Cómo funcionan las características de tiempo-corriente de los disyuntores y fusibles

La corriente eléctrica tiene una característica distintiva: puede fluir solo en un circuito cerrado. Si esta cadena se rompe, su acción cesa inmediatamente. Esta propiedad está incorporada en la operación de protección contra sobrecorriente basada en el uso de fusibles y disyuntores.

Se seleccionan de tal manera que puedan soportar el valor nominal de la corriente que fluye a través de ellos durante mucho tiempo. Esto garantiza la fiabilidad del suministro de energía a los consumidores. Al mismo tiempo, los fusibles y los disyuntores tienen funciones de protección: durante las condiciones de emergencia en un circuito controlado, rompen la corriente peligrosa que los atraviesa.

Al mismo tiempo, se tienen en cuenta dos factores en el complejo:

1. la magnitud de la corriente de carga que fluye;

2. La duración de su exposición.

El fusible se funde con el calor creado por la corriente que lo atraviesa.

El disyuntor también tiene en cuenta el sobrecalentamiento de la temperatura del circuito y abre sus contactos de potencia debido al funcionamiento de la liberación térmica. Al mismo tiempo, incluye otro dispositivo: una liberación electromagnética, que responde al exceso de energía electromagnética, que ocurre incluso en modo pulsado.

Aquí se describen más detalles sobre el dispositivo, el principio de funcionamiento y las características de funcionamiento de los disyuntores y fusibles:

Fusible o disyuntor, ¿cuál es mejor?

Fusibles automáticos tipo roscado PAR

Selección de disyuntores por parámetros básicos.

El funcionamiento de todos estos dispositivos se juzga por ciertas características técnicas, que generalmente se denominan tiempo-corriente porque determinan con precisión el tiempo de respuesta de las protecciones, dada su dependencia de la frecuencia de exceder la corriente de emergencia en relación con el estado nominal.

Características de tiempo-corriente (VTX) expresado en gráficos en coordenadas cartesianas. El eje de ordenadas es el tiempo medido en segundos, y la abscisa es la relación entre la corriente de emergencia de flujo I y el valor nominal In del dispositivo de conmutación.

¿Por qué se crea la característica protectora del enlace fusible?

Para el correcto funcionamiento del fusible dentro del circuito eléctrico, se debe tener en cuenta:

• capacidades técnicas;

• condiciones de inspección;

• cita.

Los principales parámetros de las características protectoras del fusible.

El cronograma para fusibles que funcionan a diferentes corrientes se expresa mediante una línea curva que divide el espacio de trabajo de las coordenadas en dos partes:

1. el área de trabajo en la cual el fusible permanece intacto y asegura de manera confiable el flujo de corriente en el circuito protegido;

2. la zona del flujo de corrientes de la parada limitante, en la que se rompe el circuito.

La primera parte del gráfico se muestra en verde claro y la segunda se resalta en beige.

La característica protectora del fusible se encuentra en el límite de estas dos zonas. En el espacio de las corrientes de trabajo, el fusible permanece intacto, y cuando sus valores aumentan por encima del estado crítico, se funde.

La zona límite actual es peligrosa para el equipo y debe apagarse lo más rápido posible.

La característica protectora del enlace de fusible expresa el período de tiempo desde el inicio del modo de emergencia hasta el momento en que se apagó, presentado dependiendo del exceso de corriente peligrosa sobre el valor nominal del fusible.

El fusible se caracteriza por tres tipos de corrientes:

1. nominal, que puede soportar un tiempo casi ilimitado;

2. prueba mínima, bajo cuya acción puede funcionar más de una hora;

3. La prueba máxima, que causa su agotamiento en menos de una hora.

El inserto del fusible protege el circuito conectado a él de dos tipos de condiciones de emergencia:

1. sobrecargas con cargas aumentadas que se apagan con un retraso;

2. cortocircuitos: cortocircuito que requiere la eliminación más rápida posible.

Todos estos modos y tipos de corrientes se tienen en cuenta al elegir un fusible y un fusible. Para esto, se desarrollan relaciones matemáticas, transformadas por gráficos y tablas en una forma conveniente.

Cómo crear una característica de fusible protector

El fusible es capaz de operar la protección solo una vez. Después de eso, se quema. Por lo tanto, su caracterización solo se puede crear indirectamente.

Para hacer esto, la planta selecciona aleatoriamente un cierto número de muestras de cada lote de productos terminados. Se utilizan para más pruebas eléctricas bajo diversas corrientes. Según sus resultados, se compilan tablas y gráficos que permiten juzgar la calidad de la serie de fusibles lanzados.

