Назад к обзору

Правильно подобранная защитная автоматика и резервные источники питания

Правильный выбор защитного устройства гарантирует надежный режим работы электрических установок и высокую степень готовности оборудования. 

Линейные защитные автоматы и предохранительные выключатели

Надлежащая установка защитных выключателей  

Надлежащая установка защитных выключателей

Линейные защитные автоматы предохраняют кабели системы распределения тока в зданиях или установках. Они срабатывают только в случае короткого замыкания в конечном устройстве, предотвращая перегрузку электропроводки. Защитные автоматы имеют высокую отключающую способность от 6 кА и выше.

Термомагнитные и электронные автоматы выступают в роли последней ступени эффективной защиты конечных устройств от короткого замыкания и перегрузки. Когда отдельные потребители или небольшие функциональные группы имеют индивидуальную защиту, то в случае их неисправности другие компоненты установки могут продолжать работу, если это не нарушает общий ход процесса.

При создании новой цепи тока необходимо сразу же принять меры адекватной защиты предусмотренных конечных устройств. При монтажных работах следует учитывать длину кабеля и сечение провода. Кабели должны быть не только рассчитаны на протекание рабочего тока, но и выдерживать возможные токи перегрузки и короткого замыкания. В рамках дифференцированной защиты отдельных участков установки необходимо обеспечить принцип избирательности между отдельными предохранителями и защитными автоматами. И это тоже способствует повышенной степени готовности оборудования, так как производится отключение только неисправной цепи.

Рекомендуется устанавливать защитные выключатели в электрошкафу в легко доступном месте, чтобы после срабатывания их можно было быстро включить снова. Кроме того, не следует переполнять электрошкаф, чтобы не перегружать сеть электропитания. Также необходимо позаботиться о достаточном притоке свежего воздуха и охлаждении. Таким образом можно избежать ошибочного срабатывания выключателей.

Вернуться вверх

Выбор подходящего защитного автоматического выключателя

Автоматические защитные выключатели  

Различные исполнения защитных автоматических выключателей

Требования к оптимальной защите устройств меняются в зависимости от области использования и задач. Поэтому защитные автоматы бывают различного типа: электронные, тепловые и термомагнитные. Различия заключаются в способе срабатывания и характеристике отключения. Кривая зависимости показывает характеристику отключения различных типов защитных автоматов.

Выбор автоматических выключателей производится на основе номинального напряжения, тока и пускового тока конечного устройства. Характеристика отключения определяется характером ожидаемой неисправности (короткое замыкание или перегрузка).

Вернуться вверх

Рекомендации по выбору в зависимости от характера неисправности

 Время срабатывания при перегрузкеВремя срабатывания при коротком замыканииДля оптимальной защиты вашего приложения подходит:
Защитный выключатель с тепловым расцепителемподходитне подходит
  • перегрузка
Зашитный выключатель с термомагнитным расцепителемподходитидеально
  • перегрузка
  • короткое замыкание
  • длинные проводники
    (характеристика срабатывания SFB)
Электронный автоматический выключательидеальноидеально
  • перегрузка
  • короткое замыкание
  • длинные проводники
    (активное ограничение тока)
Вернуться вверх

Характеристики срабатывания

Кривые срабатывания помогают подобрать подходящее защитное устройство с учетом области применения. Они отображают рабочий диапазон ограничивающих ток защитных устройств на графике зависимости тока от времени.

В зависимости от вида защитные устройства отличаются рабочим диапазоном. Самые первые защитные устройства представляли собой предохранители с легкоплавкой проволокой.

Форма и толщина проволоки определяют, в основном, номинальный ток, на который рассчитан предохранитель. Современные защитные автоматы и выключатели, которые мы здесь рассматриваем, можно точно спроектировать для определенной характеристики срабатывания.

Вернуться вверх

Температура окружающей среды

Различные защитные выключатели по-разному реагируют на влияние внешней температуры. В частности, при использовании защитных выключателей с тепловой функцией срабатывания необходимо учитывать температуру окружающей среды.

Для определения корректной точки отключения предусмотрен коэффициент температуры. Его величина определяется путем умножения основных показателей графика зависимости тока от времени. Таким образом получают окончательное значение.

В таблице представлены типичные значения. При этом в качестве стандартного условия принимается температура окружающей среды 23 °C. Коэффициент составляет 1. При снижении температуры окружающей среды отодвигается момент срабатывания. В этом случае коэффициент равен менее 1. Более высокая температура приводит к более раннему срабатыванию. И коэффициент равен более 1.

