4.6.2. Защита автоматическими выключателями

Они предназначаются для замены рубильников и предохранителей и являются более совершенными аппаратами защиты в сетях напряжением до

1 кВ, так как после отключения они готовы к быстрому повторному включению. Это аппараты многократного действия, снабженные устройствами выдержки времени, обеспечивающие избирательное действие защиты. Все автоматы имеют в каждой фазе максимальное токовое реле прямого действия, называемое расцепителем. Расцепитель состоит из двух элементов: нагревательного на основе биметаллической пластины, осуществляющего защиту от перегрузки с выдержкой времени, называемого тепловым, и электромагнитного элемента, осуществляющего максимальную токовую защиту с выдержкой или без выдержки времени - отсечку при токах КЗ. Некоторые типы автоматов, например серии ВА-50, АЕ-2000 и др., кроме указанных расцепителей, имеют еще независимые и минимальные. Независимые - для дистанционного отключения автомата. Расцепитель минимального напряжения работает аналогично реле минимального напряжения и отключает выключатель при снижении напряжения в сети ( U_сети  0,7  U_н ). Некоторые серии автоматов выпускаются с дистанционным приводом включения и отключения, что позволяет автоматизировать управление цеховыми ЭП. Ряд серий автоматов (А3700, ВА62, «Электрон») вместо теплового расцепителя максимального тока содержат полупроводниковый (может быть также и электромагнитный расцепитель).

Автоматы выпускаются двухполюсными для постоянного тока напряжением до 440 В включительно, двух- и трехполюсными для переменного тока напряжением до 660 В включительно.

Номинальные токи автоматов - от 50 до 5000 А, и отключают токи КЗ в сетях 0,4 кВ от 10 кА до 65 кА (серии «Электрон»), что соответствует мощности трансформатора до 2500 кВА.

В осветительных сетях 220-380 В, имеющих глухозаземляющую нейтраль, желательно применять однополюсные автоматы. В этом случае при замыкании на землю отключается только треть светильников.

Автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузок:

- с помощью тепловых расцепителей, действующих с выдержкой времени, обратно зависимой от тока перегрузки;

- расцепителями с часовым механизмом (с обратно зависимой от тока характеристикой);

- с помощью полупроводниковых расцепителей (с обратно зависимой от тока характеристикой);

- комбинированными расцепителями, обеспечивающими защиту от перегрузок (с обратно зависимой от тока характеристикой) и токов КЗ мгновенного действия и с выдержкой времени, обеспечивающей селективность действия.

Комбинированный расцепитель автомата (П тип расцепителя) - это может быть тепловой, с часовым механизмом и полупроводниковый с обратно зависимой от тока характеристикой и электромагнитный максимального тока (серии А3100, А3700, ВА50) или полупроводниковый (серии А3700, «Электрон» и др.), обеспечивающий защиту как от перегрузок, так и от токов КЗ (см.рис. П.4.3 в приложении).

Автоматические выключатели для защиты только от токов КЗ имеют один расцепитель максимального тока - электромагнитный или полупроводниковый с мгновенным действием при КЗ (I тип расцепителя) или с выдержкой времени для обеспечения селективности действия (Ш - тип расцепителя), а также имеют регулировку уставки срабатывания выключателя (А3700 и др.).

Приведем классификацию выключателей серии ВА53-41, ВА55-41 и ВА56-41 и их различия.

Указанные выключатели различаются: по максимально токовой защите (ВА53 - токоограничивающие с полупроводниковыми максимальными расцепителями тока для защиты в зоне токов перегрузки и короткого замыкания и для защиты от однофазных КЗ; ВА55 - с полупроводниковыми максимальными расцепителями тока с выдержкой времени для защиты в зоне токов перегрузки и КЗ и для защиты от однофазных КЗ; ВА56 - автоматические без максимальных расцепителей тока, разработанные на базе ВА55); по числу полюсов (двух и трехполюсные, в одном габарите); по способу присоединения внешних проводников к выводам главной цепи (переднее и заднее присоединение - выключатели стационарного исполнения; заднее присоединение - выключатели выдвижного исполнения).

