MCB с кривыми срабатывания B, C и D: как выбрать правильную кривую срабатывания
Миниатюрный автоматический выключатель B20 и C20 могут иметь одинаковый номинальный ток, но вести себя по-разному при запуске машины. Эта разница имеет значение, когда панель работает нормально весь день, но срабатывает каждый раз, когда включается трансформатор, насос или группа электронных источников питания.
Выберите наименьшую магнитную характеристику срабатывания, которая допускает нормальный пусковой ток нагрузки, при этом соответствуя требованиям отключения цепи при неисправностях. В общем контексте IEC 60898-1 кривая B имеет магнитный рабочий диапазон от 3 до 5 раз номинального тока, кривая C — от 5 до 10 раз, а кривая D — от 10 до 20 раз. Кривая B является полезной отправной точкой для нагрузок с низким пусковым током, C — для умеренного пуска, а D — для действительно высоких пусковых нагрузок, а не универсальным решением для нежелательных срабатываний.
Практическое решение заключается не в том, какая кривая “сильнее”. Важно, может ли автоматический выключатель различать, по своей характеристике ток-время, нормальный запуск и неисправность, которую необходимо отключить.
Какую кривую MCB следует исследовать в первую очередь?
| Цепь или симптом | Первый выбор для исследования | Что определяет окончательный выбор? |
|---|---|---|
| Низкопусковая резистивная нагрузка | B | Нагрузочный ток, исправленная емкость кабеля и отключение при неисправности |
| Малый двигатель с умеренными требованиями к запуску | C | Пусковой ток и время разгона; отдельная защита от перегрузки двигателя |
| LED-драйверы или электронные источники питания, включенные вместе | Таблица загрузки производителя; сравните B и C | Количество входов, длительность импульса и одновременное включение |
| Трансформатор или действительно высокопусковая машина | D или специфическая для оборудования схема защиты | Рекомендации по оборудованию и достаточная производительность отключения при неисправности |
| Длинный кабель или источник резервного питания с ограничением тока | Наименьшая кривая, совместимая с запуском | Минимальный соответствующий ток короткого замыкания при самом слабом источнике питания |
| Срабатывание после длительной работы, а не при запуске | Исследуйте нагрузку и тепло перед изменением кривой | Фактический ток, температура шкафа, группировка и состояние подключения |
Начните с строки, описывающей цепь, затем проверьте как поведение при запуске, так и поведение при неисправности. Для общих розеток определите разрешенное оборудование и практику целевого рынка, а не рассматривайте B или C как универсальный стандарт.
B20, C20 и D20: одинаковый номинал, различная магнитная реакция
Номер указывает на номинальный ток, В, в амперах. Буква указывает на характеристику перегрузки. C20 — это устройство на 20 A с характеристикой C; это не устройство на 100 A просто потому, что его магнитный диапазон начинается примерно с пяти раз по 20 A.
| Кривая | Магнитный диапазон | Для In = 20 A | Полезная отправная точка | Основная проблема выбора |
|---|---|---|---|---|
| B | 3–5 × In | 60–100 A | Низкопусковые резистивные и конечные нагрузки | Нормальное включение может достигать магнитной рабочей области |
| C | 5–10 × In | 100–200 A | Умеренные пусковые нагрузки и смешанные цепи оборудования | Минимальный ток короткого замыкания все еще должен поддерживать необходимое отключение |
| D | 10–20 × In | 200–400 A | Высокопусковое оборудование, где цепь поддерживает нагрузку при неисправности | Слабые источники или длинные линии могут не обеспечивать достаточный ток для надежной магнитной работы |
Эти диапазоны описывают диапазон, а не одну точку срабатывания. B20 не следует считать работающим магнитно при точно 60 A или точно 100 A в любых условиях. Hager’s часто задаваемые вопросы по модульной защите цепей предоставляет знакомые диапазоны B, C и D для своих MCB.
Также проверьте фактическую семью продуктов. Например, Schneider Electric’s объяснение кривой Acti9 перечисляет более узкий диапазон 10–14 × In D. Это значение, специфичное для производителя, не должно быть бездумно заменено на общее значение 10–20 × In, или применено к другому бренду.
