Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Авторы:
Город:
Белгород
ВУЗ:
Дата:
23 февраля 2016г.

Для многоразовой защиты электрических сетей и установок от перегрузок и коротких замыканий применяются системы автоматических выключателей. В настоящее время на российском рынке представлены автоматические выключатели таких компаний, как ОАО «Контактор», ОАО «ДЗНВА», ООО «КЭАЗ»,«IEK», ООО «ТЕХЭНЕРГО», «EKF» и др. Самыми известными и крупными производителями автоматических выключателей   за   рубежом   являются   такие   компании,   как   «GeneralElectrik»,«HAGER»,   «Legrand»,

«SchneiderElectric», «ABB», «Siemens» и др.

К основным техническим характеристикам автоматических выключателей относятся: номинальный ток, номинальное напряжение, время срабатывания, класс выключателя, отключающая способность. Рассмотрим каждую из характеристик более подробно[15].

Номинальное напряжение Uн,В. – напряжение переменного или постоянного тока, протекающего через автоматический выключатель, при котором нормируются его технические характеристики;

Номинальный ток выключателя Iн.а, А. – нормируемое значение тока, протекающего в длительном режиме через автоматический выключатель принормальных условиях эксплуатации. Определяется его контактами и другими проводящими частями;

Номинальный ток теплового расцепителя Iн.т, А – калиброванное значение рабочего тока, при длительном протекании которого не происходит отключения автоматического выключателя. Калиброванные значения номинального рабочего тока теплового расцепителя выбираются из стандартного ряда, но не могут превышать номинального тока выключателя;

Ток срабатывания при перегрузке Iс.п, А – ток, приводящий к срабатыванию автоматического выключателя за время, достаточного для достижения установившегося теплового состояния. В каталожных данных задаѐтся отношением Iс.n/Iн.m (1,15 1,35).

Уставка по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток срабатывания отсечки) Iс.о, А. – такое значение тока, при котором происходит практически мгновенное срабатывание автоматического выключателя с разрывом электрической цепи. Нормируется либо в единицах тока, либо как величина, кратная току теплового расцепителя Iн.т.

Для современных автоматических выключателей, выполненных в стандарте DIN, уставка по току срабатывания в зоне короткого замыкания стандартизована и определяется как характеристика мгновенного расцепления и имеет обозначение:

характеристика «В» - ток электромагнитного расцепителя лежит в пределах 3-5·Iн.т; характеристика «С» - то же 5-10·Iн.т;

характеристика «D» и «К» - то же 10-14·Iн.т; характеристика «L» - то же 3-4·Iн.т; характеристика «U» - то же 6-9·Iн.т; характеристика «Z» - то же 2,5-3,5·Iн.т;

Время срабатывания в зоне токов короткого замыкания tc .о, с. определяет время выдержки до разрыва электрической цепи при достижении протекающего через выключатель тока величины, равной или превышающей уставку тока электромагнитного расцепителя. Нормируется для селективных выключателей с регулируемой выдержкой времени и равно 0,1÷0,7 с. У неселективных нетокоограничивающих выключателей время срабатывания отсечки,как правило, не превышает 0,1с. и приводится в каталогах.

Предельная коммутационная способность ПКС, кА – максимальное значение тока короткого замыкания, которое выключатель способен включить и отключить несколько раз, оставаясь в исправном состоянии. Одноразовый ПКС (ОПКС) называется наибольшее значение тока, которое выключатель может отключить один раз. После этого дальнейшая работа выключателя не гарантируется.

Автоматические выключатели выбираются по параметрам нормального режима и проверяются из условия пиковых режимов и режимов коротких замыканий. Выбор выключателей рассмотрим в Табл.1[15].

 


Таблица 1

Выбор автоматического выключателя




Условия выбора

Расчетные формулы

Соответствие номинального напряжения автоматического выключателя номинальному напряжению сети

Uном.а ≥ Uном.с,

где Uном.а, В – номинальное напряжение автоматического выключателя (указывается в паспортных данных);

Uном.с, В – номинальное напряжение сети.

Соответствие номинального тока автоматического выключателя расчѐтному току защищаемой цепи

Iн.а≥ Ip.max,

где Iн.а, А– номинальный ток автоматического выключателя (принимается по каталожным данным);

Ip.max, А – максимальный рабочий ток цепи защищаемой автоматом

Тепловой расцепитель автоматического выключателя выбирают из условия отстройки от рабочих и пиковых токов электроприѐмников

Iн.т ≥ Kн·Ip.max,

где Iн.т, А – номинальный ток теплового расцепителя;

Ip.max, А – максимальный рабочий ток цепи, защищаемой автоматическим выключателем;

Kн – коэффициент надѐжности, принимаемый равным:

Kн=1 – для электрических цепей ламп накаливания и люминесцентных

 

ламп при защите автоматическим выключателем с тепловым расцепителем. А также цепей для люминесцентных ламп при автоматическом выключателе с комбинированным расцепителем;

Kн=1,4 – для электрических цепей ламп высокого давления (ДРЛ) при защите автоматическим выключателем с тепловым расцепителем, а также при защите цепей ламп накаливания и ламп высокого давления при защите автоматическими выключателями с комбинированным расцепителем.

