Время срабатывания автоматического выключателя и время отключения: что они означают и почему они имеют значение

Инженер по эксплуатации в цехе низковольтных распределительных устройств взял акт о плановых испытаниях автоматического выключателя в литом корпусе на 400 А и заметил две цифры, которые как будто не совпадали: время срабатывания 18 мс, время срабатывания 23 мс. Оба рисунка напечатаны в одном документе, но описывают разные этапы одной и той же последовательности устранения неисправности. Проще говоря: время срабатывания заключается в том, насколько быстро расцепитель обнаруживает перегрузку по току и подает команду на открытие механизма, при этом время работы заключается в том, насколько быстро механизм затем размыкает контакты. Добавьте время дуги, и вы получите общее время гашения, которое фактически используется в исследованиях по координации защиты.

В этой статье объясняются оба определения, приводятся типичные значения из стандартов и полевых данных, а также определяются компоненты, которые контролируют каждый интервал.

Время работы: механическая половина уравнения

Время срабатывания, также называемое временем размыкания или механическим временем срабатывания, измеряется с момента подачи напряжения на расцепитель до момента, когда все полюса достигают размыкания контактов. МЭК 60947 использует эту границу для испытаний низковольтного оборудования, и тот же интервал отображается в отчетах о времени ANSI и распечатках анализатора выключателей. Это чисто механическая величина: трение защелки, усилие рабочей пружины, масса подвижного контакта, зазоры в рычажном механизме и ход контакта - все это влияет. Здесь ничего не говорится о скорости обнаружения релиза.

Эти механические переменные объясняют, почему время работы различается в зависимости от класса оборудования. Исследование времени выключателя, проведенное EPRI, в котором обобщены полевые испытания нескольких семейств выключателей среднего и высокого напряжения, показало время размыкания от 23 до 42 мс и время включения от 50 до 95 мс в зависимости от модели и механизма. Низковольтные выключатели в литом корпусе обычно работают быстрее, поскольку их контакты легче, а ход короче.

Время срабатывания: реакция релиза

Время отключения – это этап обнаружения. Оно начинается, когда возникает ток повреждения, и заканчивается, когда расцепитель приводит в действие механизм отключения. В термомагнитном MCCB два элемента выполняют эту стадию вместе. Биметалл реагирует на температуру и защищает область перегрузки; электромагнитная катушка реагирует на большие токи практически мгновенно. Техническое сравнение характеристик срабатывания миниатюрных автоматических выключателей, проведенное АББ, описывает то же разделение: электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенную защиту от короткого замыкания, а термоэлемент защищает от перегрузок. Электронные расцепители добавляют возможности программирования с долговременными, кратковременными и мгновенными настройками, которые допускают преднамеренную задержку для последующей координации.

Из-за такой двойной конструкции время отключения не имеет фиксированного значения. При токе, превышающем номинальный в 1,5 раза, отключение по перегрузке может занять несколько минут; на уровне короткого замыкания тот же выключатель может среагировать за время от 2 до 20 мс, в зависимости от конструкции расцепителя и величины тока.

Общее время очистки: сложение этапов вместе

В конечном итоге инженерам по защите необходимо значение общего времени устранения, которое включает в себя каждую задержку от начала повреждения до момента гашения дуги и прекращения прохождения тока. Конвенция делит его на три интервала:

Чтение кривой время-токового отключения

Кривая время-ток, или кривая отключения, отображает обе величины одновременно. Он отрисован по логарифмическим осям: по вертикальной оси — время срабатывания, по горизонтальной оси — ток, кратный номинальному току. Кривая обратная: чем выше ток, тем короче время срабатывания, пока не будет достигнут мгновенный магнитный или электронный порог. В этот момент кривая выравнивается до почти постоянного значения в несколько миллисекунд. Инженеры по защите сравнивают кривые на выходе и на выходе, чтобы подтвердить, что повреждение фидера устраняется до того, как сработает входной выключатель, и что нормальный пусковой ток двигателя остается ниже тепловой области.

