому для защиты электродвигателей используются специальные устройства защиты.
Функции и виды устройств защиты электродвигателей
Современные устройства защиты двигателя, т.е. автоматические выключатели двигателя (MCCB), часто объединяются в корпусе с пусковыми выключателями (пускателями) для выполнения этих функций:
- Защита от тока короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
- Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
- Предохранение от асимметрии (дисбаланса) фаз, или обрыва фазного провода;
- Тепловая защита от перегрева двигателя, осуществляемая при помощи дополнительных термодатчиков, установленных на кожухе или внутри электродвигателя;
- Предохранение от некачественного напряжения;
- Обеспечение выдержки времени для охлаждения электродвигателя после его аварийной остановки после перегрева;
- Индикация режимов работы и аварийных состояний;
- Опционально – отключение при исчезновении нагрузки на валу (например, для водяных насосов);
- Совместимость с автоматическими системами контроля и управления.
До недавнего времени наиболее распространенным методом защиты электродвигателя было подключение теплового реле последовательно с контактором в корпусе пускателя. Биметаллическая пластина теплового реле нагревается и прерывает цепь самоподдержания контактора в случае длительной перегрузки. Кратковременная перегрузка номинальной нагрузки во время запуска двигателя недостаточна для нагрева биметалла и включения его в сеть. Подробнее о тепловом реле и его подключении читайте в соответствующем разделе данного ресурса.
Выбор автоматического выключателя
Поскольку первые две функции могут выполняться и обычными автоматическими выключателями, многие пользователи используют их для защиты двигателей. Основным недостатком этого метода является отсутствие защиты от дисбаланса, обрыва фазы и перенапряжения. Автоматический выключатель выбирается в соответствии с характеристикой тока и максимальным входным током электродвигателя.
Чтобы выбрать правильный автоматический выключатель для категории и номинального тока, необходимо изучить характеристику «ток-время», которая подробно описана на одной из страниц этого сайта. Категории выключателей (A, B, C, D) определяются соотношением между током срабатывания магнитного расцепителя и номинальным током. Обратите внимание, что токовая характеристика класса не зависит от номинала выключателя.
Чтобы избежать ошибочного срабатывания выключателя во время запуска двигателя, необходимо установить ток кратковременного входа (IНачало) не должна превышать величину отключения (мгновенное отключение, Iмгновенный ввод) автоматического устройства. Отношение пускового тока (IНачало) и номинальный ток (In) можно взять из паспортной таблички двигателя или из технического паспорта двигателя; максимальное значение IНачало/ In=7.
Если известна только мощность двигателя, номинальный ток можно рассчитать по формуле In= Рn/(Un*√3*η*η*cosφ), где Pn— мощность, Un— напряжение, h — КПД, cosφ — коэффициент реактивной мощности двигателя.
Основные цели защиты электромотора
Наиболее простым способом организации защиты современного электрооборудования, работающего от трехфазного двигателя, от чрезмерных пусковых токов является использование автоматического выключателя, который ограничивает или полностью отключает подачу питания на оборудование через определенное время, если ток превышает номинальное значение. Однако большинство автоматических выключателей, предназначенных для подключения к трехфазному бытовому двигателю, не имеют точного регулирования. Поэтому выбор автоматического выключателя для защиты от сверхтока в случае короткого замыкания несколько сложнее.
Конструкция современного автоматического выключателя для трехфазных электродвигателей включает в себя единый диэлектрический корпус, содержащий пускатели, выполняющие функцию коммутации при подаче напряжения на устройство. Обычно он предназначен для решения следующих приоритетных задач (по отдельности или в комбинации):
- защиты мотора от повышенных токов, возникающих в питающей электроцепи ;
- исключения вероятности выхода из строя оборудования при фазном дисбалансе или обрыве фазного провода;
- создания выдержки времени, необходимой для охлаждения принудительно остановленного перегретого двигателя;
- отключения электроустановки при прекращении подачи нагрузки на вал двигателя;
- защиты устройства от длительных перегрузок;
- защиты силового агрегата от чрезмерного повышения температуры (такая функция обычно организовывается с помощью одного или нескольких термодатчиков, установленных на корпус и рабочие части двигателя);
- аварийного оповещения через автомат и индикации функциональных режимов.