Электромагнитныйрасцепитель автоматического выключателя выбирают из условий отстройки от пиковых токов электроприѐмников

Ic.o ≥ Kн.о · Iпик

где Ic.o, А – ток срабатывания электромагнитного расцепителя;

Kн.о– коэффициент надѐжности отстройки,

Kн.о = 1,05 · Кз · Ка · Кр,

где 1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше номинального напряжения электроприѐмника;

Кз – коэффициент запаса, принимается равным 1,1;

Ка – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприѐмника;

Кр – коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки. Принимается по каталожным данным.

Эффективность защиты электрических сетей от перегрузки

Защита от перегрузок будет эффективна, если выполняются условия: Для невзрывоопасных помещений (зон):

Iс.п ≤ 1,25 · Iд.д,

где Iс.п, А – ток срабатывания от перегрузки;

Iд.д, А – длительно допустимая электрическая нагрузка проводников электрической сети.

Для взрывоопасных помещений (зон):

Iс.п ≤ Iд.д

Ток срабатывания от перегрузки определяется по каталожным данным автоматических выключателей.

Соблюдение условия селективности

При выборе в качестве аппаратов защиты неселективных выключателей следует обеспечить их селективное действие хотя бы при однофазных коротких замыканиях.

Iс.о.послед ≥ Кн.о · Iк.пред,

где Iс.о.послед, А - ток срабатывания отсечки одной из двух последовательно соединѐнных защит, расположенной ближе к источнику питания

Iк.пред, А – наибольшее значение тока однофазного КЗ в конце зоны действия одной из защит, расположенной ближе к источнику питания;

При выборе в качестве аппаратов защиты селективных выключателей с регулируемой выдержкой времени срабатывания отсечки, селективность обеспечивается при выполнении условия:

tс.о.послед ≥ tс.опред + ∆t,

где tс.о.послед,с– время срабатывания отсечки автоматического выключателя расположенного ближе к источнику питания;

tс.опред,с– время срабатывания отсечки автоматического выключателя расположенного дальше от источника питания;

∆t,с – ступень селективности, зависящая от типа селективного выключателя и принимаемая по каталогу.

В этом случае избирательность действия защит обеспечивается возрастанием времени срабатывания по цепи от конечного потребителя до ввода в электроустановку.

Причѐм ближний к потребителю автоматический выключатель должен иметь минимальное время срабатывания, т.е. быть неселективным. При  

выполнении  этих  условий  удаѐтся  построить  селективную  защиту электрической сети во всѐм диапазоне сверхтоков.

Условие стойкости при КЗ

ПКС ≥ Ik.max,

где ПКС – предельная коммутационная способность автомата (принимается по каталогу).

Ik.max – максимальное значение трѐхфазного тока при КЗ в месте установки автомата.

Допускается поверять автоматический выключатель по значению тока одноразовой предельной коммутационной способности (ОПКС), а также устанавливать нестойкие при КЗ выключатели или группы выключателей, если они защищены расположенными ближе к источнику питания стойкими при К.З. выключателем, обеспечивающем мгновенное отключение всех КЗ с током, равным или большим тока ОПКС, указанных нестойких выключателей.

 

Большинство современных автоматических выключателей – комбинированные. Они имеют электромагнитный и тепловой расцепитель и могут одновременно защищать и от перегрузок сети, и от коротких замыканий. Монтируются выключатели на 35 мм DIN-рейку, поэтому их ещѐ часто называют модульными.

В настоящее время легко найти изделия на токи 6-63А, с характеристикой В,C,D, с отключающей способностью от 4,5 кА до 6 кА, с количеством полюсов 1-4, износостойкостью 20000 срабатывания, наработкой 6000-10000 часов.

Самым популярным и распространѐнным типом автоматических выключателей является класс С. Данный класс автоматов применяется как для бытового назначения, так и для промышленных целей для осветительных сетей, двигателей и трансформаторов. Наиболее распространѐнные автоматические выключатели класса С представлены в Табл.2.