Если семья устройства еще не была определена, начните с Сравнение MCB, MCCB, RCCB и RCBO. Выбор кривой — это следующий шаг после определения необходимых функций защиты.
Пусковой ток должен рассматриваться вместе с временем
Высокий пиковый ток сам по себе не говорит о том, сработает ли автомат. Важны форма волны и время, в течение которого ток сохраняется. Краткий импульс зарядки конденсатора и мотор, ускоряющийся в течение нескольких секунд, могут иметь схожие значения пикового тока, но создавать разные требования к защитному устройству.
Конвенциональный термо-магнитный MCB сочетает в себе задержанную термическую реакцию на длительное перегрузку с быстрой электромагнитной реакцией на высокий ток. ABB’s белая книга о характеристиках защиты MCB объясняет эти механизмы и допустимые диапазоны, используемые в опубликованных кривых.
Изменение B на C или D в основном изменяет магнитную характеристику. Это не разрешает более высокую непрерывную нагрузку, не убирает защиту от термического перегрева и не делает кабель подходящим для большего тока.
Для оценки старта соберите больше, чем нормальный рабочий ток:
- Величина: используйте данные производителя оборудования о пусковом токе или подходящую измеренную форму волны.
- Продолжительность: различайте очень краткий входной импульс и период ускорения или длительный аномальный старт.
- Схема переключения: определите, какие нагрузки включаются вместе, а какие запускаются отдельно.
- Повторяемость: учитывайте частые запуски, горячие перезапуски и существующую нагрузку и тепловое состояние автоматического выключателя.
Проверьте, как источник определяет свое значение тока. Пик, измеренный в амперах, не является автоматически взаимозаменяемым с RMS током на кривой производителя. Очень короткие импульсы электронных нагрузок могут потребовать таблицы максимальных устройств на автомат или конкретные данные о совместимости пускового тока, а не простого сравнения с 3, 5 или 10 × In.
Это особенно важно для драйверов LED и источников питания с переключаемым режимом. Низкая рабочая мощность не гарантирует низкий совокупный пусковой ток. Несколько входов, заряжающихся в одно и то же время, могут сделать слабо загруженную цепь трудной для включения.
Сторона неисправности решения легко упустить
Кривая, которая успешно проходит через запуск, все равно должна быстро отключать реальные неисправности. Повышение магнитного порога создает второй вопрос: обеспечит ли цепь достаточный ток короткого замыкания в своей наименее благоприятной точке?
Рассмотрите разницу между этими двумя значениями:
- Максимальный предполагаемый ток короткого замыкания на автомате: используется для оценки необходимой способности размыкания.
- Минимальный соответствующий ток короткого замыкания в защищенной цепи: используется с характеристикой времени-тока для оценки производительности отключения.
Высокий уровень короткого замыкания на щите не доказывает высокий ток короткого замыкания на конце длинного кабеля. Исходящие проводники и обратный путь добавляют импеданс. Оценка минимального тока также требует учета соответствующих условий питания и пути короткого замыкания; короткое замыкание между фазой и нейтралью и короткое замыкание между фазой и землей нельзя просто рассматривать как идентичные.
В модели источника и цепи ток короткого замыкания следует соотношению Если = U / Z: ток уменьшается по мере увеличения соответствующего импеданса петли. Для реального проектирования выберите правильное напряжение, импеданс, предположения о источнике и коэффициенты коррекции, а не используйте это упрощенное соотношение в качестве сертификата установки.
Верхний край магнитной полосы полезен для консервативного первоначального экрана. Для устройств на 20 A в таблице эталонные значения составляют 100 A для B, 200 A для C и 400 A для D. Минимальный ток короткого замыкания ниже верхнего края не доказывает, что автомат не может сработать магнитно; это означает, что общая полоса сама по себе не устанавливает гарантированное магнитное срабатывание.