Таблица 4.8

Условия выбора автоматических выключателей и предохранителей

Тип автомата	Тип расцепителя	Условия выбора
		По нагреву расчетным током	По условиям пере- грузки пусковыми токами (Iпуск) или пиками нагрузки (Iпик)	По условиям селективности
1	2	3	4	5
«Электрон» (регулируемые)	Полупроводниковое реле МТЗ 1 и Ш-типа (селективные)	Iн.расц  Iм Iн.расц  Iнэп	1.Iкзрасц 1,5Iпуск 2. tперегр  1,5tпуск	tср вышележащей  1,5t cр нижележащей ступени tоткл = tмгн = 0,25; 0,45; 0,7 с
	П- и 1У-типа (неселективные) мгновенного действия			Не селективные Для ЭО6 tоткл = tмгн = 0,025-0,035 с Для остальных tоткл = tмгн = 0,045-0,06 с
АВМ (регулируемые)	1 типа (неселективный с защитой только от токов КЗ) АВМ....Б		Iмгн = 1,25Iпуск	tмгн = 0,03-0,095 с Селективность не обеспечивается, если расчетный ток КЗ в линии, защищаемой меньшим выключателем, превышает или большего выключателя
	II типа (неселектиный с защитой от перегрузки и от токов КЗ) АВМ....Н		1. Iкз  Iпуск 2. tперегр> 1,5tпуск
	III типа (селектиный с защитой от перегрузки и от токов КЗ) АВМ....С		Iкз  Iпуск tперегр  1,5tпуск	Iперегр, Iкз большего выключателя превышает эти уставки у меньшего выключателя tкз = 0,25; 0,4; 0,6 с

Продолжение таблицы 4.8.

1	2	3	4	5
А-3700 (регулируемые)	а) Полупровод- никовый с защитой в зоных прегрузки и зонах КЗ (селективный) А3733-А3734, А3793-А3794	Iн.расц  Iм Iн.расц  Iнэп	Iкз  1,5Iпуск 2. tперегр  1,5tпуск	Как у «Электрона» с реле 1 и III типов tкз = 0,1; 0,25; 0,4 с
	б) Расцепитель полупроводниковый, но без защиты в зоне перегрузок (селективный в зоне КЗ) А3733-А3734, А3703-А3794		Iкз  1,5Iпуск	tсраб вышележащей ступени 1,5  tсраб нижележащей ступени tкз = 0,1; 0,25; 0,4 с
А-3700 (нерегулируемые)	С полупроводниковым расцепителем как в пункте «а», но без выдержки времени в зоне токов КЗ (неселективный) плюс электромагнит. расцепитель, действ. при токах в 8,5-10 раз превышающих Iнр А3713-А3793, А3714-А3794		Iкз 1,5Iпуск 2. tперегр  1,5tпуск	Не селективный Время отключения при КЗ в сети tкз  0,04 с
	С расцепителем только максим. тока (нерегулир.) А3711-А3741 А3712-А3792		Iмгн  1,25Iпуск	Не селективный tкз  0,04 с
	Расцепитель комбинированный (термобиметаллический и электромагнитный) нерегулируемые А3715-А3795 А3716-3796		По заводским характеристикам или также как в у автомата А3100	Не селективный tкз  0,015-0,06 с

Окончание таблицы 4.8

1	2	3	4	5
А-3100 (нерегулируемые)	1. Комбинированный (термобиметаллический и электромагнитный)	Iн.расц  Iм Iн.расц  Iнэп	По заводским характеристикам или К – определяется по табл.5.1а (2)	Неселективные tкз  0,015-0,06 с
	2. Электромагнитный		К – по табл. 5.1а в графе «длительностью пуска до 2 с»	То же
АЕ-2000 (регулируемые)	1. Комбинированный 2. Электромагнитный		По заводским характеристикам	Неселективные tотс  0,01-0,03 с

Промышленностью выпускаются автоматические выключатели серии А3700, «Электрон», АЕ25, АЕ1000, АЕ2000, ВА50, не выпускаются, но находятся в эксплуатации автоматические выключатели серий АВМ и А3100. В приложении табл.П.4.4-П.4.8 приведены технические данные автоматических выключателей серии АЕ2000, серии «Электрон» и защитные характеристики для выключателей с комбинированным расцепителем. По другим выключателям см.3, 18-20.