При выборе автоматического выключателя необходимо также учитывать его совместимость с конкретными механизмами управления и контроля.
Методика расчета защитного автомата
На вопрос, как выбрать автоматический выключатель для электродвигателя, не так давно специалисты рекомендовали метод с терморегулятором, встроенным в пускатель и подключенным последовательно с контактором. Такая схема строится следующим образом. Биметаллический элемент (обычно в виде пластины), установленный внутри реле, нагревается, когда через него непрерывно протекает большой ток, что приводит к его деформации и размыканию цепи контактора. Если нагрузка увеличивается на короткое время (например, при включении электродвигателя), пластина не нагревается должным образом, и защита не срабатывает. Однако этот метод неэффективен, когда речь идет о защите оборудования от перекоса фаз и скачков напряжения в сети. Поэтому в настоящее время целесообразно использовать более современное оборудование с более точной конфигурацией.
Важно, чтобы автоматический выключатель был правильно подобран по размеру. Автоматический выключатель выбирается в соответствии со специальной процедурой. Для этого необходимо определить характеристику ток-время. Он не имеет прямого отношения к номиналу выключателя. Если выбрать неправильное устройство, то велика вероятность того, что оно будет постоянно срабатывать во время запуска установки и прерывать подачу электроэнергии или не сработает в аварийной ситуации, что приведет к повреждению оборудования и возникновению опасной ситуации для здоровья человека. Поэтому необходимо учитывать пусковой ток, который может в семь раз превышать номинальное значение (это максимально допустимый предел).
Теперь вы можете рассчитать автоматический выключатель с помощью специального электронного калькулятора или сделать это самостоятельно по формуле. При саморасчете используется так называемый коэффициент безопасности (Kp), который составляет 1,4 для генераторных установок с номинальным током до ста ампер и 1,25 для генераторных установок, превышающих это значение. Ток активации рассчитывается следующим образом:
Защитное устройство должно быть максимально приближено к этому значению. Следующим важным значением для выбора однополюсного или многополюсного автоматического выключателя является температурный коэффициент (Kt), который равен 0,85 и умножается на типичный номинальный ток требуемого защитного устройства.
Многообразие современных защитных устройств для электродвигателей
Модульная автоматизация сегодня пользуется большим спросом и предлагает гибкость и высокую производительность для большинства задач, упомянутых выше. Их преимущество также в том, что они могут точно задать желаемые характеристики. Современный рынок электрооборудования предлагает широкий ассортимент моторизованных выключателей от различных производителей. Различные модели могут отличаться по внешнему виду, способу управления и рабочим параметрам.
Чтобы выбрать оптимальный вариант, необходимо знать характеристики и начальную цену вашей электроустановки. Также важно учитывать функции переключателя, которые будут использоваться для применения. Важным критерием выбора автоматического выключателя является, конечно же, его цена, которая зачастую зависит не только от торговой марки, но и от функциональности самого устройства защиты и мощности защищаемого источника питания.
Схема подключения автомата защиты двигателей
Автоматический выключатель должен быть установлен перед другими устройствами в цепи. Это защищает не только сам двигатель, но и, например, контактор от повреждения в случае перегрузки или короткого замыкания. Как и автоматические выключатели, защитный выключатель двигателя может быть дополнительно оснащен вспомогательными контактами (контакты состояния, аварийный контакт), которые могут использоваться, например, для индикации состояния.