Asignación de la característica de protección del fusible

El fusible se evalúa mediante parámetros eléctricos para resolver una tarea puramente práctica: asegurar su elección correcta en términos de propiedades de trabajo y protección.

Para hacer esto, tenga en cuenta:

• el valor de la tensión de funcionamiento del circuito en el que debe funcionar el fusible;

• limitar la corriente de ruptura en el inserto fusible, capaz de romperlo (desconectar);

• valor de la corriente nominal del fusible, teniendo en cuenta los coeficientes de su carga y la compensación de sobrecargas.

Sin utilizar las características protectoras del fusible, es imposible elegir el fusible para su funcionamiento confiable en el circuito eléctrico.

¿Cómo funciona la característica de tiempo actual de un interruptor automático?

La elección de las características de tiempo-corriente está influenciada por:

• características de diseño de protecciones incorporadas;

• configuración del horario seleccionado.

La influencia del diseño de la protección de la máquina en la forma de sus características de respuesta

Dos dispositivos integrados, que funcionan de acuerdo con los principios de los relés de acción directa, se dedican a proporcionar propiedades de protección en el interruptor automático. Desconectan los contactos de alimentación de la máquina cuando se superan los valores nominales de acuerdo con los criterios de restricción:

1. carga de calor;

2. exposición electromagnética.

La placa bimetálica de la liberación térmica detecta el calentamiento de los cables de bobinado. Cuando se excede, se dobla, retirando el conjunto del embrague de la retención.

Bajo la acción de la fuerza de tensión del resorte, el balancín móvil liberado de la retención gira y sus contactos de potencia rompen el circuito de potencia.

En una liberación electromagnética, la desconexión de los contactos de potencia se produce debido al golpeteo de la palanca de retención del resorte por el impacto del empujador, que ocurre bajo la influencia de la corriente de emergencia.

A diferencia de un fusible con un fusible fundido, ambos dispositivos están diseñados para uso reutilizable. Le permiten restaurar rápidamente las interrupciones del circuito después de evitar situaciones anormales.

El funcionamiento de la liberación térmica y el corte electromagnético se incluye en el algoritmo de disparo del interruptor y se tiene en cuenta de manera exhaustiva cuando se dispara durante la característica de corriente-corriente.

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Dado que la temperatura del medio ambiente y la placa bimetálica afectan la velocidad de los escudos, todas las mediciones generalmente se toman a +30 grados Celsius.

La curva de tiempo-corriente para un interruptor de circuito es una línea compleja resaltada por las letras ABC.La sección superior AB corresponde al funcionamiento de la liberación térmica, y su parte inferior al corte electromagnético.

Los principales parámetros del gráfico de la característica de tiempo-corriente

Efectos de temperatura

En contraste con la característica protectora del inserto de fusible para el interruptor automático, el gráfico VTX está representado por dos líneas:

1. arriba, teniendo en cuenta el funcionamiento de la protección directamente del estado frío +30^Oh C;

2. inferior, creado después de un encendido repetido, cuando el diseño de la máquina no tuvo tiempo de enfriarse.

Se resalta el área entre estas dos parcelas extremas. Al operar un interruptor automático, debe tenerse en cuenta que puede ubicarse en algún lugar dentro del área que se muestra. En este caso, el tiempo de apagado de las corrientes de emergencia se reduce algo en el estado de calentamiento y aumenta en el frío. Debido a esto, se crea una extensión en los parámetros de respuesta.

La temperatura de los elementos estructurales puede tener un impacto significativo en el tiempo de respuesta de la máquina. Esto se vuelve especialmente relevante cuando se realizan verificaciones eléctricas que requieren varias mediciones. Para sus repeticiones, es necesario proporcionar tiempo para enfriar las protecciones a +30 grados.

División de BTX en zonas

Disyuntores estrictamente separados zonas horarias -

características actuales para distinguir áreas operativas: dentro de la primera, debe garantizarse un flujo confiable de las corrientes operativas, y en la segunda, debe ocurrir el apagado de las condiciones de emergencia.

Línea de corrientes condicionales sin disparo

Para indicar la primera región en la abscisa del gráfico, se selecciona 1.13 I / I nom. Se llama el punto condicional de no desconexión. Por debajo de estas corrientes, el disyuntor no debe dispararse.

Cuando se alcanza, los interruptores automáticos con un valor de corriente nominal de hasta 63 amperios deben apagarse después de 1 hora y con valores nominales grandes, después de dos.

La ubicación del punto de disparo condicional se indica en la tabla BTX sin falta.