Если этот первоначальный экран не проходит, оцените полную границу максимального времени работы в соответствии с применимыми требованиями к отключению. Работа в другой части кривой может быть приемлема для конкретной нагрузки, или она может быть слишком медленной. Ответ приходит из проектирования цепи и правил установки, а не только из текста.
Генераторные и инверторные источники требуют особого внимания. Не предполагайте, что их способность к току короткого замыкания равна таковой у обычного источника электроэнергии. Если источник ограничивает ток, используйте его заявленное поведение при коротком замыкании и предполагаемую защитную схему.
Цепь оборудования на 20 A: почему C может быть лучшим кандидатом
Следующий пример является иллюстративным экранным упражнением, а не завершенным проектом установки или проектом клиента JUTRION.
Предположим, что цепь оборудования имеет нормальный рабочий ток 14 A. Его исправленная емкость кабеля и условия защитного устройства уже были проверены для 20 A MCB. Для предварительного сравнения зафиксированный старт эквивалентен примерно 120 A за 0,15 секунды, при этом его определение тока подходит для сравнения с выбранной характеристикой производителя. Рассчитанный минимальный соответствующий ток короткого замыкания составляет 260 A.
Преобразуйте эти два тока в кратные номинальному току:
Кратное значение пускового тока = 120 A / 20 A = 6 × In
Кратное значение минимального тока короткого замыкания = 260 A / 20 A = 13 × In
| Кандидат | Начните с 6 × In | Условие при 13 × In | Предварительное решение |
|---|---|---|---|
| B20 | Над верхним краем универсальной магнитной ленты | Над верхним краем магнитной ленты | Прерывание запуска вызывает беспокойство; не выбирайте без противоречивых данных о продукте |
| C20 | Внутри универсальной магнитной ленты | Над верхним краем магнитной ленты | Основной кандидат для детальной проверки кривой |
| D20 | Под нижним краем универсальной магнитной ленты | Внутри универсальной магнитной ленты | Улучшенный запас по запуску, но универсальные данные не подтверждают надежную работу при магнитных неисправностях |
C20 является наиболее полезным кандидатом для первичного исследования, а не автоматически одобренным выбором. Запуск находится внутри его магнитной ленты, поэтому необходимо проверить точное поведение в течение 0,15 секунды. Минимальный ток короткого замыкания выше верхнего края универсального C, что делает его экраном с неисправностью более благоприятным, чем D.
Теперь используйте фактическую кривую продукта. Найдите 6 × In на горизонтальной оси и 0,15 секунды на вертикальной оси. Сравните стартовую оболочку с областью без срабатывания и любыми рекомендациями по стартовой нагрузке от производителя. Затем оцените максимальное время работы при минимальном соответствующем токе короткого замыкания, термическом сопротивлении кабеля и требуемом времени отключения.
Закройте дело одним из трех результатов:
- C20 проходит обе проверки: сохраняйте C20, если данные производителя подтверждают возможность прохождения полного запуска и приемлемое отключение при неисправности. Подтвердите оставшееся напряжение, способность разрыва и требования к сборке, затем задокументируйте выбранную ссылку.
- C20 соответствует требованиям по неисправностям, но не может выдержать запуск: уменьшите одновременное включение, примените одобренное оборудованием ограничение пускового тока или разделите стартовые нагрузки. Переоцените измененную стартовую оболочку по сравнению с C20 перед повышением кривой.
- Оборудование все еще требует D20: проверьте максимальное время работы D20 при 260 A в соответствии с требованиями цепи. Если оно не проходит, пересмотрите кабель/источник или защитную схему; не освобождайте D20 только потому, что оно успешно запускает оборудование.
Практический результат — это путь проверки C20 в первую очередь, с определенной альтернативой, если запуск не удался. Пример не выдумывает кривую производителя и не утверждает, что какой-либо из кандидатов прошел реальное испытание.
Вы можете использовать JUTRION MCB для проверки пускового тока и кривой срабатывания для организации предварительного сравнения ленты. Рассматривайте его результат как вспомогательное средство; он не оценивает полную форму волны, установку или кривую производителя.