При подключении трехфазной нагрузки схема подключения стандартна и однозначна, но при однофазной нагрузке (следует отметить, что все автоматические выключатели двигателей выпускаются только в трехполюсном исполнении) я иногда сталкиваюсь с подключением, при котором срабатывает только один силовой контакт автомата защиты. Однако такое подключение не является правильным, поскольку на рисунке ниже слева все три контакта должны быть активированы.
Обратите внимание, кстати, что защитный выключатель двигателя имеет свой собственный символ на схемах, который отличается от символа для обычных выключателей. Однако буквенное обозначение идентично.
Конструкция защитного модуля
Несмотря на широкий ассортимент продукции различных производителей, конструкция выключателей схожа. Корпус выключателя изготовлен из диэлектрического материала, который устойчив к воздействию температуры и не поддерживает горение. На передней панели находится рычаг ручного управления, а на передней панели напечатаны важнейшие технические данные.
Конструктивно кузов состоит из двух половин, соединенных болтами. В центре находятся следующие элементы:
- Клеммы подключения — предназначены для обеспечения надёжного соединения с входящей и выходящей электрической линией.
- Подвижный и неподвижный силовой вывод — эти контакты служат для замыкания или размыкания нагрузочной цепи с силовой.
- Искрогасительная камера — при резком размыкании контактов между ними образуется дуга достаточно большой мощности, способная привести к повреждению элементов модуля. Поэтому для её гашения используется специальная камера, состоящая из вертикальных пластин, установленных в шахматном порядке. Искра, проходя через них, теряет свою мощность, а затем полностью гасится.
- Тепловой и электромагнитный расцепитель — именно их реакция на изменения параметров электрической линии и приводит к срабатыванию прибора защиты.
- Рычажный переключатель — используется ручной рычаг, взведение которого замыкает входящую и выходящую линию.
- Регулировочный винт — устанавливает порог срабатывания модуля. Настраивается в заводских условиях.
- Канал для выхода газов — при гашении искры тепловая энергия преобразуется в газ, который и выводится из устройства через специально сконструированный лабиринт.
Исполнительные элементы сконструированы таким образом, чтобы приводить выключатель в действие практически мгновенно. Электромеханический контакт реагирует на возникновение тока, превышающего номинальное значение, в защищаемой цепи. Отключающее устройство состоит из катушки с сердечником, положение которого определяется пружиной и который соединен с подвижным токовым контактом. Обмотки катушки соленоида соединены последовательно с нагрузкой. Термический разделитель представляет собой сжатую полосу из двух металлов с разной теплопроводностью (биметаллическая пластина).
Принцип действия
После подключения трехфазного выключателя к сети и стороне нагрузки он активируется перемещением рычага в верхнее положение. Это приводит в действие рычаг через защелку и устанавливает контакт. Полученное соединение фиксируется путем перемещения подвижных контактных групп в их гнезда.
В нормальном состоянии ток протекает через контакт между силовым и подвижным контактами. Затем он поступает на биметаллическую пластину и катушку соленоида, а оттуда — на клемму и нагрузку, подключенную к выключателю.
Когда ток, протекающий через выключатель, превышает допустимое значение, биметалл нагревается. Из-за разного теплового расширения металлов контакт изгибается и в конечном итоге разрушается. Сила тока, при которой разрывается соединение, зависит от толщины пластины. Термомагнитный выброс происходит медленно, но может обнаружить небольшие изменения силы тока. Он регулируется на заводе путем изменения расстояния между пластиной и подвижным контактом. Для этого используется регулировочный винт.
Однако при токе, значение которого возрастает мгновенно, скорость реакции биметаллической пластины крайне низкая, поэтому в сочетании с ней используется магнит. В нормальном состоянии сердечник выталкивается пружиной наружу и замыкает контакт распределителя. Когда значение сигнала аномально, магнитное поле в катушках быстро возрастает, и их токи втягивают сердечник внутрь, преодолевая действие пружины и разрывая цепь.