Рассмотрим и проанализируем данные Табл.2.. Цена на современные однополюсные автоматические выключатели российского производства колеблется от 44 до 215 руб. Цена на выключатели зарубежного производства колеблется от 60 до 395 руб. Если сравнить выключатели отечественного производителя между собой, то самыми выгодными решениями будут выключатели компаний EKF, IEK и ООО «КЭАЗ». Выключатели компаний «ТЕХЭНЕРГО»,

Таблица 2 Технические характеристики однополюсных автоматических выключателей на номинальный ток 63 А

Производитель автомата

Наименование автомата

Отключающа я способность, кА

Время срабаты вания, с

Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее

Гаранти я

Стоимост ь, руб.

Российский производитель

«ТЕХЭНЕРГО»

ВА 67-29

4,5

0,01

20000

3 года

44,75

ДЭК

ВА-101

4,5

0,01

6000

3 года

50,00

EKF

ВА 47-63

6

0,01

20000

5 лет

60,00

IEK

ВА 47-60

6

0,01

20000

5 лет

69,50

ОАО «Контактор»

ВА47-063Про

4,5

0,01

10000

3 года

70,00

ООО «КЭАЗ»

OptiDinВМ63

6

0,01

20000

5 лет

149,00

ОАО «ДЗНВА»

ВА61-29

6

0,01

20000

5 лет

215,00

Зарубежный производитель

TDM

ВА47-29

4,5

0,01

6000

3 года

60,50

Schneider Electric

EASY 9

4,5

0,01

20000

5 лет

170,00

HAGER

MC-63

6

0,01

20000

5 лет

238,00

ABB

S201

4,5

0,01

20000

5 лет

265,00

Siemens

5SL

6

0,01

20000

5 лет

270,00

General Electric

G61

6

0,01

20000

5 лет

347,00



 

Legrand

TX3

6

0,01

20000

5 лет

395,00

 

ДЭК и ОАО «Контактор» уступают остальным выключателям по техническим характеристикам и сроку гарантии. Цена на выключатель компании ОАО «ДЗНВА» на 66 руб. выше чем на выключатели компании ООО

«КЭАЗ» при таких же технических характеристиках и сроке гарантии. Если сравнить выключатели компаний EKF, IEKи ООО «КЭАЗ», то наиболее выгодным решением будут выключатели компаний EKF и IEK. Цена на эти выключатели при одинаковых технических характеристиках на 80 руб. ниже, чем на выключатели компании ООО «КЭАЗ».

Сравнивая выключатели зарубежного производителя можно выделить три наиболее выгодных продукта. Это выключатели компаний HAGER, Siemens и GeneralElectric. Выключатели таких компаний как TDM, SchneiderElectric и ABB уступают остальным выключателям по отключающей способности, а выключатели компании TDM ещѐ и в механической износостойкости и сроке гарантии. Цена на выключатели компании Legrand при одинаковых технических характеристиках на 48 руб. выше чем на автоматы компании GeneralElectric. Если сравнивать выключатели компаний HAGER, Siemens и GeneralElectric между собой, то самым выгодным решением будут выключатели компании HAGER. Цена на выключатели компании GeneralElectric на 77 руб. выше чем на выключатели Siemens. Цена на выключатели Siemens на 32 руб. выше чем на выключатели HAGER.

На сегодняшний день на российском рынке в производстве и поставке на рынок автоматических выключателей лидируют компании EKF и IEK. На рынке зарубежных производителей автоматических выключателей лидирует компания HAGER.

 

Список литературы

1.     Официальный сайт компании ОАО «Контактор» - http://www.kontaktor.ru.

2.     Официальный сайт компании ЗАО «Электрощит»- http://www.electroshield.ru.

3.     Официальный сайт компании ООО «КАЭЗ»- http://keaz.ru.

4.     Официальный сайт компании ООО «ТЕХЭНЕРГО» - http://www.texenergo.ru.

5.     Официальный сайт компании «EKF» - http://ekfgroup.com.

6.     Официальный сайт компании «HAGER» - http://www.hagersystems.ru.

7.     Официальный сайт компании «Legrand» - http://www.legrand.ru.

8.     Официальный сайт компании «SchneiderElectric» - http://www.schneider-electric.com.

9.     Официальный сайт компании «ABB» - http://www.abb.ru.

10. Официальный сайт компании «IEK» - http://www.iek.ru.

11. Официальный сайт компании «Siemens» - http://iadt.siemens.ru.

12. Официальный сайт компании «GeneralElectric» -http://www.ge.com/ru.

13. Официальный сайт компании «DEKraft» - http://www.dek.ru.

14. Официальный сайт компании ОАО «ДЗНВА» - http://www.dznva.ru.

15. Учебно-методическое пособие «Защита электрических сетей 0,4 кВ».