Используйте название нагрузки как отправную точку, а не вердикт
Обогреватели, розетки и освещение
Для строки обогревателей в таблице приложений подтвердите, что нагрузка действительно является низкопусковой. Сборка обогревателя также может содержать трансформатор, вентилятор или электронные управляющие устройства; оцените все оборудование, а не только обогревательный элемент.
Цепи розеток и освещения требуют более тщательного рассмотрения их фактических или разрешенных нагрузок. Цепь офисной розетки может обеспечивать питание принтеров, блоков питания или оборудования с значительным пусковым спросом. Цепь освещения может содержать низкопусковые лампы или большую одновременно включенную группу электронных драйверов. “Освещение” недостаточно информации для определения кривой.
Для электронного освещения практическим сокращением является таблица загрузки автоматов производителя драйверов, где это возможно. Она связывает количество драйверов с определенными номиналами и характеристиками. В противном случае оцените одновременное включение и рассмотрите возможность разделения или смещения нагрузки перед тем, как сделать автомат менее чувствительным.
Двигатели, трансформаторы и панели машин
Размер двигателя сам по себе не устанавливает характеристику. Двигатель, который быстро разгоняется при легкой нагрузке, и тот же двигатель, работающий с трудным механическим запуском, могут требовать различных оценок пускового тока. Включите метод запуска, время разгона и допустимую частоту перезапуска.
Обычный автоматический выключатель (MCB) не является заменой для каждой функции защиты двигателя. Пускатель двигателя может потребовать согласованное устройство защиты от короткого замыкания, контактор и реле перегрузки или автоматический выключатель защиты двигателя. Избегайте увеличения номинала MCB для учета пускового тока, оставляя двигатель без подходящей защиты от перегрузки.
Трансформатор может создать короткое, асимметричное событие включения, которое отличается от обычного увеличения нагрузки. Используйте специфические для трансформатора данные о пусковом токе и рекомендации по защите, а не выбирайте D исключительно на основе VA трансформатора.
В панели машины включите последовательность запуска. Если трансформатор, катушки контакторов, источники питания и приводы все включаются на одном главном контакторе, автомат видит комбинированное событие. Разделение этих событий может быть более эффективным, чем изменение характеристики всего питающего устройства.
Когда изменение характеристики не исправит срабатывание
Используйте время и обстоятельства срабатывания для направления расследования. Немедленное срабатывание при включении указывает на другую проблему, чем срабатывание после часа нормальной работы, хотя одно только время не является диагнозом.
Для задержанных срабатываний проверьте фактический ток нагрузки, температуру шкафа, группировку устройств и соединения. Тепловая область зависит от температуры, как объясняется в белой книге ABB. Теплая, плотно загруженная плата может потребовать снижения номинала или улучшенного теплового управления; переход от B к C не устраняет эту проблему.
Для срабатываний, связанных с поврежденным кабелем, влагой или повторяющейся неисправностью оборудования, исправьте неисправность, а не подавляйте защитную реакцию. Повторное сбрасывание автомата без выявления причины не является методом пусконаладки.
Если устройство является RCBO, различайте работу по перегрузке и работу по остаточному току, используя указания производителя и соответствующее тестирование. Его характеристика B или C и его классификация остаточного тока типа A, AC, F или B описывают различные функции. Руководство по выбору RCBO объясняет дополнительные решения по форме волны, чувствительности и проводнику.
Точно так же событие дугового замыкания не решается выбором характеристики D. Если защита от дугового замыкания является частью установки, проконсультируйтесь с Руководство по работе и выбору AFDD для отдельной функции защиты.
Осмотр и электрические испытания должны проводиться квалифицированным персоналом с использованием соответствующих процедур изоляции и тестирования. Не создавайте намеренно короткое замыкание, чтобы проверить, работает ли новая выбранная кривая.
Подтвердите устройство, а не только букву
Как только поведение при запуске и отключении соответствует, подтвердите оставшиеся характеристики устройства и интерфейсы:
- Номинальный ток и исправленная емкость кабеля: поддерживать защиту от перегрузки для фактической установки и нагрузки.