Расцепитель срабатывает за доли секунды и не реагирует на токи, незначительно превышающие номинальный ток. Одновременно с отключением всей трехфазной линии рычаг опускается и должен быть возвращен в верхнее положение для подключения нагрузки к сети.
Функции трехфазных автоматов
Прежде чем выбрать автоматический коммутатор, необходимо знать, как он работает. Пользователи часто совершают ошибку, думая, что устройство защищает бытовую технику. Выключатель не реагирует на свои электрические характеристики, а только в случае короткого замыкания или перегрузки. Функции трехфазного автоматического выключателя следующие:
- одновременное обслуживание нескольких однофазных зон цепи;
- предотвращение образования сверхтоков на линии;
- совместная работа с выпрямителями сети переменного тока;
- защита высокомощного оборудования;
- повышенная мощность за счет установки специального преобразователя;
- быстрое срабатывание в режиме КЗ на линии с большим количеством потребителей;
- возможность отключения в ручном режиме при помощи рубильника или выключателя;
- совместимость с дополнительными защитными клеммами.
Без автоматического выключателя остаточного тока возрастает риск возгорания кабеля.
Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов
Модульные автоматические выключатели очень популярны, поскольку являются устройствами общего назначения, успешно выполняющими все описанные выше функции.
Они также могут использоваться для установки параметров отключения с высокой степенью точности.
Современные ручные пускатели электродвигателей имеют множество разновидностей, отличающихся по внешнему виду, характеристикам и способам управления. Как и в случае с обычным устройством, необходимо знать пусковой ток и номинальный ток. Также необходимо определить функцию защитного устройства. После проведения необходимых расчетов вы можете приобрести автоматический двигатель. Цена таких устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электродвигателя.
Способы подбора дифавтомата
Возьмем, к примеру, кухню, где подключено большое количество бытовой техники. Сначала необходимо установить общую мощность для помещения с холодильником (500 Вт), микроволновой печью (1000 Вт), чайником (1500 Вт) и вытяжкой (100 Вт). Общая номинальная мощность составляет 3,1 кВт. Исходя из этого, применяется несколько вариантов выбора трехфазного выключателя.
Табличный метод
На основании таблицы мощности выбирается однофазный или трехфазный прибор. Однако значение в расчетах не обязательно должно совпадать с данными в таблице. Для участка сети мощностью 3,1 кВт требуется модель на 16 А — ближайшее значение 3,5 кВт.
Графический метод
Процедура выбора такая же, как и в таблице — вам придется поискать график в интернете. На рисунке по горизонтальной оси показаны выключатели с их токовой нагрузкой, а по вертикальной оси — потребляемая мощность на участке цепи.
Чтобы определить мощность устройства, необходимо провести горизонтальную линию в точке с номинальным током. Общая нагрузка цепи 3,1 кВт соответствует автоматическому выключателю на 16 А.
Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов
Модульные автоматические выключатели очень популярны, поскольку являются устройствами общего назначения, успешно выполняющими все описанные выше функции.
Они также могут использоваться для установки параметров отключения с высокой степенью точности.
Современные ручные пускатели электродвигателей имеют множество разновидностей, отличающихся по внешнему виду, характеристикам и способам управления. Как и в случае с обычным устройством, необходимо знать пусковой ток и номинальный ток. Также необходимо определить функцию защитного устройства. После проведения необходимых расчетов вы можете приобрести автоматический двигатель. Цена таких устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электродвигателя.
Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях
Нередко напряжение в сети падает ниже минимального значения при включении устройств мощностью более 100 кВт. При этом рабочие двигатели не отключаются, но количество оборотов уменьшается. Когда напряжение возвращается к нормальному уровню, двигатель снова начинает вращаться. Во время этого процесса он работает в режиме овердрайва. Это называется автоматическим запуском.