Варианты защитного выключателя-20 °C-10 °C0 °C+23 °C+40 °C+60 °C
Температурный коэффициент
Термомагнитный защитный выключатель
0,790,830,881,001,121,35
Температурный коэффициент
Тепловой защитный автомат
0,820,860,911,001,091,25
Температурный коэффициент
Тепловой защитный выключатель
0,760,840,921,001,081,24
Вернуться вверх

Внутреннее сопротивление защитных устройств

Внутреннее сопротивления указывается в Ом как величина сопротивления или в милливольтах как падение напряжения.

Идеальным считается низкое внутреннее сопротивление: при этом снижается мощность потерь в защитном выключателе. Поэтому он больше подходит для цепей тока с небольшим номинальным напряжением.

В следующей таблице представлены типичные значения падения напряжения и внутреннего сопротивления различных защитных выключателей.

Типичное падение напряжения1 A2 A3 A4 A5 A...
Электронный автоматический выключатель140 мВ100 мВ120 мВ100 мВ130 мВ 
Тепловой защитный автомат    <150 мВ<150 мВ
Вернуться вверх
Типичное внутреннее сопротивление0,1 A0,5 A1 A2 A3 A4 A5 A8 A
Термомагнитный
защитный выключатель
 5 Ом1,1 Ом0,3 Ом0,14 Ом0,09 Ом0,06 Ом≤ 0,02 Ом
Тепловой
защитный выключатель
81 Ом3,4 Ом0,9 Ом0,25 Ом0,11 Ом0,07 Ом≤ 0,05 Ом 

Монтаж модульных защитных выключателей в ряд

При установке защитных автоматических выключателей в ряд с одновременной токовой нагрузкой появляется взаимное тепловое воздействие. Оно соответствует условиям с более высокой температурой окружающей среды. И как следствие - слишком быстрое срабатывание выключателей.

Факторы влияния:

  • Температура окружающей среды
  • Номинальный ток в рабочих условиях
  • Номинальный ток защитных выключателей
  • Количество установленных в ряд защитных выключателей
  • Расстояние между защитными выключателями

В качестве корректирующей меры можно спроектировать защитные выключатели таким образом, чтобы нагрузка в нормальных условиях составляла только 80 % от номин. тока защитного выключателя. Так можно компенсировать температурное воздействие и оптимизировать характеристику отключения.

Вернуться вверх

Подходящий источник питания

Источники питания и защитные автоматы с технологией SFB  

Надежная система: источники питания и защитные автоматы с SFB

Еще на этапе планирования необходимо определить требования к источникам электропитания таким образом, чтобы учесть возможность расширения в будущем, так как требования к источникам питания постоянно растут. Например, для источников питания 24 В пост. тока в промышленных приложениях важное значение имеет компактность конструкции и рост производительности.

Источники питания должны соответствовать потребляемой мощности подключаемых конечных устройств. Кроме того, в расчеты следует закладывать не больше 80 % номин. тока, чтобы обеспечить надежный ток короткого замыкания в случае неисправности. Источник питания недостаточной мощности или слишком высокая общая потребляемая мощность может привести к пониженному напряжению. В результате этого происходит отказ компонентов установки и прерывание процесса производства.

В некоторых источниках питания реализована технология Selective Fuse Breaking (SFB). Она позволяет вырабатывать шестикратный номин. ток в течение несколько миллисекунд. Такой резерв тока позволяет надежно срабатывать защитным устройствам в случае неисправности. Надежная система из термомагнитных защитных автоматов с SFB и источников питания обеспечивает высокую степень готовности оборудования.

Вернуться вверх

Резервный источник питания

Резервный источник питания позволяет значительно повысить готовность и производительность оборудования. Ошибки подключения, короткое замыкание и посадка напряжения в первичной цепи питания не оказывают воздействия на величину выходного напряжения. Этот аспект имеет особую значимость для чувствительных процессов и участков установки.

В системе, в которой предусмотрено резервное питание, реализуется развязка источников питания. Эту функцию выполняют резервные модули, обладающие различными характеристиками. Например, можно оптимально распределить нагрузку между обоими источниками питания, если нет неисправностей. В зависимости от исполнения осуществляется непрерывный контроль входного напряжения и выходящего тока. Если один источник питания выходит из строя, то второй начинает работать без промедления.

Источники питания подают питание на защитные автоматы при помощи резервного модуля  

Два источника питания подают питание на плату защитного автомата при помощи резервного модуля

Дополнительные провода питания позволяют избежать последствий повреждения кабеля на участке между резервным модулем и потребителем. Данный пример показывает резервную модель с источником питания, включая защиту при помощи платы автоматических выключателей. Плата позволяет подключать два кабеля питания благодаря сдвоенной клемме.

Вернуться вверх

PHOENIX CONTACT - Россия
OOO "Феникс Контакт РУС"

119619, Москва,
Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1
+7 (495) 933-8548