- Напряжение и совместимость с AC/DC: обсуждение характеристик AC не устанавливает способность к прерыванию DC.
- Кратковременная способность: оценить максимальный потенциальный ток короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя.
- Полюса и клеммы: соответствовать проводникам цепи, требованиям переключения и соединениям сборки.
- Стандарт продукта и рынок: подтвердить заявленные характеристики и одобрения, требуемые для назначения.
- Координация на верхнем уровне: установить предполагаемое сдерживание неисправностей для точной комбинации устройств.
Категория Справочник характеристик автоматических выключателей Руководства по электрическим установкам различает ток, напряжение, мгновенные настройки и характеристики прерывания. Это отдельные проверки; изменение кривой не может компенсировать недостаточную способность к прерыванию.
Также различать селективность и резервная защита. Селективность касается того, какое устройство отключается; резервная защита касается проверенной производительности прерывания защитной комбинации. Более высокий номинал ампер на верхнем уровне или другая кривая не доказывают ни того, ни другого. Используйте рекомендации производителя по координации и заявленные данные о комбинации.
Если панель использует вспомогательные контакты, шунтирующие отключения или другие приспособления, проверьте точный интерфейс семейства. Справочник аксессуаров автоматических выключателей является отдельным ресурсом для этой задачи соответствия; обозначение B, C или D не устанавливает совместимость аксессуаров.
IEC 60898-1 касается автоматических выключателей AC для защиты от перегрузки в домах и аналогичных условиях. Промышленные и североамериканские применения могут использовать различные заявленные продуктовые рамки. Знакомая буква кривой не является доказательством того, что устройство одобрено для североамериканской ответвленной цепи или какого-либо другого конкретного рынка.
Часто задаваемые вопросы
Является ли автоматический выключатель с кривой C лучше, чем с кривой B?
Только если его характеристика лучше подходит для цепи. C позволяет более широкий диапазон магнитного срабатывания, что может помочь при пусковых нагрузках, но B может быть лучшим выбором для низких пусковых токов и цепей, где доступность токов короткого замыкания ограничена.
Могу ли я заменить B16 на C16 без замены кабеля?
Номинальный ток остается 16 A, но производительность отключения при неисправности изменяется. Квалифицированная оценка должна подтвердить минимальный соответствующий ток короткого замыкания, требуемое время срабатывания, защиту кабеля, кратковременную способность и совместимость с панелью перед заменой.
Почему автоматический выключатель на 20 A может кратковременно пропускать более 20 A?
Номинальный ток не является порогом мгновенного срабатывания. Термомагнитное устройство следует характеристике времени-тока, позволяя некоторую кратковременную перегрузку, реагируя на длительную перегрузку и достаточно высокий ток короткого замыкания.
Означает ли кривая D 10–14 или 10–20 раз номинального тока?
10–20 × In является знакомой общей ссылкой D в стиле IEC. Некоторые семейства продуктов заявляют более узкие диапазоны, включая 10–14 × In. Используйте опубликованную характеристику конкретного устройства для выбора, а не переносите значение производителя на другой продукт.
Остановит ли автоматический выключатель с кривой D двигатель от срабатывания при запуске?
Это может помочь, когда проверенный нормальный пусковой ток управляет магнитным элементом. Это не решит проблему с длительным перегрузом, застрявшим двигателем, дефектной проводкой или срабатыванием устройства защитного отключения. Подтвердите причину и минимальную производительность отключения при неисправности перед переходом на D и сохраните подходящую защиту от перегрузки двигателя.
Перед выбором следующего автоматического выключателя
Храните три записи вместе: нормальный пусковой контур, минимальная оценка тока короткого замыкания и точная характеристика устройства. Если все три поддерживают выбор, кривая имеет инженерное обоснование. Если проверен только пуск, выбор незавершен.
Изучите ассортимент миниатюрных автоматических выключателей JUTRION как только эти условия цепи установлены, сопоставьте требуемый номинал, кривую и конфигурацию с доступной ссылкой на продукт.
Технические ссылки