Автоматический запуск иногда является причиной неправильной активации AVR. Это может произойти, если устройство работало в нормальном режиме в течение длительного времени, пока напряжение временно не упало и биметаллическая пластина не успела нагреться. В этом случае тепловое отключение иногда срабатывает до того, как напряжение возвращается к нормальному уровню. Пример падения напряжения в сети автомобиля показан в следующем видеоролике:
Для предотвращения отключения электродвигателей большой мощности при автоматическом запуске используется релейная защита, где трансформаторы тока встроены в сеть. Защитные реле подключаются к их вторичным обмоткам. Выбор этих систем осуществляется путем сложного расчета. Мы не будем перечислять их здесь, поскольку эту работу выполняют штатные инженеры-энергетики.
Заключение
В этом материале мы подробно рассмотрели тему защиты электродвигателей, объяснив, как выбрать автоматический выключатель для электродвигателя и какие параметры необходимо учитывать. Наши читатели видят, что соответствующие расчеты совсем не сложны, а это значит, что можно самостоятельно выбрать автоматический выключатель для сети, в которой нет мощной генераторной установки.
Источники: http://www.elektrikii.ru/publ/7-1-0-47, http://electrik.info/main/school/1387-kak-vybrat-puskatel-i-avtomatl-dlya-dvigatelya.html, http://yaelectrik.ru/jelektroshhitok/avtomat-zashhity-elektrodvigatelya
Общая информация о лампах ДРЛ Для освещения улиц, промышленных цехов и других объектов,
Что такое короткое замыкание в электрической цепи? Дек 1, 2012 Любой человек, который выполняет свою работу
6 советов по сверлению стен под проводку При реконструкции зданий часто необходимо
Однолинейная схема электропроводки в частном доме При строительстве собственного дома хозяин должен учесть все нюансы,
Функции «ножек» разъема micro-USB Разъем micro-USB используется для зарядки небольших и портативных устройств, работающих от электричества.
Настольная лампа — очень важный элемент в вашем офисе. Это не только украшение, но и способ сохранить зрение. Настольная лампа непосредственно освещает рабочую поверхность, на которой вы работаете, что позволяет лучше видеть и не напрягать зрение. Это особенно важно для детей, так как их глазные мышцы еще формируются. Преимуществом является повышение производительности, поскольку вам не придется тратить время на чтение мелкого шрифта. В чем разница между настольными лампами для взрослых и детскими лампами? В магазинах представлен широкий ассортимент ламп с различными насадками на поверхность. Зачастую трубчатое основание лампы можно согнуть, чтобы отрегулировать угол и высоту лампы. Вы можете легко взять лампу с собой и поставить ее на любую поверхность. Вся панель управления установлена на ножке. Это интересно! Все настольные лампы характеризуются схожим принципом работы, но каждый производитель старается сделать наиболее удобную и комфортную модель, улучшая характеристики включения и дизайн корпуса. В целом, все настольные лампы делятся на два типа. Первая версия предназначена только для красоты. Он не обязательно должен иметь настройки питания и другие световые индикаторы. Он должен эстетически соответствовать стилю помещения. Важно, чтобы он гармонично вписывался в общую картину, но второй вариант, рабочая лампа, должен быть выбран тщательно. Необходимо учитывать требования к световому потоку, регулировке силы света, углу и высоте освещения. Жилье должно быть удобным и практичным. Лампа не должна занимать слишком много места в вашем офисе. Он должен светить на рабочую поверхность, а не в глаза людям. Важен не только внешний вид лампы, но и материал, из которого она изготовлена. Лучше всего подходят стеклянные абажуры, но стекло не должно быть слишком тонким. Пластик и металл также подходят, но если лампа слишком сильная, эти материалы нагреваются и плавятся. Форма лампы должна быть такой, чтобы она не препятствовала рассеиванию света на рабочую поверхность. Полезны круглые, квадратные и овальные формы. Однако они не должны быть слишком большими, так как могут мешать работе. Это интересно! Специалисты по детской психологии утверждают, что лампа с зеленым плафоном или его оттенками оказывает самое положительное влияние на психику ребенка.