Disparo condicional de línea

Un punto en el eje de abscisas con un valor de 1.45 I / I nom es el segundo valor límite de la zona de corrientes de disparo condicional y no disparo de contactos de potencia.

El punto 1.45 I / I nom caracteriza las corrientes de disparo condicional, también se indica en todos los gráficos de VTX. Cuando la carga conectada a la máquina alcanza este valor, debe desconectarse en un momento:

• menos de 1 hora si su valor nominal es de hasta 63 amperios;

• no más de dos horas cuando la corriente nominal excede este valor de 63 amperios.

El gráfico anterior muestra que el interruptor automático seleccionado tiene un tiempo de apagado del modo de emergencia desde el estado frío de 1 hora, y cuando se calienta, puede disminuir hasta 40 segundos.

Aplicación práctica de los parámetros VTX.

Un análisis del uso de la característica de tiempo-corriente de los interruptores automáticos para las corrientes de los contactos de potencia de disparo condicional le permite tener en cuenta la duración de la sobrecarga en el circuito eléctrico conectado. Esto es importante porque pueden dañar el equipo.

Por ejemplo, al elegir una máquina automática con un valor nominal de 16 amperios y cuando hace frío, la corriente de disparo condicional de 1.45 ∙ 16 = 23.2 amperios actuará en el cableado conectado durante una hora. Este tiempo es suficiente para sobrecalentar el aislamiento de los cables de cobre con una sección transversal de 1,5 mm cuadrados y deshabilitarlo, crear las condiciones para un incendio. Y los casos de protección de tales conductores, y aluminio cuadrado de 2.5 mm, con tales máquinas automáticas todavía se encuentran a menudo en la práctica.

Para excluir tales situaciones, se recomienda analizar cuidadosamente la característica de tiempo-corriente de los interruptores automáticos en relación con la carga conectada a ellos. Para facilitar su selección, se ha creado una tabla de correspondencia para las corrientes nominales y las áreas de sección transversal de los conductores de cobre de cables y alambres.

Los fabricantes de disyuntores verifican que todos sus productos cumplan con los estándares aceptados. Los requisitos básicos para las máquinas se establecen en GOST R 50345—2010. Sin embargo, en algunas áreas, las características de tiempo-corriente de cada planta pueden variar ligeramente. Esta característica debe tenerse en cuenta al elegir un modelo en particular y sus comprobaciones.

Tipos de características de tiempo-corriente de disyuntores

Los disyuntores se pueden crear para diversos fines según las condiciones de funcionamiento. Según estos indicadores, sus gráficos VTX tienen límites de respuesta de tiempo diferentes. Esto les permite reconstruir con selectividad, para evitar falsas paradas del equipo.

Los disyuntores están disponibles para uso doméstico o industrial.

Las máquinas domésticas se clasifican en tres grupos B, C y D:

1. La clase B está diseñada para proteger líneas largas y sistemas de iluminación. La multiplicidad de corrientes para su funcionamiento se encuentra dentro de 3 ÷ 5 In;

2. La clase C protege los grupos de salida o equipos que generan corrientes de entrada moderadas. La multiplicidad de corrientes 5 ÷ 10 In;

3. La clase D se utiliza para proteger a los consumidores con altas corrientes de entrada, por ejemplo, transformadores o máquinas con potentes motores eléctricos asíncronos. Multiplicidad de corrientes 10 ÷ 20 Inom.

Los interruptores automáticos tipo B son más sensibles. Decidieron proteger a los consumidores finales dentro de apartamentos y casas. Y como autómata introductorio, es mejor instalar los que pertenecen al tipo C.

La calidad de la condición del cableado y la magnitud de la resistencia del bucle de fase cero pueden afectar la elección del interruptor automático. El antiguo aislamiento con un alto contenido de corrientes de fuga y un rendimiento de bucle sobreestimado puede empeorar las condiciones para el funcionamiento de una máquina de tipo C o provocar su falla. En tales situaciones, se usa la clase B.

Las máquinas industriales se clasifican en tres grupos:

1. clase L - más de 8 In;

2. clase Z - más de 4 Inom;

3. clase K - más de 12 Inom.

Entre los fabricantes en Europa hay modelos de máquinas con clase A, que tiene un límite de multiplicidad actual de 2 ÷ 3 Inom.

Todas estas características deben tenerse en cuenta al elegir el diseño del interruptor automático y sus comprobaciones. Los autómatas marcados con la misma clasificación, dependiendo del tipo de característica de tiempo-corriente, tienen tiempos de respuesta diferentes.

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