Что происходит внутри: компоненты, определяющие время

То, что происходит внутри выключателя, связывает эти числа с физическим оборудованием. При срабатывании расцепителя защелка освобождается, и рабочая пружина ускоряет подвижный контактный узел. Подвижный контакт отделяется от неподвижного, образуя дугу, которая попадает в дугогасительную камеру. Деионовые пластины расщепляют и охлаждают дугу до тех пор, пока она не погаснет. Каждая ступень вносит свой вклад во время: расцепитель контролирует время отключения, контактный узел и время срабатывания пружины, а дугогасительная камера контролирует время возникновения дуги.

Для производителей гидромолотов и ремонтных центров, собирающих гидромолоты из деталей, это не абстрактные конструкторские концепции. Подвижный контактный сварной узел определяет движущуюся массу и выравнивание контакта; более тяжелая или смещенная часть заметно задерживает открытие. Шунтирующий расцепитель с высокой инерцией катушки или неровным ходом плунжера увеличивает время срабатывания. Недостаточный размер или эрозия дугогасительной камеры приводит к увеличению дуги, что увеличивает износ контактов и температуру камеры. Таким образом, выбор компонентов напрямую отражается на результатах временных испытаний.

Три детали, показанные в последовательности, — это те детали, которые поставщик компонентов должен выполнить правильно. Для производственных циклов узел подвижных контактов, шунтирующий расцепитель и дугогасительная камера, а также их пружины и допуски на центровку определяют, пройдет ли партия выключателей испытание по времени с первой попытки.

Сварочный узел с подвижным контактом в литом корпусе серии KYM Этот узел подвижных контактов является критически важным узлом для обеспечения синхронизации MCCB. На странице представлен полный спектр сварочного и клепального оборудования, что делает ее полезной для покупателей, которым необходимо надежное серийное производство. Посмотреть продукт →

Шунтовый расцепитель MCCB серии FT30 Этот независимый расцепитель необходим для дистанционного отключения выключателей в литом корпусе. На странице продукта указана модульная конструкция и номинальные напряжения, поэтому стоит проверить, нужен ли вам надежный расцепитель для сборки выключателя. Посмотреть продукт →

Узел дугогасительной камеры MCCB серии KYM Этот узел дугогасительной камеры напрямую влияет на эффективность прерывания выключателя. На странице указана полная настройка производства и тестирования, что делает ее актуальной для производителей, стремящихся последовательно проходить временные тесты. Посмотреть продукт →

Это репрезентативные примеры из ассортимента продукции Kaiyuanfeng для выключателей в литом корпусе от 100 А до 800 А и рамных выключателей на ток от 1600 до 4000 А. Полный перечень конструктивных деталей доступен в Каталог сборки компонентов MCCB .

Практические проверки для покупателей и инженеров-испытателей

Инженеры, которые оценивают компоненты выключателя или проверяют сертификаты времени во время ввода в эксплуатацию, могут снизить риск с помощью нескольких проверок. Сначала подтвердите, что измеряется сертификатом: реакция отпускания, размыкание контактов или полное размыкание контактов. Этикетки в отчетах разных производителей не всегда идентичны. Во-вторых, сравните измеренное время работы с реальной кривой отключения; если он отклоняется более чем на 20-30% от значения, указанного в технических характеристиках, можно предположить изношенные пружины, эрозию контактов или неправильные настройки спуска. В-третьих, при покупке компонентов для производства проверяйте согласованность партии по контактной массе, жесткости пружины и соосности, поскольку время зависит от допуска.

• При отборе нового поставщика запрашивайте данные временных испытаний, а не просто рисунок кривой срабатывания.
• Убедитесь, что внутренние расцепители аксессуаров (расцепитель, расцепитель минимального напряжения) проверены при номинальном управляющем напряжении.
• Во время технического обслуживания измеряйте время открытия механизма до и после замены контактов, чтобы отслеживать износ.
• Храните запасные контактные блоки и дугогасительные камеры из одной и той же производственной партии, чтобы обеспечить повторяемость синхронизации.

Для тех, кто хочет быстро освежить в памяти то, как внутренние части связаны с временной последовательностью, руководство по тому, что находится внутри автоматического выключателя в литом корпусе полезный компаньон.

Часто задаваемые вопросы о времени срабатывания автоматического выключателя и времени отключения